موتورهای کنترل حرکت برای تجهیزات علامت گذاری و حکاکی لیزری

موتورهای کنترل حرکت برای تجهیزات علامت گذاری و حکاکی لیزری چندین کار مختلف را انجام می دهند. آنها ممکن است یک قطعه کار را زیر سر اسکن قرار دهند، یک دروازه را حرکت دهند، ارتفاع فوکوس را تنظیم کنند، یا یک قسمت استوانه ای را بچرخانند.

موتور صحیح بستگی به این دارد که کدام قطعه حرکت می کند و چگونه آن حرکت با لیزر تعامل دارد. یک موتور مناسب برای نمایه سازی یک فیکسچر ممکن است برای حکاکی چرخشی پیوسته یا معکوس کردن دروازه های سریع مناسب نباشد.

با تعریف معماری حرکت شروع کنید، سپس بار، گشتاور، سرعت، بازخورد و سازگاری کنترلر را ارزیابی کنید. این رویکرد مشخصات مفیدتری نسبت به انتخاب موتور با قدرت یا وضوح رمزگذار به تنهایی ارائه می دهد.

جایی که موتورها در تجهیزات علامت گذاری و حکاکی لیزری استفاده می شوند

اسکن گالوانومتر و موقعیت مکانیکی

یک اسکنر گالوانومتر پرتو را با استفاده از آینه های کوچک و محرک های تخصصی هدایت می کند. در بسیاری از ماشین‌های علامت‌گذاری، قطعه کار و سر اسکن ثابت می‌مانند در حالی که آینه‌ها الگوی علامت‌گذاری را در میدان نوری دنبال می‌کنند.

سروو موتور صنعتی معمولی جایگزین مستقیمی برای محرک گالوانومتر نیست.

محورهای مکانیکی توانایی دستگاه را افزایش می دهد. آنها می توانند قطعات بزرگتر را جابجا کنند، چندین مکان علامت گذاری را ارائه دهند، ارتفاع را تنظیم کنند یا یک قطعه کار را بچرخانند. برخی از سیستم ها این محورها را در حین پردازش با اسکنر هماهنگ می کنند.

کیفیت حرکت تنها بخشی از کیفیت علامت گذاری است

خطاهای موقعیت یابی و لرزش می توانند متن را تحریف کنند، پاس های مکرر را تغییر دهند یا درزهای قابل مشاهده ایجاد کنند. با این حال، کیفیت علامت گذاری به توان لیزر، تنظیمات پالس، فوکوس، اپتیک، مواد و تجهیزات نیز بستگی دارد.

علامت تار به طور خودکار مشکل موتور را نشان نمی دهد. به همین ترتیب، یک رمزگذار با وضوح بالا نمی تواند کدهای قابل خواندن یا عمق حکاکی ثابت را تضمین کند.

نتیجه مورد نیاز را در قطعه کار تعریف کنید: دقت ابعاد، تحمل قرارگیری، تنوع عمق، خوانایی کد، یا یک استاندارد بصری توافق شده.

نحوه انتخاب موتورهای کنترل حرکت برای علامت گذاری لیزری

مقایسه انواع موتور در برابر وظیفه

سیستم‌های پله‌ای حلقه باز زمانی می‌توانند مناسب باشند که گشتاور، سرعت و عملکرد موقعیت‌یابی موجود آنها نیاز را برآورده کند. آنها می توانند موقعیت خود را در صورتی که بار از توانایی عملیاتی آنها فراتر رود، بدون تشخیص حرکت از دست رفته، از دست بدهند.

پله های حلقه بسته بازخورد اضافه می کنند، در حالی که سیستم های سروو از بازخورد برای تنظیم حرکت در محدوده عملکرد خود استفاده می کنند. هیچ کدام خطاهای مکانیکی یا کنترلی را از بین نمی برد.

پیچ‌ها، تسمه‌ها یا چرخ دنده‌های سروو چرخشی گزینه‌هایی برای محورهای مکانیکی هستند. موتورهای خطی نیروی خطی مستقیم را فراهم می کنند و انتقال چرخشی به خطی را حذف می کنند، اما همچنان به راهنماها، بازخورد، طراحی حرارتی و کنترل مناسب نیاز دارند.

Tiger Motion's سروو موتورهای استاندارد نقطه شروعی را برای ارزیابی محور چرخشی فراهم می کنند. آن محدوده موتور خطی را می توان در جایی که حرکت خطی مستقیم با طراحی ماشین مناسب است، بررسی کرد.

اندازه برای گشتاور، سرعت و چرخه عملیاتی

برای موتورهای دوار، گشتاور شتاب، اصطکاک، بارهای خارجی و اینرسی منعکس شده از طریق گیربکس را محاسبه کنید. برای یک موتور خطی، نیرو و سرعت مورد نیاز مربوطه را محاسبه کنید.

پیک تقاضا و وظیفه حرارتی مداوم را جداگانه بررسی کنید. شامل چرخه کامل تولید، با نمایه‌سازی، علامت‌گذاری، برگشت‌ها، نگهداری و دوره‌های ماندگاری می‌شود.

ورودی های مهم عبارتند از:

• جرم متحرک یا اینرسی دوار.

• نسبت انتقال، سرب پیچ یا هندسه قرقره.

• حداکثر سرعت و شتاب مورد نیاز.

• RMS و گشتاور پیک، یا نیروی پیوسته و پیک.

• محدودیت های جریان و اضافه بار را هدایت کنید.

• انرژی کاهش سرعت

• دمای محیط و شرایط نصب

برای یک محور عمودی، بار گرانشی و آرایش نگهدارنده یا تعادل مورد نیاز را نیز ارزیابی کنید. بررسی کنید که آیا ترمز موتور فقط برای نگه داشتن در نظر گرفته شده است. تصور نکنید که برای توقف پویا معمولی مناسب است.

حکاکی عمیق ذاتاً به گشتاور موتور بالایی نیاز ندارد زیرا لیزر مواد را حذف می کند. تقاضای موتور از حرکت و نگه داشتن محور ناشی می شود، در حالی که عبورهای مکرر اهمیت ثبت و پایداری حرارتی را افزایش می دهد.

زمان ته نشینی و صافی را ارزیابی کنید

برای یک ایستگاه علامت گذاری نمایه شده، فاصله مهم اغلب زمان مورد نیاز برای حرکت و قرار گرفتن در باند موقعیت مجاز است.

شتاب بیشتر ممکن است سفر را کوتاه کند اما ارتعاش را تحریک کند و زمان نشست را افزایش دهد. چرخه کامل حرکت و ته نشین شدن را ارزیابی کنید.

برای حکاکی شطرنجی دروازه ای، برگشت های مکرر، رزونانس ساختاری و تنظیمات شتاب و حرکت تند و سریع کنترل کننده حرکت را بررسی کنید. جرک میزان تغییر شتاب را توصیف می کند. پروفیل های حرکتی مناسب می توانند تحریک مکانیکی را کاهش دهند، اگرچه ممکن است بر زمان چرخه نیز تأثیر بگذارند.

وضوح بازخورد را از دقت جدا کنید

وضوح رمزگذار تعداد مقادیر موقعیت قابل تشخیص را توصیف می کند. به عنوان مثال:

این مقادیر تضمینی برای دقت شفت موتور یا دقت موقعیت قطعه کار نیستند. خطای انتقال، عکس العمل، انطباق، خروج، تراز و دما نیز مهم هستند.

بازخورد مطلق می تواند الزامات ارجاع را در یک سیستم طراحی مناسب کاهش دهد. با این حال، رفتار تک دور و چند دور متفاوت است. ارجاع ماشین، حفظ موقعیت و بازیابی پس از تعمیر و نگهداری هنوز باید تعریف شود. بازخورد مطلق جایگزین محدودیت‌های سفر یا عملکردهای ایمنی ماشین نمی‌شود.

حکاکی چرخشی و هماهنگی اسکنر

محورهای دوار برای قطعات استوانه ای

یک محور چرخشی ممکن است بخشی را بین عملیات علامت گذاری نمایه کند یا در طول پردازش به طور مداوم بچرخد. این حالت ها به عملکردهای مختلف کنترلر نیاز دارند.

برای یک سیستم چاک، اینرسی قطعه کار، گیره، تعادل، خروجی و رفتار گیربکس را ارزیابی کنید. برای سیستم غلتکی، شرایط تماس و لغزش احتمالی را نیز در نظر بگیرید.

برای حکاکی مداوم، کنترل کننده باید حرکت زاویه ای را با الگوی علامت گذاری و زمان لیزر هماهنگ کند. داده‌های قطر و هندسه هنگام تبدیل طرح بدون بسته‌بندی به مختصات سطح مهم هستند.

سروو می تواند تنظیم حرکت را در یک سیستم مناسب بهبود بخشد، اما نمی تواند درز ناشی از تنظیمات نادرست قطر، لغزش قطعه کار یا کالیبراسیون نوری را از بین ببرد.

فیلدهای نمایه شده در مقابل حرکت هماهنگ

علامت گذاری منطقه بزرگ می تواند از مراحل موقعیت یابی و اسکن جداگانه استفاده کند. صحنه به مکانی منتقل می شود، مستقر می شود و اسکنر یک میدان را علامت گذاری می کند.

رویکرد دیگر حرکت مکانیکی و حرکت اسکنر را در طول پردازش هماهنگ می کند. این نیاز به سخت افزار کنترل مناسب، زمان بندی، تبدیل مختصات و کالیبراسیون دارد.

علامت گذاری در حین پرواز معمولاً از اطلاعات حرکتی مانند بازخورد رمزگذار نوار نقاله برای جبران قطعه کار متحرک استفاده می کند. این به طور خودکار عملکردی مشابه پردازش هماهنگ مرحله و اسکنر منطقه بزرگ ندارد.

ویژگی هایی مانند میدان دید بی نهایت قابلیت های مخصوص کنترلر هستند. نباید فرض کرد که آنها صرفاً به دلیل نصب سروو موتورها در دسترس هستند.

تنظیم فوکوس محور Z

محور AZ ممکن است تمرکز بین کارها را تنظیم کند، بین لایه های حکاکی تغییر مکان دهد یا در یک فرآیند هماهنگ شرکت کند.

برخی از سیستم های اسکن سه بعدی در عوض از اپتیک های فوکوس پویا استفاده می کنند. راه حل مورد نیاز به معماری نوری، هندسه سطح و سرعت فرآیند بستگی دارد.

قبل از انتخاب موتور، محدوده فوکوس مورد نیاز، رفتار موقعیت یابی و روش هماهنگی را مشخص کنید.

یکپارچه سازی کنترلر و اعتبار سنجی تولید

زنجیره کامل سخت افزار را تأیید کنید

نام نرم افزار به تنهایی سازگاری را ایجاد نمی کند. نرم افزارهای EZCAD2، EZCAD3، LightBurn و OEM با کنترلرهای خاص و پیکربندی های سخت افزاری پشتیبانی شده کار می کنند.

تایید کنید:

• مدل کنترلر و نسخه نرم افزار.

• پشتیبانی از توابع محور خارجی

• رابط فرمان و الزامات الکتریکی.

• موتور، رمزگذار و درایو سازگار.

• خانه، محدودیت ها، آلارم ها، و سیگنال های فعال.

• رابط اسکنر و عملکردهای زمان بندی لیزری.

• پشتیبانی از چرخش، نمایه سازی یا حرکت هماهنگ.

پالس/جهت یک رابط فرمان دیجیتال است. EtherCAT می تواند حرکت هماهنگ و تشخیص را پشتیبانی کند، اما از تداخل الکترومغناطیسی مصون نیست. اطلاعات گشتاور و دمای موجود به درایو و داده های پشتیبانی شده آن بستگی دارد.

فاصله دریچه ها و تعداد پاس ها تنظیمات فرآیند هستند. آنها باید با سرعت اسکن و پارامترهای لیزر هماهنگ شوند. آنها جایگزینی برای مقیاس بندی صحیح محور یا زمان بندی مسیر نیستند.

مکانیک کمیسیون و کنترل با هم

قبل از تنظیم، راهنماها، کوپلینگ ها، یاتاقان ها، درایوهای پیچ یا تسمه و استحکام یراق را بررسی کنید. تراز، جهت سفر، مقیاس‌بندی فرمان و محدودیت‌ها را تأیید کنید.

از روش راه اندازی سازنده درایو استفاده کنید. تنظیم خودکار ممکن است یک نقطه شروع باشد، اما نیاز به آزمایش ماشین واقعی را برطرف نمی کند.

دستورالعمل های خاص مدل را برای محافظ، اتصال به زمین، مسیریابی کابل و حفاظت از محیط زیست دنبال کنید. حفاظت از نفوذ را برای قرار گرفتن در معرض واقعی و نصب انتخاب کنید. هیچ رتبه IP واحدی برای هر دستگاه لیزر محصور اجباری نیست.

اعتبارسنجی علائم و نتایج تجاری

قطعات نماینده، لوازم و تنظیمات تولید را تست کنید. بسته به برنامه، بررسی کنید:

• قرارگیری و ابعاد در موقعیت های چند مرحله ای.

• ثبت نام بین پاس های حکاکی مکرر.

• تراز درز چرخشی و لغزش قطعه کار.

• زمان تسویه قبل از شروع علامت گذاری

• خوانایی کد با استفاده از روش تأیید توافق شده.

• زمان چرخه و رانش حرارتی در طول عملیات طولانی مدت.

اندازه گیری کنید که آیا ارتقاء گلوگاه واقعی را کاهش می دهد یا خیر. زمان پردازش لیزر، جابجایی، تمرکز و بازرسی ممکن است بر چرخه غالب باشد. هنگام تخمین بازگشت سرمایه از داده های زمان چرخه اندازه گیری شده، ضایعات، انرژی و نگهداری استفاده کنید.

برای نیازهای نصب غیر معمول یا بازخورد، بحث کنید گزینه های سروو موتور سفارشی با Tiger Motion. قبل از سفارش، مسئولیت‌های پیکربندی و ادغام پیشنهادی را تأیید کنید.

سوالات متداول

1. آیا هر دستگاه علامت گذاری لیزری به سروو موتور نیاز دارد؟

خیر. ممکن است یک سیستم علامت گذاری فقط galvo نیازی به محورهای موقعیت یابی خارجی نداشته باشد. در جاهایی که از محورهای مکانیکی استفاده می‌شود، پله‌ها، سرووها یا سایر محرک‌ها را با توجه به نیاز بار و عملکرد انتخاب کنید.

2. آیا سروو موتور استاندارد می تواند جایگزین موتور گالوانومتر شود؟

نه به عنوان یک جایگزین مستقیم. اسکنرهای گالوانومتر از محرک های تخصصی، بازخورد، اپتیک و الکترونیک کنترل استفاده می کنند. سرووهای صنعتی استاندارد به طور کلی به محورهای مکان یابی مکانیکی دستگاه خدمت می کنند.

3. آیا لیزر MOPA یا UV به محورهای سروو محور نیاز دارد؟

نوع منبع لیزر به تنهایی موتور را تعیین نمی کند. حرکت مکانیکی مورد نیاز، تحمل قرارگیری، زمان چرخه و معماری کنترل را تعریف کنید.

4. چه وضوح انکودر برای حکاکی مورد نیاز است؟

هیچ نیاز جهانی به عمق بیت وجود ندارد. وضوح و دقت بازخورد را در کنار هندسه انتقال، خطاهای مکانیکی و تحمل‌های سطح قطعه کار ارزیابی کنید.

5. آیا یک محور چرخشی مبتنی بر سروو می تواند درزهای حکاکی را از بین ببرد؟

می تواند چرخش کنترل شده را پشتیبانی کند، اما کیفیت درز همچنین به تنظیمات قطر، گیره یا لغزش غلتک، خروجی، کالیبراسیون و همگام سازی لیزر بستگی دارد. فرآیند کامل را روی قطعات نماینده اعتبار سنجی کنید.

در مورد نیازهای محور علامت گذاری و حکاکی خود بحث کنید

عملکرد محور، سفر، بار محموله یا اینرسی چرخشی، جزئیات انتقال، اهداف حرکت، ولتاژ منبع تغذیه و مدل کنترل کننده خود را با Tiger Motion به اشتراک بگذارید.

با Tiger Motion تماس بگیرید . برای بحث در مورد گزینه های موتور و درخواست اطلاعات خاص مدل، بیان کنید که آیا محور در طول پردازش بین علامت ها شاخص می شود یا حرکت می کند تا الزامات به طور دقیق بررسی شوند.