1 引言

　　圓角機(jī)數(shù)控系統(tǒng)應(yīng)用于玻璃加工生產(chǎn)線上，將生產(chǎn)線上在線運(yùn)行的玻璃的四個直角磨成圓角。按照設(shè)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(yùn)行過程中進(jìn)行。機(jī)械結(jié)構(gòu)由臺達(dá)伺服系統(tǒng)配合滾珠絲桿導(dǎo)軌傳動驅(qū)動，整機(jī)圖片參見圖1。加工樣品圖片參見圖2。

圖1 數(shù)控玻璃圓角機(jī)

圖2 玻璃圓角

    2 數(shù)控系統(tǒng)原理設(shè)計

　　2.1功能設(shè)計

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

　?。?）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?；亓悖焊鬏S同時向負(fù)方向回原點(diǎn)，程序執(zhí)行前各軸必須回原點(diǎn)。急停：緊急停車。復(fù)位：停止正在運(yùn)行中的程序，不影響皮帶和砂輪動作。

　　2.3觸摸屏人機(jī)界面設(shè)計

　?。?）皮帶/砂輪控制。在此畫面下啟動皮帶，砂輪，水泵，風(fēng)機(jī)?！叭肓蠙z測點(diǎn)與第一氣缸間距”決定了從入料檢測點(diǎn)檢測到玻璃進(jìn)來往前運(yùn)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(yùn)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(yùn)行速度和倒圓角時圓角半徑。選擇后系統(tǒng)會自動讀取相應(yīng)的待機(jī)位置參數(shù)。程序運(yùn)行過程中如果提升皮帶速度，請復(fù)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

　?。?）微調(diào)。此畫面下“待機(jī)位置”顯示相應(yīng)的“皮帶速度”和“圓角半徑”下XZ軸的位置，待機(jī)時Y軸處于原點(diǎn)位置。當(dāng)加工效果有偏差時，可在此畫面對待機(jī)位置進(jìn)行微調(diào)，調(diào)整后需要數(shù)據(jù)保存。每次開機(jī)時系統(tǒng)自動根據(jù)相應(yīng)的“皮帶速度”和“圓角半徑”讀取相應(yīng)的待機(jī)位置，參見圖5。

圖5 微調(diào)

?。?）各軸點(diǎn)動。在程序未自動運(yùn)行時，可在此畫面下選擇各軸進(jìn)行點(diǎn)動。也可選中軸向后由手搖輪控制確定待機(jī)位置，參見圖6。

圖6 各軸點(diǎn)動

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

　　2.2原理設(shè)計

　　軸向定義。該設(shè)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(jìn)，使XY工作臺與玻璃之間保持相對靜止，XY軸帶動砂輪運(yùn)行標(biāo)準(zhǔn)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(shù)控方案設(shè)計

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

圖8 三軸數(shù)控運(yùn)動控制

　　2.4 系統(tǒng)調(diào)試步驟

　　首先確定待機(jī)位置。開機(jī)回原點(diǎn)后，開動皮帶，按如下方法確定各角的待機(jī)位置。

　　#1角：當(dāng)玻璃剛離開觸發(fā)開關(guān)時停皮帶，調(diào)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(jī)位置。

　　#2角：當(dāng)玻璃剛接觸觸發(fā)開關(guān)時停皮帶，調(diào)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(jī)位置。

　　#3角：當(dāng)玻璃剛離開觸發(fā)開關(guān)時停皮帶，調(diào)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(jī)位置。

　　#4角：當(dāng)玻璃剛接觸觸發(fā)開關(guān)時停皮帶，調(diào)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(jī)位置。

　　確定的待機(jī)位置是屏幕上顯示的“待機(jī)位置”，加工時砂輪等待觸發(fā)信號的位置會根據(jù)次“待機(jī)位置”和皮帶速度及所加工的圓角半徑自動調(diào)整。當(dāng)加工效果有偏差時可在屏幕上微調(diào)相應(yīng)皮帶速度和圓角半徑下的待機(jī)位置，需保存。

    3 結(jié)束語

　　通過設(shè)計過程論述，項(xiàng)目的特點(diǎn)是應(yīng)用數(shù)控伺服技術(shù)實(shí)現(xiàn)動態(tài)運(yùn)行中的平板玻璃的4圓角精確加工。項(xiàng)目具高效精確加工的工程特色，體現(xiàn)了臺達(dá)數(shù)控技術(shù)先進(jìn)的運(yùn)動控制能力。項(xiàng)目的推廣應(yīng)用會為玻璃加工設(shè)備制造商帶來良好的經(jīng)濟(jì)實(shí)效。