伺服電機(jī)--激光切割機(jī)的靈魂
發(fā)布時間：2016-01-16 新聞來源：一覽電機(jī)英才網(wǎng)
伺服電機(jī)--激光切割機(jī)的靈魂
伺服電機(jī)是激光切割機(jī)的靈魂部件，其質(zhì)量好壞決定設(shè)備使用的穩(wěn)定性，尤其是加工輪廓的變形問題。目前，在激光切割機(jī)中使用最多的伺服電機(jī)品牌為安川、松下以及臺達(dá)等。
伺服電機(jī)如何影響激光切割機(jī)的運(yùn)行
對于激光切割機(jī)來講，無論是平板切割還是管材切割，想要設(shè)備按照既定的圖形進(jìn)行加工，關(guān)鍵就在于參與加工的各個軸動態(tài)響應(yīng)性的高低及相互之間的配合問題。如果在加工過程中，各軸的整體響應(yīng)太慢，或者某些位置出現(xiàn)一個軸偏差小，另一個軸偏差大的情況，則就會出現(xiàn)加工輪廓變形的問題。而導(dǎo)致這種偏差不一致情況出現(xiàn)的原因眾多，有機(jī)械的、外力的、伺服響應(yīng)性、控制系統(tǒng)等因素，或是多因素疊加影響。因此，解決此類問題的關(guān)鍵在于各軸有較好的動態(tài)響應(yīng)性及相互之間的配合的協(xié)調(diào)性，使其能比較嚴(yán)格地按照既定目標(biāo)進(jìn)行加工動作。伺服電機(jī)作為一個承接機(jī)械與控制系統(tǒng)的中間執(zhí)行機(jī)構(gòu)，能在一定程度上彌補(bǔ)、優(yōu)化、協(xié)調(diào)各個系統(tǒng)的動作，以達(dá)到更完美的控制目的。
影響伺服電機(jī)正常運(yùn)行的因素：
1.機(jī)械因素
機(jī)械問題相對而言比較常見，主要體現(xiàn)在設(shè)計、傳動方式、安裝、材質(zhì)、機(jī)械磨損等方面。
2.機(jī)械共振
機(jī)械共振問題對伺服最大的影響在于無法繼續(xù)提高伺服電機(jī)的響應(yīng)性，從而使設(shè)備整體運(yùn)行在比較低的響應(yīng)狀態(tài)。此類問題在同步帶傳動的機(jī)械中比較常見，另外長距離的滾珠絲桿有時也有此類情況。主要原因是同步帶的剛性偏低，共振頻率低，長距離的絲桿自身慣量較大，且多有變形情況，特別是在電機(jī)容量選擇偏小的情況下比較容易起振。同時安裝時的裝配工藝高低和材質(zhì)的優(yōu)劣也會對機(jī)械的共振產(chǎn)生影響。
3.機(jī)械抖動
機(jī)械抖動實(shí)質(zhì)也是機(jī)械的固有頻率問題，通常比較多地出現(xiàn)在單端固定的懸梁結(jié)構(gòu)中，特別是在加減速階段表現(xiàn)尤其明顯。低頻的抖動在加工件中會呈現(xiàn)出大波浪狀的形態(tài)，較高頻的抖動會有鋸齒狀的形態(tài)。
4.機(jī)械內(nèi)應(yīng)力、外力等因素
由于機(jī)械材質(zhì)和安裝的差異，設(shè)備上各傳動軸的機(jī)械內(nèi)應(yīng)力、靜摩擦力等可能會不一致。如果設(shè)備中參與軌跡插補(bǔ)控制的兩軸中的某一軸的內(nèi)應(yīng)力或者靜摩擦力等更大，則會一定程度上消耗掉伺服的轉(zhuǎn)矩，造成此軸的加速變慢，從而導(dǎo)致加工輪廓變形。通常我們可以通過伺服驅(qū)動器反饋生成的波形曲線來觀察傳動軸的內(nèi)應(yīng)力問題。
外力作用于軸上的情況也比較類似。一般的板材切割機(jī)，各軸與工件之間是非接觸的，可能受到的外力有限。但某些管材切割機(jī)，送管軸會參與切割時候的插補(bǔ)，而另一軸一般是非接觸的。此時管材由于受到夾具的影響，會對送管軸產(chǎn)生一個反向作用力，這樣參與插補(bǔ)控制的兩軸受力情況不一致，切割的效果肯定會受到影響。
5.數(shù)控系統(tǒng)因素
有的情況下，伺服的調(diào)試效果不明顯，此時可能就要介入對控制系統(tǒng)的調(diào)節(jié)了。激光切割機(jī)加工時通常線速度是比較恒定的，在直線與曲線上都是同一速度。這一點(diǎn)在直線運(yùn)動上是沒有多大問題的，但是在曲線，特別是小尺寸圓弧的加工上可能會因為加速度過大導(dǎo)致輪廓變形的情況。
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