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自動化牙刷植毛應用方案

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,牙刷做為現代生活必需品需求相當的大。牙刷雖小卻是一個消費巨大市場成熟的大商品,并且伴隨著生活質量的提高,對于牙刷的質量同樣提高,優質的保健牙刷設備的生產效率以及生產質量需求促進了高速牙刷植毛機的設備開發。高速牙刷植毛機可實現多軸、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,由于步進電機轉速低、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效率和生產品質,而且步進電機系統容易產生丟步,發生錯誤時也不能及時糾正,從而造成材料的損失。交流伺服系統作為高轉速和高細分精度的運動控制系統,在此有著無與倫比的優勢,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的專業背景,研發出ED系列混合伺服系統,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。該系統的混合伺服電機在恒轉矩輸出下轉速能達到2000RPM,編碼器線數2500PPR,驅動器內部采用4倍頻技術對控制脈沖4細分后可使電機每圈分辨率達 10000PPR。

二、電氣結構及工藝流程 
高速牙刷植毛機傳動結構由主驅動軸和四個步進/伺服驅動軸系統組成。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,四個電控步進/伺服軸隨之運轉,主軸停則其余四軸隨動停止。主軸的轉速決定植毛的速度,四個步進/伺服軸響應要求協調驅動,否則會出現脫毛或者毛不齊的現象。
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90度→夾子松開,一支牙刷加工完成。

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