【新时达运控】精雕细刻，辛格林纳伺服系统轻松应对精密加工

　　数控机床是数字控制机床(Computer numerical control machine tools)的简称，是一种装有程序控制系统的自动化机床。该控制系统能够逻辑地处理具有控制编码或其他符号指令规定的程序，并将其译码，用代码化的数字表示，通过信息载体输入数控装置。经运算处理由数控装置发出各种控制信号，控制机床的动作，按图纸要求的形状和尺寸，自动地将零件加工出来。数控机床较好地解决了复杂、精密、小批量、多品种的零件加工问题，是一种柔性的、高效能的自动化机床，代表了现代机床控制技术的发展方向，是一种典型的机电一体化产品。

　　精雕机(CNC engraving and milling machine)是数控机床的一种。精雕机可对金属或非金属板材，管材进行非接触切割打孔，特别适合不锈钢板、铁板、硅片、陶瓷片、钛合金、环氧、A3钢、金刚石等材料的激光切割加工。广泛应用于3C、精密磨具、医疗等多个领域。

图 1 精雕机

　　01、精雕机结构说明

　　精雕机主要由机床本体、数控系统、伺服传动系统、辅助装置组成。

　　机床本体：是精雕机的主体，包括机床身、立柱、主轴、进给机构等机械部件。它是用于完成各种雕铣雕刻加工的机械部件。

　　数控系统：是精雕机的核心，用于输入数字化的零件程序，并完成输入信息的存储、数据的变换、插补运算以及实现各种控制功能。

　　伺服传动系统：是精雕机执行机构的驱动部件，包括主轴驱动单元、伺服进给单元、主轴电机及进给电机等。伺服传动系统接受来自上位数控装置的指令信息，经功率放大、整形处理后，转换成机床执行部件的直线位移或角位移运动，实现主轴和进给驱动。当几个进给联动时，可以完成定位、直线、平面曲线和空间曲线的加工。伺服系统性能将直接影响数控机床的精度和速度等技术指标，要求具有良好的快速反应性能，准确而灵敏地跟踪数控装置发出的数字指令信号，并能忠实地执行来自数控装置的指令，提高系统的动态跟随特性和静态跟踪精度。

　　辅助装置：是精雕机床的一些必要的配套部件，用以保证精雕机的运行，如冷却、排屑、润滑、照明、监测等。它包括液压和气动装置、排屑装置、交换工作台、数控转台和数控分度头，还包括刀具及监控检测装置等。

　　如图 2所示，左右移动的为X轴、前后移动的是Y轴、上下移动的是Z轴，还有高速旋转的主轴以及用于自动换刀的刀库轴(T轴)，其中X、Y、Z、T轴通过伺服控制，主轴通过变频器进行控制。加工零件通过夹具放置于工作台上，借助XYZ三轴的快速稳定的响应，来保证其高精度的加工效果，手机上的多数部件(手机按键、玻璃盖板、金属边框)都有其参与加工而成的。

图 2 精雕机加工台面

　　精雕机控制系统硬件配置如下所示：

图 3 硬件配置

　　02、Ω6s伺服系统应用优势

　　Sigriner(辛格林纳) Ω6s系列交流伺服系统在数控精雕加工行业应用优势如下:

　　※ 摩擦补偿+过象限凸起抑制，轻松去刀纹

　　精雕加工时最令人困扰的就是象限纹，其产生的主要原因是插补轴在配合时总会在换向点的地方出现响应滞后的情况，Ω6s拥有的象限凸起抑制及摩擦补偿功能，能够有效的解决象限纹的问题。另一方面，Ω6s也针对振刀纹的问题进行了有效的优化，开发了转矩观测器功能，能够保证加工过程中转矩波动在1%以内。

　　※ 总线控制，运行稳，效率高，精度准

　　可选择总线控制方案，可以直接发送速度或位置设定值。能真正意义上实现等时同步、闭环控制，帮助实现各种复杂插补算法。

　　※ 伺服系统自整定，去共振

　　Sigriner辛格林纳经过长期的测试与总结，定制出一套匹配数控加工的伺服系统参数，Ω6s系列伺服新开发的免调试自动整定功能，让客户在使用过程中不知不觉的完成性能的优化。

　　设备上X、Y、Z轴采用丝杆的方式传动，系统中共振点的干扰会大大的影响加工的精度和表面光滑程度，Ω6s自适应滤波的算法能够自动辨识系统上的共振点，并且有效的抑制共振点，为系统的加工精度提供最有利的保障。

　　※ 主轴防撞，更安心

　　新时达运控秉承为客户创造价值的原则，针对在现场加工过程中因为操作不当导致的撞机问题，特殊定制开发了主轴防撞功能，能够实时监控转矩变化，在发生碰撞的瞬间立即停止，避免不必要的损失。

　　03、应用总结

　　交流伺服系统是精雕机床的重要执行环节，其性能将直接影响数控机床的精度和速度等技术指标。比如伺服的高响应性能保证机床执行机构对指令快速准确执行，同时可以通过振动抑制来解决高响应情况下带来的共振风险;另外如果出现机械材质或安装问题导致的机械静摩擦力或内应力不一致的情况，可以通过伺服系统的差异化的摩擦力补偿来解决;利用伺服的象限突起抑制功能来弥补机械换向时候的间隙问题;其他如模型制振，负载变动抑制，增益切换等都有相应的应用场景。

　　新时达运控Ω6系列交流伺服系统是新时达集团中央研究院与辛格林纳团队潜心合力研发的系列化产品，产品被广泛应用于通用的工业控制场合，除了此次分享的精雕机应用效果得到客户认可之外，还在工业机器人、绕线机、激光切割、包装、点胶等领域都得到了良好的应用效果和一致的用户好评。能成功帮助用户解决方案复杂、维护成本高等诸多难题，体现了新时达产品的高性能和高可靠性。是新时达坚持创新驱动，坚持高质量发展的价值呈现。新时达运动控制事业部以运动控制为核心整合相关接口设备，提供整体自动化控制解决方案，满足了各个细分行业客户提品质、扩产能、降成本的需求。