1
、項目概述                

此項目為兩軸過孔加工機床
，此類加工設備的現狀為：

Ø        采用傳統的液壓設備加工精度低
、效率不高
；

Ø        設備環境適應能力不強；

Ø        設備維護工作頻繁並且相對繁瑣。

為了解決上述問題
，此項目采用了廣州博瑋伺服科技BWS-BBG/BBH係列伺服控製係統。BWS-BBG/BBH係列

伺服控製係統具有如下特點：

Ø        可實現電機平穩運行於0.01Hz～250Hz工作範圍
；

Ø        電機運行速率低於50Hz時可實現3倍電機額定轉矩輸出，包括電機0Hz

鎖定時的3倍電機額定轉矩輸出，有效地解決了工件加工過程中偶爾出現的堵轉現象，保證了器件加工的高效率輸出
；

Ø        內置PLC功能（16入/13出），通過QMCL軟件編程的方式對所有I/O進

行自定義設計。使用I/O方式接收相應動作信號及告知上位PLC滑台是否已完成工件加工過程，工件加工過程中兩台伺服控製器相互之間也由I/O方式實現互鎖功能；

Ø        使用QMCL語言編譯的程序，可以靈活的設定電氣零點
，通過程序定義

好(hao)的(de)參(can)數(shu)設(she)置(zhi)偏(pian)置(zhi)值(zhi)來(lai)保(bao)證(zheng)機(ji)械(xie)原(yuan)位(wei)與(yu)電(dian)氣(qi)零(ling)點(dian)的(de)可(ke)靠(kao)結(jie)合(he)。而(er)且(qie)由(you)軟(ruan)件(jian)根(gen)據(ju)機(ji)械(xie)實(shi)際(ji)情(qing)況(kuang)設(she)計(ji)的(de)間(jian)隙(xi)補(bu)償(chang)量(liang)與(yu)機(ji)械(xie)結(jie)合(he)更(geng)加(jia)緊(jin)密(mi)，由(you)於(yu)各(ge)類(lei)補(bu)償(chang)是(shi)做(zuo)為(wei)參(can)數(shu)設(she)定(ding)的(de)
，因(yin)此(ci)可(ke)根(gen)據(ju)實(shi)際(ji)情(qing)況(kuang)及(ji)長(chang)時(shi)間(jian)使(shi)用(yong)造(zao)成(cheng)的(de)間(jian)隙(xi)改(gai)變(bian)作(zuo)出(chu)相(xiang)應(ying)調(tiao)整(zheng)。極(ji)大(da)方(fang)便(bian)了(le)係(xi)統(tong)調(tiao)試(shi)和(he)維(wei)和(he)。

Ø        係統參數任意設定電機運行時的S曲線和轉矩限幅值。

2
、項目實施情況介紹

  首先將工件通過夾具固定在位於鑽床中央的工作台上。按下“運行”按(an)鈕(niu)後(hou)，艙(cang)門(men)關(guan)閉(bi)
，位(wei)於(yu)工(gong)作(zuo)台(tai)兩(liang)端(duan)的(de)驅(qu)動(dong)電(dian)機(ji)通(tong)過(guo)滾(gun)珠(zhu)絲(si)杠(gang)將(jiang)帶(dai)有(you)鑽(zuan)頭(tou)的(de)加(jia)工(gong)台(tai)高(gao)速(su)推(tui)進(jin)至(zhi)工(gong)件(jian)接(jie)近(jin)位(wei)，到(dao)達(da)接(jie)近(jin)位(wei)後(hou)由(you)控(kong)製(zhi)器(qi)給(gei)出(chu)電(dian)氣(qi)信(xin)號(hao)使(shi)鑽(zuan)頭(tou)工(gong)作(zuo)，然(ran)後(hou)按(an)固(gu)有(you)深(shen)孔(kong)加(jia)工(gong)循(xun)環(huan)進(jin)行(xing)加(jia)工(gong)。為(wei)防(fang)止(zhi)相(xiang)對(dui)的(de)兩(liang)鑽(zuan)頭(tou)打(da)刀(dao)，由(you)控(kong)製(zhi)器(qi)通(tong)過(guo)軟(ruan)件(jian)編(bian)程(cheng)實(shi)現(xian)兩(liang)驅(qu)動(dong)電(dian)機(ji)互(hu)鎖(suo)功(gong)能(neng)。即(ji)先(xian)加(jia)工(gong)至(zhi)接(jie)近(jin)中(zhong)線(xian)某(mou)位(wei)置(zhi)的(de)驅(qu)動(dong)電(dian)機(ji)會(hui)發(fa)出(chu)信(xin)號(hao)鎖(suo)住(zhu)另(ling)外(wai)一(yi)邊(bian)的(de)驅(qu)動(dong)電(dian)機(ji)
，使(shi)其(qi)進(jin)入(ru)“暫停”zhuangtai，daidianjituihuizhianquanweizhihoujiechuyuandianqixinhaoshilingwaiyibiandequdongdianjijixuwanchengqizishendejiagongdongzuo。gongjianjiagongwanchenghou
，kongzhiqigeichuxiangyingdianqixinhaodakaicangmenbingqiedengdaixiacixunhuandongzuode“運行”開始。

兩軸過孔專用加工鑽床的整體係統示意圖見圖1。 

每台進給軸驅動電機由BWS-BBG/BBH伺服控製器進行位置控製，BWS-BBG/BBH伺服控製器通過相應編碼器（PG）反饋信號構成位置閉環係統。所有的限位開關
、零位開關等電氣信號直接聯入相應的控製器做為控製信號。2台伺服控製器利用內部集成的PLC功能，通過I/O信號與控製麵板相連（根據不同用戶的要求，也可使用RS422/485通訊的方式進行相應的連線）。由(you)於(yu)本(ben)套(tao)設(she)備(bei)相(xiang)關(guan)參(can)數(shu)不(bu)希(xi)望(wang)能(neng)夠(gou)由(you)設(she)備(bei)操(cao)作(zuo)者(zhe)設(she)定(ding)

，因(yin)此(ci)控(kong)製(zhi)麵(mian)板(ban)上(shang)並(bing)沒(mei)有(you)參(can)數(shu)設(she)定(ding)功(gong)能(neng)，取(qu)而(er)代(dai)之(zhi)的(de)采(cai)用(yong)了(le)可(ke)即(ji)時(shi)插(cha)拔(ba)式(shi)手(shou)操(cao)作(zuo)器(qi)的(de)方(fang)式(shi)對(dui)相(xiang)關(guan)參(can)數(shu)進(jin)行(xing)修(xiu)改(gai)（由相關技術人員進行修改）。

圖2所示為單台驅動電機驅動相應鑽頭的工件加工過程，可視作“快速接近工件――慢速加工工件――快速回退”的循環加工動作往複過程。

軟件設定的“互鎖”信號分為“鎖定對方”（輸出）信號和“響應鎖定”（輸入）信號，當BWS-BBG/BBH控製器控製驅動電機將鑽台推進至接近中心線的某位置時（軟件設定），控製器會向另外一台控製器給出“鎖定對方”信號。對方控製器接受到“響應鎖定”信號後，如正工作在安全區內
，則正常運行；如正在向前推進並有可能發生打刀情況，則執行“暫停”動作使鑽台停留在安全範圍內直至“響應鎖定”信號消失。發出“鎖定對方”信號的控製器在所控製的鑽台回退至安全範圍後
，將“鎖定對方”信號取消以便另外一側鑽台的正常運行。兩台控製器本著“先入為主”的原則進行互鎖動作以保證加工時的高效率輸出。

3
、項目效果

Ø        BWS-BBG/BBH伺服控製器調速比為1：5000，遠高於設計所要求的1：3000。經

過實用考核驗證，滑台在該調速比下能夠可靠運行，並滿足兩軸過孔專用加工鑽床的進給要求。

Ø        由於BWS-BBG/BBH伺服控製器采用的是輸出轉速與轉矩的“解耦控製”
，在電機

基頻（50Hz）以下能夠保證3beidianjiedingzhuanjudepingwenshuchu。manzuhuataijigouduiyudianjidedisudazhuanjupingwenshuchuyaoqiu
，yijizaifuzaifashengbodongshiyirannenggoubaozhengjingeisulvdewendingyuzhengchang。

Ø        BWS-BBG/BBH伺服控製器位置控製範圍為4字節編碼器脈衝數。本套係統采用標

配的2500線編碼器，其位置控製範圍遠遠超過滑台的實際工作範圍2m。經過實測重複定位精度誤差為±0.002mm。滿足設備設計要求的定位誤差小於±0.005mm。

Ø        使用QMCL語言可實現對電機的靈活動作控製
，配合實際工作情況我

們對滑台動作進行了相應的優化設計，在原有設計方案提高效率的基礎上又將工件加工時間縮短。采用原設計方案可實現4分鍾加工2件工件的要求。我們對滑台動作進行優化後最終實現3分10秒加工2件工件。

Ø        廣州博瑋伺服BWS-BBG/BBH係列伺服控製器允許輸入電壓波動範圍為±10％，在此範圍內

均可保證係統的可靠運行，滿足低電壓低轉速時大轉矩可靠輸出的係統設計要求。

Ø        解決原電液伺服係統存在的噪音、振動、漏油以及安裝、維護和調試過

程中存在的問題或缺陷。

表1  IMS伺服控製器實測結果

4、客戶評價

Ø        工件加工周期由原來的4分鍾提升至3分10秒。對於設備使用廠家來

說效率就意味著產量和利潤
，其重要性不言而喻，本項指標的提高也是最令設備使用廠家感到欣喜和滿意的地方。

Ø        係統具有極佳的可靠性與穩定性，維護簡便。相對於傳統設備的液電伺

fuxitong
，youyubentaoshebeicaiyonglesanxiangyibudianjizuoweiqudongdianji
，yincijidadijianhualeshebeiweihugongzuo。xitongdekekaoxinghewendingxingduiyupijiagongqiyelaishuofeichangzhongyao，zaizhenggetiaoshijieduanIMS伺服控製器始終處於無故障運行使廠家感到非常滿意。

Ø        簡單明了的參數設計。絕大多數伺服驅動係統參數都是相對固定的

，對

於機加工行業來說有些參數需要進行相應轉換後才能便於操作者的理解。BWS伺服控製器通過軟件設計出來的參數含義可直接按照用戶的要求進行相應設計，極大方便了設備操作者和使用者。

Ø       BWS-BBG/BBH係列伺服控製器內部集成了PLC功能，I/O使用起來更加靈活方便，在

簡化了係統集成商整體設計方案難度的同時也減少了部分硬件成本。

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