本文就低壓交流伺服體統(tǒng)的特點(diǎn)和用法進(jìn)行了分析，及其應(yīng)用在木工雕刻機(jī)上做了充分的闡述和論證，并在實(shí)踐應(yīng)用中體現(xiàn)了優(yōu)越的性能。
1.引言
隨著人們生活水平的不斷提高，以及對(duì)傳統(tǒng)文化的覺醒，古典雕刻家具以它獨(dú)特的魅力越來(lái)越受到人們的青睞，加之中國(guó)國(guó)際地位的提高后大量外國(guó)人也對(duì)中式雕刻家具有了濃厚的興趣，因此市場(chǎng)對(duì)雕刻家具的需求不僅在量上不斷增加，而且對(duì)品質(zhì)的要求也在不斷提高。木工雕刻機(jī)作為這類家具的直接加工設(shè)備，其工作效率和工作性能對(duì)產(chǎn)品的產(chǎn)量和質(zhì)量有著非常重要的作用。 目前家具廠商采用的木工雕刻機(jī)大部分用的還是步進(jìn)電機(jī)系統(tǒng)，由于步進(jìn)電機(jī)轉(zhuǎn)速低、步進(jìn)角距大使得雕刻機(jī)的雕刻速度慢，并且雕刻精度較差，這就直接影響了家具廠的生產(chǎn)效率和生產(chǎn)品質(zhì)。交流伺服系統(tǒng)作為高轉(zhuǎn)速和高細(xì)分精度的運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)，在此有著無(wú)與倫比的優(yōu)勢(shì)。哲佑低壓交流伺服在木工雕刻機(jī)上的應(yīng)用已經(jīng)取得了良好的效果，在這有必要一一陳述出來(lái)與讀者們一起分享！
2.木工雕刻機(jī)運(yùn)動(dòng)分析
通常步進(jìn)電機(jī)步進(jìn)角整步角距為1.8度、半步為0.9度，此類電機(jī)每轉(zhuǎn)的分辨率就應(yīng)是360/0.9=400，有效輸出功率條件下轉(zhuǎn)速最高是600RPM。 如果以這種電機(jī)裝配在雕刻機(jī)上，按最大10米/分的雕刻速度來(lái)算的話，那么每轉(zhuǎn)的行程是10000/600=16.67毫米，步進(jìn)距離亦精度為16.67/400=0.042毫米; 如果電機(jī)不換而又要提高精度到0.01毫米有兩種法：一是減小絲桿每圈的導(dǎo)距；二是電機(jī)動(dòng)力通過(guò)減速輪傳動(dòng)到絲桿。這兩種方法都是在將加工速度降到2.5米/分的代價(jià)得來(lái)的。顯然速度降低是與生產(chǎn)效率相悖的。若要徹底解決速度、精度二者兼得這一矛盾，只有采用轉(zhuǎn)速更快、分辨率更高運(yùn)行平穩(wěn)的交流伺服系統(tǒng)系統(tǒng)。
3.哲佑交流伺服系統(tǒng)在木工雕刻機(jī)的應(yīng)用
圖一：核心控制系統(tǒng)框圖
一. 功能精簡(jiǎn)：
去掉通用伺服驅(qū)動(dòng)器上大量對(duì)雕刻機(jī)沒有任何用處的功能，只接受脈沖+方向信號(hào)，僅僅實(shí)現(xiàn)驅(qū)動(dòng)電機(jī)精確運(yùn)轉(zhuǎn)的功能，因此非常的簡(jiǎn)單實(shí)用。
二. 低壓供電：
驅(qū)動(dòng)器采用直流低壓36VDC供電,比起220AC交流伺服驅(qū)動(dòng)器的體積和尺寸大為減少，所占用的安裝空間小，安全和使用壽命也大為提高；同時(shí)低壓伺服使得整個(gè)系統(tǒng)的機(jī)械效率得到了大大的提升。
三. 高轉(zhuǎn)速高分辨率：
電機(jī)在恒轉(zhuǎn)矩輸出下轉(zhuǎn)速能達(dá)到3000RPM，編碼器線數(shù)2500PPR，驅(qū)動(dòng)器內(nèi)部采用4倍頻技術(shù)對(duì)控制脈沖4細(xì)分后可使電機(jī)每圈分辨率達(dá)10000PPR。因此雕刻機(jī)在以20米/分的速度下雕刻時(shí)，雕刻精度可達(dá)：（20000mm/3000rpm）/10000ppr=0.00066mm顯然無(wú)論其速度還是精度都遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過(guò)了木工雕刻機(jī)的要求。
四.自動(dòng)調(diào)整參數(shù)功能：
在伺服系統(tǒng)安裝好以后通過(guò)一次自動(dòng)測(cè)試操作，伺服驅(qū)動(dòng)器會(huì)根據(jù)測(cè)試的數(shù)據(jù)自動(dòng)調(diào)整控制參數(shù)，使系統(tǒng)的控制性能達(dá)到最優(yōu)狀態(tài)。調(diào)整好的參數(shù)自動(dòng)保存在驅(qū)動(dòng)器內(nèi)部，下次上電開機(jī)就不用再測(cè)。還可以把保存在驅(qū)動(dòng)器內(nèi)部的參數(shù)通過(guò)上位機(jī)軟件讀出來(lái)，再加載到同樣應(yīng)用場(chǎng)合的其它驅(qū)動(dòng)器中以達(dá)到快速量產(chǎn)。
4.結(jié)束語(yǔ)
從哲佑伺服在木工雕刻機(jī)上的實(shí)際應(yīng)用上來(lái)看，對(duì)改善雕刻機(jī)的速度和精度都取得了非常好的效果。相信不久雕刻機(jī)的運(yùn)動(dòng)系統(tǒng)將是交流伺服大放異彩的時(shí)代。
