中达数控系统在玻璃圆角机上的应用

　　圆角机数控系统应用于玻璃加工生产线上，将生产线上在线运行的玻璃的四个直角磨成圆角。按照设定半径将玻璃四角磨成90度的圆弧，圆弧与直线过渡平滑，圆弧半径误差±0.5mm。磨削在玻璃运行过程中进行。机械结构由台达伺服系统配合滚珠丝杆导轨传动驱动，整机图片参见图1。加工样品图片参见图2。

图1 数控玻璃圆角机
 

图2 玻璃圆角

2 数控系统原理设计

　　2.1功能设计

　　（1）加工过程描述。该设备用于生产线上对直角玻璃进行倒圆角或45度倒角，倒角过程中玻璃一直朝前运动不停止，四个角同时进行倒角。玻璃朝前运动的速度1—6米/分钟，倒圆角半径3—12mm。

　　（2）操作按钮说明。启动：启动自动加工程序，必须在皮带开动后启动。回零：各轴同时向负方向回原点，程序执行前各轴必须回原点。急停：紧急停车。复位：停止正在运行中的程序，不影响皮带和砂轮动作。

　　2.3触摸屏人机界面设计

　　（1）皮带/砂轮控制。在此画面下启动皮带，砂轮，水泵，风机。“入料检测点与第一气缸间距”决定了从入料检测点检测到玻璃进来往前运行多少距离后第一气缸动作，“第一气缸与第二气缸间距”决定了从第一气缸动作到玻璃往前运行多少距离后第二气缸动作，参见图3。

图3 皮带/砂轮控制

　　（2）速度/半径选择。在此画面下选择皮带运行速度和倒圆角时圆角半径。选择后系统会自动读取相应的待机位置参数。程序运行过程中如果提升皮带速度，请复位后重新启动程序，并重新选择圆角半径，参见图4。

图4 速度/半径选择

　　（3）微调。此画面下“待机位置”显示相应的“皮带速度”和“圆角半径”下XZ轴的位置，待机时Y轴处于原点位置。当加工效果有偏差时，可在此画面对待机位置进行微调，调整后需要数据保存。每次开机时系统自动根据相应的“皮带速度”和“圆角半径”读取相应的待机位置，参见图5。

图5 微调
 

　　（4）各轴点动。在程序未自动运行时，可在此画面下选择各轴进行点动。也可选中轴向后由手摇轮控制确定待机位置，参见图6。

图6 各轴点动

　　5）开机步骤。开机——〉开皮带——〉各轴回原点——〉开砂轮——〉启动自动加工程序。

　　2.2原理设计

　　轴向定义。该设备工作原理是每个角利用Z轴带动一个XY工作台跟随玻璃前进，使XY工作台与玻璃之间保持相对静止，XY轴带动砂轮运行标准圆弧或直线即可加工出所需要的倒角。四个角XYZ轴均由伺服控制，参见图7。

图7 圆角加工轴向定义

　　2.3数控方案设计

　　玻璃每个角各有一台三轴数控系统带动三个伺服轴（XYZ），带动玻璃前进的传送皮带末端装有编码器将玻璃前进的速度反馈到数控系统，将四个角的砂轮调整到与触发开关相应的合适的位置，玻璃向前运行时#2、#4角碰到触发开关/#1、#3角离开触发开关即令Z轴带动XY轴与玻璃同步向前运行，此时XY轴与玻璃相对静止，令XY轴走设定半径的圆形轨迹即加工完成，参见图8。

图8 三轴数控运动控制

　　2.4 系统调试步骤

　　首先确定待机位置。开机回原点后，开动皮带，按如下方法确定各角的待机位置。

　　#1角：当玻璃刚离开触发开关时停皮带，调整XZ轴使砂轮中心与玻璃后沿在一条直线上，砂轮外缘刚好接触玻璃，此时XZ轴的位置为待机位置。

　　#2角：当玻璃刚接触触发开关时停皮带，调整XZ轴使砂轮中心与玻璃前沿在一条直线上，砂轮外缘刚好接触玻璃，此时XZ轴的位置为待机位置。

　　#3角：当玻璃刚离开触发开关时停皮带，调整XZ轴使砂轮中心与玻璃后沿在一条直线上，砂轮外缘刚好接触玻璃，此时XZ轴的位置为待机位置。

　　#4角：当玻璃刚接触触发开关时停皮带，调整XZ轴使砂轮中心与玻璃前沿在一条直线上，砂轮外缘刚好接触玻璃，此时XZ轴的位置为待机位置。

　　确定的待机位置是屏幕上显示的“待机位置”，加工时砂轮等待触发信号的位置会根据次“待机位置”和皮带速度及所加工的圆角半径自动调整。当加工效果有偏差时可在屏幕上微调相应皮带速度和圆角半径下的待机位置，需保存。

3 结束语

　　通过设计过程论述，项目的特点是应用数控伺服技术实现动态运行中的平板玻璃的4圆角精确加工。项目具高效精确加工的工程特色，体现了台达数控技术先进的运动控制能力。项目的推广应用会为玻璃加工设备制造商带来良好的经济实效。