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    應(yīng)用方案:漢德?;旌纤欧姍C(jī)在木工雕刻機(jī)上的應(yīng)用

    混合伺服電機(jī)


    一、應(yīng)用背景

    近幾年隨著房地產(chǎn)的迅猛發(fā)展,帶動(dòng)了木門、家具和家居裝潢等行業(yè)市場(chǎng)需求量的急增。由于木工行業(yè)在我國(guó)是傳統(tǒng)行業(yè),最初木工生產(chǎn)主要以手工和簡(jiǎn)單工具加工為主,生產(chǎn)效率非常低,根本滿足不了市場(chǎng)的需求,于是木工雕刻機(jī)應(yīng)運(yùn)而生。

    木工雕刻機(jī)主要應(yīng)用在木門和仿古家具等行業(yè),主要是對(duì)木材進(jìn)行花型、波紋和鏤空等加工,大大提高了以前傳統(tǒng)手工加工的效率、精度和產(chǎn)品的一致性。


    目前家具廠商采用的木工雕刻機(jī)大部分用的還是步進(jìn)電機(jī)系統(tǒng),由于步進(jìn)電機(jī)轉(zhuǎn)速低、步進(jìn)角距大使得雕刻機(jī)的雕刻速度慢,并且雕刻精度較差,這就直接影響了家具廠的生產(chǎn)效率和生產(chǎn)品質(zhì),而且步進(jìn)電機(jī)系統(tǒng)容易產(chǎn)生丟步,發(fā)生錯(cuò)誤時(shí)也不能及時(shí)糾正,從而造成材料的損失。交流伺服系統(tǒng)作為高轉(zhuǎn)速和高細(xì)分精度的運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng),在此有著無與倫比的優(yōu)勢(shì),但是交流伺服價(jià)格較貴,不利于降低成本。

    深圳漢德保公司憑借多年運(yùn)動(dòng)控制行業(yè)的專業(yè)背景,研發(fā)出ED系列混合伺服系統(tǒng),有效地平衡了步進(jìn)、伺服在速度、精度、價(jià)格三方面的矛盾,具有很高的性價(jià)比。該系統(tǒng)的混合伺服電機(jī)在恒轉(zhuǎn)矩輸出下轉(zhuǎn)速能達(dá)到2000RPM,編碼器線數(shù)2500PPR,驅(qū)動(dòng)器內(nèi)部采用4倍頻技術(shù)對(duì)控制脈沖4細(xì)分后可使電機(jī)每圈分辨率達(dá) 10000PPR。顯然無論其速度還是精度都大大超過了木工雕刻機(jī)的要求。

    二、電氣結(jié)構(gòu)及工藝流程

    木工雕刻機(jī)系統(tǒng)一般包括以下幾個(gè)部分:

    數(shù)控系統(tǒng):采用客戶己研制開發(fā)的數(shù)控系統(tǒng)。

    主軸系統(tǒng):采用一體式的電主軸,由變頻器驅(qū)動(dòng)。

    進(jìn)給驅(qū)動(dòng)系統(tǒng):滾珠絲桿、彈性連軸器、線性導(dǎo)軌、伺服驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)。

    其拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)如下:


    木工數(shù)控雕刻機(jī)的工作過程由以下幾部分組成:

    (1)將待雕刻的圖案文字信息,按照標(biāo)準(zhǔn)的指令格式編寫成程序,有輸入部分送入計(jì)算機(jī)。

    (2)計(jì)算機(jī)部分經(jīng)過處理、運(yùn)算,將各個(gè)坐標(biāo)軸的分量,送給各個(gè)軸的驅(qū)動(dòng)電路。

    (3)驅(qū)動(dòng)電路帶動(dòng)各個(gè)軸轉(zhuǎn)動(dòng),并進(jìn)行反饋控制,將主軸電機(jī)移送到精確的位置。

    (4)重復(fù)上述步驟,最終完成待雕刻的圖案或文字。


    木工雕刻操作流程示意圖

    三、漢德?;旌纤欧到y(tǒng)

    漢德?;旌纤欧姍C(jī)內(nèi)置增量式光電編碼器(2500線或1000線可選),適配漢德?;旌纤欧?qū)動(dòng)器,徹底解決開環(huán)步進(jìn)電機(jī)丟步的問題,提升機(jī)器加工速度和精度。通過優(yōu)化的磁路設(shè)計(jì),選用優(yōu)質(zhì)冷軋硅鋼片和耐高溫永磁體材料,提高電機(jī)功率密度,提升電機(jī)平穩(wěn)性,顯著降低電機(jī)溫升。產(chǎn)品線涵括20~86機(jī)座、0.1NM~12NM多種電機(jī)型號(hào)。

    性能指標(biāo)
    步進(jìn)
    伺服
    混合伺服
    控制方式
    開環(huán),有丟步現(xiàn)象
    閉環(huán),無丟步現(xiàn)象
    閉環(huán),無丟步現(xiàn)象
    速度
    1000rpm以下
    額定3000rpm
    最高3000rpm
    精度
    由電機(jī)步距角決定
    由編碼器精度決定
    由編碼器精度決定
    轉(zhuǎn)矩特性
    力矩隨速度升高下降很快
    恒定力矩輸出
    在高速時(shí)(如2000rpm以上),力矩下降較快
    運(yùn)動(dòng)特性
    低頻振動(dòng),停止時(shí)不抖動(dòng)
    停止時(shí)有微振
    零速停止穩(wěn)定,高速停止時(shí)不抖動(dòng)
    電機(jī)溫升
    在高速或頻繁啟停時(shí)發(fā)熱較嚴(yán)重,
    可能會(huì)影響電機(jī)壽命
    溫升小
    介于步進(jìn)與伺服之間
    成本


    適用場(chǎng)合
    對(duì)速度、精度要求不高場(chǎng)合
    對(duì)速度、精度要求高場(chǎng)合
    短距離快速啟停場(chǎng)合,對(duì)速度、精度要求較高場(chǎng)合

      ◆產(chǎn)品涵蓋20~86機(jī)座,安裝尺寸完全兼容同型號(hào)步進(jìn)電機(jī)

    木工雕刻操作流程示意圖

    三、漢德保混合伺服系統(tǒng)

    漢德?;旌纤欧姍C(jī)內(nèi)置增量式光電編碼器(2500線或1000線可選),適配漢德?;旌纤欧?qū)動(dòng)器,徹底解決開環(huán)步進(jìn)電機(jī)丟步的問題,提升機(jī)器加工速度和精度。通過優(yōu)化的磁路設(shè)計(jì),選用優(yōu)質(zhì)冷軋硅鋼片和耐高溫永磁體材料,提高電機(jī)功率密度,提升電機(jī)平穩(wěn)性,顯著降低電機(jī)溫升。產(chǎn)品線涵括20~86機(jī)座、0.1NM~12NM多種電機(jī)型號(hào)。

    性能指標(biāo)
    步進(jìn)
    伺服
    混合伺服
    控制方式
    開環(huán),有丟步現(xiàn)象
    閉環(huán),無丟步現(xiàn)象
    閉環(huán),無丟步現(xiàn)象
    速度
    1000rpm以下
    額定3000rpm
    最高3000rpm
    精度
    由電機(jī)步距角決定
    由編碼器精度決定
    由編碼器精度決定
    轉(zhuǎn)矩特性
    力矩隨速度升高下降很快
    恒定力矩輸出
    在高速時(shí)(如2000rpm以上),力矩下降較快
    運(yùn)動(dòng)特性
    低頻振動(dòng),停止時(shí)不抖動(dòng)
    停止時(shí)有微振
    零速停止穩(wěn)定,高速停止時(shí)不抖動(dòng)
    電機(jī)溫升
    在高速或頻繁啟停時(shí)發(fā)熱較嚴(yán)重,
    可能會(huì)影響電機(jī)壽命
    溫升小
    介于步進(jìn)與伺服之間
    成本


    適用場(chǎng)合
    對(duì)速度、精度要求不高場(chǎng)合
    對(duì)速度、精度要求高場(chǎng)合
    短距離快速啟停場(chǎng)合,對(duì)速度、精度要求較高場(chǎng)合

    ◆產(chǎn)品涵蓋20~86機(jī)座,安裝尺寸完全兼容同型號(hào)步進(jìn)電機(jī)

    三、漢德?;旌纤欧到y(tǒng)

    漢德保混合伺服電機(jī)內(nèi)置增量式光電編碼器(2500線或1000線可選),適配漢德保混合伺服驅(qū)動(dòng)器,徹底解決開環(huán)步進(jìn)電機(jī)丟步的問題,提升機(jī)器加工速度和精度。通過優(yōu)化的磁路設(shè)計(jì),選用優(yōu)質(zhì)冷軋硅鋼片和耐高溫永磁體材料,提高電機(jī)功率密度,提升電機(jī)平穩(wěn)性,顯著降低電機(jī)溫升。產(chǎn)品線涵括20~86機(jī)座、0.1NM~12NM多種電機(jī)型號(hào)。

    性能指標(biāo)
    步進(jìn)
    伺服
    混合伺服
    控制方式
    開環(huán),有丟步現(xiàn)象
    閉環(huán),無丟步現(xiàn)象
    閉環(huán),無丟步現(xiàn)象
    速度
    1000rpm以下
    額定3000rpm
    最高3000rpm
    精度
    由電機(jī)步距角決定
    由編碼器精度決定
    由編碼器精度決定
    轉(zhuǎn)矩特性
    力矩隨速度升高下降很快
    恒定力矩輸出
    在高速時(shí)(如2000rpm以上),力矩下降較快
    運(yùn)動(dòng)特性
    低頻振動(dòng),停止時(shí)不抖動(dòng)
    停止時(shí)有微振
    零速停止穩(wěn)定,高速停止時(shí)不抖動(dòng)
    電機(jī)溫升
    在高速或頻繁啟停時(shí)發(fā)熱較嚴(yán)重,
    可能會(huì)影響電機(jī)壽命
    溫升小
    介于步進(jìn)與伺服之間
    成本


    適用場(chǎng)合
    對(duì)速度、精度要求不高場(chǎng)合
    對(duì)速度、精度要求高場(chǎng)合
    短距離快速啟停場(chǎng)合,對(duì)速度、精度要求較高場(chǎng)合

      ◆產(chǎn)品涵蓋20~86機(jī)座,安裝尺寸完全兼容同型號(hào)步進(jìn)電機(jī)混合伺服電機(jī)

    ◆內(nèi)置增量式光電編碼器(2500線或1000線可選)

    ◆輸出轉(zhuǎn)矩大 ,高轉(zhuǎn)速

    ◆電機(jī)發(fā)熱小,噪音低,效率高

    ◆高速停止平穩(wěn)快速,無零速振蕩運(yùn)行平穩(wěn),振動(dòng)噪聲小

    ◆響應(yīng)速度快,適合頻繁啟停的場(chǎng)合

    四、現(xiàn)場(chǎng)調(diào)試結(jié)果

    該雕刻機(jī)的基本參數(shù)如下:

    A系列木工雕刻機(jī)---1325
    有效行程范圍 2500*1260*200mm 主軸轉(zhuǎn)速 18000r/min
    最大加工尺寸 2480*1240*160mm 快移速度 25m/min
    臺(tái)面尺寸 2500*1230mm 最大工作速度 15m/min
    傳動(dòng)形式 X/Y齒條;Z絲杠 驅(qū)動(dòng)系統(tǒng) 漢德?;旌纤欧?/span>
    臺(tái)面結(jié)構(gòu) 條形真空吸附/普通臺(tái)面 工作電壓 AC380/3PH/50HZ
    主軸功率 3.0/4.5/6.0KW

    漢德保公司的配置方案為(X/Y/Z):ED34混合伺服驅(qū)動(dòng)器 + EMH3403 混合伺服電機(jī)


    現(xiàn)場(chǎng)測(cè)試證明,雕刻速度堪比伺服電機(jī),在產(chǎn)品波紋及平滑度上明顯優(yōu)于步進(jìn)電機(jī),具有很強(qiáng)的競(jìng)爭(zhēng)力。


    五、結(jié)語

    漢德?;旌纤欧到y(tǒng)在雕刻機(jī)上的應(yīng)用,對(duì)于國(guó)產(chǎn)機(jī)電自動(dòng)化系統(tǒng)技術(shù)在該行業(yè)形成突破具有重大意義。項(xiàng)目對(duì)國(guó)產(chǎn)品牌步進(jìn)/伺服系統(tǒng)在數(shù)控雕刻機(jī)領(lǐng)域的高端應(yīng)用起到十分積極的作用。

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