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埃斯顿——多线切割解决方案
发布时间:2023-08-08        浏览次数:44        返回列表
 绪论
      多线切割机床作为全新概念的新型切割设备,从20世纪60年代提出多线切割的概念的提出,到以机械结构为主设备落地使用,再到今天的电气化和数字化的转型,多线切割技术已经愈发成熟可靠。现在的多线切割机床已经集成了**的制造技术、完善的工艺技术、数字化的控制技术、高响应的传感技术和新型的材料应用,例如埃斯顿针对多线切割行业提供的解决方案:
★以翠欧运动控制器为核心的控制系统,研发的张力算法控制系统、收放卷卷径计算系统、主卷轴速度控制系统、排线纠偏系统和送料进给系统
★以EherCAT总线为核心的总线系统,高速的同步周期(***慢1ms)以及位置、扭矩的多轴控制
★以埃斯顿ED3L为核心的伺服系统,3倍的过载扭矩,高中低惯量自由选择,16KHz电流环频率,3.5KHz速度环频率,***快125μs的EtherCAT同步周期

多线切割把钢线采用螺旋方式缠绕在多个主轴上,组成线网,在工件切割面上形成几百根线锯,一次可以把被加工件切割成几百个薄片。多线切割机因其加工效率高、切割损失小以及切割精度高,对于切割贵重、超硬的材料有着很大的优势, 已成为加工硬脆高价值材料的主要方式。目前广泛应用在磁性材料、晶体材料、贵重金属、陶瓷及半导体材料等领域。
多线切割加工机床

工艺介绍
机床结构示意图

线切割原理

线切割的基本原理是通过一根高速运动的钢线带动附着在钢丝上的带有切割刃的磨料的去磨削被加工件,进而分解被加工件。

多线切割把钢线采用螺旋方式缠绕在多个主轴上,组成线网,在工件切割面上形成几百根线锯,一次可以把被加工件切割成几百个薄片。
多线切割机床控制功能

摆杆张力控制


通过主轴和收放卷轴线速度同步控制和PID算法调节保持张力恒定。
卷径测算

θ encoder编码器轴的旋转角度
θ wind卷轴的旋转角度
Dwind=Dencoder×(θ encoder/θ wind)
Dwind:卷轴当前卷径,Dencoder:编码器轴辊直径(固定已知)
让卷轴和编码器轴经过相同长度的切割线,就可以通过上述公式得出卷轴当前卷径

主轴转矩同步控制

2主轴、3主轴、4主轴多种类型可选,主轴之间闭环同步控制,无需传带送机构,机构运转动态响应性高,易于安装和维护,使用寿命更长。

排线控制

排线电机根据收放卷电机转速做速度跟随同步运动,实现金属线高速运动时的排线动作。新金属线偶尔会有排线错乱的情况,如果进行高速运动时会导致断线,在排线机构上的两侧会有铜棒或者用于采集金属线偏移的信号,若采集到了金属线偏移信号,排线会根据信号进行正向或者反向运动叠加,实现排线纠偏。 
工作台进给


根据切割工艺特点,把切割过程分为与切割线刚接触过程,切割中间过程和切平过程,不同的过程可以设置不同的工作台进给速度,工作台只在切割线运动过程中才有进给速度。
根据切割工艺不同,分为三种进给模式:
1、普通模式:无论加减速或者匀速,工作台都会进给
2、恒速模式:工作台只会在匀速下进给
3、加减速模式:根据速度的不同,工作台进给速度不同

成熟的多线切割算法库

       经过多年现场调试和后期程序完善以及算法的升级迭代,已经形成了完善多线切割控制库,专门应用于多线切割应用,有助于客户进行二次开发和设备换代升级。函数列表如下:

埃斯顿方案

方案选型

性能指标

金属线速度:***大1500m/min

金属线加速度:***小1s

摆杆摆幅:±1°以内

主轴之间转矩波动:***大±3%额定转矩

      多线切割机床的性能指标除了和电气系统有关外,还与机床的整体刚性和设备加工精度有关,具体以实际为准。





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