激光切割利用高功率密度激光束照射被切割材料,使材料很快被加熱至汽化溫度,蒸發(fā)形成孔洞,隨著光束對材料的移動,孔洞連續(xù)形成寬度很窄的(如0.1mm左右)切縫,完成對材料的切割。
激光切割板材、管材已經(jīng)得到廣泛應(yīng)用。辛格林納 Ω6s-AP 系列伺服系統(tǒng)打破國外品牌壟斷,以模擬量轉(zhuǎn)換精度高、響應(yīng)快、抗干擾能力強(qiáng)等特點(diǎn),應(yīng)用于激光切割調(diào)高軸,保證了切割效果光滑,提高了加工效率和品質(zhì)。
在激光切割中,為有效控制激光焦點(diǎn)與工件間的相對位置,設(shè)置了切割頭自動調(diào)高系統(tǒng)。作業(yè)時,調(diào)高系統(tǒng)激光切割頭的高度測試傳感器,用來感應(yīng)與切割面的高度,并將高度轉(zhuǎn)換成模擬量,再發(fā)送至調(diào)高軸驅(qū)動器,實時驅(qū)動電機(jī)調(diào)整切割頭的與工件間的距離,從而達(dá)到理想切割位置。
然而實際加工中,我們經(jīng)常會遇到工件表面不平整及熱效應(yīng)形變問題,導(dǎo)致切割面厚度不固定,甚至還會出現(xiàn)弧面。所以,激光切割對驅(qū)動器模擬量的精準(zhǔn)控制及抗干擾能力提出了很高要求。
激光切割方案拓?fù)?/span>
辛格林納Ω6s-AP系列應(yīng)用于激光切割的優(yōu)勢:
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產(chǎn)品性能足夠強(qiáng)勁:速度環(huán)帶寬3.5kHz,電流環(huán)刷新頻率1MHz。
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辛格林納Ω6s-AP系列伺服采用16M脈沖控制接口,控制精度可以提升4倍。采用3路16位模擬量指令輸入,可以分辨2mv的電壓變化,控制精度可以提升16倍。
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激光切割機(jī)采用雙Y軸結(jié)構(gòu)控制,辛格林納Ω6s-AP系列伺服龍門同步控制功能在此結(jié)構(gòu)應(yīng)用中如魚得水,充分發(fā)揮功效。
辛格林納龍門控制示意圖
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輸出動力充沛,可輕松應(yīng)對:115%持續(xù)負(fù)載過載,350%瞬時過載。
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摩擦補(bǔ)償+過象限凸起抑制,輕松應(yīng)對精密加工,正圓度提高80%。
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針對激光切割現(xiàn)場電氣干擾和金屬粉塵的惡劣應(yīng)用環(huán)境提供全面的安全防護(hù):獨(dú)立的散熱風(fēng)道+溫度監(jiān)控系統(tǒng)+加厚的UV涂層,通過HASS和HALT實驗中的300多項嚴(yán)苛測試,面對多種嚴(yán)苛環(huán)境依然運(yùn)行穩(wěn)定;產(chǎn)品通過CE認(rèn)證,符合歐美市場相關(guān)設(shè)備安全要求。
Sigriner辛格林納經(jīng)過長期的測試與總結(jié),定制出一套匹配激光切割應(yīng)用現(xiàn)場的伺服系統(tǒng)參數(shù),辛格林納Ω6s-AP系列系列新開發(fā)的免調(diào)試自動整定功能,節(jié)省90%設(shè)備調(diào)試時間。調(diào)試結(jié)果如下圖,達(dá)到客戶的理想需求。
激光切割機(jī)調(diào)高軸波形圖
激光切割機(jī)切割效果
結(jié)論:
目前市場對激光切割機(jī)的效率和精度要求提升,設(shè)備制造廠商就必須不斷提升機(jī)械的極限性能。因此除了對機(jī)械品質(zhì)的提升外,很大程度就需要提升伺服系統(tǒng)性能。比如伺服的高響應(yīng)性能保證機(jī)械對指令的快速準(zhǔn)確地執(zhí)行,同時可以通過振動抑制來解決高響應(yīng)情況下帶來的共振風(fēng)險;另外如果出現(xiàn)機(jī)械材質(zhì)或安裝問題導(dǎo)致的機(jī)械靜摩擦力或內(nèi)應(yīng)力不一致的情況,可以通過差異化的摩擦力補(bǔ)償來解決;利用伺服的象限突起抑制功能來彌補(bǔ)機(jī)械換向時候的間隙問題;其他如模型制振,負(fù)載變動抑制,增益切換等都有相應(yīng)的應(yīng)用場景。