激光切割利用高功率密度激光束照射被切割材料， 使材料很快被加熱至汽化溫度，蒸發形成孔洞，隨著光束對材料的移動，孔洞連續形成寬度很窄的(如0.1mm左右)切縫，以完成對材料的切割，目前，激光切割板材、管材已經得到了廣泛的應用。

       辛格林納Ω6s-AP系列伺服系統打破國外品牌壟斷， 以模擬量轉換精度高、響應快、抗干擾能力強等特點，被廣泛應用于激光切割調高軸等應用場景，保證了切割效果光滑，提高了加工效率和品質。

　　應用需求分析

　　在激光切割中，為有效控制激光焦點與工件間的相對位置，設置了切割頭自動調高系統。

　　作業時，調高系統激光切割頭的高度測試傳感器， 用來感應與切割面的高度，并將高度轉換成模擬量，再發送至調高軸驅動器，實時驅動電機調整切割頭的與工件間的距離，從而達到理想切割位置。

　　然而實際加工中，我們經常會遇到工件表面不平整及熱效應形變問題，導致切割面厚度不固定，甚至還會出現弧面。

　　因此，激光切割對驅動器模擬量的精準控制及抗干擾能力提出了很高的要求。

　　圖 1 激光切割應用現場

圖 2 激光切割方案拓撲

　　辛格林納Ω6s-AP系列應用于激光切割的優勢

　　辛格林納Ω6s-AP系列伺服系統應用于激光切割場景中的優勢包括：

　　? 產品性能足夠強勁：速度環帶寬3.5kHz，電流環刷新頻率1MHz;

　　? Ω6s-AP系列伺服采用16M脈沖控制接口，控制精度可以提升4倍，采用3路16位模擬量指令輸入，可以分辨2mv的電壓變化，控制精度可以提升16倍;

　　? 激光切割機采用雙Y軸結構控制，Ω6s-AP系列伺服龍門同步控制功能在此結構應用中如魚得水，充分發揮功效(如圖3所示);

　　? 輸出動力充沛，可輕松應對：115%持續負載過載，350%瞬時過載;

　　? 摩擦補償+過象限凸起抑制，輕松應對精密加工， 正圓度提高80%;

圖 3 龍門控制示意圖

　　針對激光切割現場電氣干擾和金屬粉塵的惡劣應用環境提供全面的安全防護：獨立的散熱風道+溫度監控系統+加厚的UV涂層，通過HASS和HALT實驗中的300多項嚴苛測試，面對多種嚴苛環境依然運行穩定;產品通過CE認證，符合歐美市場相關設備安全要求。

       Sigriner辛格林納經過長期的測試與總結，定制出一套匹配激光切割應用現場的伺服系統參數，Ω6s-AP系列新開發的免調試自動整定功能，可節省90%設備調試時間。調試結果如圖4所示，完全能夠達到客戶的理想需求。

 結論

圖 4 激光切割機調高軸波形圖

圖 5 激光切割機切割效果圖

　　為了適應目前市場對激光切割機的效率和精度要求的提升，設備制造廠商就必須能夠不斷提升機械的極限性能。因此，除了對機械品質的提高之外，很大程度上需要提升伺服系統的性能。比如伺服的高響應性，能保證機械對指令快速、準確的執行，同時可以通過振動抑制來解決高響應情況下所帶來的共振風險。另外，如果出現機械材質或安裝問題導致的機械靜摩擦力或內應力不一致的情況，可以通過差異化的摩擦力補償來解決;也可利用伺服的象限突起抑制功能，來彌補機械換向時候的間隙問題; 其他針對如模型制振、負載變動抑制、增益切換等情況， 目前廠商都已有相應的技術解決方案。