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臺達(dá)ASD-B伺服系統(tǒng)在雕刻機(jī)上的應(yīng)用

中達(dá)電通股份有限公司
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中達(dá)電通上海分公司機(jī)電處                  李曉東
 
摘  要:本文重點(diǎn)討論臺達(dá)ASD-B系列伺服系統(tǒng)在雕刻機(jī)行業(yè)的工程應(yīng)用原理以及伺服性能的詳細(xì)分析。
關(guān)鍵字:伺服雕刻機(jī)
1 引言
    近年來,隨著國家經(jīng)濟(jì)持續(xù)發(fā)展,五金、廣告制品等行業(yè)對高速雕刻機(jī)的需求與日俱增,經(jīng)濟(jì)發(fā)達(dá)的華東地區(qū)市場伺服的需求達(dá)到幾千臺。數(shù)控高速雕刻機(jī)設(shè)備是伺服驅(qū)動技術(shù)產(chǎn)品的適用領(lǐng)域。數(shù)控雕刻機(jī)需要使用三臺伺服電機(jī)分別控制X,Y,Z三軸做高速進(jìn)給,根據(jù)工作臺以及加工件體積和及重量等級不同,所選伺服電機(jī)的功率范圍一般在200W至1KW之間。數(shù)控雕刻機(jī)加工的樣品參見圖1。


圖1數(shù)控雕刻機(jī)加工樣品

2 客戶背景
    本項(xiàng)目選用臺達(dá)ASD-B伺服驅(qū)動技術(shù)的客戶是國內(nèi)雕刻機(jī)行業(yè)的龍頭企業(yè)。該客戶作為國際知名企業(yè),高速雕刻機(jī)對伺服的性能要求十分嚴(yán)格?蛻粼诖酥耙恢边x用發(fā)達(dá)國家品牌的伺服系統(tǒng),但由于進(jìn)口品牌價格很高,性價比不是很理想,給生產(chǎn)成本加重了負(fù)擔(dān),因此一直在尋找符合標(biāo)準(zhǔn)的國內(nèi)品牌。而當(dāng)該客戶首次試用臺達(dá)ASD-B伺服的產(chǎn)品時,發(fā)現(xiàn)臺達(dá)ASD-B伺服在技術(shù)含量和產(chǎn)品品質(zhì)方面已完全達(dá)到國際一流水平,但價格卻十分實(shí)惠,性價比非常之高。采用臺達(dá)ASD-B伺服的雕刻機(jī),加工出來的產(chǎn)品其表面光潔度等精密加工質(zhì)量甚至超過同類進(jìn)口品牌。小型模具雕刻機(jī)參見圖2。


圖2小型模具雕刻機(jī)

 
3 系統(tǒng)設(shè)計
3.1雕刻機(jī)系統(tǒng)架構(gòu)
(1)數(shù)控系統(tǒng):采用客戶己研制開發(fā)的數(shù)控系統(tǒng)。
(2)主軸系統(tǒng):采用一體式的電主軸,由臺達(dá)VFD-M系列變頻器驅(qū)動。
(3)進(jìn)給驅(qū)動系統(tǒng):滾珠絲桿+彈性連軸器+線性導(dǎo)軌+臺達(dá)ASD-B系列伺服驅(qū)動系統(tǒng)。
3.2機(jī)械特性和伺服性能分析
    雕刻機(jī)的非移動部分剛性要求盡可能地好,而移動部分的剛性則要以靈活為前題,要設(shè)計得盡可能地輕巧一些,同時保持一定的剛性。機(jī)械設(shè)計通常采用超寬的立柱和橫梁,因?yàn)辇堥T式的結(jié)構(gòu)有極好的對稱性和極佳的剛性,它是高速切削設(shè)備的首選結(jié)構(gòu)。而對于移動部分有與數(shù)控銑顯著的不同之處是加寬了很多導(dǎo)軌與導(dǎo)軌之間的距離,以克服不良力矩的問題。
對于伺服性能的要求則是主要是針對伺服電機(jī)的轉(zhuǎn)子慣量有嚴(yán)格的要求,以保證伺服系統(tǒng)有很高的響應(yīng)頻率。在慣量滿足的條件下,同時要求伺服系統(tǒng)有良好的低速特性和極高的速度應(yīng)答性。
3.3 ASD-B系列伺服系統(tǒng)應(yīng)用簡介
(1)ASD-B伺服系統(tǒng)的特點(diǎn)
    ASD-B是以PM型交流伺服馬達(dá)為對象的交流伺服控制系統(tǒng)(圖3)。ASD-B控制回路采用高速數(shù)字信號處理器(DSP),高速度精度的完成各種運(yùn)動控制?梢詫(shí)現(xiàn)位置、速度、扭矩以及混合等多種運(yùn)動控制模式。ASD-B提供PI/PDFF控制架構(gòu),具有自動增益調(diào)整方式以及馬達(dá)自動偵測等較全面的運(yùn)動控制系統(tǒng)功能。


圖3 ASD-B交流伺服控制系統(tǒng)

 
(2)基于ASD-B的雕刻伺服控制設(shè)計
    伺服相關(guān)參數(shù)設(shè)置參見表1。臺達(dá)ASD-B伺服系統(tǒng)調(diào)試畫面參見圖4。
表1 伺服相關(guān)參數(shù)設(shè)置


圖4 臺達(dá)ASD-B伺服系統(tǒng)調(diào)試畫面

 
4結(jié)束結(jié)
    臺達(dá)ASD-B系列伺服系統(tǒng)在雕刻機(jī)行龍頭企業(yè)中應(yīng)用對于國產(chǎn)機(jī)電自動化系統(tǒng)技術(shù)在該行業(yè)形成突破有重大意義。項(xiàng)目對國產(chǎn)品牌伺服系統(tǒng)在數(shù)控雕刻機(jī)領(lǐng)域的高端應(yīng)用推廣起到十分積極的作用。

 
 
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