臺達機電產品在軸承切管機上的應用

　　中達電通股份有限公司 陶 君

　　摘 要：本文主要介紹了雙軸伺服切管機的設計原理，同時介紹了利用我們臺達的PLC、伺服、TP04G在軸承切管機上的整體解決方案，并且相比之前的切管機比較在自動化水平、加工效率、廢料率等均有顯著的提升。

　　關鍵詞：雙軸伺服切管、A系列伺服、32EH00T2、中斷脈沖禁止

　　1 引言

　　軸承切管機是軸承加工領域的最初工序加工機械，它主要是把空心管按照軸承高度的需要，切成等長尺寸的小圈，通常機器在一個軸承加工廠里面需要很多臺機床連續工作。以往的切管機是在機械上調整切管的長度，也就是送一次料到平頭，然后伺服或者步進控制的刀頭切一次料，然后再送一次料，這樣循環，但是往往這樣的切管效率比較低下，而且送料部分經常因為送不到位，而導致機械定位不準確而切出來的圈不合格，增加報廢率，針對此問題，設計了一種新型的雙軸切管機，也就是圈的長度不是靠送料和平頭來保證，而是通過伺服定位來確定圈長，同樣一次送料可以連續切好多個產品，并且沒有廢料，可以做到真正的高效全自動切管，而且全方位的保護功能，可以保證一個工人可以同時管至少三臺以上這樣的機器，在人力成本不斷增加的現在，此機器勢必成為此領域的佼佼者。

　　2 雙軸伺服切管機自動化系統設計

　　雙軸伺服切管機核心的部分是兩軸伺服的循環配合動作，一軸為拖板軸向軸，另一軸為切刀切向軸，拖板軸向軸主要是做圈長定位用的，（a）當軸向往管的方向走的時候，當定位傳感器碰到管的頭部的時候就確認管的位置，進PLC硬件中斷，進行脈沖禁止，然后再根據切管的長度做一個補償定位；（b）定位完畢切向切刀進行切管，切管完畢；軸向繼續前進重復a,b的動作，直至切到管子送料的末端，也就是極限位置，軸向退回，然后送料，送料完畢，重復a,b動作，這就是雙軸伺服切管的最基本的動作流程。雙軸伺服切管機與普通切管機的機械構架如圖1所示。

　　圖1雙軸伺服切管機與原先普通切管機的機械構架示意圖

　　3 臺達PLC控制方案

　　3.1 PLC雙軸伺服

　　由于使用了雙軸伺服控制，所以方案中使用的是32EH00T2型PLC主機做定位控制，同時利用中斷方式來實現軸向定位的切換。由于使用的是接觸式傳感器（X0）外部中斷來做脈沖禁止，然后切換到長度定位，同時使用的是絲桿傳導，所以精度問題可以保證（0.1mm以內），具體的PLC系統如圖2所示；控制工藝流程如圖3所示。

圖2 PLC系統結構圖

圖3 PLC控制工藝流程

　　3.2 軸向定位長度計算及控制

　　新型的雙軸伺服切管機與普通的切管機最關鍵的部分就是軸向定位和切管長度控制及計算，新型切管機不需要平頭來做切管的定位，而是只需要讓伺服軸向往管方向走，等碰到了再進行長度定位，但是此方案需要高響應和一定的程序編程技巧，上面提到的外部中斷進行脈沖切換是一個比較快又比較準的方案，通過圖4-切管定位及計算，可以看到切管的長度分兩部分組成：L1：刀頭距，此距離可以進行機械調整，一般調整完以后不需要作大的修改；L2：補償距離，此補償距離就是根據實際切的管的長度需要作一個小的調整；所以切管長度L=L1+L2。以往舊的切管機L1就等于切管的長度，而且在空間上刀與頭的位置的絕對不變的，但是新的機器刀與頭的位置是整體隨軸在走的，這就是為什么新的機器可以一次送料多次切割的關鍵所在。

圖4 切管定位及計算

　　4 結束語

　　軸承行業是加工密集型行業，所有的企業只關心一個問題：單機產量，評價一臺機器的好壞，效率幾乎是它的生命，而之前老式的切管機送一次料切一次管，效率自然不是很高，但是雙軸切管機，完全可以做到送一次料連續切多次管，特別在切短圈的時候，送一次料可以切10次以上，那樣的速度是以往的切管機無法比擬的。

　　隨著源材料價格的不斷上升，同時軸承利潤的不斷下降，企業想要在每個環節節省成本，而以往的切管機由于送料部分有先天的缺陷：就是有送料不到位的問題存在，而以往的切管機恰恰是靠送料到位平頭做定位的，那如果送不到位，切出來的圈就必然不合格，白白浪費材料不說，效率也下降，但是新型切管機切管的定位是伺服來做的，只有碰到管頭了才會定位切割，即使料送不到位，它照樣可以準確切割，只不過少切幾個圈而已，但是不浪費材料也不影響效率。目前此機器已經成功開發完成，并且已經投入應用，并且得到了用戶的高度認可。