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花小钱办大事 英威腾在钻攻中心上整套解决方案
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一、时代背景

随着机床自动化技术的不断发展与应用,我国数控自动化设备从单元设备应用发展到现在成套系统集成,取得了可喜的成绩。

但目前市场上高端数控机床从系统到单元都一直被欧美日韩垄断,而我国则不断迎合市场推出既便宜又能满足客户需要的机械设备,比如近年比较火的雕铣机就是不断迎合市场推出的既能雕刻又能铣削的轻型机床,一种机床两种应用就是其典型代表,充分体现出 “花小钱办大事”办事风格。

二、全新钻攻中心机床应运而生

在济南某数控公司,为更一步降低制造成本,提出更新、更先进的想法,即使用PLC替代数控系统,并搭配进给伺服+异步主轴伺服(变频)的数控钻攻中心机床。

钻攻中心是一种切削金属的机床,通常也称为钻铣攻牙中心、钻孔攻牙中心、钻铣中心等,是目前市场上集切削、钻孔、攻牙为一体工作效率最快且高精度的机床。其占地面积及加工行程较传统的立式加工中心而言要小,主要用于加工轻小型金属,不适合重切削配置,通常采用夹臂式刀库或伺服式刀库。

三、英威腾方案介绍

根据客户的需求,英威腾为客户提出钻工加工中心的整套系统的解决方案,具体而言:

1、通过和自开发的上位机(CAD直接导入),将需要加工的孔或需要攻牙的置,自动生成位置坐标,并将位置坐标填转换为脉冲直接写到PLC需要走到的D寄存器。

2、通过PLC发送脉冲指令到伺服驱动器内,X/Z/Y伺服电机进行位置到达。

3、判断主轴刀具是否符合要求(带自动斗笠刀库),根据工艺进行中心孔定位、钻头钻孔。

4、通过PLC给出攻牙指令(触发DSV200内部攻牙功能),根据PLC发出的模拟量和Z轴脉冲进行位置和速度配合做出同步运动,进行攻牙动作(必须使用弹性夹头来来克服位置误差),然后重复其他位置。直到攻牙工艺完成,期间可以借用PLC进行辅助设备,如控制切削油、吹气、自动换挡、自动换刀等功能

2、方案系统图

3、方案配置表

序号

名称

型号

品牌

数量

1

上位机

客户自行开发

1

2

PLC

IVC3系列

英威腾

1

3

伺服驱动器

DA200高性能伺服驱动器

英威腾

3

4

 

伺服电机

伺服电机

英威腾

2

伺服电机

抱闸伺服电机

英威腾

1

5

动力线

成品线缆

英威腾

1

6

编码器线

成品线缆

英威腾

4

7

主轴驱动器

DSV200主轴驱动器

英威腾

2

8

主轴电机

主轴电机

英威腾

1

四、英威腾方案优势

1、在进给轴方面:

   DA200搭配23bit高分辨编码器,具有高速、高精功能,能快速准确的将X/Y/Z轴输送到需要到达的位置。

2、在异步主轴方面:

(1)速度平顺:DSV200搭配电机内部AB相编码器和外置减速比之后的Z相位置,从而达到主轴转速平稳(电机端编码器AB速度闭环反馈)。

(2)定位位置精确:使用外置编码器Z相位置信号进行外部机械全闭环位置控制,搭配DSV200高速位置功能,内部的定位功能够满足客户自动刀库换刀动作,先进的控制理念采集客户外置的机械运动编码器Z信号,作为定位的基准,最终保持定位的精确度。

(3)拥有人无我有的先进攻牙功能:DSV200软件内部支持模拟量、高速脉冲两种攻牙方式,客户使用PLC的AD模块+Z轴脉冲同步跟随控制(主轴旋转一圈 Z轴同时下降1mm)搭配弹性钻攻夹头,进行同步,实现攻牙功能。

五、客户收益

1、大幅降低操作门槛:

采用PLC控制系统:通过上位机CAD图纸直接生产位置坐标,通过PLC转成高速脉冲指令控制伺服进行位置控制,DA模拟量-10V至10V和开关量,控制主轴正反转、定位、攻牙等,交互系统友好。

2、大幅降低生产成本:

专业的数控系统价格最低约10000元左右,而PLC成本约为数控的3分之一,搭配专用弹性夹头也可以实现数控系统比较高级攻牙该功能,从而使产品竞争优势提升。

3、生产交期稳定,无缺货问题:

由于近期市场变化,数控系统采购周期变长,甚至缺货等,给客户正常生产带来不确定因素,而通用PLC采购周期和市场上不存在此问题。

五、现场应用视频/图片

现场图片

现场视频

六、结束语

目前,国内数控机床行业发展并不平衡,高端系统一直由国外把持,而中低端则挤压严重。在这样的背景下,突破传统行业思想极限,采取全新的思维路线,成为当务之急。

英威腾在钻攻中心上整套解决方,将专业数控机床与普通PLC控制相结合,既可以达到数控机床的功能又能够从降低行业成本,是一次机床产品多样化的又一次创新,是“花小钱办大事”的典型尝试。

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