CA500伺服系統在數控折彎機上的應用
引言
傳統的數控折彎機液壓系統多采用普通三相異步電機驅動(dòng)油泵,能耗大、溫升高、效率低、部件易損壞。隨著(zhù)節能減排日益受到重視,使用電液伺服系統驅動(dòng)油泵的新型數控折彎機應運而生。本文擬結合四方CA500
伺服驅動(dòng)器搭配CM500伺服電機,介紹一種針對數控折彎機液壓系統的電液伺服調速方案,有效降低系統能耗及液壓油的溫升,同時(shí)提高了設備運行可靠性。
一、工藝簡(jiǎn)介
數控折彎機的一個(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)。設備工作時(shí),系統控制油泵運轉,并配合液壓油路控制單元的工作,從而控制液壓系統的流量,達到各工作狀態(tài)下的合理壓力值。其具體工作流程如下:
機器滑塊快速下行時(shí),壓力油通過(guò)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,機器的滑塊因自重快速下降,被打開(kāi)的充液閥對油缸上腔進(jìn)行充液;機器滑塊低速工進(jìn)時(shí),壓力油通過(guò)液壓閥組流入油缸上腔繼續推動(dòng)滑塊下降;當機器滑塊返程時(shí),壓力油經(jīng)液壓閥組進(jìn)入油缸下腔,油缸活塞桿拉動(dòng)滑塊上升,油缸上腔油液通過(guò)打開(kāi)的充液閥流回油箱,至此完成一次工作循環(huán)。
圖一、數控折彎機液壓原理圖
二、系統方案
傳統折彎機的液壓系統通過(guò)定量泵和比例換向閥來(lái)調節系統的流量,由于系統需要的實(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,閥控液壓系統的設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)節流調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,增加了維護成本。
針對傳統折彎機液壓系統的缺點(diǎn),以及設備的成型工序、工藝特點(diǎn),設計了采用四方CA500伺服驅動(dòng)器、CM500伺服電機以及齒輪泵來(lái)調節液壓系統流量及壓力的控制系統。
具體系統方案如下:
圖二、系統方案圖
數控系統根據光柵尺的位置反饋經(jīng)由特點(diǎn)算法得出系統所需流量、壓力大小,對應輸出0~±10V模擬量控制信號給到CA500,實(shí)時(shí)調整油泵的轉速,并配合液壓油路控制單元的工作,滿(mǎn)足不同工序端的壓力及流量需求。
方案采用容積調速的原理,通過(guò)調節伺服電機的轉速來(lái)改變油泵的流量及系統壓力,避免了傳統節流調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轉,極大程度減少了能量損耗。同時(shí)伺服驅動(dòng)系統的響應時(shí)間更短,設備工作時(shí)快下和返程速度更快,效率更高。
三、系統配線(xiàn)方案及說(shuō)明
1、 電氣接線(xiàn)圖如下:
圖三、電氣接線(xiàn)圖
2、主要設定參數:
3、方案優(yōu)勢:
※ CA500伺服驅動(dòng)器采用重載型設計,低頻轉矩大,動(dòng)態(tài)響應快,過(guò)載能力強,可120%負載長(cháng)期運行;
※ CM500伺服電機采用高性能稀土永磁材料,抗去磁能力強。電機轉子采用特殊結構和工藝,外殼防護等級為IP54,絕緣等級為F級,保證系統運行的可靠性;
※ 泵控技術(shù)代替常規閥控技術(shù),消除節流損耗,節能效果顯著(zhù),節能率可達25%。
※ 降低了液壓油的溫升,延長(cháng)了液壓油的使用壽命,減少系統維護成本;
※ 折彎機快下、慢下、保壓、卸荷、返程各工序段運行時(shí)噪音明顯下降,改善工作環(huán)境;
※ 簡(jiǎn)化的調試功能(四方電機免調試),最大程度減少客戶(hù)調試參數,安裝使用方便。
四、小結
本文介紹了一種基于四方CA500系列伺服驅動(dòng)器和CM500伺服電機的數控折彎機電液伺服方案。該方案有效降低了系統能耗,運行噪音小、系統響應快,提高了效率,且運行穩定可靠,保護功能強大,操作簡(jiǎn)單方便。既能夠滿(mǎn)足折彎機成型工藝要求,提高產(chǎn)品質(zhì)量和產(chǎn)量,又減少了設備維護費用,為用戶(hù)創(chuàng )造了良好的經(jīng)濟效益,目前已批量應用于多個(gè)數控折彎機伺服系統。