摘 要：本文主要介紹了雙軸伺服切管機(jī)的設(shè)計原理，同時介紹了利用我們BWS伺服系統(tǒng)產(chǎn)品在軸承切管機(jī)上的整體解決方案，并且相比之前的切管機(jī)比較在自動化水平、加工效率、廢料率等均有顯著的提升。
關(guān)鍵詞：雙軸伺服切管、BWS系列伺服、中斷脈沖禁止
1 引言
軸承切管機(jī)是軸承加工領(lǐng)域的最初工序加工機(jī)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(jī)器在一個軸承加工廠里面需要很多臺機(jī)床連續(xù)工作。以往的切管機(jī)是在機(jī)械上調(diào)整切管的長度，也就是送一次料到平頭，然后伺服或者步進(jìn)控制的刀頭切一次料，然后再送一次料，這樣循環(huán)，但是往往這樣的切管效率比較低下，而且送料部分經(jīng)常因?yàn)樗筒坏轿?，而?dǎo)致機(jī)械定位不準(zhǔn)確而切出來的圈不合格，增加報廢率，針對此問題，設(shè)計了一種新型的雙軸切管機(jī)，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(xù)切好多個產(chǎn)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(hù)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(jī)器，在人力成本不斷增加的現(xiàn)在，此機(jī)器勢必成為此領(lǐng)域的佼佼者。
2 雙軸伺服切管機(jī)自動化系統(tǒng)設(shè)計
雙軸伺服切管機(jī)核心的部分是兩軸伺服的循環(huán)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(dāng)軸向往管的方向走的時候，當(dāng)定位傳感器碰到管的頭部的時候就確認(rèn)管的位置，進(jìn)BWS剪切伺服硬件中斷，進(jìn)行脈沖禁止，然后再根據(jù)切管的長度做一個補(bǔ)償定位；（b）定位完畢切向切刀進(jìn)行切管，切管完畢；軸向繼續(xù)前進(jìn)重復(fù)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(fù)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(jī)與普通切管機(jī)的機(jī)械構(gòu)架如圖1所示。
圖1雙軸伺服切管機(jī)與原先普通切管機(jī)的機(jī)械構(gòu)架示意圖
3 臺達(dá)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BWS剪切伺服系統(tǒng)做定位控制，同時利用中斷方式來實(shí)現(xiàn)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(dǎo)，所以精度問題可以保證（0.1mm以內(nèi)），具體的PLC系統(tǒng)如圖2所示；控制工藝流程如圖3所示。
圖2 PLC系統(tǒng)結(jié)構(gòu)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(jī)與普通的切管機(jī)最關(guān)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(jī)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(jìn)行長度定位，但是此方案需要高響應(yīng)和一定的程序編程技巧，上面提到的外部中斷進(jìn)行脈沖切換是一個比較快又比較準(zhǔn)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(jìn)行機(jī)械調(diào)整，一般調(diào)整完以后不需要作大的修改；L2：補(bǔ)償距離，此補(bǔ)償距離就是根據(jù)實(shí)際切的管的長度需要作一個小的調(diào)整；所以切管長度L=L1+L2。以往舊的切管機(jī)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(jī)器刀與頭的位置是整體隨軸在走的，這就是為什么新的機(jī)器可以一次送料多次切割的關(guān)鍵所在。
圖4 切管定位及計算
4 結(jié)束語
軸承行業(yè)是加工密集型行業(yè)，所有的企業(yè)只關(guān)心一個問題：單機(jī)產(chǎn)量，評價一臺機(jī)器的好壞，效率幾乎是它的生命，而之前老式的切管機(jī)送一次料切一次管，效率自然不是很高，但是雙軸切管機(jī)，完全可以做到送一次料連續(xù)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(jī)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(yè)想要在每個環(huán)節(jié)節(jié)省成本，而以往的切管機(jī)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(jī)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(fèi)材料不說，效率也下降，但是新型切管機(jī)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(zhǔn)確切割，只不過少切幾個圈而已，但是不浪費(fèi)材料也不影響效率。目前此機(jī)器已經(jīng)成功開發(fā)完成，并且已經(jīng)投入應(yīng)用，并且得到了用戶的高度認(rèn)可。