智能制造網(wǎng)APP
智能制造網(wǎng)手機(jī)站
智能制造網(wǎng)小程序
智能制造網(wǎng)官微
智能制造網(wǎng)服務(wù)號(hào)
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(mén)、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)，*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(mǎn)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(mén)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****的優(yōu)勢(shì)，但是交流伺服價(jià)格較貴，不利于降低成本。
鍶坎電子憑借多年運(yùn)動(dòng)控制行業(yè)的專(zhuān)業(yè)背景，研發(fā)出BCSD步進(jìn)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?xún)r(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1500RPM，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(hù)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(xiě)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**的位置；
(4)重復(fù)上述步驟，*終完成待雕刻的圖案或文字。
木工雕刻操作流程示意圖
三、本多步進(jìn)伺服系統(tǒng)
本多閉環(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），適配本多步進(jìn)伺服驅(qū)動(dòng)器，*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)，選用上等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(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 | 600rpm以下 | 額定3000rpm | *高3000rpm，額定1500rpm |
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1500rpm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， | 溫升小 | 等同于伺服 |
成本 | 低 | 高 | 中 |
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*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 |
*大加工尺寸 | 2480*1240*160mm | 快移速度 | 25m/min |
臺(tái)面尺寸 | 2500*1230mm | *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) | 本多步進(jìn)伺服系統(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 |
|
|
鍶坎電子的配置方案為（X/Y/Z）：BCSD步進(jìn)伺服驅(qū)動(dòng)器 +BCSM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)于一般步進(jìn)電機(jī)，接近于伺服系統(tǒng)。
五、結(jié)語(yǔ)
本多步進(jìn)伺服系統(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)域的優(yōu)異應(yīng)用起到十分積極的作用。
