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一秒 10 次輕松植毛!辛格林納 Ω6s 伺服——植毛機高速響應的“基石”

時間:2021-11-17 16:40:47來源:新時達運控

導語:?毛刷是日常生活中離不開的工具,也是工業(yè)生產(chǎn)中的常用的配件,目前制刷企業(yè)都在提高生產(chǎn)能力,鉆孔機及植毛機作為制刷業(yè)最基本的生產(chǎn)機器,其技術的改進和提升受到很大的關注。本文介紹了新時達運控開發(fā)的鉆孔/植毛機控制系統(tǒng)解決方案。

  1、該現(xiàn)場/行業(yè)介紹

  毛刷是日常生活中離不開的工具,也是工業(yè)生產(chǎn)中的常用的配件,毛刷產(chǎn)業(yè)具有非常廣闊的市常前景,因此制刷企業(yè)都在提高生產(chǎn)能力,在提升生產(chǎn)效率方面下足功夫,也對植毛機加工工藝和加工效率提出很高的要求。而鉆孔機及植毛機作為制刷業(yè)最基本的生產(chǎn)機器,其技術的改進和提升受到很大的關注。

  鉆孔/植毛機可用于制作各種生活用刷,如牙刷、掃把、鞋刷、木制刷、鋼絲刷、銅絲刷、馬桶刷等。而在工業(yè)刷范疇,如毛刷輥、圓盤刷等,也離不開鉆孔機、植毛機。鉆孔/ 植毛機根據(jù)不同的劃分標準,可分為不同種類。

  按軸數(shù)來分,可分為兩軸、三軸和四軸以上;根據(jù)功能來區(qū)分,可分為植毛機、鉆孔機和鉆植體機。目前常用的是兩軸和三軸機,因為大部分的產(chǎn)品只需要用到兩軸和三軸就可以了,四軸以上的機器用于生產(chǎn)一些異形刷。目前高端五軸鉆孔/植毛機設備,具備高速,多工作同時鉆植,各種異形刷加工,自編程,性能好等特點,但價格相較普通機來說比較昂貴。

       2、鉆孔/植毛機控制系統(tǒng)要求

  現(xiàn)在的植毛/鉆孔機速度要求一般在500- 1000孔/分;可記憶100-2000 款加工圖形文件,可輸入高達1000-10萬孔數(shù);支持U盤功能,能夠輕松快捷地實現(xiàn)各機器之間加工文件的拷貝,支持手持盒操作等,具有密碼保護功能。

  植毛機系統(tǒng)一般采用教導與編輯兩種加工數(shù)據(jù)操作模式; 擁有直觀的加工狀況顯示系統(tǒng),用戶可快速知道加工進程并隨時進行調(diào)整;具備添加、修改、插入、刪除等加工數(shù)據(jù)編輯功能,方便快捷地解決孔位偏移、多孔、漏孔等問題。

  對于一些有規(guī)律的圖形,比如,一排整齊的孔、間距是相等的,或者某一部分與另外一部分是相同的,僅僅位置不同,這時就可以用些特殊功能來快速產(chǎn)生要求的數(shù)據(jù)。這些功能中包括分孔、復制、平移以及常用的花樣生成等。

  通過分孔功能,快速生成有規(guī)律的植毛鉆孔圖形。復制功能,支持整個加工孔位的復制與部份加工孔位的復制, 無須重新輸入加工數(shù)據(jù),具有平移功能,可準確無誤地將產(chǎn)品的植毛鉆孔進行整體平移加工,不用再手動修改數(shù)據(jù),操作簡單、快捷。

  在操作模式方面,具有全自動加工、半自動加工、全孔加工、補孔加工、單步進加工、模擬加工等;以上操作模式還可以根據(jù)需要進行交叉配置。

  系統(tǒng)具有對每個軸加工速度、教導速度、回原點速度及跳步距離等豐富的機器加工參數(shù)設置;加工過程中自動檢測并報警功能,使用戶可快速地發(fā)現(xiàn)并解決問題,防止各種意外發(fā)生如:重毛報警、刷板報警、鋁線報警、缺物料報警等;具有診斷功能,可對輸入、輸出信號進行檢測功能,幫助用戶輕松排除故障。

設備結(jié)構圖.png

圖 1 設備結(jié)構圖

       3、設備主要結(jié)構介紹

  (1)植毛機的機械系統(tǒng)主要分為:機頭、機身、夾具三個部分。

  ? 機頭:是植毛機的主要機械部分,植毛的主要動作: 取毛、切線、鐵線成型、鐵線扎住刷絲、將刷絲植入孔內(nèi)。

  機頭主要通過連桿、凸輪結(jié)構實現(xiàn)以上動作。機頭根據(jù)植毛方式分為:銅片(鐵片)類機頭和馬釘類機頭兩種, 銅片機頭主要是用規(guī)定長度的銅片將刷絲壓入孔內(nèi),銅片鑲?cè)肟椎膬杀冢赃_到拉力的要求。馬釘機頭將鐵線成型為倒“U”字型,扎住刷絲,植入孔內(nèi),通過鐵絲的變形膨脹達到鎖緊效果。

  機頭根據(jù)植毛長度分為:26H、36H、75H、150H四種大小機頭;

  根據(jù)植毛顏色分為:單色、雙色機頭;

  根據(jù)植毛速度可以分為:普通機頭和高速機頭。

  ? 機身:是植毛機的主要架構,用于安裝機頭、電機、絲桿、臺、夾具。

  ? 夾具:是用于安裝加工產(chǎn)品的設置,根據(jù)不同的產(chǎn)品工藝,設計不同的夾具。

  (2)控制系統(tǒng):目前市場上的數(shù)控植毛機基本上都是采取伺服電機或者步進電機驅(qū)動。

  實際設備整體結(jié)構如圖1所示,分為2個旋轉(zhuǎn)軸,分別是:X軸、Y軸。2個軸都是通過絲杠直連的方式進行驅(qū)動。

  X軸:用于帶動工作臺左右平移,從而帶動實際所需加工的材料左右運動固定距離。

  Y軸:用于帶動工作臺前后平移,從而帶動實際所需加工的材料前后運動固定距離。

  本設備通過X軸、Y軸走固定位置定位,變頻器帶動主軸電機運動,從而帶動皮帶輪運轉(zhuǎn),然后帶動凸輪機構運轉(zhuǎn), 使植毛與送毛機構間歇運動(植毛機頭垂直運動,植毛速度通過調(diào)節(jié)主軸電機速度實現(xiàn),主軸變頻器頻率提升時,主軸電機速度提升,垂直運動的機頭速度加快,相應的伺服速度也提升)。

  4、伺服驅(qū)動器介紹

  Ω6s-APR驅(qū)動采用源自德國公司(辛格林納)的研發(fā)技術,針對國內(nèi)客戶的使用習慣所開發(fā)的一款高性能的脈沖型伺服驅(qū)動。

  該伺服驅(qū)動器的電流環(huán)刷新頻率達到1MHz,瞬時過載能力達到3.5倍,是設備高速響應的“基石”,最大支持16MHz的脈沖輸入指令、3路16位的模擬量輸入提高整體的響應精度。產(chǎn)品自帶的自整定算法能夠輕松應對不同的現(xiàn)場應用,即插即用,做到真正的智慧驅(qū)動,讓客戶忘記驅(qū)動的存在,獨立的散熱風道+溫控風扇+加厚的UV涂層,能夠適應不同的應用環(huán)境,保證系統(tǒng)在不同環(huán)境下都能高效穩(wěn)定的運行。

  5、應用方案介紹(重點:產(chǎn)品配置)

  該系統(tǒng)現(xiàn)場使用2個Ω6s-APR旋轉(zhuǎn)伺服驅(qū)動2個750W電機,整體系統(tǒng)通過控制器+伺服的脈沖輸入接口進行位置控制(系統(tǒng)結(jié)構如圖2所示)。

系統(tǒng)配置圖.png

圖 2 系統(tǒng)配置圖

  6、方案總結(jié)(重點:產(chǎn)品價值)

 ?、佴?-AP系列驅(qū)動在前期調(diào)整的過程中,通過自適應的算法,能夠讓驅(qū)動在運動過程中動態(tài)的進行參數(shù)的調(diào)節(jié),讓客戶在使用過程中不知不覺的完成性能的優(yōu)化,同時其自帶的自適應濾波功能,能夠自動抑制在運動過程中產(chǎn)生的機械共振情況。

 ?、讦?-AP系列驅(qū)動速度環(huán)響應頻率3.5KHZ,在客戶需求高速植毛時響應速度快,輕松可以達到一秒植毛10 次,測試高速可以達到1秒13次,滿足客戶高效需求(見圖3)。

1 秒 10.5 次波形圖.png

圖 3 1 秒 10.5 次波形圖

標簽: 伺服系統(tǒng)

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