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一秒 10 次轻松植毛!辛格林纳 Ω6s 伺服——植毛机高速响应的“基石”

时间:2021-11-17 16:40:47来源:新时达运控

导语:​毛刷是日常生活中离不开的工具,也是工业生产中的常用的配件,目前制刷企业都在提高生产能力,钻孔机及植毛机作为制刷业最基本的生产机器,其技术的改进和提升受到很大的关注。本文介绍了新时达运控开发的钻孔/植毛机控制系统解决方案。

  1、该现场/行业介绍

  毛刷是日常生活中离不开的工具,也是工业生产中的常用的配件,毛刷产业具有非常广阔的市常前景,因此制刷企业都在提高生产能力,在提升生产效率方面下足功夫,也对植毛机加工工艺和加工效率提出很高的要求。而钻孔机及植毛机作为制刷业最基本的生产机器,其技术的改进和提升受到很大的关注。

  钻孔/植毛机可用于制作各种生活用刷,如牙刷、扫把、鞋刷、木制刷、钢丝刷、铜丝刷、马桶刷等。而在工业刷范畴,如毛刷辊、圆盘刷等,也离不开钻孔机、植毛机。钻孔/ 植毛机根据不同的划分标准,可分为不同种类。

  按轴数来分,可分为两轴、三轴和四轴以上;根据功能来区分,可分为植毛机、钻孔机和钻植体机。目前常用的是两轴和三轴机,因为大部分的产品只需要用到两轴和三轴就可以了,四轴以上的机器用于生产一些异形刷。目前高端五轴钻孔/植毛机设备,具备高速,多工作同时钻植,各种异形刷加工,自编程,性能好等特点,但价格相较普通机来说比较昂贵。

       2、钻孔/植毛机控制系统要求

  现在的植毛/钻孔机速度要求一般在500- 1000孔/分;可记忆100-2000 款加工图形文件,可输入高达1000-10万孔数;支持U盘功能,能够轻松快捷地实现各机器之间加工文件的拷贝,支持手持盒操作等,具有密码保护功能。

  植毛机系统一般采用教导与编辑两种加工数据操作模式; 拥有直观的加工状况显示系统,用户可快速知道加工进程并随时进行调整;具备添加、修改、插入、删除等加工数据编辑功能,方便快捷地解决孔位偏移、多孔、漏孔等问题。

  对于一些有规律的图形,比如,一排整齐的孔、间距是相等的,或者某一部分与另外一部分是相同的,仅仅位置不同,这时就可以用些特殊功能来快速产生要求的数据。这些功能中包括分孔、复制、平移以及常用的花样生成等。

  通过分孔功能,快速生成有规律的植毛钻孔图形。复制功能,支持整个加工孔位的复制与部份加工孔位的复制, 无须重新输入加工数据,具有平移功能,可准确无误地将产品的植毛钻孔进行整体平移加工,不用再手动修改数据,操作简单、快捷。

  在操作模式方面,具有全自动加工、半自动加工、全孔加工、补孔加工、单步进加工、模拟加工等;以上操作模式还可以根据需要进行交叉配置。

  系统具有对每个轴加工速度、教导速度、回原点速度及跳步距离等丰富的机器加工参数设置;加工过程中自动检测并报警功能,使用户可快速地发现并解决问题,防止各种意外发生如:重毛报警、刷板报警、铝线报警、缺物料报警等;具有诊断功能,可对输入、输出信号进行检测功能,帮助用户轻松排除故障。

设备结构图.png

图 1 设备结构图

       3、设备主要结构介绍

  (1)植毛机的机械系统主要分为:机头、机身、夹具三个部分。

  • 机头:是植毛机的主要机械部分,植毛的主要动作: 取毛、切线、铁线成型、铁线扎住刷丝、将刷丝植入孔内。

  机头主要通过连杆、凸轮结构实现以上动作。机头根据植毛方式分为:铜片(铁片)类机头和马钉类机头两种, 铜片机头主要是用规定长度的铜片将刷丝压入孔内,铜片镶入孔的两壁,以达到拉力的要求。马钉机头将铁线成型为倒“U”字型,扎住刷丝,植入孔内,通过铁丝的变形膨胀达到锁紧效果。

  机头根据植毛长度分为:26H、36H、75H、150H四种大小机头;

  根据植毛颜色分为:单色、双色机头;

  根据植毛速度可以分为:普通机头和高速机头。

  • 机身:是植毛机的主要架构,用于安装机头、电机、丝杆、台、夹具。

  • 夹具:是用于安装加工产品的设置,根据不同的产品工艺,设计不同的夹具。

  (2)控制系统:目前市场上的数控植毛机基本上都是采取伺服电机或者步进电机驱动。

  实际设备整体结构如图1所示,分为2个旋转轴,分别是:X轴、Y轴。2个轴都是通过丝杠直连的方式进行驱动。

  X轴:用于带动工作台左右平移,从而带动实际所需加工的材料左右运动固定距离。

  Y轴:用于带动工作台前后平移,从而带动实际所需加工的材料前后运动固定距离。

  本设备通过X轴、Y轴走固定位置定位,变频器带动主轴电机运动,从而带动皮带轮运转,然后带动凸轮机构运转, 使植毛与送毛机构间歇运动(植毛机头垂直运动,植毛速度通过调节主轴电机速度实现,主轴变频器频率提升时,主轴电机速度提升,垂直运动的机头速度加快,相应的伺服速度也提升)。

  4、伺服驱动器介绍

  Ω6s-APR驱动采用源自德国公司(辛格林纳)的研发技术,针对国内客户的使用习惯所开发的一款高性能的脉冲型伺服驱动。

  该伺服驱动器的电流环刷新频率达到1MHz,瞬时过载能力达到3.5倍,是设备高速响应的“基石”,最大支持16MHz的脉冲输入指令、3路16位的模拟量输入提高整体的响应精度。产品自带的自整定算法能够轻松应对不同的现场应用,即插即用,做到真正的智慧驱动,让客户忘记驱动的存在,独立的散热风道+温控风扇+加厚的UV涂层,能够适应不同的应用环境,保证系统在不同环境下都能高效稳定的运行。

  5、应用方案介绍(重点:产品配置)

  该系统现场使用2个Ω6s-APR旋转伺服驱动2个750W电机,整体系统通过控制器+伺服的脉冲输入接口进行位置控制(系统结构如图2所示)。

系统配置图.png

图 2 系统配置图

  6、方案总结(重点:产品价值)

  ①Ω6-AP系列驱动在前期调整的过程中,通过自适应的算法,能够让驱动在运动过程中动态的进行参数的调节,让客户在使用过程中不知不觉的完成性能的优化,同时其自带的自适应滤波功能,能够自动抑制在运动过程中产生的机械共振情况。

  ②Ω6-AP系列驱动速度环响应频率3.5KHZ,在客户需求高速植毛时响应速度快,轻松可以达到一秒植毛10 次,测试高速可以达到1秒13次,满足客户高效需求(见图3)。

1 秒 10.5 次波形图.png

图 3 1 秒 10.5 次波形图

标签: 伺服系统

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