2015年6月17日星期三

精密激光加工應用運動控制接受的挑戰



  挑戰一:激光切割精准度不佳

  激光功率調整CNC加工大 多都以頻率+占空比方式控制,在位移上控制需要實時與精准的變換,不同的速度要有不同的功率,但在圖形切割時都會產生不同的速度。在速度急劇下降,激光功 率來不及變換會導致有過融現像發生。又因激光控制大多以PWM方式控制,在固定速度表現較好,但速度提高,激光的頻率會有來不及出光問題,則反應於切割時 會產生燒融均勻度不佳的情況發生。

  挑戰二:運動軌跡在高精度不易達到

  切割系統在移動中都需要講究路徑的准確性,如要能達到高精度的要求唯有使用CloseLoop(speed,torque)控制才可以達到要求。但CloseLoop控制需要經過PID調整,才會有較佳的跟隨效果。然PID的調校往往需要花費很長時間,相當費時。

  挑戰三:激光功率不易調整

  目前切割的對像大多為多層材質(太陽能板、手機屏幕觸碰膜),需要使用不同的功率進行切割;但因市場上的激光專用控制器的激光調整(VAOTable)都只有一組,在切割的功率上不易切換與調整,導致只能將切割路徑依材質層重復切割,因此將造成產能速度無法提升。

  挑戰四:速度規劃曠日費時

  由於激光加工圖形復雜,簡單的速度規劃已無法滿足加工切割結果,如手機觸控模切割,在大多狀況下是使用Spline曲線,或者是較長的幾何線與弧線,如果無法精准做速度控制會金屬加工導致機構加減速震動或圖形嚴重變形(如過切與抖動)。綜合以上激光加工所遇到的瓶頸,新一代的運動控制卡應提升以下優勢因應各種挑戰:


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