臺達ASD-B伺服系統在雕刻機上的應用

分類：技術教程日期：2007-07-26 00:00:00

摘要：本文重點討論臺達ASD-B系列伺服系統在雕刻機行業的工程應用原理以及伺服性能的詳細分析。
關鍵字：伺服雕刻機
1 引言
近年來，隨著國家經濟持續發展，五金、廣告制品等行業對高速雕刻機的需求與日俱增，經濟發達的華東地區市場伺服的需求達到幾千臺。數控高速雕刻機設備是伺服驅動技術產品的適用領域。數控雕刻機需要使用三臺伺服電機分別控制X，Y，Z三軸做高速進給，根據工作臺以及加工件體積和及重量等級不同，所選伺服電機的功率范圍一般在200W至1KW之間。數控雕刻機加工的樣品參見圖1。

圖1數控雕刻機加工樣品

2 客戶背景
本項目選用臺達ASD-B伺服驅動技術的客戶是國內雕刻機行業的龍頭企業。該客戶作為國際知名企業，高速雕刻機對伺服的性能要求十分嚴格。客戶在此之前一直選用發達國家品牌的伺服系統，但由于進口品牌價格很高，性價比不是很理想，給生產成本加重了負擔，因此一直在尋找符合標準的國內品牌。而當該客戶首次試用臺達ASD-B伺服的產品時，發現臺達ASD-B伺服在技術含量和產品品質方面已完全達到國際一流水平，但價格卻十分實惠，性價比非常之高。采用臺達ASD-B伺服的雕刻機，加工出來的產品其表面光潔度等精密加工質量甚至超過同類進口品牌。小型模具雕刻機參見圖2。

圖2小型模具雕刻機

3 系統設計
3.1雕刻機系統架構
（1）數控系統：采用客戶己研制開發的數控系統。
（2）主軸系統：采用一體式的電主軸，由臺達VFD-M系列變頻器驅動。
（3）進給驅動系統：滾珠絲桿+彈性連軸器+線性導軌+臺達ASD-B系列伺服驅動系統。
3.2機械特性和伺服性能分析
雕刻機的非移動部分剛性要求盡可能地好，而移動部分的剛性則要以靈活為前題，要設計得盡可能地輕巧一些，同時保持一定的剛性。機械設計通常采用超寬的立柱和橫梁，因為龍門式的結構有極好的對稱性和極佳的剛性，它是高速切削設備的首選結構。而對于移動部分有與數控銑顯著的不同之處是加寬了很多導軌與導軌之間的距離，以克服不良力矩的問題。
對于伺服性能的要求則是主要是針對伺服電機的轉子慣量有嚴格的要求，以保證伺服系統有很高的響應頻率。在慣量滿足的條件下，同時要求伺服系統有良好的低速特性和極高的速度應答性。
3.3 ASD-B系列伺服系統應用簡介
（1）ASD-B伺服系統的特點
ASD-B是以PM型交流伺服馬達為對象的交流伺服控制系統（圖3）。ASD-B控制回路采用高速數字信號處理器（DSP），高速度精度的完成各種運動控制。可以實現位置、速度、扭矩以及混合等多種運動控制模式。ASD-B提供PI/PDFF控制架構，具有自動增益調整方式以及馬達自動偵測等較全面的運動控制系統功能。