一、引言

玻璃精雕機加工精度高、機器穩定、成品精細、加工速度快、生產效率高，且玻璃有易碎、易損傷等缺點，要實現對玻璃的精細加工，伺服系統必須精度高、響應快、同步性好。玻璃精雕機在工作的時候會在加工位置澆注切削液，切削液有一定的腐蝕性，且含有油成分，在高速銑刀下切削液會形成水霧，如果伺服電機、伺服驅動器和伺服線纜防護不好，水霧會腐蝕伺服系統，且伺服驅動器內會形成油污，造成伺服工作故障。所以伺服系統防護等級、可靠性要求高。

二、產品/方案介紹

2.1 玻璃精雕機設備原理

玻璃精雕機工作原理是運用電腦繪圖并導出程序，將程序導入到精雕機CNC系統。CNC系統根據程序代碼驅動X、Y、Z軸伺服行走軌跡，同時控制變頻器驅動主軸電機，主軸電機帶動刀具高速旋轉。Y軸帶動玻璃工件前后運動， X、Z軸伺服帶動刀具左右、上下運動。根據X、Y、Z軸運動軌跡，刀具對玻璃工件進行切屑，可以實現打孔、開槽、倒邊、異型等加工。在加工的同時在玻璃切屑處噴注切削液，切削液起到冷卻、潤滑、清洗、吸振的作用。

為了提高加工效率，市場上一般是四頭精雕機，即可以同時加工4塊同樣形狀的玻璃。為了進一步提高效率，加工的同時可以實現下料和上料的工作，所以設備具有兩組4工位，共8個工位。這樣可以實現4塊玻璃在加工的同時，可以將已經加工好的4塊玻璃下料，下料完后將新的待加工玻璃上料，為下次加工做好準備。每組4工位共用一個Y軸伺服，所以有2個Y軸前后伺服，分別是Y1、Y2軸；共有4個加工刀具，對應有4個主軸電機，4臺變頻器，以及4個Z軸上下伺服，分別是Z1、Z2、Z3、Z4軸；4個刀具共用一個X軸伺服實現左右運動。待下料和上料的那組工位，對應的Y軸會將其移動到指定的位置，由人工或者其它輔助機械手進行下料和上料操作。

為了節省人工操作，有些設備配有一個上下料搬運機械手，將4塊已經加工好的玻璃下料到固定位置的水槽中，之后將4塊擺好的待加工玻璃搬運到4個空工位上。機械手需要實現XYZ運動，所以配置了V、W軸伺服，以實現機械手X、Y方向的運動（為了區分加工的X、Y軸，機械手的X、Y軸用V、W軸表示）；機械手Z方向因為長度一樣，為了節省成本所以用氣缸替代伺服。同時設備配置一個待加工玻璃原料倉，原料倉配一個伺服將玻璃提升到一個固定高度，有一個氣缸將固定高度的玻璃擺放到皮帶上，每擺放一塊玻璃，皮帶運動一個位置，直到擺放好4塊玻璃。擺放好的4塊玻璃待機械手來取料并上料到空工位上。原料倉伺服用A軸表示。皮帶用步進驅動。

2.2 英威騰方案介紹

2.2.1  方案特點

* 采用EtherCAT總線控制方式，總線周期最小可達250微秒，較小的總校周期可讓位置指令精細化，降低指令位置的波動幅度，讓伺服運行更加平穩，同時提高多軸之間的同步性。此外，采用總線方案，可大幅度降低接線工作、有效降低故障率。

* 速度響應頻率高。速度響應高達2kHz，大幅提高處理速度，縮短整定時間，最大限度地發揮高端機械性能。

* 出色的定位精度。配套23位高分辨率編碼器，分辨率達到0.15角秒，定位更精準，低速加工更平穩，加工表面更光潔。高分辨率可讓加工更加精細。絕對值編碼器，斷電電機位置不丟失，從而不用每次啟動系統都要回零操作，提高加工效率，減少操作員的無用操作。

2.2.2  方案系統圖

2.2.3  方案配置表

三、產品/方案優勢

1. 高防護等級。因為玻璃精雕機使用環境有噴水、水霧及油污的問題，英威騰方案不僅電機采用IP67高等級防護設計，動力線、編碼器插頭也采用專門設計，有效防護噴水、浸泡等問題，大幅度提升了產品可靠性。

此外，雖然控制柜里沒有噴水情況，但是因為有水霧的存在，普通的驅動器很容易損壞。英威騰針對玻璃精雕機設備，驅動器做了專門處理。首先在保障不過溫的情況下采用了無風扇自然散熱方案，減少水霧入侵驅動器內部，損壞器件。其次加厚了電路板的三防漆，進一步防護了水霧的侵壞。

2. 負載慣量識別。具備在線和離線兩種慣量辨識模式，自動辨識系統內部增益參數?？s短系統整定時間。

3. 4個自動/手動陷波濾波器，不需要進行繁瑣的振動頻率測定便可自動檢測振動，并設定陷波濾波器。通過該陷波濾波器，可消除電機異音和振動。在陷波濾波器功能的條件下，伺服的剛性可設為20以上，且電機不異響、不振動。高剛性意味著高增益，高響應，大幅提高系統跟隨性和同步性。

高跟隨性和同步性，可以降低玻璃破碎的概率，加工效果無限接近設計的圖形，不會出現突點或變形的情況。

4. 英威騰可提供玻璃精雕機專用主軸變頻器，可提供配套服務；且英威騰擁有30多家海內外辦事處和聯保中心，40+家海內外分支機構，其中8個海外分支機構，200+家渠道合作伙伴，營銷網絡遍布全球60多個國家和地區。英威騰擁有較強的售前和售后能力，能為客戶提供高效、高質量的服務。

四、客戶收益

以前因為伺服防護等級不夠，故障率高，加大了售后成本，且降低了品牌影響力。用了英威騰方案后提高了設備的可靠性，降低了售后成本。提高了系統跟隨性和同步性，降低玻璃破碎的概率，提高了產品合格率。

五、現場應用視頻/圖片

六、結束語

英威騰DA200玻璃精雕機專用伺服，是一款高性能的EtherCAT總線伺服，具有高可靠性、跟隨性和同步性，能降低設備故障率，提高產品良品率。