希雷伺服在高精度数控切管机上的应用

一、概述

       高速切管机也称下料机，适用于各种管料切割，特别适合轴承企业的批量生产。设备外观如下图所求，主要由送料装置，夹紧装置，切刀伺服（Y轴），纵向装置伺服（X轴）构成。

工作流程：送料     夹紧管料     X轴运动（碰到顶针急停）    切刀进给对管料进行切割。

对于高精度的下料机要求重复精度达0.1mm。此技术指标在当前国内鲜有满足此要求的伺服厂家。多数伺服只能满足0.3mm-0.5mm重复精度要求，此精度远达不到高精度轴承企业的要求，只能在低端场合应用。珠海希雷科技伺服产品具有速度平衡性高，响应快，刚度高等优异性能，应用在高精度的下料机上有极好的表现。              

二、电机气构成及工作原理。

      电气构成如下图所求。其中X轴及Y轴伺服驱动器采用珠海希雷ASCA-A4030E2-N。适配400W/3000rpm小惯量电机，型号为：M60A-A4030E。

工作原理如下：

当送料夹紧装置完成后，PLC驱动X轴电机以2500rpm速度快速向前运行，当碰到顶针开关后PLC即停止X轴伺服脉冲指令。此时再驱动Y轴电机以2500rpm的速度快速运行至接近管臂位置再慢速向前切割。

三、纵向伺服调整（X轴）

  由于PLC检测到顶针后需立即停止X轴电机以保证加工精度，若X轴电机不能快速停止及整定，则精度无法保证。故X轴伺服需工作在高响应状态，设置速度环增益为90Hz,位置环增益为250Hz,同时为防止过冲需将速度前馈参数设置为0.采用希雷伺服监控软件观测运行效果如下图所示：

 当碰到长度顶针开关时，PLC即停止脉冲指令，X轴伺服工作在3倍过载状态下以快速驱动由2500rpm至电机停止。此过程仅需6.3ms左右整定完成。

四、切刀伺服的调整（Y轴）

       Y轴伺服主要驱动切刀进行切割，要求对负载扰动抵抗能力强，否则会出现在切割时电机速度产生波动而导致切刀进给不平稳，结果将表现为刀具易钝，切丝弯曲而导致卡丝等问题。为此Y轴响应增益应小于X轴增益。设置速度环增益为90Hz,位置环增益为50Hz（实测值），若位置环增益太高（大于150Hz）会导致在低速时速度波动变大。运行效果如下图所示：

五、总结

     高精度切管机对X轴伺服响应要求极高，响应及整定时间慢会导致精度变差。要求Y轴伺服对负载的抗扰动能力强，速度平稳性高。对此高要求，据切管机厂家反映，国内很多伺服厂家都进行过尝试，均以失败告终。珠海希雷科技有限公司伺服产品响应快，抗负载扰动能力强，在高速、高精度的切管上有优异的表现，可达到重复精度0.1mm的要求，成功应用于此行业，并经市场长期应用可靠检验。