1.引言
隨著人們生活水平的不斷提高，以及對傳統(tǒng)文化的覺醒，古典雕刻家具以它獨特的魅力越來越受到人們的青睞，加之中國國際地位的提高后大量外國人也對中式雕刻家具有了濃厚的興趣，因此市場對雕刻家具的需求不僅在量上不斷增加，而且對品質(zhì)的要求也在不斷提高。木工雕刻機作為這類家具的直接加工設(shè)備，其工作效率和工作性能對產(chǎn)品的產(chǎn)量和質(zhì)量有著非常重要的作用。 目前家具廠商采用的木工雕刻機大部分用的還是步進(jìn)電機系統(tǒng)，由于步進(jìn)電機轉(zhuǎn)速低、步進(jìn)角距大使得雕刻機的雕刻速度慢，并且雕刻精度較差，這就直接影響了家具廠的生產(chǎn)效率和生產(chǎn)品質(zhì)。交流伺服系統(tǒng)作為高轉(zhuǎn)速和高細(xì)分精度的運動控制系統(tǒng)，在此有著無與倫比的優(yōu)勢，博瑋BWS交流伺服在木工雕刻機上的應(yīng)用已經(jīng)取得了良好的效果，在這有必要一一陳述出來與讀者們一起分享！
2.木工雕刻機運動分析
通常步進(jìn)電機步進(jìn)角整步角距為1.8度、半步為0.9度，此類電機每轉(zhuǎn)的分辨率就應(yīng)是360/0.9=400，有效輸出功率條件下轉(zhuǎn)速最高是 600RPM。 如果以這種電機裝配在雕刻機上，按最大10米/分的雕刻速度來算的話，那么每轉(zhuǎn)的行程是10000/600=16.67毫米，步進(jìn)距離亦精度為16.67/400=0.042毫米; 如果電機不換而又要提高精度到0.01毫米有兩種法：一是減小絲桿每圈的導(dǎo)距；二是電機動力通過減速輪傳動到絲桿。這兩種方法都是在將加工速度降到2.5米/分的代價得來的。顯然速度降低是與生產(chǎn)效率相悖的。若要徹底解決速度、精度二者兼得這一矛盾，只有采用轉(zhuǎn)速更快、分辨率更高運行平穩(wěn)的交流伺服系統(tǒng)系統(tǒng)。
3.博瑋BWS交流伺服系統(tǒng)在木工雕刻機的應(yīng)用
圖一：核心控制系統(tǒng)框圖
一. 功能精簡：
去掉BWS-BBH系列通用伺服驅(qū)動器上大量對雕刻機沒有任何用處的功能，只接受脈沖+方向信號，僅僅實現(xiàn)驅(qū)動電機精確運轉(zhuǎn)的功能，因此非常的簡單實用。
二. 低壓供電：
驅(qū)動器采用直流低壓36VDC供電,比起220AC交流伺服驅(qū)動器的體積和尺寸大為減少，所占用的安裝空間小，安全和使用壽命也大為提高；同時BWS低壓伺服使得整個系統(tǒng)的機械效率得到了大大的提升。
三. 高轉(zhuǎn)速高分辨率：
電機在恒轉(zhuǎn)矩輸出下轉(zhuǎn)速能達(dá)到3000RPM，編碼器線數(shù)2500PPR，BWS驅(qū)動器內(nèi)部采用4倍頻技術(shù)對控制脈沖4細(xì)分后可使電機每圈分辨率達(dá) 10000PPR。因此雕刻機在以20米/分的速度下雕刻時，雕刻精度可達(dá)：（20000mm/3000rpm）/10000ppr=0.00066mm 顯然無論其速度還是精度都遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過了木工雕刻機的要求。
四.自動調(diào)整參數(shù)功能：
在BWS伺服系統(tǒng)安裝好以后通過一次自動測試操作，BWS伺服驅(qū)動器會根據(jù)測試的數(shù)據(jù)自動調(diào)整控制參數(shù)，使系統(tǒng)的控制性能達(dá)到最優(yōu)狀態(tài)。調(diào)整好的參數(shù)自動保存在驅(qū)動器內(nèi)部，下次上電開機就不用再測。還可以把保存在驅(qū)動器內(nèi)部的參數(shù)通過上位機軟件讀出來，再加載到同樣應(yīng)用場合的其它驅(qū)動器中以達(dá)到快速量產(chǎn)。
4.結(jié)束語
從博瑋BWS伺服在木工雕刻機上的實際應(yīng)用上來看，對改善雕刻機的速度和精度都取得了非常好的效果。相信不久雕刻機的運動系統(tǒng)將是交流伺服大放異彩的時代。
