logo

洛源科技的伺服系统应用于单台面光纤激光切割机

随着现代科学技术的快速发展,尤其是微电子、电力半导体、计算机和电机制造技术等所取得的技术进步,使得位置伺服在许多高科技领域得到了非常广泛的应用,并在自动化控制系统应用中扮演了重要的支柱技术角色,如机器人、激光加工、数控机床、大规模集成电路制造、办公自动化设备、雷达和各种军用武器随动系统、以及柔性制造系统等的应用。

而在激光加工领域,常州洛源智能科技有限公司研发的伺服系统控制系统在单台面光纤激光切割机上有着重要应用。

设备简介

光纤激光切割机的工作过程是由激光器发射激光,再通过光纤传导到切割头,由镜片聚焦产生高能量,经切割嘴射出从而完成对金属板材的切割。伺服系统控制Z轴电机带动激光头上下运动,保持喷嘴与板材之间的距离不变,有效保证切割质量。X/Y轴电机带动切割头在工作台面快速移动,切出所需要的图案。

工艺描述

01 Y轴

双轴龙门结构,独特回零方式,确保位置同步

02 X轴

齿轮齿条传动

03 Z轴

随动控制,高动态响应

04 工作模式

正常切割、蛙跳、飞行切割、打标

工艺详解

激光器产生激光

本系统采用的是国产锐科的光纤激光发生器。输出功率由上位机控制。

X轴

X轴为单轴,传动机构为齿轮齿条,由上位控制与Y轴一起做插补控制。

切割头

激光发生器产生激光,通过光纤传导到切割头,再由切割嘴射出后完成切割。切割头就调焦方式可以分成两种类型:自动调焦和手动调焦。

龙门轴Y轴特点

采用龙门结构能确保两边运动的同步性,从而提高设备整体运行速度,但是横梁过长后,由于本身刚性问题,设备运行速度也会受限。采用的回零方式也是特别设计的,确保在横梁偏移后,通过回零让两边完全对称。龙门轴无论是电气还是机械都有一定的要求,两方面都会影响设备的整体运行速度以及平稳性。

Z轴随动控制

为了保证切割的精度和一致性,需要保证加工件与切割嘴之间的距离保持恒定,由于各种原因板材在工作台面放置后,整个板面不是完全平面,因此就要用到随动功能来保证这个恒定距离,在切割嘴上安装有传感器,测量切割嘴与板面的距离,并转换为模拟量,再将此模拟量传到系统,系统再根据设定的高度与模拟量之间的关系来进行实时的调节,这就需要Z轴的高动态响应,因为响应度越高,高度保持的越好,切割效果也越好。

工作模式选择

工作模式有正常切割、蛙跳、飞行切割、打标。蛙跳表示Z轴参与插补运动,也就是在XY运行的实施,Z轴同步运行,目的是提高工作效率;飞行切割表示Z轴在切割过程中不动作,一致保持与板面的设定距离,主要用于连续的小孔径的加工;打标要求不将板材完全切割,不穿透板材。

加工产品图

 

应用总结

洛源伺服系统应用于中小功率单台面光纤激光切割机,加工速度达到40 m/min,加速度0.5 g,空跑速度更是达到了100 m/min,加速度1 g。在此基础上,经实测每分钟可切直径2 mm小圆180个以上,精度小于0.01 mm,完全超越日系同类产品0.02 mm的切割精度。

 

版权声明:
《工业激光应用》网站的一切内容及解释权皆归《工业激光应用》杂志社版权所有,未经书面同意不得转载,违者必究!
《工业激光应用》杂志社。
在线咨询调查问卷期刊订阅