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英威腾Goodrive20变频器+DA200伺服在数控六面钻上的应用
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一、项目背景

近年来,国内家居装修需求巨大,这也进一步推进了家具生产设备的质量和效率提升。日常,家具的生产制造环节主要设备包括:原木加工机械——旋切机,板材生产和加工机械——封边机、电子锯、开料机,以及家具制造机械——数控五面钻、六面钻等。

二、机械原理

数控六面钻的主要工作原理是,编程技术人员将待加工板材的图纸转换成NC程序传入运动控制系统,控制上下刀库和主轴以及各个进给轴伺服运行。

1) 主轴:上下两个主轴,由变频器配DMA电主轴,最高转速为24000r/min,主要用于板材上下面的开槽钻孔铣圆以及各种不同形状。

2) 刀库分上下两个:上刀库装载不同规格的刀具,主要用于上平面和前后左右四个垂直面的切削、钻孔、开槽。下刀库和上刀库有所不同,只有下平面的不同规格的刀具,主要用于下平面的切削、钻孔、开槽。上下两个刀库的每个刀位都有独立的气缸来进行刀具的伸出和退回。

3) 进给轴:分为X1、X2、Y1、Y2、Z1、Z2和U轴。其中X1和X2为夹板轴同时也是X坐标方向进给轴,作用是将待加工板材夹紧,可以同步运行也可分开运行。Y1和Y2为上下主轴和刀库的Y坐标方向水平轴,Z1和Z2为Z坐标上下主轴和刀库的垂直轴。Y1、Y2、Z1、Z2主要带动上下主轴和刀库进行左右水平和上下垂直的进给运行。U轴则为X1和X2辅助轴以辅助X1、X2固定板材。

三、客户需求

在家具制造方面,由于老式五面钻的生产效率已经不能满足制造需求,而数控六面钻则因具有可以一次性装夹,并解决板材六个面的打孔工艺的特点,其市场占有率正在进一步扩大。

目前,在广东某客户现场,其要求数控六面钻可以高效、稳定、精准运行,使用英威腾GD20变频器和DA200伺服无论在响应性,运行速度和加工精度都非常好,该客户已经大批量使用。

四、英威腾解决方案

4.1 方案介绍:

英威腾数控六面钻方案包含:EtherCAT总线系统+英威腾DA200 系列高性能伺服(EtherCAT总线型)+英威腾GD20系列变频器。

4.2 方案系统图


4.3 方案配置表

产品类别

产品系列

用量

品牌

工艺段及说明

HMI

DELL

1

DELL

PC显示屏23

PLC

CX5140-0100

1

倍福

DID0模块

伺服

DA200

7

INVT

进给轴:750WX1X2Z2),3台。1.5KWZ1Y2),2台。3KWY1),1台。

辅助轴:750WU),1台。

变频器

GD20

2

INVT

主轴:4KW


4.4 方案优势

1) 优异的通讯方式:英威腾DA200系列伺服使用标准EtherCAT总线CiA402通讯,可以对接市场上主流的EtherCAT总线系统。各轴同步时间1ms。

2) 优异的性能:速度响应高达2kHZ,大幅度提高处理速度,响应性好,刚性高,缩短整定时间,运行平稳。最大限度发挥高端机械性能。

3) 出色的定位精度:配套23位高分辨率编码器,定位更精准,低速加工更平稳,加工表面更光洁,绝对值编码器,断电马达位置原点不丢失。

4) 较高的工作效率:运行速度快,最高90m/min。

5) 方便维护 : 接线少,故障易排查。

五、现场应用视频

六、总结

使用了英威腾解决方案的数控六面钻,操作简单、速度快、精度高,生产速度比较传统设备提高50%以上,客户加工效率以及加工精度大幅度提升。

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