《電子技術(shù)應(yīng)用》
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英威騰伺服在雕銑機(jī)上的應(yīng)用
摘要: 伺服系統(tǒng)在雕銑機(jī)上的應(yīng)用,最能反應(yīng)其性能的好壞。本文主要介紹英威騰伺服在高速雕銑機(jī)上的成功應(yīng)用,以及調(diào)試過程。
Abstract:
Key words :

    1.引言

  隨著中國(guó)經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展,市場(chǎng)對(duì)高速高精度雕銑機(jī)的需求日益增多。顧名思義,雕銑機(jī)既可做精細(xì)雕刻,又能做切割、鏤銑。在一定程度上既可以替代雕刻機(jī),也可以替代一些小型的加工中心,應(yīng)用范圍相當(dāng)廣泛,在模具行業(yè)、電子信息行業(yè)、汽車行業(yè)乃至傳統(tǒng)的五金、家具等行業(yè)都有著巨大的應(yīng)用需求,市場(chǎng)前景廣闊。而數(shù)控高速雕銑機(jī)是伺服產(chǎn)品的重點(diǎn)應(yīng)用行業(yè),也最能考驗(yàn)伺服產(chǎn)品性能的好壞。一臺(tái)雕銑機(jī)一般需要3-5臺(tái)伺服電機(jī)做高速進(jìn)給,可見對(duì)伺服產(chǎn)品的需求量甚大。根據(jù)工作臺(tái)、加工件大小以及重量不同,所選伺服電機(jī)的范圍一般在200W至1KW之間。

  此次選用英威騰伺服的客戶是深圳某知名研發(fā)制造雕銑機(jī)的企業(yè),該企業(yè)對(duì)伺服產(chǎn)品的選用是十分嚴(yán)格的,其產(chǎn)品在行業(yè)內(nèi)一直以性能好、穩(wěn)定而著稱。此前該企業(yè)一直選用某日系著名品牌的伺服產(chǎn)品,應(yīng)用良好,比較美中不足的是價(jià)格過高。當(dāng)前雕銑機(jī)市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)也十分激烈,成本壓力很大,所以該企業(yè)一直想選用性價(jià)比更高的產(chǎn)品。經(jīng)過試用,客戶發(fā)現(xiàn)使用英威騰伺服產(chǎn)品的設(shè)備和使用日系產(chǎn)品的設(shè)備加工出來的零件的尺寸、光潔度完全一樣,這也充分說明英威騰伺服完全達(dá)到了雕銑機(jī)設(shè)備所要求的性能。在雕銑機(jī)上的成功應(yīng)用突破,也標(biāo)志著英威騰伺服在性能上再上一個(gè)臺(tái)階,達(dá)到了一流水平。

  2.雕銑機(jī)系統(tǒng)架構(gòu)

  一般雕銑機(jī)的結(jié)構(gòu)包括以下部分:數(shù)控系統(tǒng)、主軸系統(tǒng)和運(yùn)動(dòng)進(jìn)給系統(tǒng)。該企業(yè)的雕銑機(jī)數(shù)控是由專用運(yùn)動(dòng)控制卡組成,客戶獨(dú)立開發(fā)的控制程序。主軸系統(tǒng)采用國(guó)外進(jìn)口一體式的電主軸,利用英威騰CHV系列變頻器進(jìn)行驅(qū)動(dòng)。運(yùn)動(dòng)進(jìn)給系統(tǒng)由3臺(tái)伺服電機(jī)組成。其中一臺(tái)用于X軸進(jìn)給,一臺(tái)用于Y軸進(jìn)給,一臺(tái)用于Z軸進(jìn)給。其中X、Y軸運(yùn)動(dòng)進(jìn)給系統(tǒng)由滾珠絲桿,彈性聯(lián)軸器,線性導(dǎo)軌,伺服電機(jī)等組成,伺服電機(jī)選用的為英威騰750W伺服產(chǎn)品。Z軸運(yùn)動(dòng)進(jìn)給系統(tǒng)也由滾珠絲桿,彈性聯(lián)軸器,線性導(dǎo)軌,伺服電機(jī)等組成,伺服電機(jī)選用的為英威騰400W伺服產(chǎn)品,帶抱閘系列。

  該企業(yè)的雕銑機(jī)機(jī)械設(shè)計(jì)采用超寬的立柱和橫梁,它有極好的對(duì)稱性和極佳的剛性,移動(dòng)部分則加寬了導(dǎo)軌與導(dǎo)軌之間的距離,以克服不良力矩的問題。這是高速切削設(shè)備的首選結(jié)構(gòu)。因?yàn)檫@種結(jié)構(gòu)基本上可以保證雕銑機(jī)的非移動(dòng)部分的剛性盡可能的好,而移動(dòng)部分在保持靈活的同時(shí),也會(huì)保持較好的剛性。而且這還有利于在不影響機(jī)械系統(tǒng)剛度的同時(shí),盡量減小機(jī)械轉(zhuǎn)動(dòng)慣量。較小的機(jī)械轉(zhuǎn)動(dòng)慣量比可以保證伺服系統(tǒng)有很高的響應(yīng)頻率。而雕銑機(jī)對(duì)伺服性能的要求就是要有很高的響應(yīng)頻率,很高的系統(tǒng)剛性,良好的低速特性。其結(jié)構(gòu)示意圖如下:

英威騰伺服在雕銑機(jī)上的應(yīng)用

  3.英威騰伺服調(diào)試

  英威騰伺服已經(jīng)在彈簧機(jī)、高速繞線機(jī)、高速剝線機(jī)、雕銑機(jī)、、卷繞機(jī)、切割機(jī)、機(jī)器人、紡織機(jī)械、包裝機(jī)械等行業(yè)得到成功的應(yīng)用,具有接線簡(jiǎn)單、調(diào)試方便的特點(diǎn)。

英威騰伺服在雕銑機(jī)上的應(yīng)用

  伺服驅(qū)動(dòng)器一般有電流環(huán)、速度環(huán)和位置環(huán)三個(gè)環(huán)路組成,其結(jié)構(gòu)圖如下:

  英威騰伺服調(diào)試的一般原則是:當(dāng)電機(jī)固定后,電流環(huán)參數(shù)就固定不變。速度環(huán)參數(shù)與電機(jī)負(fù)載和機(jī)械轉(zhuǎn)動(dòng)慣量有關(guān),增益越高,積分時(shí)間越小,伺服驅(qū)動(dòng)器的響應(yīng)越快,所以一般在調(diào)試的時(shí)候要在機(jī)械系統(tǒng)不振動(dòng)的情況下盡可能提高速度環(huán)增益,減小速度環(huán)積分時(shí)間。位置環(huán)增益和機(jī)械系統(tǒng)剛度有關(guān),這個(gè)要根據(jù)客戶的需要來設(shè)置。

  針對(duì)雕銑機(jī)的機(jī)械系統(tǒng),其調(diào)試注意要點(diǎn)為:

  a)選擇合適慣量電機(jī),機(jī)床機(jī)械轉(zhuǎn)動(dòng)慣量要與電機(jī)慣量相匹配。

  b)進(jìn)給速度提高后,伺服系統(tǒng)的跟隨誤差會(huì)隨速度的提高加大,影響移動(dòng)件的動(dòng)態(tài)精度,這就要求提高速度響應(yīng),增大位置環(huán)剛度,最大限度減小動(dòng)態(tài)跟隨誤差。

  c)機(jī)臺(tái)構(gòu)件有其固有頻率,當(dāng)產(chǎn)生諧振時(shí),噪音,振動(dòng),響應(yīng)速度受限。利用英威騰伺服的上位機(jī)軟件確認(rèn)諧振點(diǎn),利用陷波濾波器消除機(jī)械諧振,提升機(jī)床響應(yīng)速度 。

  d)傳統(tǒng)手動(dòng)調(diào)試伺服參數(shù),經(jīng)驗(yàn)性強(qiáng),一般都可以調(diào)試到滿足機(jī)床要求,不過當(dāng)難以調(diào)試到最佳狀態(tài),可以用英威騰伺服上位機(jī)調(diào)試軟件進(jìn)行調(diào)試,以幫助你把伺服調(diào)試到最佳的性能。

  經(jīng)過總結(jié),可以得出雕銑機(jī)的應(yīng)用調(diào)試流程圖如下:

英威騰伺服在雕銑機(jī)上的應(yīng)用

英威騰伺服在雕銑機(jī)上的應(yīng)用

英威騰伺服在雕銑機(jī)上的應(yīng)用

  4.結(jié)束語(yǔ)

  經(jīng)過幾個(gè)月的試用,客戶對(duì)英威騰伺服產(chǎn)品的品質(zhì)和性能表示認(rèn)可,同時(shí)也對(duì)英威騰產(chǎn)品高性價(jià)比和英威騰公司及時(shí)的跟蹤服務(wù)非常滿意。英威騰伺服在國(guó)內(nèi)知名企業(yè)雕銑機(jī)上的成功應(yīng)用,標(biāo)志著英威騰伺服產(chǎn)品的性能達(dá)到了國(guó)內(nèi)外伺服產(chǎn)品的一流水準(zhǔn),對(duì)英威騰伺服在該行業(yè)的全面推廣起到了十分積極的作用。

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