1 引言
金屬材料領(lǐng)域的60~70%是板材,金屬板材的大部分是經(jīng)過沖壓加工制成成品。沖壓加工在國民經(jīng)濟各個領(lǐng)域應(yīng)用范圍相當(dāng)廣泛。例如,在宇航,航空,軍工,機械,農(nóng)機,電子,信息,鐵道,郵電,交通,化工,醫(yī)療器具,日用電器及輕工等部門里都有沖壓加工。
沖床就是一臺沖壓式壓力機。在國民生產(chǎn)中,沖壓工藝相對于傳統(tǒng)機械加工來說,有節(jié)約材料和能源,效率高,對操作者技術(shù)要求不高及通過各種模具應(yīng)用可以做出機械加工所無法達到的產(chǎn)品這些優(yōu)點。高速沖床是一種高效、高精度及自動化程度高的沖壓設(shè)備。一般用于生產(chǎn)數(shù)量比較大,產(chǎn)品精度要求比較高沖壓件。
高速沖床按沖次分為小高速和高速,沖次每分鐘三百次左右的,業(yè)內(nèi)稱為小高速;大于五百次的稱為高速;大于一千次的稱為超高速沖床。中國臺灣的在高速沖床行業(yè)起步比較早,和日本,德國稱為三大高速沖床生產(chǎn)基地。目前,國內(nèi)高速沖床的研發(fā)基本與國內(nèi)沖壓市場的發(fā)展保持同步,而國內(nèi)沖床廠家要想與國際一流品牌相抗衡的另一領(lǐng)域就是技術(shù)創(chuàng)新,如控制系統(tǒng)、材料技術(shù)、模具技術(shù)等。變頻器作為沖床控制的驅(qū)動部件,也由通用化衍生出專機化的變頻器。
變頻器的性能對而高速沖床的輸出穩(wěn)定性、精確性、可靠性以及帶負載能力,起著決定性的作用。
2 控制系統(tǒng)原理
2.1 設(shè)備要求目前,市場上的高速沖床都具備以下特點:
(1):設(shè)備機身采用高強度鑄鐵,經(jīng)過退火、振動消除應(yīng)力等工序,從而確保長期精度。
(2):采用動態(tài)平衡系統(tǒng),把沖床的振動減小到極點,從而確保沖壓產(chǎn)品的精度。
(3):采用變頻器調(diào)速系統(tǒng),行程速度可調(diào)、沖壓頻率高、噪聲小,并且速度穩(wěn)定,零誤差,適合多種沖壓工藝等特點。配用微電腦控制單元,一切信息顯示在桌面,操作集中、方便,且便于維修。
2.2 沖床系統(tǒng)構(gòu)成沖床實物圖、內(nèi)部結(jié)構(gòu)簡圖如下所示:
3 解決方案
3.1三晶S350沖床專用機的性能特點 三晶S350系列高性能矢量變頻器已在東莞某機械設(shè)備公司實驗成功,完全達到?jīng)_床設(shè)備苛刻的要求。試機發(fā)現(xiàn),S350系列高性能矢量變頻器在沖床設(shè)備上具有以下獨到的優(yōu)點:
(1):矢量控制響應(yīng)快速,低頻力矩大、各頻率段輸出平穩(wěn),轉(zhuǎn)矩動態(tài)響應(yīng)快、穩(wěn)速精度高。過載能力達到180%,啟動轉(zhuǎn)矩0.5HZ可輸出150%,可保證沖床可靠穩(wěn)定地運行。在沖床離合器閉合瞬間,輸出頻率穩(wěn)定無波動。
(2):科學(xué)合理的轉(zhuǎn)速追蹤算法,使變頻器在電機沒有停車的情況下自動追蹤其當(dāng)前運行的頻率,能急停急啟,在電機慣性運轉(zhuǎn)時可以順利的啟動無故障,大大的提高了沖床的安全性能。
(3):多種靈活的控制方式滿足各種不同復(fù)雜工況要求。
(4):結(jié)構(gòu)采用獨立風(fēng)道設(shè)計,風(fēng)扇可自由拆卸,散熱性好。
(5):抗干擾能力強 3.2 調(diào)試參數(shù)對比
三晶變頻器 | 日本某品牌 | |
變頻器功率 | 5.5KW/G | 5.5KW/Z |
電動機功率 | 5.5KW | 5.5KW |
啟動電流 | 7.1A | 7A |
運行電流 | 5.1A | 4.4A |
突加負載頻率波動范圍(20HZ) | 無波動 | 無波動 |
突加負載電流最大值(20HZ) | 11.3A | 14.2A |
突加負載頻率波動范圍(35HZ) | 無波動 | 無波動 |
突加負載電流最大值(35HZ) | 17.5A | 20.4A |
突加負載頻率波動范圍(45HZ) | 無波動 | 無波動 |
突加負載電流最大值(45HZ) | 18.2A | 21.2A |
突加負載頻率波動范圍(50HZ) | 無波動 | 無波動 |
突加負載電流最大值(50HZ) | 20.5A | 22.1A |
轉(zhuǎn)速追蹤情況 | 正常 | 正常 |
可以說明,三晶變頻器沖床專用型在性能上已經(jīng)可以和國際大品牌相媲美。甚至在某些方面更具優(yōu)越性。
3.3 電氣連接圖
3.4 參數(shù)設(shè)置表
參數(shù) | 說明 |
F0.00=0 | 控制模式選擇 |
F0.01=1 | 啟停信號選擇 |
F0.03=2 | 主頻率源選擇 |
F1.00=2 | 啟動方式選擇 |
F1.05=1 | 停機方式 |
F2.01=機型設(shè)定 | 電機額定功率 |
F2.02=機型設(shè)定 | 電機額定頻率 |
F2.03=機型設(shè)定 | 電機額定轉(zhuǎn)速 |
F2.04=機型設(shè)定 | 電機額定電壓 |
F2.05=機型設(shè)定 | 電機額定電流 |
F5.00=1 | MI1端子功能 |
F5.01=2 | MI2端子功能 |
F5.02=4 | MI3端子功能 |
F5.11=1 | 端子控制模式 |
4 結(jié)束語
變頻器有軟啟動功能,可以實現(xiàn)無級調(diào)速,大大減少了電機啟動時對電網(wǎng)的沖擊,可減少起動時對設(shè)備機械部件所造成的沖擊,當(dāng)轉(zhuǎn)速要求較低時,也較大幅度減小電動機的運行功率,實現(xiàn)節(jié)能的目的。加上變頻起動后對沖床設(shè)備的沖擊減少,維護和維修量也跟隨降低,所以運行成本將大大降低。經(jīng)實際運行表明該應(yīng)用案例是成功的,達到了預(yù)期效果,同時為今后沖床控制系統(tǒng)的進一步優(yōu)化積累了寶貴的經(jīng)驗。