Zobrazení: 0 Autor: Editor webu Čas publikování: 2026-11-04 Původ: místo
Výběr servomotorů pro laserové řezací stroje začíná požadavky na pohyb každé osy. Pohyblivá hmotnost, zrychlení, převodový poměr, pracovní cyklus a kompatibilita regulátoru jsou důležité. Samotný výkon motoru nemůže stanovit rychlost řezání ani přesnost polohování.
Pro výrobce strojů a zákazníky pro modernizaci je cílem vybrat motor a kompatibilní pohon, který dokáže sledovat požadovanou trajektorii v rámci definovaných limitů chyb. Mechanický systém, CNC řídicí jednotka a laserový proces musí podporovat stejný výkonnostní cíl.
Tato příručka se zaměřuje na řízení pohybu osy X/Y, včetně dimenzování motoru, zpětné vazby, synchronizace portálu se dvěma pohony a uvádění do provozu.
Obsah
Laserový řezací stroj koordinuje pohyb osy s výstupem laseru tak, aby sledoval naprogramovanou dráhu. Chyby pohybu mohou ovlivnit geometrii součásti, zatímco vibrace a nevhodné změny rychlosti mohou ovlivnit řez.
Kvalita hrany však také závisí na zaostření, výkonu laseru, pomocném plynu, materiálu a nastavení procesu. Upgrade serva nemůže opravit každou chybu řezání.
U běžného pohyblivého portálového uspořádání posouvá vozík řezací hlavy podél mostu jedna osa. Druhý pohybuje sestavou mostu včetně vozíku a souvisejícího vybavení.
Názvy os se liší podle konstrukce stroje. Potvrďte skutečné rozložení spíše než předpokládejte, že X vždy nese menší zátěž.
Požadavek na pohyb |
Osa hlava-nosná |
Most-pojezdová osa |
|---|---|---|
Pohyblivé zatížení |
Řezací hlava, vozík a připojené součásti |
Most, kočár a další pohyblivá zařízení |
Důležité vstupy pro dimenzování |
Tažení lanka, tření, zrychlení a převod |
Celková pohyblivá hmotnost, převodovka a uspořádání pohonu |
Mechanické obavy |
Tuhost vozíku, poddajnost pásu a chování při obrácení |
Tuhost můstku, vyrovnání a možné vyložení |
Obavy o ovládání |
Sledování během krátkých pohybů a změn směru |
Sledování a synchronizace, kde jsou použity dva disky |
Do posouzení zatížení zahrňte nosiče kabelů, hadice, fitinky a pohyblivé sestavy motoru nebo převodovky.
Servosystém využívá zpětnou vazbu k regulaci pohybu. V závislosti na architektuře jsou řídicí funkce polohy, rychlosti a proudu sdíleny mezi řídicí jednotkou a měničem.
Zpětná vazba pomáhá systému detekovat a opravovat odchylky. Nezaručuje nulovou následnou chybu během zrychlování nebo řezání. Definujte přijatelné chyby sledování a obrysu a poté je ověřte za reprezentativních provozních podmínek.
Zpětná vazba namontovaná na motoru měří hřídel motoru. Vůle, natažení pásu a strukturální vychýlení za tímto kodérem mohou stále ovlivnit polohu řezací hlavy.
Steppery s otevřenou smyčkou mohou při přetížení ztratit polohu, aniž by detekovaly chybu. Krokovače a serva s uzavřenou smyčkou poskytují různé zpětné vazby a provozní charakteristiky; porovnejte jejich skutečný výkon točivého momentu a rychlosti s aplikací.
Začněte s požadovaným pohybovým profilem a mechanickým převodem. Před výběrem kombinace motor-pohon vypočítejte každou osu zvlášť.
Motor musí poskytovat dostatečný točivý moment, aby zrychlil zátěž a překonal odpor. Musí také zůstat v rámci svých tepelných limitů po celý provozní cyklus.
Kontrola:
Špičkový točivý moment během zrychlování a zpomalování.
RMS točivý moment během reprezentativního pracovního cyklu.
Požadované otáčky motoru při maximální rychlosti osy.
Dostupný točivý moment při dané rychlosti.
Proudová kapacita měniče a doba přetížení.
Energie zpomalení a regenerační řízení.
Okolní teplota a montážní podmínky.
RMS moment je užitečný pro tepelné posouzení, ale dlouhodobé přetížení také vyžaduje kontrolu povolených provozních limitů motoru a měniče.
Vztah jmenovitého výkonu je:
Točivý moment (N·m) = 9550 × Výkon (kW) ÷ Otáčky (ot./min)
Například při jmenovité rychlosti 3 000 ot./min. odpovídá 400 W přibližně 1,27 N·m, zatímco 750 W odpovídá přibližně 2,39 N·m. Toto jsou příklady výpočtů, nikoli specifikace pro každý motor v těchto třídách výkonu.
Nestanovují pevné lineární rychlosti, jako je 300 nebo 600 mm/s. Lineární rychlost závisí na vedení šroubu, geometrii řemenice nebo pastorku, převodovém poměru a otáčkách motoru. Rychlost řezání také závisí na laserovém procesu.
Přizpůsobení setrvačnosti porovnává setrvačnost zátěže odraženou od hřídele motoru se setrvačností rotoru motoru. Nejde o přímé srovnání mezi hmotností portálu a hmotností motoru.
Pro rotační zatížení za redukční převodovkou se setrvačnost odraženého zatížení snižuje s druhou mocninou redukčního poměru. Přenosová zatížení vyžadují výpočty založené na uspořádání šroubu, řemenice nebo hřebenu a pastorku.
Neexistuje žádný univerzální požadavek na udržení každé laserové osy pod poměrem 5:1. Přijatelný poměr závisí na pohonu, mechanické tuhosti, cílové odezvy a schopnosti ladění.
Motor s nižší setrvačností může snížit točivý moment potřebný k urychlení vlastního rotoru. Motor s vyšší setrvačností může vyhovovat některým zátěžím, ale také zvyšuje požadavek na zrychlení. Ani jedna varianta není automaticky lepší.
Převodovka může snížit setrvačnost zátěže na straně motoru a zvýšit výstupní točivý moment, přičemž zavádí vůli, poddajnost, ztráty a další součásti.
Řemenové pohony, kuličkové šrouby, hřebenové systémy a lineární motory mají různé kompromisy. Přímé spojení může být vhodné, když jsou splněny požadavky na točivý moment, rychlost, tuhost a setrvačnost.
Recenze Tiger Motion's standardní servomotory oproti vypočteným požadavkům. Před dokončením návrhu potvrďte křivku točivého momentu a rychlosti vybraného modelu, setrvačnost rotoru, konfiguraci zpětné vazby a kompatibilní pohon.
Vhodný motor stále potřebuje kompatibilní pohon a ovladač pohybu. Před nákupem hardwaru ověřte kompletní architekturu ovládání.
Rozlišení kodéru popisuje, jak jemně je znázorněna úhlová poloha. Například 17bitová hodnota pozice s jedním otočením má 131 072 rozlišitelných pozic na otáčku; 23bitová hodnota má 8 388 608.
Tyto údaje neurčují přesnost kodéru ani přesnost polohování řezné hlavy.
Výkon stroje také závisí na chybách převodu, vůli, konstrukční výchylce, vyrovnání, teplotě a chování při ovládání. Rozlišujte mezi rozlišením kodéru, přesností polohování, opakovatelností a dynamickou přesností obrysu.
Pro přizpůsobení motorového pohonu ověřte rozhraní a konfiguraci kodéru. Kodér s vysokým rozlišením je užitečný pouze tehdy, když jej měnič podporuje a mechanický systém z něj těží.
Možnými příkazovými rozhraními jsou pulzní/směrové a průmyslové sítě pohybu. Puls/směr je digitální; nemělo by být popisováno jako analogové připojení.
Zvažování rozhraní |
Co ověřit |
|---|---|
Puls/směr |
Elektrické úrovně, typ signálu, maximální frekvence pulzů a měřítko příkazů |
EtherCAT |
Podpora ovladače, kompatibilita měniče, provozní režimy, doba cyklu a konfigurace synchronizace |
Jiná rozhraní |
Podporované příkazové režimy, diagnostika, chování aktualizací a vhodnost aplikací |
Zpětná vazba |
Zda se zpětná vazba uzavírá lokálně v měniči nebo je také využívána řídicí jednotkou |
Strojová integrace |
Povolení, alarm, navádění, limity a koordinované chování zastavování |
EtherCAT může podporovat synchronizovaný pohyb ve více osách, ale automaticky neodstraňuje chyby obrysu ani nezaručuje kompatibilitu.
Systémy CypCut, Ruida a LinuxCNC pokrývají různé konfigurace hardwaru a softwaru. Ověřte si přesný model ovladače a dokumentaci a nespoléhejte se pouze na název softwaru. Dovybavení ze své podstaty nevyžaduje vlastní programování FPGA.
Některé široké portály používají dva motory k pohonu protilehlých stran mostu. Toto uspořádání vyžaduje řízenou synchronizaci pro omezení šikmosti a mechanického namáhání.
Zkontrolujte navádění a kvadraturu gantry, monitorování polohového rozdílu, zpracování chyb a odezvu zastavení, pokud jeden pohon selže.
Dva motory, které obdrží stejný příkaz, samy o sobě nezaručují, že most zůstane čtvercový. Mechanické vyrovnání a funkce portálu regulátoru musí spolupracovat.
Výměna stepperu za servo zahrnuje více než jen přizpůsobení rozměrů příruby. Zkontrolujte geometrii hřídele, montáž, kapacitu spojky, požadavky na napájení, kabely zpětné vazby a rozhraní řídicí jednotky.
U některých dodatečných úprav může být nutná kompletní výměna napájecího zdroje nebo instalace převodovky, ale ani jedno by se nemělo před vyhodnocením předpokládat.
Zkontrolujte vyrovnání vodítek, záběr hřebenu, napnutí řemene, ložiska, spojky a strukturální tuhost. Mechanická hra nebo vazba může vyvolat příznaky, které se podobají problémům s ovládáním.
Použijte postupy ladění podporované výrobcem. Výchozím bodem může být automatické ladění; další úprava závisí na aplikaci.
Nadměrný zisk může vyvolat rezonanci. Filtry a dopředné funkce mohou pomoci, ale nemohou opravit opotřebované součásti nebo neadekvátně tuhou konstrukci. Také ne každý měnič vystavuje konvenční PID strukturu pro ruční nastavení.
Dodržujte pokyny výrobce zařízení pro uzemnění, stínění, vedení kabelů a zakončení. Neaplikujte univerzální pravidlo, že každé stínění kodéru musí být uzemněno pouze na jednom konci.
Začněte uvedení do provozu s deaktivovaným laserem a konzervativním nastavením pohybu. Před zvýšením výkonu ověřte směr, měřítko, limity, navádění a chybové reakce.
Pak otestujte:
Dlouhé pohyby pro rychlost a tepelné chování.
Krátké opakované pohyby pro zrychlení a usazení.
Kružnice a diagonální dráhy pro koordinovaný pohyb.
Změna směru pro účinky vůle nebo poddajnosti.
Pohyb po celém zdvihu pro tažení a vyrovnání kabelu.
Portálové kvadratury a synchronizace tam, kde je to možné.
Nakonec vyhodnoťte reprezentativní řezací úlohy pomocí definovaných nastavení materiálu a procesu. Zaznamenávejte výsledky rozměrů, kvalitu obrysu, dobu cyklu a alarmy.
Změřte skutečné zisky z produkce. Upgrade serva nepodporuje univerzální příslib zvýšení rychlosti o 40 % nebo pevnou dobu návratnosti.
Univerzální velikost neexistuje. Vypočítejte pohyblivé zatížení, převod, zrychlení, rychlost, tření a pracovní cyklus pro každou osu. Označení stroje jako '1390' neposkytuje dostatek informací pro výběr motoru.
Ne. Porovnejte křivky točivého momentu a rychlosti, setrvačnost rotoru, rozměry, požadavky na pohon a tepelnou zátěž. Vyšší jmenovitý výkon automaticky nezlepší přesnost obrysu ani nezkrátí cyklus řezání.
Ne. Rozhraní musí vyhovovat architektuře řídicí jednotky a požadavkům na výkon. EtherCAT může podporovat synchronizovaný pohyb, zatímco jiná kompatibilní rozhraní mohou také splňovat potřeby stroje.
Ne. Poskytuje jemnější informace o poloze, ale zůstávají možné mechanické a řídicí chyby. Ověřte polohování a výkon obrysu na úrovni stroje.
Mezi možné příčiny patří nadměrné zesílení řízení, mechanická rezonance, uvolněné součásti, nesouosost, poddajnost převodovky nebo nevhodné nastavení pohybu. Před změnou parametrů ladění zkontrolujte mechaniku a zkontrolujte diagnostiku měniče.
Vybíráte motory pro novou laserovou řezačku nebo hodnotíte modernizaci? Sdílejte své rozložení os, pohybující se hmoty, podrobnosti o přenosu, cíle rychlosti a zrychlení, pracovní cyklus, napájecí napětí a model ovladače s Tiger Motion.
Kontaktujte Tiger Motion a prodiskutujte možnosti motoru a vyžádejte si technické informace specifické pro daný model. Zahrňte požadavky na kodér, hřídel, přírubu a kabel, aby bylo možné před cenovou nabídkou zkontrolovat kompatibilitu.
