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2921194817@qq.com應(yīng)用方案:漢德?;旌纤欧姍C在木工雕刻機上的應(yīng)用
一、應(yīng)用背景
近幾年隨著房地產(chǎn)的迅猛發(fā)展,帶動了木門、家具和家居裝潢等行業(yè)市場需求量的急增。由于木工行業(yè)在我國是傳統(tǒng)行業(yè),最初木工生產(chǎn)主要以手工和簡單工具加工為主,生產(chǎn)效率非常低,根本滿足不了市場的需求,于是木工雕刻機應(yīng)運而生。
木工雕刻機主要應(yīng)用在木門和仿古家具等行業(yè),主要是對木材進行花型、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大部分用的還是步進電機系統(tǒng),由于步進電機轉(zhuǎn)速低、步進角距大使得雕刻機的雕刻速度慢,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),而且步進電機系統(tǒng)容易產(chǎn)生丟步,發(fā)生錯誤時也不能及時糾正,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)分精度的運動控制系統(tǒng),在此有著無與倫比的優(yōu)勢,但是交流伺服價格較貴,不利于降低成本。
深圳漢德保公司憑借多年運動控制行業(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、伺服在速度、精度、價格三方面的矛盾,具有很高的性價比。該系統(tǒng)的混合伺服電機在恒轉(zhuǎn)矩輸出下轉(zhuǎn)速能達到2000RPM,編碼器線數(shù)2500PPR,驅(qū)動器內(nèi)部采用4倍頻技術(shù)對控制脈沖4細(xì)分后可使電機每圈分辨率達 10000PPR。顯然無論其速度還是精度都大大超過了木工雕刻機的要求。
二、電氣結(jié)構(gòu)及工藝流程
木工雕刻機系統(tǒng)一般包括以下幾個部分:
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。
進給驅(qū)動系統(tǒng):滾珠絲桿、彈性連軸器、線性導(dǎo)軌、伺服驅(qū)動系統(tǒng)。
其拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)如下:
木工數(shù)控雕刻機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,有輸入部分送入計算機。
(2)計算機部分經(jīng)過處理、運算,將各個坐標(biāo)軸的分量,送給各個軸的驅(qū)動電路。
(3)驅(qū)動電路帶動各個軸轉(zhuǎn)動,并進行反饋控制,將主軸電機移送到精確的位置。
(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、漢德保混合伺服系統(tǒng)
漢德?;旌纤欧姍C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)動器,徹底解決開環(huán)步進電機丟步的問題,提升機器加工速度和精度。通過優(yōu)化的磁路設(shè)計,選用優(yōu)質(zhì)冷軋硅鋼片和耐高溫永磁體材料,提高電機功率密度,提升電機平穩(wěn)性,顯著降低電機溫升。產(chǎn)品線涵括20~86機座、0.1NM~12NM多種電機型號。
性能指標(biāo)
|
步進
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伺服
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混合伺服
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控制方式
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開環(huán),有丟步現(xiàn)象
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閉環(huán),無丟步現(xiàn)象
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閉環(huán),無丟步現(xiàn)象
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速度
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1000rpm以下
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額定3000rpm
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最高3000rpm
|
精度
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由電機步距角決定
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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(如2000rpm以上),力矩下降較快
|
運動特性
|
低頻振動,停止時不抖動
|
停止時有微振
|
零速停止穩(wěn)定,高速停止時不抖動
|
電機溫升
|
在高速或頻繁啟停時發(fā)熱較嚴(yán)重,
可能會影響電機壽命 |
溫升小
|
介于步進與伺服之間
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成本
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低
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高
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中
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適用場合
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對速度、精度要求不高場合
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對速度、精度要求高場合
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短距離快速啟停場合,對速度、精度要求較高場合
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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)動器,徹底解決開環(huán)步進電機丟步的問題,提升機器加工速度和精度。通過優(yōu)化的磁路設(shè)計,選用優(yōu)質(zhì)冷軋硅鋼片和耐高溫永磁體材料,提高電機功率密度,提升電機平穩(wěn)性,顯著降低電機溫升。產(chǎn)品線涵括20~86機座、0.1NM~12NM多種電機型號。
性能指標(biāo)
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步進
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伺服
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混合伺服
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控制方式
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開環(huán),有丟步現(xiàn)象
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閉環(huán),無丟步現(xiàn)象
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閉環(huán),無丟步現(xiàn)象
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速度
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1000rpm以下
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額定3000rpm
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最高3000rpm
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精度
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由電機步距角決定
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由編碼器精度決定
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由編碼器精度決定
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轉(zhuǎn)矩特性
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力矩隨速度升高下降很快
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恒定力矩輸出
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在高速時(如2000rpm以上),力矩下降較快
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運動特性
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低頻振動,停止時不抖動
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停止時有微振
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零速停止穩(wěn)定,高速停止時不抖動
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電機溫升
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在高速或頻繁啟停時發(fā)熱較嚴(yán)重,
可能會影響電機壽命 |
溫升小
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介于步進與伺服之間
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成本
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低
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高
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中
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適用場合
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對速度、精度要求不高場合
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對速度、精度要求高場合
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短距離快速啟停場合,對速度、精度要求較高場合
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三、漢德?;旌纤欧到y(tǒng)
漢德?;旌纤欧姍C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)動器,徹底解決開環(huán)步進電機丟步的問題,提升機器加工速度和精度。通過優(yōu)化的磁路設(shè)計,選用優(yōu)質(zhì)冷軋硅鋼片和耐高溫永磁體材料,提高電機功率密度,提升電機平穩(wěn)性,顯著降低電機溫升。產(chǎn)品線涵括20~86機座、0.1NM~12NM多種電機型號。
性能指標(biāo)
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步進
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伺服
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混合伺服
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控制方式
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開環(huán),有丟步現(xiàn)象
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閉環(huán),無丟步現(xiàn)象
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閉環(huán),無丟步現(xiàn)象
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速度
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1000rpm以下
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額定3000rpm
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最高3000rpm
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精度
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由電機步距角決定
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由編碼器精度決定
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由編碼器精度決定
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轉(zhuǎn)矩特性
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力矩隨速度升高下降很快
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恒定力矩輸出
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在高速時(如2000rpm以上),力矩下降較快
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運動特性
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低頻振動,停止時不抖動
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停止時有微振
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零速停止穩(wěn)定,高速停止時不抖動
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電機溫升
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在高速或頻繁啟停時發(fā)熱較嚴(yán)重,
可能會影響電機壽命 |
溫升小
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介于步進與伺服之間
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成本
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低
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高
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中
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適用場合
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對速度、精度要求不高場合
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對速度、精度要求高場合
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短距離快速啟停場合,對速度、精度要求較高場合
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◆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,無零速振蕩運行平穩(wěn),振動噪聲小
◆響應(yīng)速度快,適合頻繁啟停的場合
四、現(xiàn)場調(diào)試結(jié)果
該雕刻機的基本參數(shù)如下:
A系列木工雕刻機---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 |
臺面尺寸 | 2500*1230mm | 最大工作速度 | 15m/min |
傳動形式 | X/Y齒條;Z絲杠 | 驅(qū)動系統(tǒng) | 漢德?;旌纤欧?/span> |
臺面結(jié)構(gòu) | 條形真空吸附/普通臺面 | 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)動器 + EMH3403 混合伺服電機
現(xiàn)場測試證明,雕刻速度堪比伺服電機,在產(chǎn)品波紋及平滑度上明顯優(yōu)于步進電機,具有很強的競爭力。
漢德?;旌纤欧到y(tǒng)在雕刻機上的應(yīng)用,對于國產(chǎn)機電自動化系統(tǒng)技術(shù)在該行業(yè)形成突破具有重大意義。項目對國產(chǎn)品牌步進/伺服系統(tǒng)在數(shù)控雕刻機領(lǐng)域的高端應(yīng)用起到十分積極的作用。