伺服在雕铣机上的设计与应用

　　Z轴运动进给系统也由滚珠丝杆，弹性联轴器，线性导轨，伺服电机等组成，伺服电机选用的为英威腾400W伺服产品，带抱闸系列。 该企业的雕铣机机械设计采用超宽的立柱和横梁，它有极好的对称性和的刚性，移动部分则加宽了导轨与导轨之间的距离，以克服不良力矩的问题。这是高速切削设备的结构。因为这种结构基本上可以保证雕铣机的非移动部分的刚性尽可能的好，而移动部分在保持灵活的同时，也会保持较好的刚性。

　　伺服系统在雕铣机上的应用，能反应其性能的好坏。本文主要介绍英威腾伺服在高速雕铣机上的成功应用，以及调试过程。

　　1.引言

　　随着中国经济的快速发展，市场对高速高雕铣机的需求日益增多。顾名思义，雕铣机既可做精细雕刻，又能做切割、镂铣。在一定程度上既可以替代雕刻机，也可以替代一些小型的加工中心，应用范围相当广泛，在模具行业、电子信息行业、汽车行业乃至传统的五金、家具等行业都有着巨大的应用需求，市场前景广阔。一台雕铣机一般需要3-5台伺服电机做高速进给，可见对伺服产品的需求量甚大。根据工作台、加工件大小以及重量不同，所选伺服电机的范围一般在200W至1KW之间。

　　雕铣机（CNC engraving and milling machine）它是数控机床的一种一般认为雕铣机是使用小刀具、大功率和高速主轴电机的数控铣床。雕刻机的优势在雕，如果加工材料硬度比较大也会显得力不从心。雕铣机的出现可以说填补李两者之间的空白。雕铣机既可以雕刻，也可铣削，是一种高效高精的数控机床。雕铣机这个概念是由佳铁提出并且实现的。

　　此次选用英威腾伺服的客户是深圳某研发制造雕铣机的企业，该企业对伺服产品的选用是十分严格的，其产品在行业内一直以性能好、稳定而着称。经过试用，客户发现使用英威腾伺服产品的设备和使用日系产品的设备加工出来的零件的尺寸、光洁度完全一样，这也充分说明英威腾伺服完全达到了雕铣机设备所要求的性能。在雕铣机上的成功应用突破，也标志着英威腾伺服在性能上再上一个台阶，达到了一流水平。

　　2.雕铣机系统架构

　　1 一般认为雕铣机是使用小刀具、大功率和高速主轴电机的数控铣床。国外并没有雕铣机的概念，加工模具他们是以加工中心（电脑锣）铣削为主的，但加工中心有它的不足，特别是在用小刀具加工小型模具时会显得力不从心，并且成本很高。国内开始的时候只有数控雕刻机的概念，雕刻机的优势在雕，如果加工材料硬度比较大也会显得力不从心。雕铣机既可以雕刻，也可铣削，是一种高效高精的数控机床。

　　一般雕铣机的结构包括以下部分：数控系统、主轴系统和运动进给系统。该企业的雕铣机数控是由专用运动控制卡组成，客户独立开发的控制程序。主轴系统采用国外进口一体式的电主轴，利用英威腾CHV系列变频器进行驱动。其中X、Y轴运动进给系统由滚珠丝杆，弹性联轴器，线性导轨，伺服电机等组成，伺服电机选用的为英威腾750W伺服产品。Z轴运动进给系统也由滚珠丝杆，弹性联轴器，线性导轨，伺服电机等组成，伺服电机选用的为英威腾400W伺服产品，带抱闸系列。

　　该企业的雕铣机机械设计采用超宽的立柱和横梁，它有极好的对称性和的刚性，移动部分则加宽了导轨与导轨之间的距离，以克服不良力矩的问题。其结构示意图如下：

　　3.英威腾伺服调试

　　伺服是使物体的位置、方位、状态等输出被控量能够跟随输入目标的任意变化的自动控制系统。它的主要任务是按控制命令的要求、对功率进行放大、变换与调控等处理，使驱动装置输出的力矩、速度和位置控制的非常灵活方便。

　　英威腾伺服已经在弹簧机、高速绕线机、高速剥线机、雕铣机、卷绕机、切割机、机器人、纺织机械、包装机械等行业得到成功的应用，具有接线简单、调试方便的特点。

　　伺服驱动器一般有电流环、速度环和位置环三个环路组成，其结构图如下：

　　英威腾伺服调试的一般原则是：当电机固定后，电流环参数就固定不变。所以一般在调试的时候要在机械系统不振动的情况下尽可能提高速度环增益，减小速度环积分时间。位置环增益和机械系统刚度有关，这个要根据客户的需要来设置。

　　针对雕铣机的机械系统，其调试注意要点为：

　　a）选择合适惯量电机，机床机械转动惯量要与电机惯量相匹配。

　　b）进给速度提高后，伺服系统的跟随误差会随速度的提高加大，增大位置环刚度，限度减小动态跟随误差。

　　c）机台构件有其固有频率，当产生谐振时，噪音，振动，响应速度受限。利用英威腾伺服的上位机软件确认谐振点，利用陷波滤波器消除机械谐振，提升机床响应速度。.

　　d）传统手动调试伺服参数，经验性强，一般都可以调试到满足机床要求，不过当难以调试到状态，可以用英威腾伺服上位机调试软件进行调试，以帮助你把伺服调试到的性能。

　

　　4.结束语

　　经过几个月的试用，客户对英威腾伺服产品的品质和性能表示认可，同时也对英威腾产品高性价比和英威腾公司及时的跟踪服务非常满意。英威腾伺服在国内企业雕铣机上的成功应用，标志着英威腾伺服产品的性能达到了国内外伺服产品的一流水准，对英威腾伺服在该行业的全面推广起到了十分积极的作用。