激光精准切割:CDHD2 伺服方案支持龙门系统 + 定位补偿功能

文:高创传动科技开发(深圳)有限公司2022年第四期

  1 龙门结构激光切割机切割速度快、切割精度高

  龙门结构激光切割机采用了龙门式机械机构,运用CDHD2伺服方案直线电机直驱(或双丝杠传动)方式, 使整机的结构紧凑,动态性能得到提升,切割速度更快, 切割精度更高,快速高效地加工各种规格的工件,广泛应用于汽车、机械、电力、五金以及电器等领域。

  传统切割模式主要包括等离子和氧乙炔切割两种,等离子和氧乙炔切割均属于热切割,其原理都是用高温熔断切割面,达到切割目的。

  • 等离子切割

  与激光切割相比,等离子切割公害大,切割过程中产生弧光辐射、烟尘及噪声等公害。

  与氧乙炔切割相比,等离子切割设备成本较高;

  • 氧乙炔切割

  氧乙炔切割过程中易发生爆炸事故,要求乙炔各级管路部位加装回火器并定期检查。

  燃烧时有黑烟,燃点低,燃烧速度快,易回火,安全系数低。

  与传统的氧乙炔、等离子切割工艺相比,龙门结构激光切割速度快、切缝窄、热影响区小、切缝边缘垂直度好、切边光滑, 同时激光可切割的材料种类多, 包括碳钢、不锈钢、合金钢、木材、塑料、橡胶、布、大理石、陶瓷、玻璃、复合材料等。龙门式设计克服了其在负载、速度、可达性和可重复性方面的固有限制,具有优秀的灵活性。

  2 得力帮手——CDHD2伺服方案

  龙门结构激光切割机的高效率、高精度主要取决于高创CDH D2 伺服方案的优越性能和功能,因此设备对CDHD2伺服方案的位置控制、速度控制、伺服电机、机械传动等方面都有较高要求。

  CDHD2高性能伺服驱动器是高创第二代CDHD何服驱动器,使用方便,并具备较好的控制算法。CDHD2功全面,可用于高精度、高效益设备。产品具备以下特点:

  (1)支持龙门系统

  龙门结构激光切割机采用CDHD2直线电机双边驱动系统,加强了设备运行时的精准性和稳定性,床身构造简洁轻巧,故障概率低,维护方便快捷。系统特点包括:

  • 刚性和柔性两种类型;

  • 两个共同工作的CDHD2驱动器;

  • 使用高速通信来生成和控制其沿Y轴运动;

  • 达成让运动控制更精准、更快速的效果。

  (2)定位补偿功能

  CDHD2伺服方案支持内部定位补偿功能,将误差数据写入CDHD2驱动器中,由驱动器校准偏差,进行线性补偿,满足龙门结构激光切割机精度要求(如图1所示)。

  

CDHD2 伺服支持龙门系统.png


  图 1CDHD2 伺服支持龙门系统

  (3)快响应

  龙门结构激光切割机在运行时,CDHD2伺服系统处于频繁的启停,加速和减速状态,为了提高生产效率及质量,直线电机大理石平台方案可根据客户实际需求将速度提升至800MM/S,加减速提升至1G。

    (4)高精度  

       为了满足龙门结构激光切割机加工精度的要求,关键是保证设备的定位精度和重复精度,在应用CDHD2伺服龙门系统性能下,增加定位补偿功能,实现高精度的重要指标。

  • CDHD2直线电机龙门大理石平台定位补偿前—— 主轴侧∶双向 定位精度24.0μm 重复精度 1.5μm

  从轴侧∶ 双向 定位精度17.0μm 重复精度 2.0μm;

  • CDHD2直线电机龙门大理石平台定位补偿后—— 主轴侧∶双向 定位精度2.3μm 重复精度 1.4μm

  从轴侧∶双向 定位精度2.5μm 重复精度1.1μm。

  (5)性能调试

  CDHD2伺服方案运用非线性HD控制算法,主轴到位精度2.5μm,整定时间为0MS,主从轴偏差1.2μm,远远优于其他控制算法。

  未来,高创将在工业领域不断进发,深耕技术升级驱动创新场景,力求为行业的长远发展做出积极努力,持续创造更多前沿性伺服应用方案(如图2所示)。

高性能 CDHD2 伺服器.png

图 2 高性能 CDHD2 伺服器






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