摘 要：本文在分析CNC雕刻機自動化加工性能需求的基礎上，結合慣量匹配淺談如何
將臺達伺服系統合理的應用在CNC雕刻機上。
關鍵詞： CNC雕刻機 慣量 剛性 臺達伺服
1 引言
隨著中國制造業品牌建設工程的啟動，五金、廣告制品等行業對高速高精度雕刻機的需求與日俱增。例如在經濟發達的華東地區市場需求達到幾千臺高速高精度雕刻機。高速高精度雕刻機設備日益成為CNC（計算機數字控制）技術的應用領域。
雕刻機是用于廣告、模具類產品生產加工專用加工設備。由于產品的市場變化比較頻繁，所以雕刻機不但要求一次性采購價格以及初始功能，還要求產品的升級應用能力。市場的需求是變幻無常的，只有具有領先的技術開發能力和升值潛力的產品，才能延長產品的使用壽命，開拓產品的使用范圍。
2 CNC雕刻機進給系統
2.1 進給系統簡介
CNC雕刻機進給系統主要任務是將滑動件（工作臺或主動頭、立柱等）沿著導軌，依指令速率平穩的運動。進給系統除了考慮機械傳動元件的設計外，還牽涉到伺服定位控制問題。所以說，本質上進給系統是機電一體化集成系統，系統使加工工件或刀具能依既定的速度、位置、做高精度的移動，參見圖1。

圖1 控制流程圖和系統框架

臺達伺服由3閉環結構構成，包括位置外環、速度中環和電流內環，參見圖2。臺達伺服的強健型簡易模式成為臺達技術特色。
3.1強健式控制（魯棒控制--Robust control）
強健式控制使得臺達CNC面對快速變化的負載慣量仍然保有優良性能。
強健式控制容忍自身變異的現代控制法則。固定選定的非PI控制器，保持強健穩定及性能。在大范圍負載慣量變化，系統依然保有優秀性能。對命令和干擾有不同的補償控制；阻尼剛性優良，低速轉速動特性優良；穩定性完全保證；超調量很小。
3.2高響應頻寬
針對于低轉速時高增益設定帶來高扭力但易引起振蕩，而低增益設定又會馬達蠕動運轉的矛盾，臺達CNC利用高取樣率 (>15KHz)獲得高響應頻寬，使得低轉速具有高剛性而且非常穩定運轉的運行效果。
3.3 達CNC在雕刻機上的增益調試
（1）JOG模式。JOG模式用于脫離上層控制的上機試運轉測試與初步慣性比估測，參見圖3。

（4）調試注意要點：
·進給速度提高后，伺服系統的追隨誤差會隨速度的提高加大，影響移動件的動態精度（一般均把各軸伺服的增益設成一樣大小，特別是X，Y軸），臺達的伺服整定時間短，最大限度保護動態精度。
·機臺構件有其固有頻率，當產生諧振時，噪音，振動，響應受限。利用臺達伺服的軟件確認諧振點，設軟件陷阱消除機械諧振，提升機床應答性 。
·選擇合適慣量電機，機床與電機慣量匹配，臺達伺服具有強健性控制，對慣量匹配要求大大降低，且自帶慣量估測功能，省卻復雜計算過程。
·傳統手動調試伺副服參數，經驗性強，且難以調試到最佳狀態，臺達伺服提供專用調試軟體，不但操作簡單且調試效果優良。
4 結束語
目前在CNC雕刻機行業上所占的比重每年都在穩定的上升。系統所具有的優良的品質以及良好的穩定性以及強大的控制功能使得臺達伺服系統在高端雕刻機行業上有著廣泛的應用前景。