數控機床是數字控制機床(Computer numerical control machine tools)的簡稱，是一種裝有程序控制系統的自動化機床。該控制系統能夠邏輯地處理具有控制編碼或其他符號指令規定的程序，并將其譯碼，用代碼化的數字表示，通過信息載體輸入數控裝置。經運算處理由數控裝置發出各種控制信號，控制機床的動作，按圖紙要求的形狀和尺寸，自動地將零件加工出來。數控機床較好地解決了復雜、精密、小批量、多品種的零件加工問題，是一種柔性的、高效能的自動化機床，代表了現代機床控制技術的發展方向，是一種典型的機電一體化產品。

　　精雕機(CNC engraving and milling machine)是數控機床的一種。精雕機可對金屬或非金屬板材，管材進行非接觸切割打孔，特別適合不銹鋼板、鐵板、硅片、陶瓷片、鈦合金、環氧、A3鋼、金剛石等材料的激光切割加工。廣泛應用于3C、精密磨具、醫療等多個領域。

圖 1 精雕機

　　01、精雕機結構說明

　　精雕機主要由機床本體、數控系統、伺服傳動系統、輔助裝置組成。

　　機床本體：是精雕機的主體，包括機床身、立柱、主軸、進給機構等機械部件。它是用于完成各種雕銑雕刻加工的機械部件。

　　數控系統：是精雕機的核心，用于輸入數字化的零件程序，并完成輸入信息的存儲、數據的變換、插補運算以及實現各種控制功能。

　　伺服傳動系統：是精雕機執行機構的驅動部件，包括主軸驅動單元、伺服進給單元、主軸電機及進給電機等。伺服傳動系統接受來自上位數控裝置的指令信息，經功率放大、整形處理后，轉換成機床執行部件的直線位移或角位移運動，實現主軸和進給驅動。當幾個進給聯動時，可以完成定位、直線、平面曲線和空間曲線的加工。伺服系統性能將直接影響數控機床的精度和速度等技術指標，要求具有良好的快速反應性能，準確而靈敏地跟蹤數控裝置發出的數字指令信號，并能忠實地執行來自數控裝置的指令，提高系統的動態跟隨特性和靜態跟蹤精度。

　　輔助裝置：是精雕機床的一些必要的配套部件，用以保證精雕機的運行，如冷卻、排屑、潤滑、照明、監測等。它包括液壓和氣動裝置、排屑裝置、交換工作臺、數控轉臺和數控分度頭，還包括刀具及監控檢測裝置等。

　　如圖 2所示，左右移動的為X軸、前后移動的是Y軸、上下移動的是Z軸，還有高速旋轉的主軸以及用于自動換刀的刀庫軸(T軸)，其中X、Y、Z、T軸通過伺服控制，主軸通過變頻器進行控制。加工零件通過夾具放置于工作臺上，借助XYZ三軸的快速穩定的響應，來保證其高精度的加工效果，手機上的多數部件(手機按鍵、玻璃蓋板、金屬邊框)都有其參與加工而成的。

圖 2 精雕機加工臺面

　　精雕機控制系統硬件配置如下所示：

圖 3 硬件配置

　　02、Ω6s伺服系統應用優勢

　　Sigriner(辛格林納) Ω6s系列交流伺服系統在數控精雕加工行業應用優勢如下:

　　※ 摩擦補償+過象限凸起抑制，輕松去刀紋

　　精雕加工時最令人困擾的就是象限紋，其產生的主要原因是插補軸在配合時總會在換向點的地方出現響應滯后的情況，Ω6s擁有的象限凸起抑制及摩擦補償功能，能夠有效的解決象限紋的問題。另一方面，Ω6s也針對振刀紋的問題進行了有效的優化，開發了轉矩觀測器功能，能夠保證加工過程中轉矩波動在1%以內。

　　※ 總線控制，運行穩，效率高，精度準

　　可選擇總線控制方案，可以直接發送速度或位置設定值。能真正意義上實現等時同步、閉環控制，幫助實現各種復雜插補算法。

　　※ 伺服系統自整定，去共振

　　Sigriner辛格林納經過長期的測試與總結，定制出一套匹配數控加工的伺服系統參數，Ω6s系列伺服新開發的免調試自動整定功能，讓客戶在使用過程中不知不覺的完成性能的優化。

　　設備上X、Y、Z軸采用絲桿的方式傳動，系統中共振點的干擾會大大的影響加工的精度和表面光滑程度，Ω6s自適應濾波的算法能夠自動辨識系統上的共振點，并且有效的抑制共振點，為系統的加工精度提供最有利的保障。

　　※ 主軸防撞，更安心

　　新時達運控秉承為客戶創造價值的原則，針對在現場加工過程中因為操作不當導致的撞機問題，特殊定制開發了主軸防撞功能，能夠實時監控轉矩變化，在發生碰撞的瞬間立即停止，避免不必要的損失。

　　03、應用總結

　　交流伺服系統是精雕機床的重要執行環節，其性能將直接影響數控機床的精度和速度等技術指標。比如伺服的高響應性能保證機床執行機構對指令快速準確執行，同時可以通過振動抑制來解決高響應情況下帶來的共振風險;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，可以通過伺服系統的差異化的摩擦力補償來解決;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;其他如模型制振，負載變動抑制，增益切換等都有相應的應用場景。

　　新時達運控Ω6系列交流伺服系統是新時達集團中央研究院與辛格林納團隊潛心合力研發的系列化產品，產品被廣泛應用于通用的工業控制場合，除了此次分享的精雕機應用效果得到客戶認可之外，還在工業機器人、繞線機、激光切割、包裝、點膠等領域都得到了良好的應用效果和一致的用戶好評。能成功幫助用戶解決方案復雜、維護成本高等諸多難題，體現了新時達產品的高性能和高可靠性。是新時達堅持創新驅動，堅持高質量發展的價值呈現。新時達運動控制事業部以運動控制為核心整合相關接口設備，提供整體自動化控制解決方案，滿足了各個細分行業客戶提品質、擴產能、降成本的需求。