激光切割利用高功率密度激光束照射被切割材料，使材料很快被加熱至汽化溫度，蒸發(fā)形成孔洞，隨著光束 對材料的移動，孔洞連續(xù)形成寬度很窄的(如0.1mm左右)切縫，以完成對材料的切割，目前，激光切割板材、管材已經(jīng)得到了廣泛的應(yīng)用。

　　辛格林納Ω6s-AP系列伺服系統(tǒng)打破國外品牌壟斷，以模擬量轉(zhuǎn)換精度高、響應(yīng)快、抗干擾能力強等特點，被廣泛應(yīng)用于激光切割調(diào)高軸等應(yīng)用場景，保證了切割效果光滑，提高了加工效率和品質(zhì)。

　　應(yīng)用需求分析

　　在激光切割中，為有效控制激光焦點與工件間的對位置，設(shè)置了切割頭自動調(diào)高系統(tǒng)。

　　作業(yè)時，調(diào)高系統(tǒng)激光切割頭的高度測試傳感器，用來感應(yīng)與切割面的高度，并將高度轉(zhuǎn)換成模擬量，再發(fā)送至調(diào)高軸驅(qū)動器，實時驅(qū)動電機調(diào)整切割頭的與工件間的距離，從而達到理想切割位置。

　　然而實際加工中，我們經(jīng)常會遇到工件表面不平整及熱效應(yīng)形變問題，導(dǎo)致切割面厚度不固定，甚至還會出現(xiàn)弧面。

　　因此，激光切割對驅(qū)動器模擬量的精準控制及抗干擾能力提出了很高的要求。

圖 1 激光切割應(yīng)用現(xiàn)場

圖 2 激光切割方案拓撲

　　辛格林納Ω6s-AP系列應(yīng)用于激光切割的優(yōu)勢

　　辛格林納Ω6s-AP系列伺服系統(tǒng)應(yīng)用于激光切割場景中的優(yōu)勢包括：

　　? 產(chǎn)品性能足夠強勁：速度環(huán)帶寬3.5kHz，電流環(huán)刷新頻率1MHz;

　　? Ω6s-AP系列伺服采用16M脈沖控制接口，控制精度可以提升4倍，采用3路16位模擬量指令輸入，可以分辨2mv的電壓變化，控制精度可以提升16倍;

　　? 激光切割機采用雙Y軸結(jié)構(gòu)控制，Ω6s-AP系列伺服龍門同步控制功能在此結(jié)構(gòu)應(yīng)用中如魚得水，充分發(fā)揮功效(如圖3所示);

　　? 輸出動力充沛，可輕松應(yīng)對：115%持續(xù)負載過載，350%瞬時過載;

　　? 摩擦補償+過象限凸起抑制，輕松應(yīng)對精密加工，正圓度提高80%;

　　? 針對激光切割現(xiàn)場電氣干擾和金屬粉塵的惡劣應(yīng)用環(huán)境提供全面的安全防護：獨立的散熱風道+溫度監(jiān)控系統(tǒng)+加厚的UV涂層，通過HASS和HALT實驗中的300多項嚴苛測試，面對多種嚴苛環(huán)境依然運行穩(wěn)定;產(chǎn)品通過CE認證，符合歐美市場相關(guān)設(shè)備安全要求。

　　Sigriner辛格林納經(jīng)過長期的測試與總結(jié)，定制出一套匹配激光切割應(yīng)用現(xiàn)場的伺服系統(tǒng)參數(shù)，Ω6s-AP系列新開發(fā)的免調(diào)試自動整定功能，可節(jié)省90%設(shè)備調(diào)試時間。調(diào)試結(jié)果如圖4所示，完全能夠達到客戶的理想需求。

圖 3 龍門控制示意圖

圖 4 激光切割機調(diào)高軸波形圖

圖 5 激光切割機切割效果圖

　　結(jié)論

　　為了適應(yīng)目前市場對激光切割機的效率和精度要求的提升，設(shè)備制造廠商就必須能夠不斷提升機械的極限性能。因此，除了對機械品質(zhì)的提高之外，很大程度上需要提升伺服系統(tǒng)的性能。比如伺服的高響應(yīng)性，能保證機械對指令快速、準確的執(zhí)行，同時可以通過振動抑制來解決高響應(yīng)情況下所帶來的共振風險。另外，如果出現(xiàn)機械材質(zhì)或安裝問題導(dǎo)致的機械靜摩擦力或內(nèi)應(yīng)力不一致的情況，可以通過差異化的摩擦力補償來解決;也可利用伺服的象限突起抑制功能，來彌補機械換向時候的間隙問題;其他針對如模型制振、負載變動抑制、增益切換等情況，目前廠商都已有相應(yīng)的技術(shù)解決方案。