一、概述
广东省某机床公司的两轴通孔加工钻床设备已经落后，要求在原有设备的基础上进行升级改造。为此，时光科技公司提供了针对该项目的改造方案。
两轴通孔加工钻床的现状：
1.采用传统的液压设备加工精度低、效率不高；
2.设备环境适应能力不强；
3.设备维护工作频繁并且相对繁琐。
为解决上述问题，采用时光IMS系列伺服控制系统。其具有如下特点：
1.可实现电机平稳运行于0.01Hz～250Hz工作范围。
2.电机运行速率低于50Hz时可实现3倍电机额定转矩输出，包括电机0Hz，锁定时的3倍电机额定转矩输出，有效地解决了工件加工过程中偶尔出现的堵转现象。
3.内置PLC功能（16入/13出），通过QMCL软件编程的方式对所有I/O进行自定义设计。
4.使用QMCL语言编译的程序，可以灵活的设定电气零点，保证机械原位与电气零点的可靠结合。由于各类补偿是做为参数设定的，因此可根据实际的间隙改变作出相应调整。
5.系统参数任意设定电机运行时的S曲线和转矩限幅值。
二、项目实施介绍
首先将工件通过夹具固定在位于钻床中央的工作台上。按下“运行”按钮后，舱门关闭，位于工作台两端的驱动电机通过滚珠丝杠将带有钻头的滑台高速推进至工件接近位，到达接近位后由控制器给出信号使钻头旋转，然后按固有深孔加工循环进行加工。为防止相对的两钻头打刀，由控制器通过软件编程实现两驱动电机互锁功能。两轴过孔专用加工钻床的整体系统示意图见下图：
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进给轴驱动电机由IMS伺服控制器进行位置控制，通过编码器（PG）构成位置闭环系统。所有的限位开关、零位开关等信号直接联入相应的控制器做为控制信号。2台伺服控制器利用内部PLC功能，通过I/O信号或RS422/485通讯的方式与控制面板相连。
上图所示为单台驱动电机驱动相应动刀头的工件加工过程。首先将工件通过夹具固定在位于钻床中央的工作台上。即先加工至接近中线某位置的驱动电机会发出信号锁住另外一边的驱动电机，使其进入“暂停”状态，待电机退回至安全位置后解除原电气信号使另外一边的驱动电机继续完成其自身的加工动作。工件加工完成后，控制器给出相应电气信号打开舱门并且等待下次循环动作的“运行”开始。
软件设定的“互锁”信号分为“锁定对方”（输出）信号和“响应锁定”（输入）信号，当IMS控制器控制驱动电机将滑台推进至接近中心线的某位置时（软件设定），控制器会向另外一台控制器给出“锁定对方”信号。对方控制器接受到“响应锁定”信号后，如正工作在安全区内，则正常运行；如正在向前推进并有可能发生打刀情况，则“暂停”使滑台停留在安全范围内直至“响应锁定”信号消失。发出“锁定对方”信号的控制器在所控制的滑台回退至安全范围后，将“锁定对方”信号取消以便另外一侧滑台的正常运行。两台控制器本着“先入为主”的原则进行互锁动作以保证加工时的高效率输出。
三、项目效果
IMS伺服控制器调速比为1：5000，滑台在该调速比下能够可靠运行，并满足两轴通孔专用加工钻床的进给要求。由于IMS伺服控制器采用的是输出转速与转矩的“解耦控制”，在电机基频（50Hz）以下能够保证3倍电机额定转矩的平稳输出。满足滑台机构对于电机的低速大转矩平稳输出要求，以及在负载发生波动时依然能够保证进给速率的稳定与正常。IMS伺服控制器采用2500线编码器，其位置控制范围远远超过滑台的。
实际工作范围2m。经过实测重复定位精度误差为±0.002mm。使用QMCL语言可实现对电机的灵活动作控制，可对滑台动作进行相应的优化设计，将原设计方案4分钟加工2件工件提高到3分10秒加工2件工件。时光IMS系列伺服控制器允许输入电压波动范围为±10％，满足低电压低转速时大转矩可靠输出的系统设计要求。解决原电液伺服系统存在的噪音、振动、漏油以及安装、维护和调试过程中存在的问题或缺陷。
四、评价
件加工周期由原来的4分钟提升至3分10秒。对于设备使用厂家来说效率就意味着产量和利润，令厂家感到欣喜和满意。
系统具有极佳的可靠性与稳定性，维护简便。相对于传统设备的液电伺服系统，因此极大地简化了设备维护工作。在整个调试阶段IMS伺服控制器始终处于无故障运行使厂家感到非常满意。
简单明了的参数设计。IMS伺服控制器通过软件设定来的参数含义可直接按照用户的要求进行相应设计，极大方便了设备操作者和使用者。
IMS伺服控制器内部集成了PLC功能，I/O使用起来更加灵活方便，简化了系统集成商整体设计方案难度，也减少了部分硬件成本。
