摘要:數(shù)控折彎機(jī)是加工鈑金的一種機(jī)器,主要使用液壓系統(tǒng)將板料折成不同角度,本文介紹了四方CA500伺服驅(qū)動器搭配CM500伺服電機(jī)在數(shù)控折彎機(jī)上的成功應(yīng)用。
關(guān)鍵詞:數(shù)控折彎機(jī);CA500;CM500;加工
引言
傳統(tǒng)的數(shù)控折彎機(jī)液壓系統(tǒng)多采用普通三相異步電機(jī)驅(qū)動油泵,能耗大、溫升高、效率低、部件易損壞。隨著節(jié)能減排日益受到重視,使用電液伺服系統(tǒng)驅(qū)動油泵的新型數(shù)控折彎機(jī)應(yīng)運(yùn)而生。本文擬結(jié)合四方CA500伺服驅(qū)動器搭配CM500伺服電機(jī),介紹一種針對數(shù)控折彎機(jī)液壓系統(tǒng)的電液伺服調(diào)速方案,有效降低系統(tǒng)能耗及液壓油的溫升,同時(shí)提高了設(shè)備運(yùn)行可靠性。
一、工藝簡介
數(shù)控折彎機(jī)的一個(gè)工作循環(huán)可分為快下、慢下、保壓、卸荷、返程這幾個(gè)狀態(tài)。設(shè)備工作時(shí),系統(tǒng)控制油泵運(yùn)轉(zhuǎn),并配合液壓油路控制單元的工作,從而控制液壓系統(tǒng)的流量,達(dá)到各工作狀態(tài)下的合理壓力值。其具體工作流程如下:
機(jī)器滑塊快速下行時(shí),壓力油通過液壓閥組進(jìn)入油缸上腔,油缸下腔的油液經(jīng)液壓閥組返回到液壓泵中,機(jī)器的滑塊因自重快速下降,被打開的充液閥對油缸上腔進(jìn)行充液;機(jī)器滑塊低速工進(jìn)時(shí),壓力油通過液壓閥組流入油缸上腔繼續(xù)推動滑塊下降;當(dāng)機(jī)器滑塊返程時(shí),壓力油經(jīng)液壓閥組進(jìn)入油缸下腔,油缸活塞桿拉動滑塊上升,油缸上腔油液通過打開的充液閥流回油箱,至此完成一次工作循環(huán)。
圖一、數(shù)控折彎機(jī)液壓原理圖
二、系統(tǒng)方案
傳統(tǒng)折彎機(jī)的液壓系統(tǒng)通過定量泵和比例換向閥來調(diào)節(jié)系統(tǒng)的流量,由于系統(tǒng)需要的實(shí)際流量是變化的,而油泵輸出流量是恒定的,因此必定有一部分流量需要溢流,產(chǎn)生能量損失;另一方面,閥控液壓系統(tǒng)的設(shè)定壓力總是要高于實(shí)際需要的壓力,這也造成了能量的損失。同時(shí)節(jié)流調(diào)速方式存在主壓力閥溢流,造成噪音及液壓油的發(fā)熱量較大,溫升較高,降低了液壓油的使用壽命,增加了維護(hù)成本。
針對傳統(tǒng)折彎機(jī)液壓系統(tǒng)的缺點(diǎn),以及設(shè)備的成型工序、工藝特點(diǎn),設(shè)計(jì)了采用四方CA500伺服驅(qū)動器、CM500伺服電機(jī)以及齒輪泵來調(diào)節(jié)液壓系統(tǒng)流量及壓力的控制系統(tǒng)。
具體系統(tǒng)方案如下:
圖二、系統(tǒng)方案圖
數(shù)控系統(tǒng)根據(jù)光柵尺的位置反饋經(jīng)由特點(diǎn)算法得出系統(tǒng)所需流量、壓力大小,對應(yīng)輸出0~±10V模擬量控制信號給到CA500,實(shí)時(shí)調(diào)整油泵的轉(zhuǎn)速,并配合液壓油路控制單元的工作,滿足不同工序端的壓力及流量需求。
方案采用容積調(diào)速的原理,通過調(diào)節(jié)伺服電機(jī)的轉(zhuǎn)速來改變油泵的流量及系統(tǒng)壓力,避免了傳統(tǒng)節(jié)流調(diào)速方案所造成的能量損耗,特別是在保壓和卸荷階段,油液的輸出很小,油泵幾乎可以停止運(yùn)轉(zhuǎn),極大程度減少了能量損耗。同時(shí)伺服驅(qū)動系統(tǒng)的響應(yīng)時(shí)間更短,設(shè)備工作時(shí)快下和返程速度更快,效率更高。
三、系統(tǒng)配線方案及說明
1、 電氣接線圖如下:
圖三、電氣接線圖
2、主要設(shè)定參數(shù):
3、方案優(yōu)勢:
※ CA500伺服驅(qū)動器采用重載型設(shè)計(jì),低頻轉(zhuǎn)矩大,動態(tài)響應(yīng)快,過載能力強(qiáng),可120%負(fù)載長期運(yùn)行;
※ CM500伺服電機(jī)采用高性能稀土永磁材料,抗去磁能力強(qiáng)。電機(jī)轉(zhuǎn)子采用特殊結(jié)構(gòu)和工藝,外殼防護(hù)等級為IP54,絕緣等級為F級,保證系統(tǒng)運(yùn)行的可靠性;
※ 泵控技術(shù)代替常規(guī)閥控技術(shù),消除節(jié)流損耗,節(jié)能效果顯著,節(jié)能率可達(dá)25%。
※ 降低了液壓油的溫升,延長了液壓油的使用壽命,減少系統(tǒng)維護(hù)成本;
※ 折彎機(jī)快下、慢下、保壓、卸荷、返程各工序段運(yùn)行時(shí)噪音明顯下降,改善工作環(huán)境;
※ 簡化的調(diào)試功能(四方電機(jī)免調(diào)試),最大程度減少客戶調(diào)試參數(shù),安裝使用方便。
四、小結(jié)
本文介紹了一種基于四方CA500系列伺服驅(qū)動器和CM500伺服電機(jī)的數(shù)控折彎機(jī)電液伺服方案。該方案有效降低了系統(tǒng)能耗,運(yùn)行噪音小、系統(tǒng)響應(yīng)快,提高了效率,且運(yùn)行穩(wěn)定可靠,保護(hù)功能強(qiáng)大,操作簡單方便。既能夠滿足折彎機(jī)成型工藝要求,提高產(chǎn)品質(zhì)量和產(chǎn)量,又減少了設(shè)備維護(hù)費(fèi)用,為用戶創(chuàng)造了良好的經(jīng)濟(jì)效益,目前已批量應(yīng)用于多個(gè)數(shù)控折彎機(jī)伺服系統(tǒng)。
參考文獻(xiàn)
1、《CA500系列重載型伺服驅(qū)動器說明書V1.1》 深圳市四方電氣技術(shù)有限公司
2、《CM500系列交流永磁伺服電機(jī)使用手冊V1.0》 深圳市四方電氣技術(shù)有限公司