全自動六軸玻璃打孔案例解析
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1 設備概況
全自動玻璃打孔機包含6顆伺服、定位軸、X1及X2送料軸、Y軸、Z1軸、Z2軸。具體如圖1所示。
圖1全自動打孔機示意圖
（1）定位軸：選用玻璃精確定位（B2伺服*1），經(jīng)減速機后由絲杠傳動。計算打孔點到玻璃邊沿距離，定位到位置后，放下?lián)鯄K，實現(xiàn)玻璃板的精確定位；
（2）X軸：玻璃傳送（B2伺服*2），經(jīng)減速機后直接驅(qū)動。高摩擦力傳送帶，同時配合壓夾裝置，保證玻璃板傳送方向，傳送帶的位置和速度由前后兩個伺服控制，通過計算打孔點到玻璃邊緣的位置，傳送帶定位到對應路徑位置；
（3）Y軸：打孔鉆頭定位（A2伺服*1），經(jīng)減速機后由絲杠傳動。鉆頭安裝在Y軸上，根據(jù)Y坐標點，計算打孔點到玻璃邊緣的距離，控制Y軸的位置和速度到達指定打孔點；
（4）Z1、Z2：鉆頭進給定位（A2伺服*2），經(jīng)由大小輪及絲杠傳動。Y軸定位后，下鉆頭較高速度1接近玻璃表面，再以速度2進行距離1的倒邊，再以速度3進行距離2攻進，最后以速度4慢速退刀；下鉆頭退刀后上鉆進行與下鉆類似的動作完成打孔。
圖2 X軸擋塊
圖3 Y軸及Z軸
2 技術參數(shù)
2.1 設備指標
設備指標如表1所示。
表1 設備指標
2.2 硬件清單
硬件清單如表2所示。
表2 硬件清單
2.3 軟件清單
軟件清單如表3所示。
表3 軟件清單
4 輔助工具
輔助工具如表4所示。
表4 輔助工具
3 工藝說明
3.1 定位軸
定位軸使用B2伺服驅(qū)動，控制上采用絕對值定位DDRVA。確定基準后，采用絕對值定位可以靈活定位到指定位置，避免一定量的數(shù)學計算；當一次定位完成，開始打孔后，便進行下一個孔位置的比較，如果X坐標相同則不需要再次定位，X坐標不同，則進行下一次定位，定位到位前放下?lián)鯄K，慢速進入預定位置待命；最后一個空定位完成后，收起擋塊定位至第一孔位置，等待玻璃送出后放下?lián)鯄K。
3.2 Y軸
Y軸使用A2伺服驅(qū)動，控制上采用絕對值定位DDRVA。因為Y軸上有玻璃夾持壓盤，所以Y定位或重新定位前壓盤必須解除；孔的Y坐標與下一個想同時，只需要壓盤、壓緊、定位和送料動作后，即可以打孔。
3.3 X1、X2
X1、X2使用兩臺B2伺服分別驅(qū)動，控制上采用增量式定位，分送料后和送料前兩部份。送料過超聲波后，X2不需要同步送料，這時要高速補料到超聲波前光電位置，以提高工作效率；送料到超聲波后，以一般速度移動，當接近至一定距離時，再以慢速接近——最后貼上擋塊。
3.4 Z1、Z2鉆頭位置定位
Z1、Z2使用兩臺A2伺服分別驅(qū)動，控制上采用PR觸發(fā)來控制鉆頭位置。位置1（6-03），高速（5-60）接近位置1；位置2（6-05），速度1（5-61）攻進1；位置3（6-07），速度2（5-62）攻進2；位置4（6-09），速度3（5-63）退刀；因為玻璃厚度不同，不同規(guī)格的玻璃的鉆頭攻進1位置，攻進2的位置需要進行調(diào)整，此時，對應PR路徑參數(shù)通過通訊修改，以滿足加工需求。
圖4 PR參數(shù)
圖5 通過軟件規(guī)劃PR路徑
通過Delta ASDA-Soft 規(guī)劃PR路徑，使用絕對值定位，規(guī)劃加速和減速時間以及目標速度索引；需要修改路徑時，通過通訊修改對應路徑的參數(shù)（例如06-03對應路徑1的位置命令DATA）。
4 工藝流程圖
圖6 工藝流程圖
在程序設計中，因為工藝穿插比較靈活，所以選擇臺達步進程序進行設計，將整套設備的動作進行細分，在每個步中設計獨立的控制動作，這樣可以很好地提高工作效率；除以上流程中的功能外，設備中還有潤滑功能、修鉆功能、修訂基準、慢速前進、慢速后退，這些動作因為基于步進的思路設計，所以可以靈活的穿插在程序中。
例如，當定位伺服電機完成最后一次定位，同時設備開始打孔后，定位電機需要后退一定距離，再定位到第一個孔前一定位置，等待打孔完成，然后將玻璃送出一定距離后，再把定位擋塊放下，最后慢速靠近第一個孔的定位位置。這里因為采用步進程序設計，這部分程序獨立流程設計，形成一個專門的流程控制回路，就可以很容易實現(xiàn)，又不會影響原有控制的邏輯流程。
5 系統(tǒng)硬件結(jié)構(gòu)
圖7 結(jié)構(gòu)示意圖
圖8 系統(tǒng)實際布置
利用28SV的4路200K高速脈沖分別控制定位軸、Y軸、X1送料、X2送料四個伺服；同時利用28SV的COM2通訊口通過485通訊，與Z1、Z2進行通訊，修改PR位置參數(shù)和速度參數(shù)；與3臺變頻器進行通訊，修改變頻器的頻率參數(shù)。
6 HMI界面
圖9 HMI
HMI首頁顯示打孔數(shù)量和設備運行狀況。設置孔數(shù)后（確定孔距參數(shù)通過其他頁面完成），通過控制柜面板按鈕啟動開始打孔。
圖10 設備參數(shù)
在參數(shù)設置界面，用戶設置各軸的機械補償及時間參數(shù)；玻璃送出距離是當玻璃加工完畢后將玻璃送出的距離，玻璃送出后定位軸才可以再次定位，否則將造成玻璃的擠壓和破損。
圖10 設備參數(shù)
在參數(shù)設置界面，用戶設置各軸的機械補償及時間參數(shù)；玻璃送出距離是當玻璃加工完畢后將玻璃送出的距離，玻璃送出后定位軸才可以再次定位，否則將造成玻璃的擠壓和破損。
圖11 孔參數(shù)設置1
圖12 孔參數(shù)設置2
7.
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