伺服電機是激光切割機中非常重要的部件,它的質量決(jue)定著機器設(she)備的穩定性,尤(you)其是加工輪廓的變(bian)形問題。目前在激(ji)光切(qie)割機中使用的伺服電機主要品牌有:富士、安川、松(song)下、臺達。
伺(si)服(fu)電(dian)(dian)機的(de)主要目(mu)的(de)是電(dian)(dian)壓的(de)變(bian)化來控制轉(zhuan)速均勻穩定,伺(si)服(fu)電(dian)(dian)機主要靠脈(mo)(mo)沖來定位,受到(dao)脈(mo)(mo)沖電(dian)(dian)流時,將相(xiang)應(ying)的(de)旋(xuan)轉(zhuan)一個相(xiang)應(ying)的(de)脈(mo)(mo)沖的(de)對(dui)應(ying)角(jiao)度(du),從而實現唯一,因為伺(si)服(fu)電(dian)(dian)機本身也有脈(mo)(mo)沖電(dian)(dian)流的(de)功(gong)能(neng),當(dang)旋(xuan)轉(zhuan)角(jiao)度(du)對(dui)應(ying)的(de)脈(mo)(mo)沖數,和伺(si)服(fu)電(dian)(dian)機接受的(de)脈(mo)(mo)沖形成了(le)呼應(ying),這樣一個系統就(jiu)會知道發了(le)多少(shao)脈(mo)(mo)沖給伺(si)服(fu)電(dian)(dian)機同(tong)時又收回了(le)多少(shao)脈(mo)(mo)沖,就(jiu)可以精確(que)地控制電(dian)(dian)機的(de)轉(zhuan)動(dong)。
對于(yu)(yu)激光切割機(ji)來說,無論(lun)是板(ban)材切割還是管材切割,設備是否(fou)要按照(zhao)既(ji)定的(de)(de)(de)(de)(de)圖形進行(xing)加(jia)工(gong),關(guan)鍵在(zai)于(yu)(yu)加(jia)工(gong)過程中(zhong)涉及(ji)到的(de)(de)(de)(de)(de)各個(ge)軸的(de)(de)(de)(de)(de)動態響應(ying)(ying)水平以及(ji)它們(men)之間(jian)的(de)(de)(de)(de)(de)協(xie)(xie)調性(xing)。如果在(zai)加(jia)工(gong)過程中(zhong)各軸的(de)(de)(de)(de)(de)整體響應(ying)(ying)過慢,或(huo)者(zhe)在(zai)某些位置(zhi)一個(ge)軸偏(pian)差(cha)較小,另(ling)一個(ge)軸偏(pian)差(cha)較大(da),那么就會出現加(jia)工(gong)輪廓變(bian)形的(de)(de)(de)(de)(de)問(wen)題。造成這種差(cha)異的(de)(de)(de)(de)(de)原因(yin)有(you)很多(duo),如機(ji)械(xie)、外力、伺服響應(ying)(ying)、控制系(xi)統(tong)等,也有(you)多(duo)種因(yin)素疊(die)加(jia)的(de)(de)(de)(de)(de)情況。因(yin)此,解決這類問(wen)題的(de)(de)(de)(de)(de)關(guan)鍵在(zai)于(yu)(yu)各軸良好的(de)(de)(de)(de)(de)動態響應(ying)(ying)和各軸之間(jian)的(de)(de)(de)(de)(de)協(xie)(xie)調,使(shi)其(qi)嚴格按照(zhao)既(ji)定的(de)(de)(de)(de)(de)目標(biao)進行(xing)處理。伺服電機(ji)作為機(ji)械(xie)和控制系(xi)統(tong)的(de)(de)(de)(de)(de)中(zhong)間(jian)執(zhi)行(xing)機(ji)構,可以在(zai)一定程度上對各個(ge)系(xi)統(tong)的(de)(de)(de)(de)(de)動作進行(xing)補償、優化(hua)和協(xie)(xie)調,從而達(da)到更完(wan)善的(de)(de)(de)(de)(de)控制目的(de)(de)(de)(de)(de)。
影響伺服電機正常運行的因素:
1. 機械因素
機械問題(ti)比較常見(jian),主要體現在設計、傳動方(fang)式、安裝、材料、機械磨(mo)損(sun)等方(fang)面。
2. 機械內應力、外力等因素
由于機(ji)械材料和安裝(zhuang)方式的(de)不同,各(ge)傳動(dong)軸對(dui)設(she)備(bei)的(de)機(ji)械內應(ying)力(li)(li)(li)和靜摩擦(ca)(ca)力(li)(li)(li)可能(neng)不一致。如果之一的(de)內部壓(ya)力(li)(li)(li)或靜態摩擦(ca)(ca)力(li)(li)(li)所涉及的(de)兩個(ge)(ge)軸的(de)軌跡插(cha)補控制設(she)備(bei)大(da),扭矩伺服將消(xiao)耗在某種程度(du)上,導致這個(ge)(ge)軸的(de)加速度(du)慢下(xia)來(lai),從而導致加工輪廓的(de)變(bian)形(xing)。通(tong)常我們可以通(tong)過伺服驅動(dong)器的(de)反饋波(bo)形(xing)曲線(xian)來(lai)觀察傳動(dong)軸的(de)內應(ying)力(li)(li)(li)。
作(zuo)用(yong)(yong)在軸(zhou)上的外(wai)力(li)是相似的。一般(ban)的板(ban)材(cai)切(qie)割(ge)(ge)機(ji)(ji),軸(zhou)與工件(jian)之間(jian)是非接(jie)觸的,可能受到(dao)有限的外(wai)力(li)。但在一些切(qie)管機(ji)(ji)中(zhong),進給(gei)軸(zhou)在切(qie)割(ge)(ge)過程中(zhong)參與插補(bu),而其(qi)他軸(zhou)一般(ban)不(bu)接(jie)觸。在夾緊裝(zhuang)置的作(zuo)用(yong)(yong)下,管道進給(gei)軸(zhou)會受到(dao)一個反向(xiang)的力(li)。這(zhe)樣插補(bu)控(kong)制所涉及(ji)的兩軸(zhou)不(bu)一致,勢必會影響切(qie)割(ge)(ge)效果。
3.機械共振
機(ji)(ji)械(xie)共(gong)振(zhen)(zhen)對(dui)伺服(fu)電機(ji)(ji)的(de)(de)(de)主要(yao)影(ying)響(xiang)是(shi)不(bu)能提高伺服(fu)電機(ji)(ji)的(de)(de)(de)響(xiang)應性(xing),使設備(bei)的(de)(de)(de)整體運行處于一個相對(dui)低的(de)(de)(de)響(xiang)應狀態。這種問題在同(tong)步帶傳動(dong)機(ji)(ji)械(xie)中很常見(jian),有時在長距離(li)滾珠絲杠中也會出現。其(qi)主要(yao)原因(yin)是(shi)同(tong)步帶剛性(xing)低、共(gong)振(zhen)(zhen)頻率低、長距離(li)螺桿慣(guan)量大、變形大,特別(bie)是(shi)在容量較小的(de)(de)(de)情況(kuang)下(xia)電機(ji)(ji)更容易啟動(dong)振(zhen)(zhen)動(dong)。同(tong)時,裝(zhuang)配(pei)工藝和(he)材(cai)料的(de)(de)(de)質量也會對(dui)機(ji)(ji)械(xie)共(gong)振(zhen)(zhen)產(chan)生影(ying)響(xiang)。
4. 數控系統因素
在(zai)某些情(qing)況下,伺服調試效果不明顯,此時(shi)可能(neng)涉及到控制系統的(de)(de)調整。激光切割機(ji)加工的(de)(de)線(xian)速度通常(chang)是相對恒定的(de)(de),在(zai)直(zhi)線(xian)和曲線(xian)上(shang)的(de)(de)速度是相同的(de)(de)。這一(yi)點在(zai)直(zhi)線(xian)運動中不是問題,但在(zai)曲線(xian)中,特別是在(zai)處理小圓弧時(shi),可能(neng)會由(you)于加速度過大而造成輪(lun)廓變形。
5. 機械震動
機(ji)械(xie)(xie)抖動也(ye)是(shi)機(ji)械(xie)(xie)的(de)一種固有頻(pin)(pin)率問題,通常發生在(zai)(zai)單端固定懸(xuan)梁結構中(zhong),尤其在(zai)(zai)加減速(su)階段。低頻(pin)(pin)抖動在(zai)(zai)工(gong)件(jian)上會(hui)表現(xian)出較(jiao)大的(de)波形,高頻(pin)(pin)抖動在(zai)(zai)工(gong)件(jian)上會(hui)表現(xian)出鋸齒形。
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