应用(yòng)方案：汉德保混合伺服電(diàn)机在木(mù)工雕刻机上的应用(yòng)

一、应用(yòng)背景

近几年随着房地产的迅猛发展，带动了木(mù)门、家具和家居装潢等行业市场需求量的急增。由于木(mù)工行业在我國(guó)是传统行业，最初木(mù)工生产主要以手工和简单工具加工為(wèi)主，生产效率非常低，根本满足不了市场的需求，于是木(mù)工雕刻机应运而生。

木(mù)工雕刻机主要应用(yòng)在木(mù)门和仿古家具等行业，主要是对木(mù)材进行花(huā)型、波纹和镂空等加工，大大提高了以前传统手工加工的效率、精度和产品的一致性。

目前家具厂商(shāng)采用(yòng)的木(mù)工雕刻机大部分(fēn)用(yòng)的还是步进電(diàn)机系统，由于步进電(diàn)机转速低、步进角距大使得雕刻机的雕刻速度慢，并且雕刻精度较差，这就直接影响了家具厂的生产效率和生产品质，而且步进電(diàn)机系统容易产生丢步，发生错误时也不能(néng)及时纠正，从而造成材料的损失。交流伺服系统作為(wèi)高转速和高细分(fēn)精度的运动控制系统，在此有(yǒu)着无与伦比的优势，但是交流伺服价格较贵，不利于降低成本。

深圳汉德保公司凭借多(duō)年运动控制行业的专业背景，研发出ED系列混合伺服系统，有(yǒu)效地平衡了步进、伺服在速度、精度、价格三方面的矛盾，具有(yǒu)很(hěn)高的性价比。该系统的混合伺服電(diàn)机在恒转矩输出下转速能(néng)达到2000RPM，编码器線(xiàn)数2500PPR，驱动器内部采用(yòng)4倍频技术对控制脉冲4细分(fēn)后可(kě)使電(diàn)机每圈分(fēn)辨率达 10000PPR。显然无论其速度还是精度都大大超过了木(mù)工雕刻机的要求。

二、電(diàn)气结构及工艺流程

木(mù)工雕刻机系统一般包括以下几个部分(fēn)：

数控系统：采用(yòng)客户己研制开发的数控系统。

主轴系统：采用(yòng)一體(tǐ)式的電(diàn)主轴，由变频器驱动。

进给驱动系统：滚珠丝杆、弹性连轴器、線(xiàn)性导轨、伺服驱动系统。

其拓扑结构如下：

木(mù)工数控雕刻机的工作过程由以下几部分(fēn)组成：

(1)将待雕刻的图案文(wén)字信息，按照标准的指令格式编写成程序，有(yǒu)输入部分(fēn)送入计算机。

(2)计算机部分(fēn)经过处理(lǐ)、运算，将各个坐(zuò)标轴的分(fēn)量，送给各个轴的驱动電(diàn)路。

(3)驱动電(diàn)路带动各个轴转动，并进行反馈控制，将主轴電(diàn)机移送到精确的位置。

(4)重复上述步骤，最终完成待雕刻的图案或文(wén)字。

木(mù)工雕刻操作流程示意图

三、汉德保混合伺服系统

汉德保混合伺服電(diàn)机内置增量式光電(diàn)编码器(2500線(xiàn)或1000線(xiàn)可(kě)选)，适配汉德保混合伺服驱动器，彻底解决开环步进電(diàn)机丢步的问题，提升机器加工速度和精度。通过优化的磁路设计，选用(yòng)优质冷轧硅钢片和耐高温永磁體(tǐ)材料，提高電(diàn)机功率密度，提升電(diàn)机平稳性，显著降低電(diàn)机温升。产品線(xiàn)涵括20~86机座、0.1NM~12NM多(duō)种電(diàn)机型号。

性能(néng)指标	步进	伺服	混合伺服
控制方式	开环，有(yǒu)丢步现象	闭环，无丢步现象	闭环，无丢步现象
速度	1000rpm以下	额定3000rpm	最高3000rpm
精度	由電(diàn)机步距角决定	由编码器精度决定	由编码器精度决定
转矩特性	力矩随速度升高下降很(hěn)快	恒定力矩输出	在高速时（如2000rpm以上），力矩下降较快
运动特性	低频振动，停止时不抖动	停止时有(yǒu)微振	零速停止稳定，高速停止时不抖动
電(diàn)机温升	在高速或频繁启停时发热较严重， 可(kě)能(néng)会影响電(diàn)机寿命	温升小(xiǎo)	介于步进与伺服之间
成本	低	高	中
适用(yòng)场合	对速度、精度要求不高场合	对速度、精度要求高场合	短距离快速启停场合，对速度、精度要求较高场合

木(mù)工雕刻操作流程示意图

三、汉德保混合伺服系统

汉德保混合伺服電(diàn)机内置增量式光電(diàn)编码器(2500線(xiàn)或1000線(xiàn)可(kě)选)，适配汉德保混合伺服驱动器，彻底解决开环步进電(diàn)机丢步的问题，提升机器加工速度和精度。通过优化的磁路设计，选用(yòng)优质冷轧硅钢片和耐高温永磁體(tǐ)材料，提高電(diàn)机功率密度，提升電(diàn)机平稳性，显著降低電(diàn)机温升。产品線(xiàn)涵括20~86机座、0.1NM~12NM多(duō)种電(diàn)机型号。

性能(néng)指标	步进	伺服	混合伺服
控制方式	开环，有(yǒu)丢步现象	闭环，无丢步现象	闭环，无丢步现象
速度	1000rpm以下	额定3000rpm	最高3000rpm
精度	由電(diàn)机步距角决定	由编码器精度决定	由编码器精度决定
转矩特性	力矩随速度升高下降很(hěn)快	恒定力矩输出	在高速时（如2000rpm以上），力矩下降较快
运动特性	低频振动，停止时不抖动	停止时有(yǒu)微振	零速停止稳定，高速停止时不抖动
電(diàn)机温升	在高速或频繁启停时发热较严重， 可(kě)能(néng)会影响電(diàn)机寿命	温升小(xiǎo)	介于步进与伺服之间
成本	低	高	中
适用(yòng)场合	对速度、精度要求不高场合	对速度、精度要求高场合	短距离快速启停场合，对速度、精度要求较高场合

三、汉德保混合伺服系统

汉德保混合伺服電(diàn)机内置增量式光電(diàn)编码器(2500線(xiàn)或1000線(xiàn)可(kě)选)，适配汉德保混合伺服驱动器，彻底解决开环步进電(diàn)机丢步的问题，提升机器加工速度和精度。通过优化的磁路设计，选用(yòng)优质冷轧硅钢片和耐高温永磁體(tǐ)材料，提高電(diàn)机功率密度，提升電(diàn)机平稳性，显著降低電(diàn)机温升。产品線(xiàn)涵括20~86机座、0.1NM~12NM多(duō)种電(diàn)机型号。

性能(néng)指标	步进	伺服	混合伺服
控制方式	开环，有(yǒu)丢步现象	闭环，无丢步现象	闭环，无丢步现象
速度	1000rpm以下	额定3000rpm	最高3000rpm
精度	由電(diàn)机步距角决定	由编码器精度决定	由编码器精度决定
转矩特性	力矩随速度升高下降很(hěn)快	恒定力矩输出	在高速时（如2000rpm以上），力矩下降较快
运动特性	低频振动，停止时不抖动	停止时有(yǒu)微振	零速停止稳定，高速停止时不抖动
電(diàn)机温升	在高速或频繁启停时发热较严重， 可(kě)能(néng)会影响電(diàn)机寿命	温升小(xiǎo)	介于步进与伺服之间
成本	低	高	中
适用(yòng)场合	对速度、精度要求不高场合	对速度、精度要求高场合	短距离快速启停场合，对速度、精度要求较高场合

◆内置增量式光電(diàn)编码器(2500線(xiàn)或1000線(xiàn)可(kě)选)

◆输出转矩大 ，高转速

◆電(diàn)机发热小(xiǎo)，噪音低，效率高

◆高速停止平稳快速，无零速振荡运行平稳，振动噪声小(xiǎo)

◆响应速度快，适合频繁启停的场合

四、现场调试结果

该雕刻机的基本参数如下：

A系列木(mù)工雕刻机---1325
有(yǒu)效行程范围	2500*1260*200mm	主轴转速	18000r/min
最大加工尺寸	2480*1240*160mm	快移速度	25m/min
台面尺寸	2500*1230mm	最大工作速度	15m/min
传动形式	X/Y齿条；Z丝杠	驱动系统	汉德保混合伺服
台面结构	条形真空吸附/普通台面	工作電(diàn)压	AC380/3PH/50HZ
主轴功率	3.0/4.5/6.0KW

汉德保公司的配置方案為(wèi)（X/Y/Z）：ED34混合伺服驱动器 + EMH3403 混合伺服電(diàn)机

现场测试证明，雕刻速度堪比伺服電(diàn)机，在产品波纹及平滑度上明显优于步进電(diàn)机，具有(yǒu)很(hěn)强的竞争力。

汉德保混合伺服系统在雕刻机上的应用(yòng)，对于國(guó)产机電(diàn)自动化系统技术在该行业形成突破具有(yǒu)重大意义。项目对國(guó)产品牌步进/伺服系统在数控雕刻机领域的高端应用(yòng)起到十分(fēn)积极的作用(yòng)。