应用(yòng)方案:汉德保混合伺服電(diàn)机在木(mù工雕刻机上的应用(yòng)

混合伺服電(diàn)机


一、应用(yòng)背景

近几年随着房地产的迅猛发展,带动了木(mù门、家具和家居装潢等行业市场需求量的急增。由于木(mù工行业在我國(guó)是传统行业,最初木(mù工生产主要以手工和简单工具加工為(wèi)主,生产效率非常低,根本满足不了市场的需求,于是木(mù工雕刻机应运而生。

木(mù工雕刻机主要应用(yòng)在木(mù门和仿古家具等行业,主要是对木(mù材进行花(huā)型、波纹和镂空等加工,大大提高了以前传统手工加工的效率、精度和产品的一致性。


目前家具厂商(shāng)采用(yòng)的木(mù工雕刻机大部分(fēn)用(yòng)的还是步进電(diàn)机系统,由于步进電(diàn)机转速低、步进角距大使得雕刻机的雕刻速度慢,并且雕刻精度较差,这就直接影响了家具厂的生产效率和生产品质,而且步进電(diàn)机系统容易产生丢步,发生错误时也不能(néng)及时纠正,从而造成材料的损失。交流伺服系统作為(wèi)高转速和高细分(fēn)精度的运动控制系统,在此有(yǒu)着无与伦比的优势,但是交流伺服价格较贵,不利于降低成本。

深圳汉德保公司凭借多(duō)年运动控制行业的专业背景,研发出ED系列混合伺服系统,有(yǒu)效地平衡了步进、伺服在速度、精度、价格三方面的矛盾,具有(yǒu)很(hěn)高的性价比。该系统的混合伺服電(diàn)机在恒转矩输出下转速能(néng)达到2000RPM,编码器線(xiàn)数2500PPR,驱动器内部采用(yòng)4倍频技术对控制脉冲4细分(fēn)后可(kě)使電(diàn)机每圈分(fēn)辨率达 10000PPR。显然无论其速度还是精度都大大超过了木(mù工雕刻机的要求。

二、電(diàn)气结构及工艺流程

木(mù工雕刻机系统一般包括以下几个部分(fēn):

数控系统:采用(yòng)客户己研制开发的数控系统。

主轴系统:采用(yòng)一體(tǐ)式的電(diàn)主轴,由变频器驱动。

进给驱动系统:滚珠丝杆、弹性连轴器、線(xiàn)性导轨、伺服驱动系统。

其拓扑结构如下:


木(mù工数控雕刻机的工作过程由以下几部分(fēn)组成:

(1)将待雕刻的图案文(wén)字信息,按照标准的指令格式编写成程序,有(yǒu)输入部分(fēn)送入计算机。

(2)计算机部分(fēn)经过处理(lǐ)、运算,将各个坐(zuò)标轴的分(fēn)量,送给各个轴的驱动電(diàn)路。

(3)驱动電(diàn)路带动各个轴转动,并进行反馈控制,将主轴電(diàn)机移送到精确的位置。

(4)重复上述步骤,最终完成待雕刻的图案或文(wén)字。


木(mù工雕刻操作流程示意图

三、汉德保混合伺服系统

汉德保混合伺服電(diàn)机内置增量式光電(diàn)编码器(2500線(xiàn)或1000線(xiàn)可(kě)选),适配汉德保混合伺服驱动器,彻底解决开环步进電(diàn)机丢步的问题,提升机器加工速度和精度。通过优化的磁路设计,选用(yòng)优质冷轧硅钢片和耐高温永磁體(tǐ)材料,提高電(diàn)机功率密度,提升電(diàn)机平稳性,显著降低電(diàn)机温升。产品線(xiàn)涵括20~86机座、0.1NM~12NM多(duō)种電(diàn)机型号。

性能(néng)指标
步进
伺服
混合伺服
控制方式
开环,有(yǒu)丢步现象
闭环,无丢步现象
闭环,无丢步现象
速度
1000rpm以下
额定3000rpm
最高3000rpm
精度
由電(diàn)机步距角决定
由编码器精度决定
由编码器精度决定
转矩特性
力矩随速度升高下降很(hěn)快
恒定力矩输出
在高速时(如2000rpm以上),力矩下降较快
运动特性
低频振动,停止时不抖动
停止时有(yǒu)微振
零速停止稳定,高速停止时不抖动
電(diàn)机温升
在高速或频繁启停时发热较严重,
可(kě)能(néng)会影响電(diàn)机寿命
温升小(xiǎo)
介于步进与伺服之间
成本


适用(yòng)场合
对速度、精度要求不高场合
对速度、精度要求高场合
短距离快速启停场合,对速度、精度要求较高场合

  ◆产品涵盖20~86机座,安装尺寸完全兼容同型号步进電(diàn)机

木(mù工雕刻操作流程示意图

三、汉德保混合伺服系统

汉德保混合伺服電(diàn)机内置增量式光電(diàn)编码器(2500線(xiàn)或1000線(xiàn)可(kě)选),适配汉德保混合伺服驱动器,彻底解决开环步进電(diàn)机丢步的问题,提升机器加工速度和精度。通过优化的磁路设计,选用(yòng)优质冷轧硅钢片和耐高温永磁體(tǐ)材料,提高電(diàn)机功率密度,提升電(diàn)机平稳性,显著降低電(diàn)机温升。产品線(xiàn)涵括20~86机座、0.1NM~12NM多(duō)种電(diàn)机型号。

性能(néng)指标
步进
伺服
混合伺服
控制方式
开环,有(yǒu)丢步现象
闭环,无丢步现象
闭环,无丢步现象
速度
1000rpm以下
额定3000rpm
最高3000rpm
精度
由電(diàn)机步距角决定
由编码器精度决定
由编码器精度决定
转矩特性
力矩随速度升高下降很(hěn)快
恒定力矩输出
在高速时(如2000rpm以上),力矩下降较快
运动特性
低频振动,停止时不抖动
停止时有(yǒu)微振
零速停止稳定,高速停止时不抖动
電(diàn)机温升
在高速或频繁启停时发热较严重,
可(kě)能(néng)会影响電(diàn)机寿命
温升小(xiǎo)
介于步进与伺服之间
成本


适用(yòng)场合
对速度、精度要求不高场合
对速度、精度要求高场合
短距离快速启停场合,对速度、精度要求较高场合

◆产品涵盖20~86机座,安装尺寸完全兼容同型号步进電(diàn)机

三、汉德保混合伺服系统

汉德保混合伺服電(diàn)机内置增量式光電(diàn)编码器(2500線(xiàn)或1000線(xiàn)可(kě)选),适配汉德保混合伺服驱动器,彻底解决开环步进電(diàn)机丢步的问题,提升机器加工速度和精度。通过优化的磁路设计,选用(yòng)优质冷轧硅钢片和耐高温永磁體(tǐ)材料,提高電(diàn)机功率密度,提升電(diàn)机平稳性,显著降低電(diàn)机温升。产品線(xiàn)涵括20~86机座、0.1NM~12NM多(duō)种電(diàn)机型号。

性能(néng)指标
步进
伺服
混合伺服
控制方式
开环,有(yǒu)丢步现象
闭环,无丢步现象
闭环,无丢步现象
速度
1000rpm以下
额定3000rpm
最高3000rpm
精度
由電(diàn)机步距角决定
由编码器精度决定
由编码器精度决定
转矩特性
力矩随速度升高下降很(hěn)快
恒定力矩输出
在高速时(如2000rpm以上),力矩下降较快
运动特性
低频振动,停止时不抖动
停止时有(yǒu)微振
零速停止稳定,高速停止时不抖动
電(diàn)机温升
在高速或频繁启停时发热较严重,
可(kě)能(néng)会影响電(diàn)机寿命
温升小(xiǎo)
介于步进与伺服之间
成本


适用(yòng)场合
对速度、精度要求不高场合
对速度、精度要求高场合
短距离快速启停场合,对速度、精度要求较高场合

  ◆产品涵盖20~86机座,安装尺寸完全兼容同型号步进電(diàn)机混合伺服電(diàn)机

◆内置增量式光電(diàn)编码器(2500線(xiàn)或1000線(xiàn)可(kě)选)

◆输出转矩大 ,高转速

◆電(diàn)机发热小(xiǎo),噪音低,效率高

◆高速停止平稳快速,无零速振荡运行平稳,振动噪声小(xiǎo)

◆响应速度快,适合频繁启停的场合

四、现场调试结果

该雕刻机的基本参数如下:

A系列木(mù工雕刻机---1325
有(yǒu)效行程范围 2500*1260*200mm 主轴转速 18000r/min
最大加工尺寸 2480*1240*160mm 快移速度 25m/min
台面尺寸 2500*1230mm 最大工作速度 15m/min
传动形式 X/Y齿条;Z丝杠 驱动系统 汉德保混合伺服
台面结构 条形真空吸附/普通台面 工作電(diàn)压 AC380/3PH/50HZ
主轴功率 3.0/4.5/6.0KW

汉德保公司的配置方案為(wèi)(X/Y/Z):ED34混合伺服驱动器 + EMH3403 混合伺服電(diàn)机


现场测试证明,雕刻速度堪比伺服電(diàn)机,在产品波纹及平滑度上明显优于步进電(diàn)机,具有(yǒu)很(hěn)强的竞争力。


五、结语

汉德保混合伺服系统在雕刻机上的应用(yòng),对于國(guó)产机電(diàn)自动化系统技术在该行业形成突破具有(yǒu)重大意义。项目对國(guó)产品牌步进/伺服系统在数控雕刻机领域的高端应用(yòng)起到十分(fēn)积极的作用(yòng)。

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此文(wén)关键词:木(mù工雕刻机

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