沖壓設(shè)備是通過沖壓技術(shù)來加工金屬板料，將其塑造成特定形狀的精密機械。在本項目中，沖壓機點陣式模具調(diào)試控制系統(tǒng)，采用了鳴志步進(jìn)伺服電機帶動實際模具上模，提高測試靈活性，并能快速收集目標(biāo)曲線壓合數(shù)據(jù)，確保了整個壓合過程的高精度和高效率。

　　文/上海安浦鳴志自動化設(shè)備有限公司

　　1 設(shè)備簡介

　　沖壓設(shè)備是通過沖壓技術(shù)來加工金屬板料，將其塑造成特定形狀的精密機械。沖壓機是該設(shè)備的關(guān)鍵組成部分，它能利用驅(qū)動系統(tǒng)的動力，驅(qū)動模具對板材施加壓力，執(zhí)行沖壓和拉伸等工序，使其發(fā)生塑性變形，以制造出所需的零件。

　　圖1 沖壓機示意圖

　　在本項目中，沖壓機的下模安裝于可調(diào)節(jié)的移動工作臺上，上模部分則垂直安裝1224個密集排列的步進(jìn)伺服電機和絲杠模組?？刂破鞲鶕?jù)模具曲線程序計算出每個步進(jìn)伺服電機的位置，從而精準(zhǔn)地模擬上下模的壓合動作，并生成所需的測試數(shù)據(jù)。

　　2 工作流程簡介

　　本項目中，沖壓機控制系統(tǒng)的工作流程如下：系統(tǒng)初始化→下移動工作臺到位→前后上模臺回原點→上模頂桿電機回原點→導(dǎo)入運動曲線→頂桿電機運動到指定位置模擬上下模具壓合→壓合完成→頂桿電機回到原點。

　　此應(yīng)用為點陣式模具調(diào)試系統(tǒng)，采用了鳴志步進(jìn)伺服電機帶動實際模具上模，提高測試靈活性，并能快速收集目標(biāo)曲線壓合數(shù)據(jù)。系統(tǒng)內(nèi)的兩個上模工作臺通過電子齒輪實現(xiàn)同步控制，并采用位置控制技術(shù)，模擬上模的1224個步進(jìn)伺服電機實現(xiàn)迅速而精準(zhǔn)的定位，從而確保了整個壓合過程的高精度和高效率。

　　3 鳴志一站式系統(tǒng)解決方案

　　圖2 一站式系統(tǒng)解決方案

　　在該方案中，核心控制系統(tǒng)選用鳴志eXtreme系列高性能運動控制器，這一控制器專為復(fù)雜的高速和高精度運動控制任務(wù)設(shè)計，并配備鳴志研發(fā)的SSDC06-4X-ECX多軸步進(jìn)伺服驅(qū)動器，進(jìn)一步提升系統(tǒng)整體性能，系統(tǒng)拓?fù)鋱D如圖3所示。

　　圖3 系統(tǒng)拓?fù)鋱D

　　在該方案中共包含10臺eXtreme系列高性能運動控制器，每臺可控制31臺多軸步進(jìn)伺服驅(qū)動器(共124軸電機)。該運動控制器具備多軸控制能力，可同時控制多達(dá)128個獨立軸，整合了運動控制、邏輯控制和網(wǎng)絡(luò)通信功能，是實現(xiàn)高度自動化解決方案的核心模塊。為優(yōu)化通信質(zhì)量，降低EtherCAT網(wǎng)絡(luò)的抖動影響，各控制器的同步偏移(SYNC offset)需設(shè)定為周期時間的30%。該策略將顯著提高時間同步精度，確?？刂葡到y(tǒng)的穩(wěn)定運行和高精度輸出。

　　3 數(shù)據(jù)交互設(shè)計

　　系統(tǒng)設(shè)計中涉及的用戶交互界面通過一臺觸摸屏實現(xiàn)，該觸摸屏能夠與所有10臺鳴志eXtreme系列高性能運動控制器及一個第三方設(shè)備進(jìn)行數(shù)據(jù)交互。利用MCX運動控制器的標(biāo)簽通信功能，觸摸屏可便捷地與多控制器系統(tǒng)實現(xiàn)數(shù)據(jù)互通。此外，為了滿足各個控制器間的數(shù)據(jù)交換需求，系統(tǒng)采用網(wǎng)絡(luò)變量通信方式，實現(xiàn)控制器之間的高效通信。第三方設(shè)備則負(fù)責(zé)外圍設(shè)備控制任務(wù)，并通過安裝的Modbus TCP功能包與eXtreme系列高性能運動控制器建立通信;前者作為客戶端，后者作為服務(wù)器端，從而實現(xiàn)第三方設(shè)備與鳴志控制系統(tǒng)的無縫數(shù)據(jù)交互。

　　圖4 系統(tǒng)數(shù)據(jù)交互設(shè)計

　　4 鳴志方案優(yōu)勢

　　(1)參數(shù)化配置快速部署

　　鳴志eXtreme系列高性能運動控制器支持驅(qū)動啟動參數(shù)的快速導(dǎo)入導(dǎo)出功能。用戶可以在配置好一個SoftMotion驅(qū)動的啟動參數(shù)后，輕松地復(fù)制參數(shù)設(shè)置到其他SoftMotion驅(qū)動器，實現(xiàn)參數(shù)快速部署和一致性調(diào)整，提高系統(tǒng)配置效率。

圖5

　　(2)緊湊型設(shè)計

　　書本式控制器設(shè)計可有效減少電控柜所需空間，同時兼顧美觀和實用性。此外，鳴志提供的豐富步進(jìn)伺服產(chǎn)品，能夠滿足各類應(yīng)用需求。

　　(3)空間效率優(yōu)化

圖6

　　在本方案中，共采用306臺多軸步進(jìn)伺服驅(qū)動器帶動1224個軸，可大幅節(jié)省電柜空間，減少接線工作量。集成化驅(qū)動器能簡化安裝流程，降低系統(tǒng)復(fù)雜性，并提高設(shè)備整體可靠性和維護性。

圖7

　　5 小結(jié)

　　本案例采用鳴志全套解決方案，一站式服務(wù)，標(biāo)準(zhǔn)功能塊搭建程序，極大縮短設(shè)備開發(fā)周期;鳴志eXtreme系列高性能運動控制器支持多種通信，可滿足多種網(wǎng)絡(luò)通信需求。