在金屬成型行業,鈑金激光切割是常見的切割方式。激光切割相對傳統金屬成型,具有靈活切割的特性,能實現加工各種不同尺寸的金屬部件。近年來隨著市場對產品多樣性和小批量的需求,激光切割機的市場需求越來越大,且對激光切割效率和精度的要求也不斷提升。為了滿足切割更厚更大的板材要求,則需要更高功率要求的激光器,切割幅面一般在1.5m X 3m (3015)、 2m X 4m (4020)及以上。 針對設備對切割效率和精度的要求,大功率激光切割機普遍要求切割加速度在1.2g以上,速度要求100米/分鐘以上,且需要伺服系統更高的動態響應性能。科爾摩根通過搭配使用高性能的AKM伺服電機和AKD伺服驅動器,實現高動態響應和高精度控制,達到切割加速度2.0g及以上,切割速度150米/分鐘的動態要求,并達到切割精度±2絲(切割精度與板材厚度有關)。
大功率金屬激光切割機工藝與配置 激光切割機采用CNC控制器,一共4軸控制(3維切割增加C軸和D軸),在科爾摩根的方案中龍門橫梁X軸使用2個6.83KW的伺服電機驅動,橫移Y軸使用1個3.88KW的伺服電機驅動,升降Z軸使用1個1.03KW的伺服電機驅動,如右圖所示。 X軸和Y軸通過5:1減速機連接到齒輪齒條上實現直線運動。切割過程中,X軸和Y軸通過插補控制實現直線和圓弧切割,因此伺服電機在加減速過程中的高響應性能尤為重要。伺服的高動態響應可以有效防止圓弧轉角時的切割毛刺,提高切割的精度與產品良品率。為實現伺服電機高響應性能,需保證機械部件的高剛性要求,通過補償消除齒輪間隙。同時,兩個X軸采用龍門控制,伺服高動態響應性能是控制兩軸同步的關鍵。
采用科爾摩根高性能伺服電機實現高效率切割 針對激光切割設備對于高加速度時的動態響應性、低速時的運行平穩性,以及高精度的需求。科爾摩根提供種類豐富的AKM系列電機,可針對客戶負載情況選擇最佳慣量比電機,并提供24位分辨率的高精度絕對值編碼器,從而實現X軸和Y軸在插補運動時的高加速度和高精度切割,提升切割的效率與良品率。 同時科爾摩根提供的高性能和高響應帶寬的AKD驅動器也是提升切割精度的關鍵,AKD驅動器憑借其業界領先的三環刷新頻率(670ns電流環刷新FPGA; 62.5 μs 速度環刷新; 125 μs 位置環刷新)使得運動控制更加迅速、及時,同時提高控制精度,減小加減速時過沖,從而提高轉角時的切割精度,大幅度提升產品的良品率。另外AKD驅動器采用多個內置濾波器,極大地消除了電機在高速和高動態響應系統中的噪聲,提高系統穩定性。
最終科爾摩根伺服系統達到的性能: 1. 實際切割可滿足加速度1.5g,速度150米/分鐘的動態要求 2. 切割精度達到±2絲 3. 在實際調試過程中,可達到2g加速度,超出客戶預期。 AKM伺服電機因其電磁設計方案的齒槽效應低,諧波畸變小,并配有多種高精度反饋編碼器,使得定位控制精度高,速度波動小,噪音小,無振動。同時AKD驅動器的高帶寬,快速的3環刷新頻率響應,豐富的調試方法,可實現快速簡單的調試,縮短設備調試過程,并支持EtherCAT現場總線方式,可以兼容主流品牌CNC控制器,實現控制驅動無縫鏈接。通過采用科爾摩根高性能AKM伺服電機和AKD伺服驅動器系列產品的大功率金屬激光切割機伺服系統解決方案,可大幅提升各軸的加速度和速度,提高切割效率和產品良品率,改善最終用戶的生產效率與產品質量,從而提升設備的競爭優勢。
憑借科爾摩根超過70多年的運動控制經驗,其全球化的設計方案,靈活的定制能力,以及本土化的快速供貨,科爾摩根都能根據您的運動控制要求,為您配置完美匹配的產品,以實現最佳的機器性能。


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