台达20PM在双柱式立式车床上的应用

         本文主要介绍了台达自动化产品在双柱式立式车床电气自动控制系统中的完美整合应用。着重介绍了台达DVP-20PM系列运动控制器卓越的运动控制性能和良好的性价比，同时也说明台达自动化产品理应成为众多机床行业OEM客户系统集成应用的首选品牌。

1.前言
        立式车床，顾名思义，就是主轴竖直布置，工作台在水平面内旋转，刀架作垂直或斜向进给的车床，属于切削加工工艺设备中的金属切削机床。
立式车床一般可分为单柱式和双柱式。小型立式车床一般做成单柱式，大型立式车床做成双柱式。立式车床结构的主要特点是：主轴处于垂直位置，工作台在水平面内，工件的安装调整比较方便。工作台由导轨支撑，刚性好，切削平稳。有几个刀架，并能快速换刀，立式车床的加工精度可达到IT9-IT8，表面粗糙度Ra可达3.2-1.6um。
2.方案
        立式车床属于大型机械设备，用于加工径向尺寸大而轴向尺寸相对较小，形状复杂的大型和重型工件。如各种盘、轮和套类工件的圆柱面、端面、圆锥面、圆柱孔、圆锥孔等。也可借助附加装置进行车螺纹、车球面、仿形、铣削或磨削等加工。立式车床主轴轴线为垂直布局，工作台台面处于水平平面内，因此工件的夹装与找正比较方便。这种布局还可减轻主轴及轴承的荷载，因此立式车床能够较长期地保持工作精度。
        通常情况下，设备制造商和设备使用终端客户认同并且指定数控系统作为立式车床主控设备。但是双柱式立式车床的机床工艺动作不像数控车床、数控铣床或者数控加工中心等设备那么复杂，相对比较简单，使用数控系统应用于此显得大材小用，系统软件资源严重浪费，集成应用数控系统对机床制造OEM客户来说，经济成本较高，适合高端客户；那么对于中低端客户来说，应用具有运动控制功能的PLC成为一种成熟可靠的技术解决方案。
        本文中的双柱式立式车床采用台达运动控制器DVP-20PM作为主控制器，DVP-20PM内建双轴AB相差分形式高速脉冲输出，最高频率可达500kHz，而且具有二轴直线和圆弧插补功能，支持二轴手摇轮MPG信号输入，支持通用数控系统编程语言G代码、M代码。
2.1台达控制系统技术方案配置
        台达控制系统技术方案配置见表1，我们在此处仅仅罗列出双柱式立式车床电气自动控制系统部分的主要电气元件及其选配件，此外还包括低压电器（低压断路器、交流接触器、中间继电器、主令按钮、指示灯等）、位置传感器（光电传感器、行程开关等），此处不予赘述。

2.2电气自动控制技术方案详细介绍
        双柱式立式车床具有竖直安装的两个刀架，主轴在运转的情况下，每个刀架上的刀具都能对工件进行切削加工。每个刀架包含二轴运动控制，左刀架X轴、Z轴，右刀架U轴、W轴，由于Z轴和W轴为垂直安装，要求伺服电机具有抱闸功能，防止轴向运动停止时，负载受重力作用，导致伺服电机报警或者溜车。左右刀架上的二轴运动分别各由一台DVP20PM00D负责控制；主轴电机为直流调速系统，转速由PLC模拟量扩展单元DVP-06XA-H2输出0-10V控制；PLC主机DVP64EH00R2以及其他数字量扩展单元主要负责机床辅助机构工艺动作逻辑控制。值得注意的是，在这个方案中，两台DVP20PM00D均作为主机DVP64EH00R2的扩展单元，和主机连接采用排线直接连接，其他的数字量扩展单元和模拟量扩展单元也作为主机的扩展单元，直接采用排线按照顺序连接。限于篇幅，控制系统简图未绘制出数字量和模拟量扩展单元连接方式。