伺服在雕銑機上的設(shè)計與應(yīng)用
出處:仰天一笑 發(fā)布于:2011-08-24 11:07:30
Z軸運動進(jìn)給系統(tǒng)也由滾珠絲桿,彈性聯(lián)軸器,線性導(dǎo)軌,伺服電機等組成,伺服電機選用的為英威騰400W伺服產(chǎn)品,帶抱閘系列。 該企業(yè)的雕銑機機械設(shè)計采用超寬的立柱和橫梁,它有極好的對稱性和的剛性,移動部分則加寬了導(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)備的結(jié)構(gòu)。因為這種結(jié)構(gòu)基本上可以保證雕銑機的非移動部分的剛性盡可能的好,而移動部分在保持靈活的同時,也會保持較好的剛性。
伺服系統(tǒng)在雕銑機上的應(yīng)用,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上的成功應(yīng)用,以及調(diào)試過程。
1.引言
隨著中國經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展,市場對高速高雕銑機的需求日益增多。顧名思義,雕銑機既可做精細(xì)雕刻,又能做切割、鏤銑。在一定程度上既可以替代雕刻機,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,市場前景廣闊。一臺雕銑機一般需要3-5臺伺服電機做高速進(jìn)給,可見對伺服產(chǎn)品的需求量甚大。根據(jù)工作臺、加工件大小以及重量不同,所選伺服電機的范圍一般在200W至1KW之間。
雕銑機(CNC engraving and milling machine)它是數(shù)控機床的一種一般認(rèn)為雕銑機是使用小刀具、大功率和高速主軸電機的數(shù)控銑床。雕刻機的優(yōu)勢在雕,如果加工材料硬度比較大也會顯得力不從心。雕銑機的出現(xiàn)可以說填補李兩者之間的空白。雕銑機既可以雕刻,也可銑削,是一種高效高精的數(shù)控機床。雕銑機這個概念是由佳鐵提出并且實現(xiàn)的。
此次選用英威騰伺服的客戶是深圳某研發(fā)制造雕銑機的企業(yè),該企業(yè)對伺服產(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。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)到了雕銑機設(shè)備所要求的性能。在雕銑機上的成功應(yīng)用突破,也標(biāo)志著英威騰伺服在性能上再上一個臺階,達(dá)到了一流水平。
2.雕銑機系統(tǒng)架構(gòu)
1 一般認(rèn)為雕銑機是使用小刀具、大功率和高速主軸電機的數(shù)控銑床。國外并沒有雕銑機的概念,加工模具他們是以加工中心(電腦鑼)銑削為主的,但加工中心有它的不足,特別是在用小刀具加工小型模具時會顯得力不從心,并且成本很高。國內(nèi)開始的時候只有數(shù)控雕刻機的概念,雕刻機的優(yōu)勢在雕,如果加工材料硬度比較大也會顯得力不從心。雕銑機既可以雕刻,也可銑削,是一種高效高精的數(shù)控機床。
一般雕銑機的結(jié)構(gòu)包括以下部分:數(shù)控系統(tǒng)、主軸系統(tǒng)和運動進(jìn)給系統(tǒng)。該企業(yè)的雕銑機數(shù)控是由專用運動控制卡組成,客戶獨立開發(fā)的控制程序。主軸系統(tǒng)采用國外進(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。其中X、Y軸運動進(jìn)給系統(tǒng)由滾珠絲桿,彈性聯(lián)軸器,線性導(dǎo)軌,伺服電機等組成,伺服電機選用的為英威騰750W伺服產(chǎn)品。Z軸運動進(jìn)給系統(tǒng)也由滾珠絲桿,彈性聯(lián)軸器,線性導(dǎo)軌,伺服電機等組成,伺服電機選用的為英威騰400W伺服產(chǎn)品,帶抱閘系列。
該企業(yè)的雕銑機機械設(shè)計采用超寬的立柱和橫梁,它有極好的對稱性和的剛性,移動部分則加寬了導(dǎo)軌與導(dǎo)軌之間的距離,以克服不良力矩的問題。其結(jié)構(gòu)示意圖如下:

3.英威騰伺服調(diào)試
伺服是使物體的位置、方位、狀態(tài)等輸出被控量能夠跟隨輸入目標(biāo)的任意變化的自動控制系統(tǒng)。它的主要任務(wù)是按控制命令的要求、對功率進(jìn)行放大、變換與調(diào)控等處理,使驅(qū)動裝置輸出的力矩、速度和位置控制的非常靈活方便。
英威騰伺服已經(jīng)在彈簧機、高速繞線機、高速剝線機、雕銑機、卷繞機、切割機、機器人、紡織機械、包裝機械等行業(yè)得到成功的應(yīng)用,具有接線簡單、調(diào)試方便的特點。
伺服驅(qū)動器一般有電流環(huán)、速度環(huán)和位置環(huán)三個環(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)電機固定后,電流環(huán)參數(shù)就固定不變。所以一般在調(diào)試的時候要在機械系統(tǒng)不振動的情況下盡可能提高速度環(huán)增益,減小速度環(huán)積分時間。位置環(huán)增益和機械系統(tǒng)剛度有關(guān),這個要根據(jù)客戶的需要來設(shè)置。
針對雕銑機的機械系統(tǒng),其調(diào)試注意要點為:
a)選擇合適慣量電機,機床機械轉(zhuǎn)動慣量要與電機慣量相匹配。
b)進(jìn)給速度提高后,伺服系統(tǒng)的跟隨誤差會隨速度的提高加大,增大位置環(huán)剛度,限度減小動態(tài)跟隨誤差。
c)機臺構(gòu)件有其固有頻率,當(dāng)產(chǎn)生諧振時,噪音,振動,響應(yīng)速度受限。利用英威騰伺服的上位機軟件確認(rèn)諧振點,利用陷波濾波器消除機械諧振,提升機床響應(yīng)速度。.
d)傳統(tǒng)手動調(diào)試伺服參數(shù),經(jīng)驗性強,一般都可以調(diào)試到滿足機床要求,不過當(dāng)難以調(diào)試到狀態(tài),可以用英威騰伺服上位機調(diào)試軟件進(jìn)行調(diào)試,以幫助你把伺服調(diào)試到的性能。



4.結(jié)束語
經(jīng)過幾個月的試用,客戶對英威騰伺服產(chǎn)品的品質(zhì)和性能表示認(rèn)可,同時也對英威騰產(chǎn)品高性價比和英威騰公司及時的跟蹤服務(wù)非常滿意。英威騰伺服在國內(nèi)企業(yè)雕銑機上的成功應(yīng)用,標(biāo)志著英威騰伺服產(chǎn)品的性能達(dá)到了國內(nèi)外伺服產(chǎn)品的一流水準(zhǔn),對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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