伺服電機在激光切割機中的應用

        伺服電機是一個必提的核心配件，其在激光切割機中是非常重要的一個組成部件，他的質量好壞也直接決定設備使用的穩定性，尤其是在加工輪廓的變形問題上，可以說舉足輕重。

        對于激光切割機來講，無論是平板切割還是管材切割，想要設備按照既定的圖形進行加工，關鍵就在于參與加工的各個軸動態響應性的高低及相互之間的配合問題。如果在加工過程中，各軸的整體響應太慢，或者某些位置出現一個軸偏差小，另一個軸偏差大的情況，則就會出現加工輪廓變形的問題。而導致這種偏差不一致情況出現的原因眾多，有機械的、外力的、伺服響應性、控制系統等因素，或是多因素疊加影響。因此，解決此類問題的關鍵在于各軸有較好的動態響應性及相互之間的配合的協調性，使其能比較嚴格地按照既定目標進行加工動作。伺服電機作為一個承接機械與控制系統的中間執行機構，能在一定程度上彌補、優化、協調各個系統的動作，以達到更完美的控制目的。

GT系列交流永磁伺服電機

        而伺服電機除了本身的穩定性外，還有許多外界因素直接會影響到其的正常：

1、機械因素

        機械問題相對而言比較常見，主要體現在設計、傳動方式、安裝、材質、機械磨損等方面。

2、機械共振

        機械共振問題對伺服最大的影響在于無法繼續提高伺服電機的響應性，從而使設備整體運行在比較低的響應狀態。此類問題在同步帶傳動的機械中比較常見，另外長距離的滾珠絲桿有時也有此類情況。主要原因是同步帶的剛性偏低，共振頻率低，長距離的絲桿自身慣量較大，且多有變形情況，特別是在電機容量選擇偏小的情況下比較容易起振。同時安裝時的裝配工藝高低和材質的優劣也會對機械的共振產生影響。

3、機械抖動

        機械抖動實質也是機械的固有頻率問題，通常比較多地出現在單端固定的懸梁結構中，特別是在加減速階段表現尤其明顯。低頻的抖動在加工件中會呈現出大波浪狀的形態，較高頻的抖動會有鋸齒狀的形態。

4、機械內應力、外力等因素

        由于機械材質和安裝的差異，設備上各傳動軸的機械內應力、靜摩擦力等可能會不一致。如果設備中參與軌跡插補控制的兩軸中的某一軸的內應力或者靜摩擦力等更大，則會一定程度上消耗掉伺服的轉矩，造成此軸的加速變慢，從而導致加工輪廓變形。通常我們可以通過伺服驅動器反饋生成的波形曲線來觀察傳動軸的內應力問題。

        外力作用于軸上的情況也比較類似。一般的板材切割機，各軸與工件之間是非接觸的，可能受到的外力有限。但某些管材切割機，送管軸會參與切割時候的插補，而另一軸一般是非接觸的。此時管材由于受到夾具的影響，會對送管軸產生一個反向作用力，這樣參與插補控制的兩軸受力情況不一致，切割的效果肯定會受到影響。

5、數控系統因素

        有的情況下，伺服的調試效果不明顯，此時可能就要介入對控制系統的調節了。激光切割機加工時通常線速度是比較恒定的，在直線與曲線上都是同一速度。這一點在直線運動上是沒有多大問題的，但是在曲線，特別是小尺寸圓弧的加工上可能會因為加速度過大導致輪廓變形的情況。