一、應(yīng)用背景

當(dāng)今，人們的生活水平不斷提高，人們對(duì)清潔工具也有了更高的需求。目前，全球牙刷年需求量已經(jīng)超過(guò)90億支，并以每年10%的速度遞增。中國(guó)人口眾多，牙刷做為現(xiàn)代生活必需品需求相當(dāng)?shù)拇�。牙刷雖小卻是一個(gè)消費(fèi)巨大市場(chǎng)成熟的大商品，并且伴隨著生活質(zhì)量的提高，對(duì)于牙刷的質(zhì)量同樣提高，優(yōu)質(zhì)的保健牙刷設(shè)備的生產(chǎn)效率以及生產(chǎn)質(zhì)量需求促進(jìn)了高速牙刷植毛機(jī)的設(shè)備開(kāi)發(fā)。高速牙刷植毛機(jī)可實(shí)現(xiàn)多軸、多工位、多工序的全自動(dòng)加工流程。

目前大部分植毛機(jī)廠商采用的是步進(jìn)電機(jī)系統(tǒng)，由于步進(jìn)電機(jī)轉(zhuǎn)速低、步進(jìn)角距大使得植毛速度慢，并且精度較差，這就直接影響了廠商的生產(chǎn)效率和生產(chǎn)品質(zhì)，而且步進(jìn)電機(jī)系統(tǒng)容易產(chǎn)生丟步，發(fā)生錯(cuò)誤時(shí)也不能及時(shí)糾正，從而造成材料的損失。交流伺服系統(tǒng)作為高轉(zhuǎn)速和高細(xì)分精度的運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)，在此有著無(wú)與倫比的優(yōu)勢(shì)，但是交流伺服價(jià)格較貴，不利于降低成本。 

公司憑借多年運(yùn)動(dòng)控制行業(yè)的專業(yè)背景，研發(fā)出ED系列混合伺服系統(tǒng)，有效地平衡了步進(jìn)、伺服在速度、精度、價(jià)格三方面的矛盾，具有很高的性價(jià)比。該系統(tǒng)的混合伺服電機(jī)在恒轉(zhuǎn)矩輸出下轉(zhuǎn)速能達(dá)到2000RPM，編碼器線數(shù)2500PPR，驅(qū)動(dòng)器內(nèi)部采用4倍頻技術(shù)對(duì)控制脈沖4細(xì)分后可使電機(jī)每圈分辨率達(dá) 10000PPR。

二、電氣結(jié)構(gòu)及工藝流程 

高速牙刷植毛機(jī)傳動(dòng)結(jié)構(gòu)由主驅(qū)動(dòng)軸和四個(gè)步進(jìn)/伺服驅(qū)動(dòng)軸系統(tǒng)組成。四個(gè)步進(jìn)/伺服軸分別為水平X軸，垂直Y軸，換毛Z軸與旋轉(zhuǎn)A軸。

◆XY兩軸--------坐標(biāo)決定牙刷孔的位置；

◆A軸--------更換至下一個(gè)牙刷；

◆Z軸--------更換牙刷毛色；

當(dāng)主軸電機(jī)（變頻器控制）運(yùn)轉(zhuǎn)，四個(gè)電控步進(jìn)/伺服軸隨之運(yùn)轉(zhuǎn)，主軸停則其余四軸隨動(dòng)停止。主軸的轉(zhuǎn)速?zèng)Q定植毛的速度，四個(gè)步進(jìn)/伺服軸響應(yīng)要求協(xié)調(diào)驅(qū)動(dòng)，否則會(huì)出現(xiàn)脫毛或者毛不齊的現(xiàn)象。

動(dòng)作過(guò)程：

夾子從Y軸方向上將牙刷把柄夾住→夾子做90度定位到Z軸方向→平臺(tái)帶動(dòng)夾子做X，Y軸運(yùn)動(dòng)使刷毛可以被打到牙刷頭的毛孔中→植毛完成，夾子向下旋轉(zhuǎn)90度→夾子松開(kāi)，一支牙刷加工完