交流无刷伺服系统在雕刻机上的应用
交流无刷伺服系统在雕刻机上的应用
随着人们生活水平的不断提高，以及对传统文化的觉醒，古典雕刻家具以它独特的魅力越来越受到人们的青睐，加之中国国际地位的提高后大量外国人也对中式雕刻家具有了浓厚的兴趣，因此市场对雕刻家具的需求不仅在量上不断增加，而且对品质的要求也在不断提高。木工雕刻机作为这类家具的直接加工设备，其工作效率和工作性能对产品的产量和质量有着非常重要的作用。 目前家具厂商采用的木工雕刻机大部分用的还是步进电机系统，由于步进电机转速低、步进角距大使得雕刻机的雕刻速度慢，并且雕刻精度较差，这就直接影响了家具厂的生产效率和生产品质。交流伺服系统作为高转速和高细分精度的运动控制系统，在此有着无与伦比的优势，交流伺服在木工雕刻机上的应用已经取得了良好的效果，在这有必要一一陈述出来与读者们一起分享!
2.木工雕刻机运动分析
通常步进电机步进角整步角距为1.8度、半步为0.9度，此类电机每转的分辨率就应是360/0.9=400，有效输出功率条件下转速最高是 600RPM。 如果以这种电机装配在雕刻机上，按最大10米/分的雕刻速度来算的话，那么每转的行程是10000/600=16.67毫米，步进距离亦精度为16.67/400=0.042毫米; 如果电机不换而又要提高精度到0.01毫米有两种法：一是减小丝杆每圈的导距;二是电机动力通过减速轮传动到丝杆。这两种方法都是在将加工速度降到2.5米/分的代价得来的。显然速度降低是与生产效率相悖的。若要彻底解决速度、精度二者兼得这一矛盾，只有采用转速更快、分辨率更高运行平稳的交流伺服系统系统。
3.锐特交流伺服系统在木工雕刻机的应用
图一：核心控制系统框图
一. 功能精简：
去掉锐特系列通用伺服驱动器上大量对雕刻机没有任何用处的功能，只接受脉冲+方向信号，仅仅实现驱动电机精确运转的功能，因此非常的简单实用。
二. 低压供电：
驱动器采用直流低压36VDC供电,比起220AC交流伺服驱动器的体积和尺寸大为减少，所占用的安装空间小，安全和使用寿命也大为提高;同时BWS低压伺服使得整个系统的机械效率得到了大大的提升。
三. 高转速高分辨率：
电机在恒转矩输出下转速能达到3000RPM，编码器线数2500PPR，BWS驱动器内部采用4倍频技术对控制脉冲4细分后可使电机每圈分辨率达 10000PPR。因此雕刻机在以20米/分的速度下雕刻时，雕刻精度可达：(20000mm/3000rpm)/10000ppr=0.00066mm 显然无论其速度还是精度都远远超过了木工雕刻机的要求。
四.自动调整参数功能：
在锐特伺服系统安装好以后通过一次自动测试操作，锐特伺服驱动器会根据测试的数据自动调整控制参数，使系统的控制性能达到最优状态。调整好的参数自动保存在驱动器内部，下次上电开机就不用再测。还可以把保存在驱动器内部的参数通过上位机软件读出来，再加载到同样应用场合的其它驱动器中以达到快速量产。
4.结束语
从锐特伺服电机在木工雕刻机上的实际应用上来看，对改善雕刻机的速度和精度都取得了非常好的效果。相信不久雕刻机的运动系统将是交流伺服大放异彩的时代。
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