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求助:激光切割用数控系统,急。。。 点击:2692 | 回复:36



NCLT

    
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发表于:2005-01-18 22:23:00
楼主
小弟现有一项目:激光切割用数控系统,技术要求--带动切割头做二维运动,可以走出直径1-3mm的圆轨迹,定位精度、重复度<0.05mm(修改后)、圆度误差小于0.05mm.加工范围50*50mm ,运动要平稳,速度快.如何选择硬件?伺服电机,控制卡,滚珠丝杠,控制器.......硬件插补是不是不用编写软件直接可以实现圆弧插补,这类器件都有那些,如何控制???成本多少?直线运动单元组合能实现吗?北京有那些公司提供?   小弟初次设计,很多东西不懂,望各位大侠指教.急.......



亦云人云

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发表于:2005-01-20 12:56:00
21楼
to NCLT: 行程 50*50mm 不算大 重复度 0.01mm 须警惕 加工 D 1-3mm 圆 也不算大 误差小于0.05mm 加工效率 2个/sec 单件生产,性能优先。 我的建议是: 买个步进驱动平台,工件放在平台上运动,聚焦镜都不必动,精度又高又省事。 买个现成的配步进的数控系统,不用自己开发软件,如果只切圆,连编程软件都不需要,如果要切复杂图形可配 CAXA WEDM ,或 BAND5 WEDM ,EASYCAD 等编程软件。 买东西你去找商家,我不是,坛子上多得很,你自行选择,但要言明能配好激光切割才作数。 如果有技术问题还可以找我细谈。

刘岩利

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发表于:2005-01-20 13:02:00
22楼
我是在北京,不过,今天晚上就出差去青岛,要下周才能回来。 在您提出的指标中,定位精度、重复精度、圆度、速度,放宽任何一个都有办法。我可以做圆(直径0.7mm);可以保证圆度,可以保证重复精度(+/-3微米),可以保证速度(1m/s),而绝对精度,您自己有办法测试吗?我自己测过一台,用光栅尺校对,精度可以保证在1丝以内,但是,厂家的规格是两丝半,也就是说,我不能保证交到您手上的那个精度能满足要求。 补充一下,1m/s是空载的速度,而且如果考虑到加速度,在50mm的范围内根本加不上去。空载加速度是1G。

NCLT

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发表于:2005-01-20 21:26:00
23楼
谢谢各位。 TO 刘岩利,xqg_wedm:重复精度或定位精度可以放宽至50um,速度也可以放慢一点,得于激光脉冲频率和单脉冲能量相匹配。圆度误差50um是5道吧?伺服系统的控制精度不是很大程度上取决于控制卡吗?伺服电机的加速性能不是很好吗?"交流伺服系统的加速性能较好,以松下MSMA 400W交流伺服电机为例,从静止加速到其额定转速3000RPM仅需几毫秒,可用于要求快速启停的控制场合"

亦云人云

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发表于:2005-01-21 00:33:00
24楼
看来你认定了伺服,其实在机加工领域,用伺服的一大理由是,伺服可承受较大的和变动的机械载菏,因此象高档的车床,铣床等都用伺服,但小设备如仪表,打印机,磁盘驱动器等大量用的是步进驱动,激光和电火花加工为无切削力加工,机械载菏小并且不变动,你要求的行程为 50*50mm 不算大,精度若为 50u 那也不算高,用步进完全可以胜任,步进电机整步的最高启动频率可达 3000HZ 以上,即 0.3ms 左右(细分步的响应还要高几十倍),是比较快的。不必费钱又费事性能也未必好去用伺服。 如果你买运动控制卡,一般还要自己研发一个数控程序,其中包括 G 代码解释程序,G 代码磁盘存取,编缉,调试时的前后左右运动,开关激光,冷却,一些参数的初始设置等等。 你也可以买现成的数控系统,这样你就可以省事了。 其实本人最近一直在开发数控切割程序,请看: http://www.gkong.com/gkong_bbs/uploadImages/20051223422018111.jpg http://www.gkong.com/gkong_bbs/uploadImages/20051223422018111.jpg

patrik

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发表于:2005-01-21 09:45:00
25楼
TO:NCLT 您为什么老跳不出伺服电机+丝杠传动的圈子呢?您的系统必然是一个频繁定位、短距离定位的应用。有没有担心设备使用一年以后出现的种种问题?

NCLT

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发表于:2005-01-21 12:19:00
26楼
因为伺服电机+丝杠传动比较普遍,还有什么更好的方案,请各位多指点。小弟初次做没经验。

NCLT

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发表于:2005-01-21 12:43:00
27楼
TO patrik:你给我发的“直接驱动式步进马达”邮件附件打开后是空白的。重复度可以放宽至0.05mm。

刘岩利

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发表于:2005-01-21 19:39:00
28楼
to NCLT 关于伺服电机的那几句话是卖伺服的人说的吧。话理论上是没错,(不过,你真让他把带载的松下加到3000转试试,几毫秒?他自己信吗?)能说伺服的性能在控制卡上的,一定是卖松下的,松下可以说是常见日本电机里最烂的。所以,要把客户的注意力引到控制卡上。谁用伺服+丝杠的结构走过1mm的圆?伺服的运动滞后是其固有问题,用好的控制卡可以缓解这个问题,甚至通过前馈来解决这个问题,但是,伺服的响应速度是谁都没有办法解决的。而步进电机就没有响应速度的问题,而且,步进电机最大的缺陷——失步在激光加工领域也完全可以避免(因为没有加工应力,所以完全可以通过工艺参数的选择来避免失步)。可以这样说,用步进电机+丝杠的结构,在半年内绝没有问题。经常加工这么小的圆,半年后,丝杠应该也差不多了。不要相信丝杠寿命,那是指全行程均匀磨损的情况,你认准了1毫米玩命磨半年,肯定完蛋。

NCLT

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发表于:2005-01-26 19:26:00
29楼
TO patrik:你给我发的“直接驱动式步进马达”邮件收到了,谢谢!

麦克疯

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发表于:2005-01-27 10:50:00
30楼
to: NCLT 用丝杠和伺服电机肯定能够满足你的要求,你的精度要求也不高,重复定位精度才5道,你的定位精度最多也就25道,如果机械有误差,完全可以让控制器来补偿,而且你的设备加工是非接触式加工,机械磨损不会很严重。不过建议你千万别用松下伺服这种低档次的产品,至少要用安川、三菱以上的伺服,欧美伺服最好。(本人对各家伺服电机的看法只是根据自己的使用喜好而言,并不否认其某些优势) 用步进电机我倒觉得需要慎重考虑:因为你的设备频繁换向的关系。 另外向你推荐一款运动控制器,英国Trio运动控制器MC206或PCI208,他的开发软件里包含能把ACAD/CAM推行直接转换成加工程序的软件包,可以简化你的加工编程,硬件上还有一路模拟量可以直接控制你的激光。方便的话到网站:Http://bjyes.gkong.com上下载说明书。

刘岩利

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发表于:2005-01-27 12:03:00
31楼
to 钟秀斌 对于您的说法,个人有点疑义。用伺服加丝杠的模式,对于重复定位精度和绝对定位精度都没有问题,甚至把您说的指标再提升一个数量级都不会有问题。动态响应就是另外一回事了。还有一个对圆轨迹变形量的要求,1毫米直径的圆,用伺服来走,相对变形有多大? 接触伺服有三年了,之前用了两年的步进电机,我认为,伺服与步进相比,无所谓优、劣,各有适当的应用。对于这样的应用情况,个人认为,高细分的步进电机肯定比伺服电机的效果好。至于您所说的因为频繁换向不宜用步进,这一点,我就不知道您指的是什么了。到是伺服在运动中换向会导致位置不能真正到达折反点(所以圆会变形)。 再说一下丝杠吧,丝杠有误差、有背隙,可以在控制器上补偿,这在理论上是对的,多数应用也没有问题。我对您推荐的控制器也不熟悉,不过它能对全行程不同位置上不同的背隙进行自动补偿吗?我大概在2000年的时候做过这样的机器,全行程是200*200mm,但是真正工作时,只在几毫米的范围内反复移动。刚开始的时候,没有问题,但是所有的机器过了半年到一年以后都出了问题,在全行程上,丝杠的背隙不一致,经常用的地方,背隙比较大。而且由于每次使用时,工件原点的位置是在行程中间附近任意定的,所以背隙的变化也没有规律可言。

二次儀表

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32楼
真是我的偶像,您收徒弟吗,老刘?

麦克疯

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发表于:2005-01-27 18:20:00
33楼
TO:刘岩利 关于您说的“在2000年的时候做过这样的机器,全行程是200*200mm,但是真正工作时,只在几毫米的范围内反复移动。刚开始的时候,没有问题,但是所有的机器过了半年到一年以后都出了问题,在全行程上,丝杠的背隙不一致,经常用的地方,背隙比较大”事,确实存在。但我觉得那不是您的责任,也不是设计的责任,是工厂维护的责任。背隙问题在工厂每年进行机械设备维护适都需要调整。设备出厂时也需要提供这些说明。 另外要是您没有回复我,我还真没仔细注意斑竹的要求。我认为关键的不在于你我说的这些问题,而是激光切割加工时材料变形量应该不止5道(如果是金属),对设备精度提出这个技术要求,本人认为属于无理要求,它的要求应该还可以宽的多。 关于方案选择,本人认为条条道路通罗马,并不存在你死我活的问题。

西蒙子

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发表于:2005-01-27 18:24:00
34楼
我曾经在一家做美国Universal激光雕刻切割机的贸易公司呆过。 美国的这家公司采用的是步进电机。参见www.universal.com

刘岩利

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发表于:2005-01-28 13:01:00
35楼
to 钟秀斌 对于我之前的那个项目,不能认为是使用中的维护问题。大致对位一次以后,就在几毫米到十几毫米的范围内反复走上几个小时,在这种情况下,使用丝杠本身不是什么好主意,当时只是受限于成本,毕竟要间隔5丝定位一次,一秒定位几十次,用步进电机加丝杠是最便宜的方式。而且,对于全行程上背隙不同,而且差异较大的情况,有什么很好的调整方式吗?用双向带预紧的螺母吗?有效果,但不是很好。 激光加工时材料变形不止5道?这句话您还是删掉吧。我在学校的时候是学激光专业的,楼主应该也是对此有所了解,这话离谱。 方案选择,当然没有死活的问题,任何方案都可以部分的实现要求,任何方案都有利与弊的两个方面。对于利与弊的权衡,会由于立场和知识的不同而不同。我们在这里,也就是把自己的利和别人的弊都说清楚(谁也不会反过来说的),当然不能胡说,由用户自己来选择就是了。我认为,对于楼主的要求,如果有钱,就买步进直线电机,如果没钱,就用步进电机加丝杠。对于控制卡,用个好一点的也就是了,品牌太多,谁也不敢说自己没接触过的卡有什么问题。

NCLT

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发表于:2005-01-28 16:43:00
36楼
谢谢各位的建议,小弟受益非浅。大致情况我有个了解了,明天我要回家过年啦,提前祝各位春节快乐,恭喜发财!我初十回北京,到时再定方案。望大家常来侃侃

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