1 引言
立式數控車床簡稱為數控立車，其車床主軸垂直于水平面，一個直徑很大圓形工作臺，用來裝夾工件。這類機床主要用于加工徑向尺寸大、軸向尺寸相對較小大型復雜零件。本文主要介紹利用公司資源優勢，整合臺達數控及伺服運動控制系統、丹佛斯成員企業無傳感器矢量型HLP-V系列變頻器,實現精準定位、變頻快速切削、緊急制動的功能；為滿足客戶需要并介紹利用eView人機界面和臺達EH2系列PLC實現雙柱副刀架加工功能。
2 技術要求
2.1 數控立車：1米5型、2米5型、3米5型、4米5型、6米3型、8米型等。
最大切削外徑：8米-11米。行程進給 ：X軸快速進給 15m/min，Z軸快速進給 15m/min
2.2精度控制：
定位精度:0.01mm
重復定位精度:0.008mm
2.3對伺服提出要求：
（1）運動很平穩順滑。
（2）往復運動快速且精準。
（3）車刀切削瞬間,其他外力突然介入,伺服定位或定速被影響很少。
2.4對數控提出要求：
（1）數控系統基本功能要求——G代碼功能，輔助功能—M代碼。工件程序容量要大。
（2）RS232通訊和DNC線加工。
（3）聯動軸數：2個
（4）控制精度：0.001mm
（5）操作畫面可以自由規劃。
2.5對工作臺電機要求：
采用三相異步交流電機，電機功率是37KW-90KW,實現兩極變速,高速和低速。點動（走低速）和制動（高速方式下延時5秒鐘后制動，低速方式下延時3秒后制動）；外需要一個+5V外掛手輪，實現手動對刀和程序測試功能。
3 系統方案確定及產品優勢介紹
數控車床，采用臺達車床控制器PUCNC-H4C-T專用數控系統、2Kw ASDA-AB型交流伺服驅動器和馬達，控制刀架橫向（X軸）和滑架縱向（Z軸）快速運動和進給運動，其中Z軸伺服電機帶有制動抱閘功能。工作臺電機采用丹佛斯成員企業HLP-V無傳感器矢量型變頻器調速及制動(并提供副刀架手搖輪工作用+5V電壓)。副刀架eView人機界面MT4300及臺達EH2系列PLC實現。
3.1臺達車床控制器PUCNC-H4C-T主要功能和特點：
（1）開放式系統架構，內含嵌入式可編程PLC，可配合更多機械設計。
（2）全功能CNC鍵盤，配合PLC開發，可自定義按鍵功能。
（3）提供4組+/-10V模擬量接口，其中二路用于控制交流伺服驅動進給軸。一路控制變頻主軸（伺服主軸），一路可選用控制伺服刀塔。
（4）解析度可設定7位數，響應速度可達1000Kpps。配合編碼器光柵檢測，可實現半閉環/全閉環控制，控制精度0.001mm。
（5）診斷功能和PLC狀態顯示。
（6）手搖輪安全測試（防撞機功能）。
（7）離線描圖和加工描圖功能。
（8）除標準G代碼外，提供多種固定切削循環和復式循環編程，編程更簡便。
（9）支持更高階MACRO宏指令，可靈活設計NC程序。
（10）程序存儲容量256Kbyte,關機后電池維持。
（11）提供RS232C標準接口，可接個人電腦（PC）實現DNC線加工功能。
3.2臺達交流伺服ASDA-AB主要特點：
（1）具有多種控制模式，可與上位控制器靈活配合。
（2）強健式控制模式，負載慣量大范圍變化時，系統仍然可以保持優異性能。
（3）具有位置P-CURVE和速度S-CURVE平滑功能，且命令來源是外部模擬量輸入內部寄存器設定均有平滑功能。
（4）豐富軟件功能，方便用戶調試。
3.3丹佛斯成員企業HLP-V變頻器主要特點：
（1）HLP-V系列無傳感器矢量變頻器：
?反應速以毫秒計算，對轉速的修正可在3ms內完成，指令響應為0.1ms
?150%過載轉矩一分鐘，140%的加速轉矩，180%的啟動轉矩
?閉環控制：整個頻率范圍內提供150%滿轉矩
?開環控制：提供100%保持轉矩
?負載變化時：保護最大的穩定性，快速的轉速補償
?特殊的轉矩控制模式
?高精度的滑差補償<0.5%
?高輸出頻率分辨率<0.003HZ
?模擬/脈沖輸入掃描時間<3ms
?嶄新的soft-switching技術：能有效的抑制du/dt，減低尖峰突變電壓，可配合任何標準電機使用，可使用300m（非屏幕式）或150m（屏幕式）電機電纜。
（2）HLP-V為您提供許多選項的組件，這樣既構成了完整的設備特性、減少了故障機會、降低了設備投資，并且保證了您的設備與變頻器之間可獲得最佳的匹配：
?內置2組DC電抗器，可有效抑制諧波的產生，提高變頻器功率因素不再需要另加功率補償設備。
?內置RFI濾波器，以防止變頻器操作時對計算機或高靈敏儀器造成噪聲干擾
?內置標準兩線式編碼器輸入端子
?超高速精確度的同步和定位功能
?內置PID調節器
?兩組標準串行接口：一組用于控制面板，一組用于計算機通訊（RS485）
?還可提供多種內置通訊卡選件
（3）LCP操作面板使參數設定工作更輕而易舉
?快速菜單使參數設定更簡便，只需按照電機銘牌輸入12個數據即可
?可熱插拔的LCP可使您輕松自如地將一臺變頻器的參數內容拷貝到另一臺變頻器中
?特大液晶顯示屏，允許同時顯示4種讀出數據
特性與功能：
?語言數字式顯示給您清晰的信息，“快速設定菜單”方便您迅速和簡便的編程；
?對于不同的場合，能提供速度、工藝、轉矩，以及特殊電機控制模式；
?電機自動調諧功能（AMA）可在電機靜止狀態下測量電機的關鍵參數。如果出廠的設定與電機不等，AMA能保證電機轉矩的性能達到最佳狀態，可適用于最嚴格的應用場合。
?載波頻率自動調節功能（ASFM）可依負載狀況自動調節載波頻率、提升效率、降低噪音，并允許于電機運轉中以手動方式調節；
?自動過熱控制功能在HLP-V超過額定溫升時，立即降低載波頻率。如果這還不足夠，它還可以降低輸出功率來維持運行。當市電缺相或市電嚴重產平衡時，變頻器將自動降低輸出頻率。
（4）HLP-V系列變頻器最大可做到110KW制動單元內置，既節省了空間又為用戶得到更大的經濟成本。
3.4 eView人機界面主要特點：
MT4000 系列做為eView主打產品MT500的升級版，正是基于滿足客戶這一理念而生產的，是持續不斷完善HMI觸摸屏的結果，是我們提供的面向工業應用的系列高性能產品之一。MT4000 系列具有我們的高端產品系列MT5000的大部分功能，采用32位RISC CPU，能迅速調用復雜的圖形，滿足大多數用戶的需要。支持與絕大多數的PLC直接通信，PLC傳輸數據不需要運行任何特殊程序。并擁有在線模擬、超大用戶組態存儲空間、與標準C語言兼容的宏指令等貼合客戶需要的功能。能迅速有效安全地完成現場數據采集、處理、監控和輸出。
3.5臺達EH2系列PLC特點：
?主機點數：16 / 20 / 32 / 40 / 48 / 64 / 80
?最大I/O點數：512點
?程式容量：16K Steps
?指令執行速度：0.24μS(基本指令)
?通訊埠：內建RS-232與RS-485，相容MODBUS ASCII / RTU通訊協定
?資料暫存器：10,000字元
?檔案暫存器：10,000字元
?高速脈波輸出：20與32點數機種支援2點200KHz(Y0, Y2)；40點數機種支援2組AB相200KHz脈波輸出(Y0, Y1)(Y2, Y3)，與2點200KHz脈波輸出(Y4, Y6)。
4.最優的配置，合理的方案給您帶去不僅是高性能的產品，而且還有更實惠的經濟成本和實際效益；滿足您全國售后服務的需要！