一、概述 廣東省某機床公司的兩軸通孔加工鉆床設備已經落后，要求在原有設備的基礎上進行升級改造。為此，時光科技公司提供了針對該項目的改造方案。 兩軸通孔加工鉆床的現狀： 1采用傳統的液壓設備加工精度低、效率不高； 2設備環境適應能力不強； 3設備維護工作頻繁并且相對繁瑣。 為解決上述問題，采用時光IMS系列伺服控制系統。其具有如下特點： 1可實現電機平穩運行于0.01Hz～250Hz工作范圍。 2電機運行速率低于50Hz時可實現3倍電機額定轉矩輸出，包括電機0Hz，鎖定時的3倍電機額定轉矩輸出，有效地解決了工件加工過程中偶爾出現的堵轉現象。 3內置PLC功能（16入/13出），通過QMCL軟件編程的方式對所有I/O進行自定義設計。 4使用QMCL語言編譯的程序，可以靈活的設定電氣零點，保證機械原位與電氣零點的可靠結合。由于各類補償是做為參數設定的，因此可根據實際的間隙改變作出相應調整。 5系統參數任意設定電機運行時的S曲線和轉矩限幅值。 二、項目實施介紹 首先將工件通過夾具固定在位于鉆床中央的工作臺上。按下“運行”按鈕后，艙門關閉，位于工作臺兩端的驅動電機通過滾珠絲杠將帶有鉆頭的滑臺高速推進至工件接近位，到達接近位后由控制器給出信號使鉆頭旋轉，然后按固有深孔加工循環進行加工。為防止相對的兩鉆頭打刀，由控制器通過軟件編程實現兩驅動電機互鎖功能。兩軸過孔專用加工鉆床的整體系統示意圖見圖 進給軸驅動電機由IMS伺服控制器進行位置控制，通過編碼器（PG）構成位置閉環系統。所有的限位開關、零位開關等信號直接聯入相應的控制器做為控制信號。2臺伺服控制器利用內部PLC功能，通過I/O信號或RS422/485通訊的方式與控制面板相連。 圖1 所示為單臺驅動電機驅動相應動刀頭的工件加工過程。首先將工件通過夾具固定在位于鉆床中央的工作臺上。即先加工至接近中線某位置的驅動電機會發出信號鎖住另外一邊的驅動電機，使其進入“暫停”狀態，待電機退回至安全位置后解除原電氣信號使另外一邊的驅動電機繼續完成其自身的加工動作。工件加工完成后，控制器給出相應電氣信號打開艙門并且等待下次循環動作的“運行”開始。 軟件設定的“互鎖”信號分為“鎖定對方”（輸出）信號和“響應鎖定”（輸入）信號，當IMS控制器控制驅動電機將滑臺推進至接近中心線的某位置時（軟件設定），控制器會向另外一臺控制器給出“鎖定對方”信號。對方控制器接受到“響應鎖定”信號后，如正工作在安全區內，則正常運行；如正在向前推進并有可能發生打刀情況，則“暫停”使滑臺停留在安全范圍內直至“響應鎖定”信號消失。發出“鎖定對方”信號的控制器在所控制的滑臺回退至安全范圍后，將“鎖定對方”信號取消以便另外一側滑臺的正常運行。兩臺控制器本著“先入為主”的原則進行互鎖動作以保證加工時的高效率輸出。 三、項目效果 IMS伺服控制器調速比為1：5000，滑臺在該調速比下能夠可靠運行，并滿足兩軸通孔專用加工鉆床的進給要求。由于IMS伺服控制器采用的是輸出轉速與轉矩的“解耦控制”，在電機基頻（50Hz）以下能夠保證3倍電機額定轉矩的平穩輸出。滿足滑臺機構對于電機的低速大轉矩平穩輸出要求，以及在負載發生波動時依然能夠保證進給速率的穩定與正常。IMS伺服控制器采用2500線編碼器，其位置控制范圍遠遠超過滑臺的。 實際工作范圍2m。經過實測重復定位精度誤差為±0.002mm。使用QMCL語言可實現對電機的靈活動作控制，可對滑臺動作進行相應的優化設計，將原設計方案4分鐘加工2件工件提高到3分10秒加工2件工件。時光IMS系列伺服控制器允許輸入電壓波動范圍為±10％，滿足低電壓低轉速時大轉矩可靠輸出的系統設計要求。解決原電液伺服系統存在的噪音、振動、漏油以及安裝、維護和調試過程中存在的問題或缺陷。 四、評價 件加工周期由原來的4分鐘提升至3分10秒。對于設備使用廠家來說效率就意味著產量和利潤，令廠家感到欣喜和滿意。 系統具有極佳的可靠性與穩定性，維護簡便。相對于傳統設備的液電伺服系統，因此極大地簡化了設備維護工作。在整個調試階段IMS伺服控制器始終處于無故障運行使廠家感到非常滿意。 簡單明了的參數設計。IMS伺服控制器通過軟件設定來的參數含義可直接按照用戶的要求進行相應設計，極大方便了設備操作者和使用者。 IMS伺服控制器內部集成了PLC功能，I/O使用起來更加靈活方便，簡化了系統集成商整體設計方案難度，也減少了部分硬件成本