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數(shù)控鋸床如何實現(xiàn)超高速？
閱讀：534 發(fā)布時間：2012-3-15
冶金行業(yè)的鋼管切割通常采用飛鋸來完成：一般鋼管的運行速度為60m/min，為了滿足日益快速發(fā)展的需求，超高速飛鋸應運而生。本文闡述的是超高速飛鋸用數(shù)控系統(tǒng)來完成動態(tài)跟蹤以及在符合生產(chǎn)需求的參數(shù)下如何選定伺服單元及電動機。筆者希望通過下面的例子能對涉及這一領域的同行有所借鑒。 首先我們應了解生產(chǎn)需求的參數(shù)，如已知鋼管的運行速度為180m/min，而飛鋸的切割時間我們定為2s一個往返。見圖1。
上圖0.2s為加速時間，加速到速度v為3m/s后開始勻速運動，經(jīng)過0.6s的勻速運動后開始減速。依據(jù)上圖我們可得出加速度： a=v/t=3/0.2=15m/s2 所以控制系統(tǒng)及伺服電動機應滿足以上加速度需求。另外在速度為3m/s時，用滾珠絲杠是達不到要求的，所以我們選用德國的WH80直線運動單元來完成。下面為伺服電動機轉(zhuǎn)矩的選法： 總轉(zhuǎn)矩為 Ma=Mload+Mtrans+Mrol+Mlide
式中：Mload——負載轉(zhuǎn)矩 Mtrans——直線運動加轉(zhuǎn)矩 Mrol——轉(zhuǎn)動加速度轉(zhuǎn)矩 Mlide——空載轉(zhuǎn)矩
而 Mload=（100×9.8×0.1×63.66）/2000=3.1N·m Mtrans=（100×15×63.66）/2000=48N·m Mrol=0.23N·m Mlide=3.6N·m
所以 Ma=56.4N·m
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式中：Mload——負載轉(zhuǎn)矩
而 Mload=（100×9.8×0.1×63.66）/2000=3.1N·m
所以 Ma=56.4N·m
考慮到連續(xù)運轉(zhuǎn)，zui后的轉(zhuǎn)矩M=56.4/（70%）=80.6N·m。而直線運動單元是由伺服電動機經(jīng)過齒輪驅(qū)動的。經(jīng)查直線運動單元的移動距離為 200mm/r, 如若想達到3m/s，伺服電動機的轉(zhuǎn)速應達到900m/min ，那么通過1:3的減速，則電動機zui后的轉(zhuǎn)矩為26.9N·m，而電動機所需的速度為2700r/min。通過以上計算，我們就能選定比較經(jīng)濟、并能滿足要求的電動機轉(zhuǎn)矩、功率等。
而實際中，控制系統(tǒng)我們選定NUM1020T，圖2為該機床連接示意圖。此外，只要設置好包括同步功能在內(nèi)的相關參數(shù)，并編制好PLC及工件加工程序，即能方便地實現(xiàn)上述功能。