1 引言
    立式數(shù)控車床簡稱為數(shù)控立車，其車床主軸垂直于水平面，一個直徑很大圓形工作臺，用來裝夾工件。這類機床主要用于加工徑向尺寸大、軸向尺寸相對較小大型復雜零件。本文主要介紹利用公司資源優(yōu)勢，整合臺達數(shù)控及伺服運動控制系統(tǒng)、丹佛斯成員企業(yè)無傳感器矢量型HLP-V系列變頻器,實現(xiàn)精準定位、變頻快速切削、緊急制動的功能；為滿足客戶需要并介紹利用eView人機界面和臺達EH2系列PLC實現(xiàn)雙柱副刀架加工功能。
2 技術(shù)要求
2.1 數(shù)控立車：1米5型、2米5型、3米5型、4米5型、6米3型、8米型等。
    最大切削外徑：8米-11米。行程進給 ：X軸快速進給 15m/min，Z軸快速進給 15m/min
2.2精度控制：
   定位精度:0.01mm
   重復定位精度:0.008mm
2.3對伺服提出要求：
  （1）運動很平穩(wěn)順滑。
  （2）往復運動快速且精準。
  （3）車刀切削瞬間,其他外力突然介入,伺服定位或定速被影響很少。
2.4對數(shù)控提出要求：
  （1）數(shù)控系統(tǒng)基本功能要求——G代碼功能，輔助功能—M代碼。工件程序容量要大。
  （2）RS232通訊和DNC線加工。
  （3）聯(lián)動軸數(shù)：2個
  （4）控制精度：0.001mm
  （5）操作畫面可以自由規(guī)劃。
2.5對工作臺電機要求：
    采用三相異步交流電機，電機功率是37KW-90KW,實現(xiàn)兩極變速,高速和低速。點動（走低速）和制動（高速方式下延時5秒鐘后制動，低速方式下延時3秒后制動）；外需要一個+5V外掛手輪，實現(xiàn)手動對刀和程序測試功能。
3 系統(tǒng)方案確定及產(chǎn)品優(yōu)勢介紹
    數(shù)控車床，采用臺達車床控制器PUCNC-H4C-T專用數(shù)控系統(tǒng)、2Kw ASDA-AB型交流伺服驅(qū)動器和馬達，控制刀架橫向（X軸）和滑架縱向（Z軸）快速運動和進給運動，其中Z軸伺服電機帶有制動抱閘功能。工作臺電機采用丹佛斯成員企業(yè)HLP-V無傳感器矢量型變頻器調(diào)速及制動(并提供副刀架手搖輪工作用+5V電壓)。副刀架eView人機界面MT4300及臺達EH2系列PLC實現(xiàn)。
3.1臺達車床控制器PUCNC-H4C-T主要功能和特點：
  （1）開放式系統(tǒng)架構(gòu)，內(nèi)含嵌入式可編程PLC，可配合更多機械設(shè)計。
  （2）全功能CNC鍵盤，配合PLC開發(fā)，可自定義按鍵功能。
  （3）提供4組+/-10V模擬量接口，其中二路用于控制交流伺服驅(qū)動進給軸。一路控制變頻主軸（伺服主軸），一路可選用控制伺服刀塔。
  （4）解析度可設(shè)定7位數(shù)，響應(yīng)速度可達1000Kpps。配合編碼器光柵檢測，可實現(xiàn)半閉環(huán)/全閉環(huán)控制，控制精度0.001mm。
  （5）診斷功能和PLC狀態(tài)顯示。
  （6）手搖輪安全測試（防撞機功能）。
  （7）離線描圖和加工描圖功能。
  （8）除標準G代碼外，提供多種固定切削循環(huán)和復式循環(huán)編程，編程更簡便。
  （9）支持更高階MACRO宏指令，可靈活設(shè)計NC程序。
  （10）程序存儲容量256Kbyte,關(guān)機后電池維持。
  （11）提供RS232C標準接口，可接個人電腦（PC）實現(xiàn)DNC線加工功能。
3.2臺達交流伺服ASDA-AB主要特點：
  （1）具有多種控制模式，可與上位控制器靈活配合。                                     
  （2）強健式控制模式，負載慣量大范圍變化時，系統(tǒng)仍然可以保持優(yōu)異性能。
  （3）具有位置P-CURVE和速度S-CURVE平滑功能，且命令來源是外部模擬量輸入內(nèi)部寄存器設(shè)定均有平滑功能。
  （4）豐富軟件功能，方便用戶調(diào)試。
3.3丹佛斯成員企業(yè)HLP-V變頻器主要特點：                                  
   （1）HLP-V系列無傳感器矢量變頻器：
  ?反應(yīng)速以毫秒計算，對轉(zhuǎn)速的修正可在3ms內(nèi)完成，指令響應(yīng)為0.1ms
  ?150%過載轉(zhuǎn)矩一分鐘，140%的加速轉(zhuǎn)矩，180%的啟動轉(zhuǎn)矩
  ?閉環(huán)控制：整個頻率范圍內(nèi)提供150%滿轉(zhuǎn)矩
  ?開環(huán)控制：提供100%保持轉(zhuǎn)矩
  ?負載變化時：保護最大的穩(wěn)定性，快速的轉(zhuǎn)速補償
  ?特殊的轉(zhuǎn)矩控制模式
  ?高精度的滑差補償<0.5%
  ?高輸出頻率分辨率<0.003HZ
  ?模擬/脈沖輸入掃描時間<3ms
  ?嶄新的soft-switching技術(shù)：能有效的抑制du/dt，減低尖峰突變電壓，可配合任何標準電機使用，可使用300m（非屏幕式）或150m（屏幕式）電機電纜。
   （2）HLP-V為您提供許多選項的組件，這樣既構(gòu)成了完整的設(shè)備特性、減少了故障機會、降低了設(shè)備投資，并且保證了您的設(shè)備與變頻器之間可獲得最佳的匹配：
  ?內(nèi)置2組DC電抗器，可有效抑制諧波的產(chǎn)生，提高變頻器功率因素不再需要另加功率補償設(shè)備。
  ?內(nèi)置RFI濾波器，以防止變頻器操作時對計算機或高靈敏儀器造成噪聲干擾
  ?內(nèi)置標準兩線式編碼器輸入端子
  ?超高速精確度的同步和定位功能
  ?內(nèi)置PID調(diào)節(jié)器
  ?兩組標準串行接口：一組用于控制面板，一組用于計算機通訊（RS485）
  ?還可提供多種內(nèi)置通訊卡選件
  （3）LCP操作面板使參數(shù)設(shè)定工作更輕而易舉
  ?快速菜單使參數(shù)設(shè)定更簡便，只需按照電機銘牌輸入12個數(shù)據(jù)即可
  ?可熱插拔的LCP可使您輕松自如地將一臺變頻器的參數(shù)內(nèi)容拷貝到另一臺變頻器中
  ?特大液晶顯示屏，允許同時顯示4種讀出數(shù)據(jù)
   特性與功能：
  ?語言數(shù)字式顯示給您清晰的信息，“快速設(shè)定菜單”方便您迅速和簡便的編程；
  ?對于不同的場合，能提供速度、工藝、轉(zhuǎn)矩，以及特殊電機控制模式；
  ?電機自動調(diào)諧功能（AMA）可在電機靜止狀態(tài)下測量電機的關(guān)鍵參數(shù)。如果出廠的設(shè)定與電機不等，AMA能保證電機轉(zhuǎn)矩的性能達到最佳狀態(tài)，可適用于最嚴格的應(yīng)用場合。
  ?載波頻率自動調(diào)節(jié)功能（ASFM）可依負載狀況自動調(diào)節(jié)載波頻率、提升效率、降低噪音，并允許于電機運轉(zhuǎn)中以手動方式調(diào)節(jié)；
  ?自動過熱控制功能在HLP-V超過額定溫升時，立即降低載波頻率。如果這還不足夠，它還可以降低輸出功率來維持運行。當市電缺相或市電嚴重產(chǎn)平衡時，變頻器將自動降低輸出頻率。
  （4）HLP-V系列變頻器最大可做到110KW制動單元內(nèi)置，既節(jié)省了空間又為用戶得到更大的經(jīng)濟成本。
3.4 eView人機界面主要特點：
    MT4000 系列做為eView主打產(chǎn)品MT500的升級版，正是基于滿足客戶這一理念而生產(chǎn)的，是持續(xù)不斷完善HMI觸摸屏的結(jié)果，是我們提供的面向工業(yè)應(yīng)用的系列高性能產(chǎn)品之一。MT4000 系列具有我們的高端產(chǎn)品系列MT5000的大部分功能，采用32位RISC CPU，能迅速調(diào)用復雜的圖形，滿足大多數(shù)用戶的需要。支持與絕大多數(shù)的PLC直接通信，PLC傳輸數(shù)據(jù)不需要運行任何特殊程序。并擁有在線模擬、超大用戶組態(tài)存儲空間、與標準C語言兼容的宏指令等貼合客戶需要的功能。能迅速有效安全地完成現(xiàn)場數(shù)據(jù)采集、處理、監(jiān)控和輸出。
3.5臺達EH2系列PLC特點：
   ?主機點數(shù)：16 / 20 / 32 / 40 / 48 / 64 / 80
   ?最大I/O點數(shù)：512點
   ?程式容量：16K Steps
   ?指令執(zhí)行速度：0.24μS(基本指令)
   ?通訊埠：內(nèi)建RS-232與RS-485，相容MODBUS ASCII / RTU通訊協(xié)定
   ?資料暫存器：10,000字元
   ?檔案暫存器：10,000字元
   ?高速脈波輸出：20與32點數(shù)機種支援2點200KHz(Y0, Y2)；40點數(shù)機種支援2組AB相200KHz脈波輸出(Y0, Y1)(Y2, Y3)，與2點200KHz脈波輸出(Y4, Y6)。
4.最優(yōu)的配置，合理的方案給您帶去不僅是高性能的產(chǎn)品，而且還有更實惠的經(jīng)濟成本和實際效益；滿足您全國售后服務(wù)的需要！