中達數控系統在玻璃圓角機上的應用

圖1 數控玻璃圓角機

圖2 玻璃圓角

1 引言

　　圓角機數控系統應用于玻璃加工生產線上，將生產線上在線運行的玻璃的四個直角磨成圓角。按照設定半徑將玻璃四角磨成90度的圓弧，圓弧與直線過渡平滑，圓弧半徑誤差±0.5mm。磨削在玻璃運行過程中進行。機械結構由臺達伺服系統配合滾珠絲桿導軌傳動驅動，整機圖片參見圖1。加工樣品圖片參見圖2。

2 數控系統原理設計

2.1功能設計

　　（1）加工過程描述。該設備用于生產線上對直角玻璃進行倒圓角或45度倒角，倒角過程中玻璃一直朝前運動不停止，四個角同時進行倒角。玻璃朝前運動的速度1—6米/分鐘，倒圓角半徑3—12mm。

　　（2）操作按鈕說明。啟動：啟動自動加工程序，必須在皮帶開動后啟動。回零：各軸同時向負方向回原點，程序執行前各軸必須回原點。急停：緊急停車。復位：停止正在運行中的程序，不影響皮帶和砂輪動作。

2.3觸摸屏人機界面設計

　　（1）皮帶/砂輪控制。在此畫面下啟動皮帶，砂輪，水泵，風機。“入料檢測點與第一氣缸間距”決定了從入料檢測點檢測到玻璃進來往前運行多少距離后第一氣缸動作，“第一氣缸與第二氣缸間距”決定了從第一氣缸動作到玻璃往前運行多少距離后第二氣缸動作，參見圖3。

圖3皮帶/砂輪控制

　（2）速度/半徑選擇。在此畫面下選擇皮帶運行速度和倒圓角時圓角半徑。選擇后系統會自動讀取相應的待機位置參數。程序運行過程中如果提升皮帶速度，請復位后重新啟動程序，并重新選擇圓角半徑，參見圖4。

圖4速度/半徑選擇

　　（3）微調。此畫面下“待機位置”顯示相應的“皮帶速度”和“圓角半徑”下XZ軸的位置，待機時Y軸處于原點位置。當加工效果有偏差時，可在此畫面對待機位置進行微調，調整后需要數據保存。每次開機時系統自動根據相應的“皮帶速度”和“圓角半徑”讀取相應的待機位置，參見圖5。

 圖5微調

　　（4）各軸點動。在程序未自動運行時，可在此畫面下選擇各軸進行點動。也可選中軸向后由手搖輪控制確定待機位置，參見圖6。

圖6  各軸點動

　　（5）開機步驟。開機——〉開皮帶——〉各軸回原點——〉開砂輪——〉啟動自動加工程序。

2.2原理設計

　　軸向定義。該設備工作原理是每個角利用Z軸帶動一個XY工作臺跟隨玻璃前進，使XY工作臺與玻璃之間保持相對靜止，XY軸帶動砂輪運行標準圓弧或直線即可加工出所需要的倒角。四個角XYZ軸均由伺服控制，參見圖7。

  圖7圓角加工軸向定義

2.3數控方案設計

　　玻璃每個角各有一臺三軸數控系統帶動三個伺服軸（XYZ），帶動玻璃前進的傳送皮帶末端裝有編碼器將玻璃前進的速度反饋到數控系統，將四個角的砂輪調整到與觸發開關相應的合適的位置，玻璃向前運行時#2、#4角碰到觸發開關/#1、#3角離開觸發開關即令Z軸帶動XY軸與玻璃同步向前運行，此時XY軸與玻璃相對靜止，令XY軸走設定半徑的圓形軌跡即加工完成，參見圖8。

圖8 三軸數控運動控制

2.4 系統調試步驟

　　首先確定待機位置。開機回原點后，開動皮帶，按如下方法確定各角的待機位置。

　　#1角：當玻璃剛離開觸發開關時停皮帶，調整XZ軸使砂輪中心與玻璃后沿在一條直線上，砂輪外緣剛好接觸玻璃，此時XZ軸的位置為待機位置。

　　#2角：當玻璃剛接觸觸發開關時停皮帶，調整XZ軸使砂輪中心與玻璃前沿在一條直線上，砂輪外緣剛好接觸玻璃，此時XZ軸的位置為待機位置。

　　#3角：當玻璃剛離開觸發開關時停皮帶，調整XZ軸使砂輪中心與玻璃后沿在一條直線上，砂輪外緣剛好接觸玻璃，此時XZ軸的位置為待機位置。

　　#4角：當玻璃剛接觸觸發開關時停皮帶，調整XZ軸使砂輪中心與玻璃前沿在一條直線上，砂輪外緣剛好接觸玻璃，此時XZ軸的位置為待機位置。

　　確定的待機位置是屏幕上顯示的“待機位置”，加工時砂輪等待觸發信號的位置會根據次“待機位置”和皮帶速度及所加工的圓角半徑自動調整。當加工效果有偏差時可在屏幕上微調相應皮帶速度和圓角半徑下的待機位置，需保存。

3 結束語

　　通過設計過程論述，項目的特點是應用數控伺服技術實現動態運行中的平板玻璃的4圓角精確加工。項目具高效精確加工的工程特色，體現了臺達數控技術先進的運動控制能力。項目的推廣應用會為玻璃加工設備制造商帶來良好的經濟實效。