2控制系统结构
轧钢辊刻花机控制系统结构如图1 所示, 它由以下部分组成:台达伺服DELTA-ASDA, 意图数控系统PUTNC-H4-M,台达M TAPE变频器和意图手摇轮PUMPG-BA4SI等组成.
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图1 控制系统结构框图
3 技术要求和工艺说明
轧钢辊雕刻机如图2所示。客户实际是使用五轴控制加工飞刀、刻子摆头和工件夹头对螺纹钢轧钢辊进行刻花刻字, 其中各轴的命名以及功能：X轴, 控制飞刀刻花深度的横向进给轴; Y轴, 控制工件夹头按指令进行旋转的旋转轴; Z轴,控制刻字摆头的旋转轴; A轴, 控制飞刀按指令旋转的刻花的旋转轴; B轴, 控制飞刀纵向移动跳槽的进给轴。
各轴的具体机械运动以及伺服功率：X、B轴为直线运动轴, 使用螺距为6mm的滚珠丝杆且伺服电机的连接都为直连方式，X轴是由系统控制的可以按照指令运动而且,电机功率为1.5kW.B轴是由一个手摇控制的,伺服采用的是位置控制模式利用多个齿轮比进行速度切换,可以说是一个脱离系统以外的单独轴；Y、A、Z轴的旋转轴减数比分别为72:1,2:1,1:1, 由系统自动进行控制而与手摇无关,其电机功率分别为3kW,2kW,1.5kW, 编码器脉冲倍率都设为2倍, 而不是通常的4倍。
4 数控及伺服系统相关参数
关于数控及伺服系统的工作原理比较简单，不必多述，这里仅给出数控及伺服系统操作运行时的相关参数，系统参数设置的类似界面如图3所示。
图3系统参数设置界面
（1）数控系统参数
1）关于各轴的基础参数
0118: 00000005 X轴电子齿轮比分母（根据机械减数比设定）
0119: 00000003 X轴电子齿轮比分子
0120: 00000375 Y轴电子齿轮比分母
0121: 00000360 Y轴电子齿轮比分子
0122: 00002500 Z轴电子齿轮比分母
0123: 00006000 Z轴电子齿轮比分子
0124: 00000001 A轴电子齿轮比分母
0125: 00000036 A轴电子齿轮比分子
0160: 00000004 X马达反馈编码器脉冲倍率值
0161: 00000002 Y马达反馈编码器脉冲倍率值
0162: 00000002 Z马达反馈编码器脉冲倍率值
0163: 00000002 A马达反馈编码器脉冲倍率值
0253: 00000000 X为0是直线轴，为1是旋转轴
0254: 00000001 Y为0是直线轴，为1是旋转轴
0255: 00000001 Z为0是直线轴，为1是旋转轴
0256: 00000001 A为0是直线轴，为1是旋转轴
2）有关Y、A轴回原点速度的参数
0136: 00002000 X回机械原点的第一段速度（mm/
min）
0139: 00001500 A回机械原点的第一段速度（mm/min）
0142: 00000040 X回机械原点时，编码器寻找GRID信号速度（mm/min）
0145: 00000150 A回机械原点时，编码器寻找GRID信号速度（mm/min）
回原点速度有关的参数表明，Y、A轴回原点速度都比较低是因为Y、A轴的机械减数比都比较大，降低回原点速度可以保证回零精度。
（2）伺服系统参数
A轴
P1-01=2， 设定伺服控制模式为速度模式
P2-04=1758， 速度控制增益
P2-06=35， 速度积分补偿
P2-25=8， 共振抑制低通滤波
P2-26=257， 外部干扰抵抗增益
P2-10=101， Servo ON信号常OFF
B轴
P1-00=0，设定伺服接受脉冲命令的型式
P1-01=0，设定伺服控制模式为位置模式
P1-44=5，电子齿轮比分子
P1-45=3，电子齿轮比分母
P2-12=143，切换电子齿轮比, ×10
P2-12=144，切换电子齿轮比，×100
P2-60=50， 第二电子齿轮比分子
P2-61=500，第三电子齿轮比分子
X轴
P1-01=2，设定伺服控制模式为速度模式
P2-04=1318，速度控制增益 &nbs
p;
P2-06=28，速度积分补偿
P2-25=8， 共振抑制低通滤波
P2-26=301，外部干扰抵抗增益
P2-10=101，Servo ON信号常OFF
Y轴
P1-01=2，设定伺服控制模式为速度模式
P2-04=989，速度控制增益
P2-06=35， 速度积分补偿
P2-25=7， 共振抑制低通滤波
P2-26=237，外部干扰抵抗增益
P2-10=101，Servo ON信号常OFF
Z轴
P1-01=2，设定伺服控制模式为速度模式
P2-04=1570，速度控制增益
P2-06=50，速度积分补偿
P2-25=5，共振抑制低通滤波
P2-26=201，外部干扰抵抗增益
P2-10=101，Servo ON信号常开OFF
以上伺服的增益参数,都是通过使用台达伺服调试软件GAIN.EXE根据不同的JL/JM负载惯量比和不同的响应频宽BW计算出来的。由于电机的功率都很大,对电机的钢性要求很高,所以增益最好都尽量调整的高一些,以满足加工的实际要求。
（3）加工程序简介(G代码程序)
刻花程序如下：
N01 G01 B-175. F100000 （刀至起始点）
N02 G65 L87 P03
A23 B34 (加工循环,起始行03 终止行23 循环次数35次)
N03 G01 X0.05 F100 (进刀)
N04 G65 L87 P05 A06 B45 （ 总槽数+1的一半-6） H4-M数控系统
N05 G01 B-240. Y4.269 F150000 （Y是螺旋分度y）
N06 G01 B-120. Y2.721 F200000 （Y是2倍槽间距- y="y"'）
N08 G65 L87 P09 A10 B2 (加工循环,起始行09 终止行10 循环次数3次)
N09 G01 B-240. Y4.269 F150000
N10 G01 B-120. Y9.711 F200000（4倍的槽间距-y）
N14 G65 L87 P15 A16 B45 （总槽数-1的一半-5）
N15 G01 B-240. Y4.269 F150000
N16 G01 B-120. Y2.721 F200000
N18 G65 L87 P19 A20 B1 (加工循环,起始行19 终止行20 循环次数2次)
N19 G01 B-240. Y4.269 F150000
N20 G01 B-120. Y9.711 F200000
N22 G01 B-240. Y4.269 F150000
N23 G01 B-120. Y2.751F200000 （y'+累积误差）
N26 M30 (程序结束)
5 结束语
以上从使用角度简要讨论了H4-M数控系统结合DELTA-ASDA台达伺服在轧钢辊雕刻机上的应用方案，它较以往单摆头式的钢辊刻花机,加工精度有大幅度的提高,加工效率提高了三分之一，是一种值得推广的 应用方案。
参考文献[略]
作者简介
李晓东 男 现供职于台达公司伺服数控产品处。
