关于电子雕刻机起雕网点不正常的分析

关于电子雕刻机起雕网点不正常的分析 一、什么是起雕网点 我们现有的电子雕刻机采用的是电磁驱动雕刻头雕刻，在正弦信号上叠加直流分量经过放大后驱动雕刻头，正弦信号可以让雕刻刀高速摆动，直流控制雕刻刀靠近滚筒的距离。 在试雕的时候，第1 －5 个网点称之为起雕网点，试雕的过程中，直流会由最低升至最高，雕刻刀会直接“撞击”在滚筒上，这样会使雕刻刀产生一个阻尼振荡，从而使起到网点忽大忽小，这是导致起雕网点不正常的主要原因。实事上不仅仅是试雕过程会出现此种现象，只要网点有变化（即直流有阶跃）便会不同程度的出现这种问题。 图一为质量差的起雕： 图一 图二为质量好的起雕： 图二 二、造成起雕问题的原因 1.静态分析：如上所述在雕刻刀撞击在滚筒上而产生一个振动，由于雕刻头扭轴上有一阻尼环，因此在阻尼系统中，振动系统要不断地克服阻力做功，所以它的能量将不断地减少。一定时间 T0 后回到平衡位置。而这段时间 T0 就是起雕不正常的时间。 2.动态分析：雕刻刀在阻尼振动（阻尼振动如图三所示）过程中，自身也在做正常的摆动（正弦信号驱动的摆动如图四所示）。阻尼振动会改变雕刻刀的正常摆动的摆幅，由于摆动的周期与阻尼振动的周期不同，造成改变雕刻刀摆幅有大有小（叠加以后如图五所示），从而是网点忽大忽小。 24681 01 21 40 .50 .51 .0 图三 图四 图五 3.起雕阻尼振动深入剖析： 假设雕刻刀只受阻尼环弹力F 的作用。即： 由牛顿第二定律，可得 此微分方程的通解为 x表示位移，k 表示阻尼系数，m 表示雕刻刀质量 由以上公式可得阻尼振动的周期 T 与阻尼系数 k 的平方成反比，与雕刻刀的质量 M 的平方成反比。 因此每一个雕刻头的阻尼系数 k 与雕刻刀的质量 m的不同会导致阻尼振动周期的不同。由于没有雕刻头的阻尼振动周期T 不同，因此导致每个雕刻头的起雕网点大小变化不一。 由于雕刻刀不可能只受阻尼环的弹力，运动雕刻刀的阻力与速度成正比。又阻力总与速度方向相反，所以雕刻刀的运动速度在一定程度上也会影响阻尼震动周期的变化。 因此高速雕刻头（8k）和低速雕刻头（4k）在工作过程中的阻尼振动周期是有差异的，也就直接导致起雕网点的质量的差异。 三、低速机的解决方案 方案一：使用半闭环控制，将雕刻头线圈流过的电流转化成电压信号滤除直流成分加在加法电路的前端，这样在有大的直流阶跃时这个反馈信号会及时的修正输出信号。由于负载为感性负载所以...