运动控制器在机床行业的发展及应用

　　1机床行业的现状和前景
　　
　　近30年来，随着改革开放的逐步深入，中国的经济得到了很大的发展。国外的很多新技术新产品不断冲击着中国国内的市场，导致了制造业加工业迅猛发展，这给机床行业的拓展和进步带来了巨大的契机。
　　
　　中国的机床行业从以往的以小型机床为主体的大量制造，到现在大中型机床，成套成线产品的比重逐步增大。并且，随着加工工艺的不断改进，对于加工精度加工速度的要求也越来越高。
　　
　　目前全国机床行业的生产厂家有上万家，其中大多是以生产中低端粗加工为主的企业。但是，近年来由于材料和能源价格的飞涨，国家所采取的货币紧缩政策等因素，都将导致下游行业的增速减慢，利润减少。而有高附加值的产品增速则继续保持增产，利润大幅增加，未来行业的竞争将不可避免的将朝市场转移。所以，越来越多的企业已经开始意识到，中国的机床行业，在固守低端领域的同时，更应在产品的开发及制造方面拓展，而不是更多得依靠进口设备。
　　
　　机床行业根据不同的设备，使用的电气产品非常地广泛，从单片机，PLC，定位模块，数控系统到运动控制系统等都有涉及，更有厂家自主研发的电气设备。一些应用领域，如高精度的磨床，旋转刀库，伺服冲压送料机，自动化专机流水线等，对于控制和工艺都有一些特殊的需求，这些都不是普通的脉冲发生产品或者定位产品可以简单对应的，正越来越多的使用运动控制产品。
　　
　　2三菱运动控制和伺服产品简介
　　
　　三菱在运动控制和伺服驱动方面具有丰富的产品线，可以对应各种类型的机床设备。
　　
　　在运动控制器方面，从8轴同步控制到32轴同步控制，直到1280轴同步控制都有对应方法。并且，三菱的运动控制器通过不同的操作系统软件，可支持不同的机床行业应用。如SV13的操作系统，以的SFC的编程语言，多应用于高精度的磨床设备进行插补的动作，而SV22的操作系统，以机械支持语言，则广泛应用于多轴高速高精度同步控制的机床设备中。
　　
　　在伺服产品方面，具有各种惯量等级，满足各种设备的定位控制要求，而且从功率上来说，小到50W，大到110kW都有成熟产品。对于110kW以上的需求，也有各种对应方式来实现控制。
　　
　　3三菱产品在机床行业中的应用以及特点
　　
　　下面我们就以2个客户案例，来介绍三菱运动控制产品在机床行业中应用。
　　
　　①高性能伺服冲压及送料系统
　　
　　前面已经说过，今后的机床行业将朝着的市场转移，那么对机床的复合化智能化提出了更高的要求，以普通的冲压设备为例，以往设备是将冲压好的工件由人工操作拿取，随着现在国内人力成本的不断上升，由机器替代人工操作将是一个必然的趋势，那么高性能的冲压机床将会由自动送料取料系统取代人的操作。那么冲压设备如何根据不同的工件运行不同的冲压曲线，送料系统如何和冲压系统相配合，如何保证模具的安全性等将是冲压设备所需要考虑的，无疑使用运动控制器是*选的方案，它要求运动控制器产品能根据不同的工件加工要求来变化冲压曲线，送料设备与冲压设备的同步控制。
　　
　　动作概要如下：
　　
　　该系统由伺服冲压机和配套的送料机所成冲压机在冲压完成的同时，送料系统进行送料的动作，在冲压头非工作的区域，完成送料，并且送料系统回到初始位置，等待冲压机再次进行冲压，依次循环，此系统要求送料系统动作和冲压机的动作能相互配合，进行同步的控制。该设备需要冲一个，传送轴六个。
　　
　　该系统的伺服冲压机与送料机都是由三菱的运动控制器QD系列MOTION来进行控制，系统配置结构。
　　
　　由于该设备使用了三菱的的Q170M型运动控制器产品，zui多可控16根轴，所以如果今后需要控制更多的冲压机的话，只需要相应增加伺服产品既可，控制产品无需增加。另外，该运动控制产品内置电源，PLCCPU和运动控制CPU，节约了客户的一部分成本。同时，它基于IQPlatform的高速通信基板，实现无缝的链接通信，运动控制器与伺服放大器之间采用了三菱自主开发的SSCNETⅢ伺服总线网络，使各轴的时钟频率达到一致，保证了所有的轴在同一时刻接受到同一指令并开始动作。这些特性对于这种同步要求很高的设备来说，是非常必要的功能。另外，该运动控制器使用光纤总线连接，网络通讯速度更达到了50Mbps，不但提高了抗*力，减少了现场布线操作的错误率，还能实现海量控制数据的高速传输。
　　
　　通过一台运动控制器可同时制伺服冲压机和送料机构的动作。使用三菱*的机械结构程序，简单地编写程序就可以将冲压头的动作和送料的各轴的结合在一起，实现同步控制的要求。通过调整下图中主轴的运行，就可以简单的控制所有的轴按照固定的时序完成各自的动作。
　　
　　同时，客户可通过运动控制器，根据实际冲压工件，选择适合的冲压曲线，减小了冲压过程中对模具的损耗，延长了模具的寿命。如果客户有多台冲压设备的话，更可通过一台运动控制器（zui多32轴）控制多个压力机的动作，对于客户而言更节约了电气上的成本。
　　
　　②高精度内研磨机
　　
　　高精度内研磨机工艺
　　
　　内研磨机用于加工轴承内壁。在加工时主要使用两轴插补运动。其中X轴在径向方向上做恒速运动，加工时zui低速度为0.2μm/s。Z轴负责磨轮的往复运动，其总行程为410mm，zui高频率为520次每分钟。
　　
　　该系统使用了QD系列运动控制器以及与其相对应的MR-J3-B系列伺服。该系列伺服电机的分辨率达到了262144p/r，高分辨率的电机满足了对机床的高精度的定位要求。除此之外，该伺服*的自动震动抑制功能，能自动抑制加工过程中所产生的震动，减少了加工的误差，并且减少了现场手动调整的操作，方便了编程人员的调试。电机的尺寸更比原来减少了23%，大大减小了机械设备的安装尺寸。zui后，由于所有的参数都是由运动控制器来管理的，所以一旦出现伺服产品的损坏的话，只需要更换相应的伺服产品，而无需其他任何参数和程序的变更。
　　
　　该设备由于使用三菱的Q172H运动控制器和J3-B系列的伺服控制，可以实现高精度地磨修砂轮，以实现磨削工件的更高精度。
　　
　　4总结
　　
　　在特种机床和专机越来越多的今天，三菱的运动控制和伺服产品在机床行业中崭露头角，更多的体现出其在同步高速高精度方面的优势。三菱产品将与中国的制造业和加工业一起发展，共同打造更美好的明天。