沖床旁置自動送料機

沖床旁置自動送料機,沖床,自動,送料機 Re$fingand nfenance改裝與維修 眾為興CNC在普通沖床改造數(shù)控沖床中的應(yīng)用 楊基鵬 (深圳市眾為興數(shù)控技術(shù)有限公司工程三部，廣東深圳518052) 摘要：介紹了用眾為興數(shù)控系統(tǒng)+伺服方案對普通沖床進行的數(shù)控化改造，并就眾為興CNCA220MC沖床 控制系統(tǒng)作了詳細說明。是一個性價比較好的普通沖床數(shù)控化改造方案。 關(guān)鍵詞：運動控制系統(tǒng)沖壓加工數(shù)控沖床伺服沖床改造 自動送料 The Application of ADTECH CNC on Changing Traditional Punch to CNC Punch YANG Jipeng (ADTECH(Shenzhen)CNC Technology Co，Ltd，Shenzhen 5 1 8052，CHN) Abstract：This paper mainly introduces the application of ADTECH CNC System&Servo in retrofit traditional punch to CNC punching machineThe CNC punching machine(CNC4220MC)is described in details The excellent numerical control improvement method is proposed Keywords：Motion Control System；Stamping；CNC Punching Machine；Servo；Punch Retrofit；Auto Feeding 1 中床在中國目前的產(chǎn)業(yè)狀況 霎 11 沖壓件的廣泛使用 制品等產(chǎn)品中采用大量的沖壓件。汽車的車身、底盤、 金屬板材的大部分是經(jīng)過沖壓加工制成成品。沖 油箱、散熱器片，鍋爐的汽包、容器的殼體、電機、電器 GMIGM4來自光電編碼盤的反饋輸入信號。PLC 的X0X35為操作和工藝控制的輸入信號端，輸出端 Y0Y5控制橫梁升降、刀架進給及銑、磨頭用變頻 器。 龍門刨床工作臺的工藝流程由PLC控制主變頻 器驅(qū)動交流電動機來實現(xiàn)。刨床工作臺自動、手動進 (退)、點動、換向、速度變換，垂直刀架和左右刀架的 自動進給及人工快速移動的控制，橫梁升降和夾緊控 制，以及互相的聯(lián)鎖和顯示等功能都由PLC軟件來實 現(xiàn) J。前進和后退速度及加、減速時間可以任意調(diào) 節(jié)。為方便操作，在控制柜面板上裝有床身運動速度 顯示及各種運行指示及報警信號，并且操作箱完全符 合原操作習(xí)慣。工作臺控制的主程序流程圖如圖8所 不。 4結(jié)語 與直流發(fā)電機組調(diào)速系統(tǒng)相比較，改造后的變頻 調(diào)速系統(tǒng)主傳動裝機容量比原來節(jié)省300 kW；傳動效 率提高一倍；調(diào)速范圍為1：35；靜差度3；吃刀時 進線電流為122 A，是原來的15；可靠性、經(jīng)濟性都 IU 1籌 ； zu 平帚I刪 有很大提高。 在整個機床的改造過程中涉及到了許多測試、調(diào) 試的問題，在硬件設(shè)備安裝好后又進行了許多調(diào)試工 作。PLC程序的編制綜合考慮了工藝與加工要求的問 題，變頻器參數(shù)設(shè)置也需考慮具體的加工要求。經(jīng)過 如此改造，能大大簡化拖動系統(tǒng)，減小維護工作量，提 高運行可靠性。 參考文獻 1蘭蓉，李斌貴變流變頻調(diào)速技術(shù)在龍門刨床電氣改造中的應(yīng)用 J機械研究與應(yīng)用，2007，20(1)：5658 2劉小春龍門刨床主拖動系統(tǒng)變頻調(diào)速改造J電氣開關(guān)，2004 (6)：2527 3劉東龍門刨床變頻調(diào)速系統(tǒng)的研制J洛陽工學(xué)院學(xué)報，2000，21 (3)：1719 4廖常初可編程序控制器應(yīng)用技術(shù)M重慶：重慶大學(xué)出版社， 2007 第一作者：金燕，女，1981年生，講師，碩士研究 生，教師，主要研究方向為機電液控制技術(shù)及其應(yīng)用。 (編輯孫德茂) (收稿日期：20100312) 文章編號：101133 如果您惹發(fā)表對本文的看法。請將文章編號填入讀者意見調(diào)查表中的相應(yīng)位置。 改裝與維修R ngand nfenance 的鐵芯硅鋼片等都是沖壓加工而成的。 12沖床jn-r的發(fā)展 沖床加工是指為薄片加工，沖壓，模壓，壓紋等強 迫金屬進入模具的活動部分。 沖床按加工自動化程度可分為普通沖床和數(shù)控沖 床。沖床具有一次成型、維護簡單、操作方便等特點， 作為一種歷史悠久的加工設(shè)備，在經(jīng)歷了20多年的制 造業(yè)高速發(fā)展的今天，我們依然能夠經(jīng)?？匆娺@種設(shè) 備的原型還在廣泛應(yīng)用，可見這種設(shè)備由高到低都有 著廣泛的需求。沖床常見的沖壓裝置有液壓，轉(zhuǎn)塔；制 動有氣壓剎車，電剎車片，離合擋塊；沖頭模分上下組 合模具，有單工位，多工位之分；一些高端沖床模具還 可控制旋轉(zhuǎn)方向等。 普通沖床沖壓生產(chǎn)既滿足不了其高速生產(chǎn)要求， 對設(shè)備和人員的數(shù)量需求大，對于小批量生產(chǎn)來說成 本太高，又大量發(fā)生人身、設(shè)備和質(zhì)量事故。隨著科學(xué) 技術(shù)的發(fā)展，各種數(shù)控設(shè)備大量涌現(xiàn)。數(shù)控設(shè)備的出 現(xiàn)，不僅提高了生產(chǎn)效率，降低了勞動強度，而且提高 了加工精度，也就提高了產(chǎn)品的質(zhì)量，無疑是給企業(yè)增 加了強大的生命力。 13普通沖床改造為數(shù)控沖床的強大需求 數(shù)控設(shè)備的普及應(yīng)用常受到一定條件的限制，如 數(shù)控設(shè)備價格昂貴，特別是小企業(yè)想徹底更新?lián)Q代，資 金上受到限制；再者企業(yè)現(xiàn)有的舊設(shè)備一下子棄之不 用，也是對資源的一種浪費。 如果把現(xiàn)有的機加工設(shè)備通過一些數(shù)控技術(shù)改 造，提高其自動化能力，則既給企業(yè)節(jié)約了資金，又能 充分利用現(xiàn)有資源，做到兩全其美。數(shù)控技術(shù)應(yīng)用在 沖床設(shè)備領(lǐng)域，使普通沖床得以升級，通過數(shù)控技術(shù)的 自動控制完成沖壓的功能。 14常見的沖床數(shù)控控制技術(shù)比較 目前比較常見的沖床運動控制系統(tǒng)主要有兩種架 構(gòu)，一種是電腦+運動控制卡，這種方案可以讓沖床編 程便捷，在電腦里面完成編程運動一體化的操作，但是 由于龐大的主機，顯示器和鍵盤，需要有一個專門的電 柜來安裝；另外PC主板的抗干擾性能差，windows系 統(tǒng)的脆弱性，也讓系統(tǒng)的整體穩(wěn)定性大打折扣。第二 種就是國外主推的嵌入式運動控制器，由于一體化的 控制器設(shè)備在結(jié)構(gòu)和設(shè)計上對干擾的過濾能有效保 證，所以幾乎是清一色進口設(shè)備的不二選擇，但由于嵌 入式上性能的不足，所以在復(fù)雜的沖床編程操作上顯 得不那么便捷。但這個缺點在數(shù)控飛躍發(fā)展的今天已 經(jīng)不復(fù)存在了，特別是國產(chǎn)一些民族品牌廠家，在有效 分析了國人操作風(fēng)格的基礎(chǔ)上，提供了一些很不錯的 116 解決方案。今天帶給大家的是深圳眾為興開發(fā)的 CNC4220MC運動控制系統(tǒng)，就是一套典型方案。 2沖床改造數(shù)控系統(tǒng)方案 21改造方案概述 本數(shù)控沖床改造是集中了眾為興CNC4220MC運 動控制系統(tǒng)以及JaBao伺服產(chǎn)品于一體的綜合應(yīng)用系 統(tǒng)，使整個機床能實現(xiàn)整張鈑料上機，自動排料，自動 進給，自動沖壓等功能，能最大限度地利用原材料，提 高生產(chǎn)效率，并能加工各種復(fù)雜圖形孑L，同時還具有人 工離機操作，確保安全，改善勞動條件等優(yōu)點，廣泛適 用于機械、電器、儀表、制罐、篩網(wǎng)、瓶蓋、電控柜、五金 等行業(yè)的沖壓加工。 改造數(shù)控沖床通常由機床本體(沖壓部)、上料裝 置(物料夾鉗)、送料裝置(XY軸送料機構(gòu))、自動化數(shù) 控硬件和運動控制軟件五大部分組成。 22改造系統(tǒng)配置(如需配圖還可配硬件系統(tǒng)結(jié)構(gòu) 圖) CNC4220MC數(shù)控系統(tǒng)一套：整個沖床送料系統(tǒng)控 制中心，完成對送料伺服軸的聯(lián)動定位動作控制；回 零，手動及自動等操作；畫面顯示及參數(shù)設(shè)定；沖孔，上 定位等輸入輸出信號的邏輯控制。CNC4220MC是開 環(huán)運動控制系統(tǒng)，和伺服采用位置控制模式，也就是脈 沖控制。能夠和國內(nèi)外的眾多伺服產(chǎn)品進行配套。 控制電柜一個：用來安裝常規(guī)電路、伺服驅(qū)動器和 控制系統(tǒng)。 伺服驅(qū)動+電動機2套：兩軸帶動鈑材快速準確 聯(lián)動定位，對伺服電動機的快速響應(yīng)性及整定時間有 較高要求。國產(chǎn)伺服可采用我公司JaBao系列伺服 1 200 W產(chǎn)品，性能完全滿足客戶要求；進口可以選用 750 W產(chǎn)品。 減速箱2套：減速機的選配能夠延長電動機的使 用壽命，可根據(jù)需要選配。伺服電動機部分建議增加 減速箱。減速箱可能會讓沖床速度有所下降，但是以 筆者改造幾十套系統(tǒng)積累的經(jīng)驗顯示，減速箱能夠延 長伺服使用壽命，主要是能夠?qū)_床沖壓瞬間的電動 機竄動吸收掉。 23眾為興沖床數(shù)控系統(tǒng)性能與功能實現(xiàn) CNC4220MC沖床系統(tǒng)是在銑床系統(tǒng)基礎(chǔ)上延伸 出來的，完全依據(jù)目前國內(nèi)沖床市場控制來定位，是眾 為興十年數(shù)控品牌打造出的一款嵌入式控制系統(tǒng)。產(chǎn) 品外形緊湊小巧，功能完備，和傳統(tǒng)的沖床送料系統(tǒng)比 較，省卻了龐大的電腦主機，可以嵌入到主電柜面板 上，非常美觀。抗干擾方面由于是嵌入式工業(yè)主板，所 謦 簍耋 以在業(yè)界一直有著不俗的口碑。 CNC4220MC為沖床定制了若干的特性，讓沖壓變 得更加簡單高效。主要有： (1)高效沖孑L 系統(tǒng)能夠智能地判斷孔距和進給 速度，利用對飛輪的“十二刻鐘”定點監(jiān)測，來自動控 制離合開關(guān)，實現(xiàn)連續(xù)沖壓，充分發(fā)揮沖床的沖孔效 率。 (2)G代碼編程編程方式是CNC4220MC和其 他沖床系統(tǒng)比較最為優(yōu)勢的地方。CNC4220MC沖床 系統(tǒng)是遵循國際標準的G代碼加工控制器，并擴展了 十多條沖壓專用G代碼用來輔助編寫沖孔軌跡，大大 提高編程效率。CNC4220MC還支持B類宏功能，利 用宏的邏輯設(shè)計功能，可以自由編寫規(guī)律軌跡。 (3)CAD圖紙加工這是CNC4220MC的又一力 創(chuàng)功能。CAD作為國內(nèi)非常普及的設(shè)計輔助軟件，相 信大家都非常熟悉。CNC4220MC能夠識別CAD創(chuàng)建 的DXF文檔，讀入原始軌跡，并通過一個內(nèi)置的腳本 語言轉(zhuǎn)換為G代碼進行加工，讓編程更加可視化。 (4)圖例加工 作為一款經(jīng)濟低端的單色屏產(chǎn) 品，依然提供了直觀的圖例界面供一些喜歡圖形化操 作的用戶使用；這是一種傻瓜化操作界面，用戶在圖形 提示下，輸入?yún)?shù)，就可以完成和圖例一樣的沖孔效 果。CNC4220MC內(nèi)置了幾十種圖例程序，但出于經(jīng)濟 型的考慮，出廠只配備十幾種，用戶可以進行選配，也 可以根據(jù)不同的產(chǎn)業(yè)需求進行定制。 (5)MaterCAM，UG等CAM的支持CAM有專門 的沖床版，不過一般價格都不菲。CNC4220MC提供了 “G代碼宏替換”功能，可以將生成的G代碼指令換為 沖孔指令，實現(xiàn)無縫結(jié)合。 (6)安全性檢查CNC4220MC繼承了銑床操作 圖形加工錄人槿式程序號001 D舶“ 圖形加工錄人模式程序號00001聃削 固壤一 圖1 圖2 圖形加工自動模式程序號0oi D_洲 圖形加工錄入模式程序號。l D融u 潘固鷹 oLo-o_0 一 ： l l 絕對位置 狀態(tài)：運行 棋盤式加工 絕對位置 狀態(tài)停止 直線式加工 x+。0 409行：l列：1 L余投：99 X95明7總間距：0 e 孔余數(shù)：0 Y+00l00加工時間：舯：00：oz Y堋3。00起點絕對坐標x(帥) 亙 日_ l堡 圣壁壅量圍塹I I堡 塾 ! 圣堡 墮墮堡f 圖3 圖4 ZU ：q- = 聲 Iu 用【l刪 R ngand nfenance改裝與維修 系統(tǒng)的安全性能檢查，并增加了沖床特殊的安全檢測， 有夾料報警，安全門報警，氣壓報警，定時油泵輸出、潤 滑油路報警等等。 24數(shù)控系統(tǒng)主要加工畫面(圖1一圖4) 25數(shù)控沖床送料系統(tǒng)部分GM指令(表1) 表I G代碼 M代碼 Goo 快速定位 M3O 程序停止 G800 點位沖孑L M98 呼叫子程序 主程序循環(huán)(跳出子程 G801 直線沖孔 M99 序) 順圓弧等分(等距) 檢測系統(tǒng)指定輸入端口 G802 M88 沖孔 電平 逆圓弧等分(等距) G8O3 M89 輸出系統(tǒng)指定端口電平 沖孔 G808 y 棋盤孔 G8O9 y棋盤孔 26 沖床改造全自動送料系統(tǒng)的方案組合 由于本沖床送料系統(tǒng)方案采用了眾為興 CNC4220MC，組成開環(huán)的運動控制系統(tǒng)，和伺服采用 位置控制模式，也就是脈沖控制。 安裝方面由兩個電動機組成XY平面，實現(xiàn)送料 控制；轉(zhuǎn)塔沖飛輪的“十二刻鐘”是對飛輪的圓周運動 的一個形象的稱謂。根據(jù)這個描述，在模具抬起的安 全高度對應(yīng)的刻度安裝一個監(jiān)測開關(guān)，做安全高度監(jiān) 測，另外在離合松開時需要對轉(zhuǎn)盤有個監(jiān)測點來感應(yīng) 是否脫扣，這有助于一些響應(yīng)比較慢的離合器例如氣 動離合，能夠有效判斷是否離合操作到位?；景惭b 這些就可以讓沖床正常工作了。剩余的安全監(jiān)測等 等，根據(jù)需要再一個一個加入系統(tǒng)，系統(tǒng)已經(jīng)預(yù)留了很 多安全報警在里面，可以根據(jù)需要啟用。 3 沖床系統(tǒng)編程操作實例 下面利用幾個實例來演示一下CNC4220MC系統(tǒng) 的強大功能： 用戶提供的CAD圖稿截圖如圖5。該形狀是一 個SIN曲線的沖孑L圖樣，要求按照軌跡均勻分布即可。 這種屬于非常見圖案，但符合某種數(shù)學(xué)表達式關(guān)系，所 以利用B類宏可以輕松實現(xiàn)。 方式1：標準G代碼+B類宏功能 00001 #500=0初始角度為0度 #501=360結(jié)束角度為360度 #502=IO0SIN曲線的幅度 改裝與維修R硎ng and Ma Jnfenance #1=#5o0 #2=#50l 粥=#5O2 WHI1 El#l LE#2 J DO #101=桕 SIN#1； G90G800X#1 Y#1 0 #1=#1+1O ENDl M30 點評：B類宏支持多種數(shù)學(xué)表達式，可以直接加減 乘除，還提供很多數(shù)學(xué)函數(shù)供用戶使用。例如圖5的 SIN函數(shù)，這種語言是國際通用的擴展G代碼，可以在 各大車銑床系統(tǒng)內(nèi)見到一些實例，用在沖床上可以極 大程度靈活用戶編程。CNC4220MC在此基礎(chǔ)上還增 加一個特色的人性化功能，就是給一些廠家提供參數(shù) 自定義名稱字段功能，可以自己定義#500參數(shù)顯示為 “初始角度”，#501顯示為“結(jié)束角度”，這樣在終端用 戶操作就直接對對應(yīng)的參數(shù)進行設(shè)置即可，不用關(guān)心 內(nèi)部G代碼的實現(xiàn)了。 圖5 方式2：DXF直接加工 將用戶提供的圖稿用AutoCAD打開，然后指定當(dāng) 前層為ADTLAYER1，存儲為DXF格式文件。將該文 件拷貝到控制系統(tǒng)內(nèi)，直接在文件操作畫面下加載，系 統(tǒng)會提示加載成功，然后進行對刀，啟動即刻馬上加 工。 點評：一切就是這么簡單。CAD是CNC4220MC 力創(chuàng)的一項主打功能，在簡單的操作后面，由讓各種加 工需要兼顧得到，這一切得益于我們的一個CAD腳本 配置文件。如果您對這種理念還比較陌生，不要緊，利 用我們默認的腳本，您只要按照我們的幾點要求對您 的CAD進行修改，例如上面的修改當(dāng)前層名稱，您就 可以直接使用了。 圖6 4改造后的經(jīng)濟效益 數(shù)控沖床的改造意義相信很多人都明白，普通沖 床最大的一個特點就是耗人力，一人一天十二小時操 作加工出的產(chǎn)品，CNC4220MC一個小時就能夠完成， 而且一個人可以同時維護l0臺機器。這個在制作產(chǎn) 業(yè)13益升級的今天，意義是非常大的。在用工條件日 益沖突的今天，主要還能夠避免招工荒的尷尬境地，同 時也可縮減不少管理成本，極大地提高了制造效率和 降低成本。對于安裝人員的要求，只要求有電工基礎(chǔ)， 編程和操作一天內(nèi)就可上手。本沖床改造方案相比客 戶以前方案，不但在沖孔精度及效率方面有較大提升， 且圓周孔、棋盤孔、角度孑L、圓弧孔等多種規(guī)律孔對話 框式填寫參數(shù)自動生成程序的方式及多種專用沖孔編 程代碼的開發(fā)，使整個系統(tǒng)的操作及編程更加簡單方 便。自推出后受到不少廠家的咨詢和使用。加工產(chǎn)品 種類繁多，如圖6所示是其中的一些改造圖例和加工 產(chǎn)品。 (編輯孫德茂) (收稿Et期：20100304) 文章編號：101134 如果您想發(fā)表對本文的看法。請將文童編號填入讀者意見調(diào)查表中的相應(yīng)位置。 征訂啟事 包裝與食品機械 由中國機械工程學(xué)會主辦，是中國機械工程學(xué)會包裝與食品工程分會會刊。主要報道國內(nèi)外包裝機械 與食品機械的設(shè)計與制造、包裝工藝、包裝工藝設(shè)備、包裝材料及食品加工技術(shù)、食品生物技術(shù)、微生物發(fā)酵工程、食品品質(zhì)無損檢 測、食品機械以及食品包裝、食品貯藏等方面的最新研究成果以及應(yīng)用技術(shù)。本刊主要欄目有：試驗研究、設(shè)計計算、專家論壇、產(chǎn) 品開發(fā)、技術(shù)綜述、工藝設(shè)備、應(yīng)用技術(shù)、國外技術(shù)、標準規(guī)范、專利技術(shù)、技術(shù)信息等。 雙月刊，大16開，定價1000元，全年6000元。郵發(fā)代號26111；國外發(fā)行代號BM4791，或直接由本刊郵購(另加郵費2元 本)。地址：合肥高新區(qū)天湖路29號，郵編：230088，電話：(0551)5335565，5311880，傳真：5335818，http：wwwpfml14COnl，E mail：bjzzsmailhfahcn。 莖 t ； uIu平弗ll卅I