一、應(yīng)用概述
在許多大型機(jī)床設(shè)備（如：龍門刨床，立式車床）上，刀架進(jìn)給功能十分重要的，該功能直接決定著設(shè)備的加工精度。以龍門刨為例分析，目前龍門刨的刀架功能主要有兩種方式，其一是傳統(tǒng)的“機(jī)械走刀箱”，另一種是目前較為流行的“定時(shí)進(jìn)刀”。這兩種進(jìn)刀方式前者不但精度不高而且成本昂貴；而后者可以說是完全沒有精度可言，在實(shí)現(xiàn)時(shí)還要加上變頻器、時(shí)間繼電器等一系列投資。在這種情況下，當(dāng)龍門刨想實(shí)現(xiàn)精刨時(shí)，操作工一般采取手動(dòng)進(jìn)刀的方式，而且每進(jìn)一刀都要進(jìn)行一次測(cè)量，這樣一來大大降低了工作效率。為了解決這個(gè)問題，以往也有人想到過采用伺服系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)這個(gè)功能，但是通常意義上的伺服系統(tǒng)在實(shí)現(xiàn)時(shí)面臨兩個(gè)不可克服的問題，一是價(jià)格高，不但伺服控制器價(jià)格高，還要使用專用的伺服電機(jī)；二是伺服系統(tǒng)一般需要上位機(jī)的控制這樣變向又增加了成本還增加了技術(shù)難度。
針對(duì)這種現(xiàn)狀，我公司采用自行研制開發(fā)的時(shí)光交流異步伺服控制系統(tǒng)做出了解決方案。時(shí)光交流伺服采用32位微處理器，完成了對(duì)普通電機(jī)的伺服控制，可以對(duì)異步電機(jī)進(jìn)行精確的速度、位置、轉(zhuǎn)矩控制，最具特色的是它具有開放的PLC功能，不再依賴于上位機(jī)可以獨(dú)立成系統(tǒng)。投資方面，控制器和電機(jī)的價(jià)格都要低于一般的伺服系統(tǒng)。而且我們公司有針對(duì)性的設(shè)計(jì)方案，使得該系統(tǒng)在安裝實(shí)現(xiàn)時(shí)更加靈活，可以適應(yīng)目前所有的龍門刨控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)，直接安裝就可以和原有電路配套工作，適用于龍門刨改造及定型生產(chǎn)企業(yè)。更增加了許多的新功能，如手脈等。
采用該系統(tǒng)后，刀架在連續(xù)工作狀態(tài)時(shí)，可以實(shí)現(xiàn)大范圍調(diào)速，從而實(shí)現(xiàn)橫向的銑削功能；刀架在間歇工作狀態(tài)時(shí)，可以實(shí)現(xiàn)準(zhǔn)確進(jìn)刀，精度可以達(dá)到 5μ以內(nèi)，進(jìn)刀量的設(shè)定方式也很靈活，可以通過模擬量、數(shù)字量、點(diǎn)動(dòng)電位器或觸摸屏實(shí)現(xiàn)設(shè)定；如果想手動(dòng)調(diào)節(jié)，手脈功能將大大減輕工人的勞動(dòng)強(qiáng)度，定量式的調(diào)節(jié)也更為精確。
二、功能介紹
1、時(shí)光伺服進(jìn)刀機(jī)構(gòu)的功能：
（1）連續(xù)進(jìn)給功能：時(shí)光伺服系統(tǒng)調(diào)速比大于1:1000，速度精度達(dá)到+/-0.02%，低速大扭矩的平穩(wěn)輸出可以輕松實(shí)現(xiàn)刀架的慢速進(jìn)給，從而達(dá)到銑削進(jìn)刀的要求，簡(jiǎn)化以往機(jī)械高低速檔的設(shè)計(jì)，達(dá)到刨銑一體機(jī)的要求。具有龍門銑的快速功能，方便銑削操作。
（2）間歇進(jìn)刀功能：位置控制精確，電機(jī)定位精度為+/-1P（0.036°），可以實(shí)現(xiàn)精確的進(jìn)刀控制，進(jìn)刀精度根據(jù)絲杠精度可以達(dá)到5μ以內(nèi)。進(jìn)刀量的設(shè)定方式靈活，包括模擬量、數(shù)字量、點(diǎn)動(dòng)電位器、觸摸屏等方式，適應(yīng)高低端的各種應(yīng)用場(chǎng)合。
（3）手脈微調(diào)功能：具有數(shù)控銑床特有的手脈功能，手脈功能極大程度減輕了操作工的勞動(dòng)強(qiáng)度，而且提高了銑削、刨削的對(duì)刀精度。
定量的進(jìn)刀微調(diào)方式，改變以往手搖進(jìn)刀方式下，進(jìn)刀量不可控的問題，手脈的控制精度分為1μ、10μ、100μ三檔。
2、時(shí)光伺服進(jìn)刀機(jī)構(gòu)的特色：
時(shí)光伺服系統(tǒng)具有內(nèi)部PLC功能，可以獨(dú)立成系統(tǒng)工作，方便和各類龍門刨銑電控系統(tǒng)配合工作。當(dāng)存在配套不便時(shí)，還可以實(shí)時(shí)修改程序達(dá)到客戶要求。
3、安裝使用簡(jiǎn)單：
安裝方面該系統(tǒng)簡(jiǎn)化了進(jìn)刀箱的機(jī)構(gòu)，只需要考慮安裝普通電機(jī)的方式就可以了。
時(shí)光伺服進(jìn)刀機(jī)構(gòu)的基本接口：（可根據(jù)機(jī)械實(shí)際改動(dòng)）
C4D0:連續(xù)/間歇選擇
C4D1:向左（間歇進(jìn)刀時(shí)，該信號(hào)上升沿起效）
C4D2:向右（間歇進(jìn)刀時(shí)，該信號(hào)上升沿起效）
C4D3:快速（僅在連續(xù)進(jìn)給時(shí)起效，且需配合方向信號(hào)使用）
C4D4:進(jìn)刀量增加（選擇點(diǎn)動(dòng)電位器調(diào)節(jié)進(jìn)刀量時(shí)有效）
C4D5:進(jìn)刀量減少（選擇點(diǎn)動(dòng)電位器調(diào)節(jié)進(jìn)刀量時(shí)有效）
C5D0:手脈選通（間歇、連續(xù)狀態(tài)下均有效）
C5D1:x1檔（手脈每格對(duì)應(yīng)進(jìn)刀1μ，空檔對(duì)應(yīng)進(jìn)刀10μ）
C5D2:x100檔（手脈每格對(duì)應(yīng)進(jìn)刀100μ）
三、應(yīng)用效果
目前該系統(tǒng)已在多家龍門刨銑生產(chǎn)廠家都進(jìn)行了應(yīng)用，得到了廣泛的好評(píng)，并且根據(jù)立車的要求我們還設(shè)計(jì)有立車專用的刀架伺服系統(tǒng)，也已在齊齊哈爾、青島等多個(gè)廠家應(yīng)用。
