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利刃追击,辛格林纳伺服驱动实现激光精准切割

返回列表 来源: 发布日期: 2021.06.07

激光切割利用高功率密度激光束照射被切割材料,使材料很快被加热至汽化温度,蒸发形成孔洞,随着光束对材料的移动,孔洞连续形成宽度很窄的(如0.1mm左右)切缝,完成对材料的切割。

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激光切割板材、管材已经得到广泛应用。辛格林纳Ω6s-AP 系列伺服驱动器打破国外品牌垄断,以模拟量转换精度高、响应快、抗干扰能力强等特点,应用于激光切割调高轴。保证了切割效果光滑,提高了加工效率和品质。

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在激光切割中,为有效控制激光焦点与工件间的相对位置,设置了切割头自动调高系统。作业时,调高系统激光切割头的高度测试传感器,用来感应与切割面的高度,并将高度转换成模拟量,再发送至调高轴驱动器,实时驱动电机调整切割头的与工件间的距离,从而达到理想切割位置。

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然而实际加工中,我们经常会遇到工件表面不平整及热效应形变问题,导致切割面厚度不固定,甚至还会出现弧面。

所以,激光切割对驱动器模拟量的精准控制及抗干扰能力提出了很高要求。


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激光切割方案拓扑


辛格林纳Ω6s-AP系列应用于激光切割的优势

■ 产品性能足够强劲:速度环带宽3.5kHz,电流环刷新频率1MHz。

■ Ω6s-AP系列伺服采用16M脉冲控制接口,控制精度可以提升4倍。采用3路16位模拟量指令输入,可以分辨2mv的电压变化,控制精度可以提升16倍。

■ 激光切割机采用双Y轴结构控制,Ω6s-AP系列伺服龙门同步控制功能在此结构应用中如鱼得水,充分发挥功效。

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龙门控制示意图

■ 输出动力充沛,可轻松应对:115%持续负载过载,350%瞬时过载。

■ 摩擦补偿+过象限凸起抑制,轻松应对精密加工,正圆度提高80%。

■ 针对激光切割现场电气干扰和金属粉尘的恶劣应用环境提供全面的安全防护:独立的散热风道+温度监控系统+加厚的UV涂层,通过HASS和HALT实验中的300多项严苛测试,面对多种严苛环境依然运行稳定;产品通过CE认证,符合欧美市场相关设备安全要求。

Sigriner辛格林纳经过长期的测试与总结,定制出一套匹配激光切割应用现场的伺服系统参数,Ω6s-AP系列系列新开发的免调试自动整定功能,节省90%设备调试时间。调试结果如下图,达到客户的理想需求。


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                                                                                              激光切割机调高轴波形图

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                                                                                                   激光切割机切割效果


结论:

目前市场对激光切割机的效率和精度要求的提升,设备制造厂商就必须不断提升机械的极限性能。因此除了对机械品质的提升外,很大程度分就需要提升伺服系统性能。比如伺服的高响应性能保证机械对指令的快速准确地执行,同时可以通过振动抑制来解决高响应情况下带来的共振风险;另外如果出现机械材质或安装问题导致的机械静摩擦力或内应力不一致的情况,可以通过差异化的摩擦力补偿来解决;利用伺服的象限突起抑制功能来弥补机械换向时候的间隙问题;其他如模型制振,负载变动抑制,增益切换等都有相应的应用场景。


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