运动控制器在机床行业的发展及应用

1．机床行业的现状和前景

　　近30年来，随着改革开放的逐步深入，中国的经济得到了很大的发展。国外的很多新技术新产品不断冲击着中国国内的市场，导致了制造业加工业迅猛发展，这给机床行业的拓展和进步带来了巨大的契机。

　　中国的机床行业从以往的以小型机床为主体的大量制造，到现在大中型机床，成套成线产品的比重逐步增大。并且，随着加工工艺的不断改进，对于加工精度加工速度的要求也越来越高。

　　目前全国机床行业的生产厂家有上万家，其中大多是以生产中低端粗加工为主的企业。但是，近年来由于材料和能源价格的飞涨，国家所采取的货币紧缩政策等因素，都将导致下游行业的增速减慢，利润减少。而有高附加值的产品增速则继续保持增产，利润大幅增加，未来行业的竞争将不可避免的将朝高端市场转移。所以，越来越多的企业已经开始意识到，中国的机床行业，在固守低端领域的同时，更应在高端产品的开发及制造方面拓展，而不是更多得依靠进口设备。

　　机床行业根据不同的设备，使用的电气产品非常地广泛，从单片机，PLC，定位模块，数控系统到运动控制系统等都有涉及，更有厂家自主研发的电气设备。一些高端应用领域，如高精度的磨床，旋转刀库，伺服冲压送料机，自动化专机流水线等，对于控制和工艺都有一些特殊的需求，这些都不是普通的脉冲发生产品或者定位产品可以简单对应的，正越来越多的使用运动控制产品。

2．三菱运动控制和伺服产品简介

　　三菱在运动控制和伺服驱动方面具有丰富的产品线，可以对应各种类型的机床设备。在运动控制器方面，从8轴同步控制到32轴同步控制，直到1280轴同步控制都有对应方法。并且，三菱的运动控制器通过不同的操作系统软件，可支持不同的机床行业应用。如SV13的操作系统，以专用的SFC的编程语言，多应用于高精度的磨床设备进行插补的动作，而SV22的操作系统，以机械支持语言，则广泛应用于多轴高速高精度同步控制的机床设备中。

　　在伺服产品方面，具有各种惯量等级，满足各种设备的定位控制要求，而且从功率上来说，小到50W，大到110kW都有成熟产品。对于110kW以上的需求，也有各种对应方式来实现控制。

3．三菱产品在机床行业中的应用以及特点

　　下面我们就以2个客户案例，来介绍三菱运动控制产品在机床行业中应用。

　　①．高性能伺服冲压及送料系统

　　前面已经说过，今后的机床行业将朝着高端的市场转移，那么对机床的复合化智能化提出了更高的要求，以普通的冲压设备为例，以往设备是将冲压好的工件由人工操作拿取，随着现在国内人力成本的不断上升，由机器替代人工操作将是一个必然的趋势，那么高性能的冲压机床将会由自动送料取料系统取代人的操作。那么冲压设备如何根据不同的工件运行不同的冲压曲线，送料系统如何和冲压系统相配合，如何保证模具的安全性等将是高端冲压设备所需要考虑的，无疑使用运动控制器是最优选的方案，它要求运动控制器产品能根据不同的工件加工要求来变化冲压曲线，送料设备与冲压设备的同步控制。

　　动作概要如下：

　　该系统由伺服冲压机和配套的送料机所构成，冲压机在冲压完成的同时，送料系统进行送料的动作，在冲压头非工作的区域，完成送料，并且送料系统回到初始位置，等待冲压机再次进行冲压，依次循环，此系统要求送料系统动作和冲压机的动作能相互配合，进行同步的控制。该设备需要冲压轴一个，传送轴六个。

　　该系统的伺服冲压机与送料机都是由三菱的运动控制器QD系列MOTION来进行控制，系统配置结构如下：

　　由于该设备使用了三菱的最新的Q170M型运动控制器产品，最多可控16根轴，所以如果今后需要控制更多的冲压机的话，只需要相应增加伺服产品既可，控制产品无需增加。另外，该运动控制产品内置电源，PLCCPU和运动控制CPU，节约了客户的一部分成本。同时，它基于IQ Platform的高速通信基板，实现无缝的链接通信，运动控制器与伺服放大器之间采用了三菱自主开发的SSCNETⅢ伺服总线网络，使各轴的时钟频率达到一致，保证了所有的轴在同一时刻接受到同一指令并开始动作。这些特性对于这种同步要求很高的设备来说，是非常必要的功能。另外，该运动控制器使用光纤总线连接，网络通讯速度更达到了50Mbps，不但提高了抗干扰能力，减少了现场布线操作的错误率，还能实现海量控制数据的高速传输。