一、應用背景
當今，人們的生活水平不斷提高，人們對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90億支，并以每年10%的速度遞增。中國人口眾多，牙刷做為現(xiàn)代生活必需品需求相當?shù)拇?。牙刷雖小卻是一個消費巨大市場成熟的大商品，并且伴隨著生活質(zhì)量的提高，對于牙刷的質(zhì)量同樣提高，優(yōu)質(zhì)的保健牙刷設備的生產(chǎn)效率以及生產(chǎn)質(zhì)量需求促進了高速牙刷植毛機的設備開發(fā)。高速牙刷植毛機可實現(xiàn)多軸、多工位、多工序的全自動加工流程。
目前大部分植毛機廠商采用的是步進電機系統(tǒng)，由于步進電機轉(zhuǎn)速低、步進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)，而且步進電機系統(tǒng)容易產(chǎn)生丟步，發(fā)生錯誤時也不能及時糾正，從而造成材料的損失。交流伺服系統(tǒng)作為高轉(zhuǎn)速和高細分精度的運動控制系統(tǒng)，在此有著無與倫比的優(yōu)勢，但是交流伺服價格較貴，不利于降低成本。
公司憑借多年運動控制行業(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、伺服在速度、精度、價格三方面的矛盾，具有很高的性價比。該系統(tǒng)的混合伺服電機在恒轉(zhuǎn)矩輸出下轉(zhuǎn)速能達到2000RPM，編碼器線數(shù)2500PPR，驅(qū)動器內(nèi)部采用4倍頻技術(shù)對控制脈沖4細分后可使電機每圈分辨率達 10000PPR。
二、電氣結(jié)構(gòu)及工藝流程
高速牙刷植毛機傳動結(jié)構(gòu)由主驅(qū)動軸和四個步進/伺服驅(qū)動軸系統(tǒng)組成。四個步進/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--------坐標決定牙刷孔的位置；
◆A軸--------更換至下一個牙刷；
◆Z軸--------更換牙刷毛色；
當主軸電機（變頻器控制）運轉(zhuǎn)，四個電控步進/伺服軸隨之運轉(zhuǎn)，主軸停則其余四軸隨動停止。主軸的轉(zhuǎn)速決定植毛的速度，四個步進/伺服軸響應要求協(xié)調(diào)驅(qū)動，否則會出現(xiàn)脫毛或者毛不齊的現(xiàn)象。
動作過程：
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→平臺帶動夾子做X，Y軸運動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，一支牙刷加工完
