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數(shù)控機(jī)床 /

閉環(huán)步進(jìn)系統(tǒng)在木工雕刻機(jī)上的應(yīng)用

發(fā)布日期:2018-01-04 14:38

關(guān)鍵詞:深圳市美蓓亞斯科技有限公司、閉環(huán)系列驅(qū)動(dòng)器、閉環(huán)步進(jìn)系列電機(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)大部分用的還是普通開(kāi)環(huán)的步進(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(wú)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。 
       深圳市美蓓亞斯科技有限公司憑借多年運(yùn)動(dòng)控制行業(yè)的專業(yè)背景,研發(fā)出閉環(huán)步進(jìn)系統(tǒng)(或稱 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(wú)論其速度還是精度都大大超過(guò)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(kāi)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(guò)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(guò)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。

 

三、深圳市美蓓亞斯科技有限公司閉環(huán)步進(jìn)系統(tǒng) 

       深圳市美蓓亞斯科技有限公司閉環(huán)步進(jìn)電機(jī)內(nèi)置增量式光電編碼器(2500線或1000線可選),適配我司閉環(huán)步進(jìn)驅(qū)動(dòng)器,徹底解決開(kāi)環(huán)步進(jìn)電機(jī)丟步的問(wèn)題,提升機(jī)器加工速度和精度。通過(guò)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42~86機(jī)座、0.3NM~12NM多種電機(jī)型號(hào)。
 
性能指標(biāo)
步進(jìn)
伺服
閉環(huán)步進(jìn)(混合伺服)
控制方式
開(kāi)環(huán),有丟步現(xiàn)象
閉環(huán),無(wú)丟步現(xiàn)象
閉環(huán),無(wú)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42~86機(jī)座,安裝尺寸完全兼容同型號(hào)步進(jìn)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(wú)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) 我司閉環(huán)步進(jìn)系統(tǒng)
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    

深圳市美蓓亞斯科技有限公司的配置方案為(X/Y/Z):MAA860-IE 閉環(huán)步進(jìn)驅(qū)動(dòng)器 + 86系列 閉環(huán)步進(jìn)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(yǔ) 

       我司閉環(huán)步進(jìn)系統(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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