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作者:佚名    锻压机床来源:本站原创    点击数:    更新时间:2021/3/12    

  锻压机节制系统,全版_机械/仪表_工程科技_专业材料。工程手艺学院 锻压工艺及模具设想 课程演讲 学 院(系) 专 业 班 级 学 生 姓 名 指 导 教 师 日 期 长江大学工程手艺学院 机械系 模具设想与制造 61002 班 余伟 山河 201

  工程手艺学院 锻压工艺及模具设想 课程演讲 学 院(系) 专 业 班 级 学 生 姓 名 指 导 教 师 日 期 长江大学工程手艺学院 机械系 模具设想与制造 61002 班 余伟 山河 2012-5-29 序号 24 目 一、锻压机布景综述 录 1.1 锻压机节制系统的成长趋向..............................2 1.2 锻压机的工作道理......................................3 二、电动机庇护与节制关系及其庇护安装 2.1 电动机的庇护与节制....................................4 2.2 电动机庇护安装........................................4 2.3 电动机的几种庇护......................................5 2.4 三相异步电动机庇护安装节制............................6 三、递恩 DNA310 伺服节制系统在锻压机械上的使用 3.1 递恩 DNA310 系列伺服节制系统简介......................7 3.2、实施环境引见.........................................8 四、结论..................................................9 五、 心得体味..............................................10 -1- 锻压机节制系统 一、锻压机布景综述 1795 年英国的 J.布拉默发现水压机,但直到 19 世纪中叶因为大锻件的需要 才使用于锻造。跟着电动机的发现,19 世纪末呈现了以电为动力的机械压力机 和空气锤,并获得敏捷成长。第二次世界大战以来,750000 千牛的模锻水压机、 1500 千焦的对击锤、60000 千牛的板料冲压压力机、160000 千牛的热模锻压力 机等重型锻压机械和一些主动冷镦机接踵问世,构成了门类齐备的锻压机械体 系。 20 世纪 60 年代当前,锻压机械改变了从 19 世纪起头的向重型和大型标的目的 成长的趋向,转而向高速、高效、主动、细密、公用、多品种出产等标的目的成长。 于是呈现了每分种行程 2000 次的高速压力机、60000 千牛的三坐标多工位压力 机,25000 千牛的细密冲裁压力机,能冷镦直径为 48 毫米钢材的多工位主动冷 镦机和多种主动机、主动出产线等。各类机械节制的、数字节制的和计较机节制 的主动锻压机械以及与之配套的操作机、机械手和工业机械人也接踵研制成功。 现代化的锻压机械可出产切确成品,有优良的劳动前提,情况污染很小。 1.1 锻压机节制系统的成长趋向 迄今为止,我国锻压机床经半个多世纪的成长,通过国度经济扶植“七五” 、 “八五”“九五”“十五”规划的实施,曾经从只能出产单机成长到可以或许出产装 、 、 备机械化、 半主动化和主动化锻压出产线,大重型锻压机和具有各类特殊功能的 先辈特种锻压机床。 到目前为止,国产锻压机床(以 2004 年为例)次要产物有一千多种,次要生 产企业一百多家,年产量 6.7 万台套,年产值 66 亿元,年发卖额 62 亿元,年出 口近 2.4 亿美元。 锻压机面对的主要挑战之一, 是若何更具柔性, 以顺应 “及时出产” 的要求。 压力机用户要求设备的所有节制功能集成化,从而实现全套模具的菜单化办理, 次要包罗滑块行程调整、均衡器气压的调整、气垫行程调整,以及主动化节制系 统等各个环节的参数设定。 压力机节制系统的集成化, 可通过单一操作接话柄现所有压机和模具的各项 节制功能, 包罗毛病诊断、 模具菜单设置装备摆设、 可编程限位开关和模具监控的调整等, 并使设备的维修调养愈加便利,并且较着添加压力机的无效工作时间。 具有现场通信收集、现场设备互联、互动操作性、分离功能模块、开放式互 联收集的现场总线手艺, 是压力机节制手艺的成长标的目的,对实现主动化具有较着 也鞭策感化。 -2- 1.2 锻压机的工作道理 以高压液体(油、乳化液等)传送工作压力的锻压机械。液压机的行程是可 变的,可以或许在肆意位置发出最大的工作力。液压机工作平稳,没有震动,容易达 到较大的锻造深度, 最适合于大锻件的锻造和大规格板料的拉深、打包和压块等 工作。 (见图 1) 图1 操纵帕斯卡定律制成的操纵液体压强传动的机械,品种良多。用处也按照需 如果多种多样的。如按传送压强的液体品种来分,有油压机和水压机两大类。水 压机发生的总压力较大, 常用于锻造和冲压。锻造水压机又分为模锻水压机和自 由锻水压机两种。 (见图 2)模锻水压机要用模具,而自在锻水压机不消模具。 径向柱塞式液压马达工作道理, 当压力油经固定的配油轴 4 的窗口进入缸体 内柱塞的底部时,柱塞向外伸出,紧紧顶住定子的内壁,因为定子与缸体具有一 偏疼距。在柱塞与定子接触处,定子对柱塞的反感化力为。液压机力可分化为和 两个分力。当感化在柱塞底部的油液压力为 p,柱塞直径为 d,力和之间的夹角 为 X 时,力对缸体发生一转矩,使缸体扭转。缸体再通过端面毗连的传动轴向 外输出转矩和转速。金属剪切机既有电动机驱动油泵作为动力源的,单柱液压机 也有柴油机驱动机油泵作为动力源的,柴油机驱动油泵型出格合用于在没有三相 工业用电的废金属收受接管场合工作。 -3- 图2 二、电动机庇护与节制关系及其庇护安装 2.1 电动机的庇护与节制 电动机的庇护与其节制回路系统有,即庇护中有节制,节制中有庇护。如电动机 间接起动时, 往往发生5-7倍额定电流的起动电流。若由接触器或断路器来节制, 则电器的触头应能承受起动电流的接通和分断能力, 即便是可屡次操作的接触器 也会惹起触头磨损或粘连加剧,致使损坏电器。此外,对电动机的节制还能够采 用无触点体例,即采用软起动节制系统。 2.2电动机庇护安装 电流检测型庇护安装:①热继电器接入主回路,是操纵负载电畅通过经校准 的电阻元件,使继电器在电动机绕组烧坏以前动作,从而堵截节制回路。跟着结 构设想及电子元件的不竭完美和改良,除有温度弥补外,它还具有断相庇护及负 载不均衡庇护功能的开辟和使用;②带有热-磁脱扣的电动机庇护用热式断路器 作过载庇护用,布局及动作道理等同热继电器;③电子式过电流继电器通过内部 各相电流互感器检测毛病电流信号,经电子电路处置后施行响应的动作。电子电 路变化矫捷,动作功能多样,能普遍满足各品种型的电动机的庇护;④固态继电 器现已成长为各类功能的微处置器安装;⑤带有电子式脱扣的电动机庇护用断路 器其动作道理类同上述电子式过电流继电器或固态继电器;⑥软起动器的主电路 采用晶闸管来完成对电动机起动前后的非常毛病检测,如断相、过热、短路、漏 电和不均衡负载等毛病,并发出响应的动作指令。 温度检测型庇护安装:双金属片温度继电器间接埋人电动机绕组中。热庇护 -4- 器是装在电动机本体上利用的热动式过载庇护继电器。 检测线圈测温电动机定子 每相绕组中埋人1-2个检测线圈,由主动均衡式温度计来监督绕组温度。热敏电 阻温度继电器间接埋人电动机绕组中,一旦跨越划定温度,其电阻值急剧增大 10-1001倍。见(图3) 图3 庇护安装与异步电动机的协调共同:即过载庇护安装与电动机的协调共同过 载庇护安装与短路庇护安装的协调共同。 2.3 电动机的几种庇护 ① 电动机的过载及其庇护 电动机的过载缘由还有, 电动机四周情况温渡过高,散热前提差;电动机在大 的起动电流下迟缓起动;电动机持久低速运转;电动机屡次起动、制动、正反转运 行及经常反接制动。电动机的过载因为电流增大,发烧剧增,从而使其绝缘物受 到损害, 缩短了其利用寿命以至被销毁。 对于由上述几种缘由发生的电动机过载, 应采纳响应的具体办法,实行庇护。 ② 电动机的短路庇护 电动机在短路环境下的庇护,凡是选用断路器,有的处所也利用熔断器。但 断路器的瞬时动作电流整定值应能躲过电动机的全起动电流。 庇护鼠笼型电动机 的断路器, 其瞬动电流是整定在8-15倍电动机的额定电流,绕线倍电动机额定电流。 ③ 鼠笼型电动机的断相 鼠笼型电动机的断相分为两类,一是电动机外部的电源线幽截;二是电动机 内部定子绕组的断线, 而电动机内部接线又分为星形和三角形两种毗连。当星形 毗连的电动机断相运转时, 未断的两相电流会增大,三角形毗连的电动机断相时 -5- 会有两种环境发生:① 电动机外部的电源线幽该绝, 此时线电流曾经不克不及准确反 映相电流的大小, 即不克不及无效地反映电动机绕组能否已处于过载形态。为处理保 护问题,应采用带断相庇护的热继电器,②电动机的定子绕组为三角形毗连,绕 组断了一相,有一相线电流与未断线前是一样的,因而,能够选用一般的三极热 继电器来庇护。 ④电动机的欠电压庇护 电压降低到足以使电动机委靡、堵转的电压,称为临界电压。在临界电压出 现时, 低压庇护电器刚好会动作就称为欠电压庇护。当电网电压低于电动机的临 界电压,庇护安装方动作,称为失压庇护。失压庇护是欠电压庇护的一种。欠电 压动作电压值为(70%-35% ) U N 。一般整定在0.5。摆布短延时动作时间次要针 对欠电压对象, 用瞬时动作甩掉一批次要的电动机,而用短延时动作来保住一些 次要的电动机。长延时动作合用于主要的,起动前提不坚苦的绕线型电动机;可 以自起动但手艺保安条例不答应自起动的鼠笼型电动机,延时大约5~10s。凡是其整按时间 大于5s而小于电动机的全数惰行时间。长延时动作次要针对失压庇护,其目标是一部门比力 主要,而其起动前提不坚苦的电动机尽可能不退出运转。 2.4三相异步电动机庇护安装节制 异步电动机的庇护是个复杂的问题 。在现实利用中,应按照电动机的容量、 型式、节制体例和配电设备等分歧来选择相顺应的庇护安装及起动设备。 电动机的损坏次要是绕组过热或绝缘机能降低惹起的,而绕组的过热往往是 流经绕组的电流过大惹起的。对电动机的庇护次要有电流、温度检测两大类型。 1.电流检测型庇护安装 (1)热继电器操纵负载电流流过经校准的电阻元件,使双金属热元件加热后 发生弯曲, 从而使继电器的触点在电动机绕组烧坏以前动作。其动作特征与电动 机绕组的答应过载特征接近。 热继电器虽则动作时间精确性一般,但对电动机可 以实现无效的过载庇护。 (2)带有热—磁脱扣的电动机庇护用断路器热式作过载庇护用,布局及动作 道理同热继电器, 其双金属热元件弯曲后有的间接顶脱扣安装, 有的使触点接通, 最初导致断路器断开。电磁铁的整定值较高,仅在短路时动作。 (4)固态继电器它是一种从完成继电器功能的简单电子式安装 成长 到具有 各类功能的微处置器安装。 (5)带有电子式脱扣的电动机庇护用断路器其动作道理类同上述电子式过电 流继电器或固态继电器。 (6)软起动器软起动器的主电路采用晶闸管,节制其分断或接通的庇护安装 一般做成毛病检测模块,用来完成对电动机起动前后的非常毛病检测,如断相、 -6- 过热、短路、漏电和不均衡负载等毛病,并发出响应的动作指令。 2.温度检测型庇护安装 (1)双金属片温度继电器它间接埋入电动机绕组中。当电动机过载使绕组温 度升高至接近极限值时, 带有一触头的双金属片受热发生弯曲,使触点断开而切 断电路。 (2)热庇护器它是装在电动机本体上利用的热动式过载庇护继电器。与温度 继电器分歧的是带 2 个触头的碗形双金属片作为触桥串在电动机回路, 既有流过 的过载电流使其发烧,又有电动机温度使其升温,达到必然值时,双金属片霎时 反跳动作,触点断开,分断电动机电流。 (3)检测线圈测温电动机定子每相绕组中埋入 1—2 个检测线圈,由主动均衡 式温度计来监督绕组温度。 (4)热敏电阻温度继电器它间接埋入电动机绕组中,一旦跨越划定温度,其 电阻值急剧增大 10—1000 倍。利用时,配以电子电路检测,然后使继电器动作。 三、递恩 DNA310 伺服节制系统在锻压机械上的使用 3.1 递恩 DNA310 系列伺服节制系统简介 某锻压机械厂制造的数控直缝管成型机以前的定位节制系统买荷兰一家数 控成套产物,来节制主机滑块的起落,和推料小车的定位,系统为手动设定命值 定位。因为成套数控产物的成本价钱太高,维护费用高。且手动节制进给。要求 以伺服节制器合成 PLC 来完成折弯钢板的切确送料。及成套主动节制动作。为此 与深圳递恩电气手艺无限公司只对该项目作了革新方案。 直缝钢管成型机为大型制管机械,国内出产厂家不多,产物次要供应欧美及 国内大型石油管道加工场。 此项目采用了递恩 DNA310 系列伺服节制系统。 (图 见 4) -7- 图4 递恩 DNA310 伺服节制系统具有如下特点: 1.可实现电机平稳运转于 0.01hz~250hz 工作范畴; 2.电机运转速度低于 50hz 时可实现 3 倍电机额定转矩输出, 包罗电机 0hz 锁 按时的 3 倍电机额定转矩输出, 无效地处理了工件加工过程中偶尔呈现的堵转现 象,包管了器件加工的高效率输出; 3.内置 PLC 功能(8 入/4 出),通过 DMCL 软件编程的体例对所有 I/O 进行自 定义设想。利用 I/O 体例领受响应动作信号及奉告上位 PLC。 4.利用 DMCL 言语编译的法式,能够矫捷的设定电气零点,通过法式定义好 的参数设置偏置值来包管机械原位与电气零点的靠得住连系。 并且由软件按照机械 现实环境设想的间隙弥补量与机械连系愈加慎密, 因为各类弥补是作为参数设定 的, 因而可按照现实环境及长时间利用形成的间隙改变做出响应调整。极大便利 了系统调试和维护。 5.系统参数肆意设定电机运转时的 s 曲线、实施环境引见 起首将裁好的钢板通过辊道的传送对中到主机滑块的横向核心线,对中到位 当前,由触摸屏设定的钢板的参数,钢板的长度,宽度,厚度系统会计较出摆布 小车在第一刀压制的位置。 通过 RS422 通信毗连奉告递恩伺服节制器。 伺服节制 -8- 器按照主机滑块的核心线位置走绝对位置鞭策钢板到折弯第一刀位置。PLC 驱动 主机滑块的下降压弯,主机滑块的位置、原点、上升、下降,以及压力。 系统按照操作员输入的板宽主动计较出每一刀压制的位置与折弯的次数。每 一次压弯完成后摆布小车夹板奉行定位一次,直到折弯制管竣事。 推料小车驱动电机有 DNA310 伺服节制器进行位置节制,通过编码器(pg)形成 位置闭环系统,所有的位置开关,零位开关 ,所有的使能信号间接联入响应控 制器的接口作为节制信号。 节制器操纵内部 PLC 功能通过 I/O 信号和 RS422 通信 对参数的领受和响应的处置。内部 PLC 作为一个智能从站,对编码器反馈的速度 位置及时地反映到触摸屏上。本身节制的部门功能本人诊断处置。毛病庇护: DNA310 伺服节制器把汗青毛病和及时毛病,反映到触摸屏显示。电机运转中的 及时数据如转矩,电流,电压,速度,位置。都在第一时间反映到人机界面。用 户由触摸屏设定的手艺参数同通过 RS422 传送到 DNA310 伺服节制器去做处置。 如许由 PLC 节制的大都据高精度定位节制就能够实现了。 四、结论 本文引见了电器节制系统和递恩 DNA310 系列伺服节制系统。锻造液压机由 于其锻造速度快、 节制精度好、 主动化程度高、 工艺范畴广以及节能、 节材显著, 被认为是锻造设备的成长标的目的之一, 是目前在用大型自在锻锤及中小型通俗水压 机的更新换代产物。 1.常用管径加工周期由本来的 25 分钟提拔至 18 分。对于设备利用厂家来说 效率就意味着产量和利润, 其主要性不问可知,本项目标的提高也是最令设备使 用厂家感应欣喜和对劲的处所。 2.系统具有极佳的靠得住性与不变性,维护简洁。相对于保守设备的液电伺服 系统, 因为本套设备采用了三相异步电机作为驱动电机,因而极大地简化了设备 维护工作。 系统的靠得住性和不变性对于批量加工企业来说很是主要,在整个调试 阶段 DNA310 伺服节制器一直处于无毛病运转。 3.简单了然的参数设想。绝大大都伺服驱动系统参数都是相对固定的,对于 锻压行业来说有些参数需要进行响应转换后才能便于操作者的理解。DNA310 伺 服节制器通过软件设想出来的参数寄义可间接按照用户的要求进行响应设想, 极 大便利了设备操作者和利用者。 -9- 4.DNA310 伺服节制器内部集成了 PLC 功能,I/O 利用起来愈加矫捷便利,在 简化了系统集成全体设想方案难度的同时也削减了部门硬件成本。 五、心得体味 因为大型锻压设备在某种意义上代表了一个国度的航天航空和其他科学技 术程度,因而锻压机械在将来的成长中有如下趋向: 1、因为锻造液压机涉及机、电、液多种手艺,因此需要进一步优化液压伺服系 统的设想工作。 2、 我国有相当大都量的水压机及旧式液压机,这些设备均到了更新换代的年限, 将这一手艺用于革新现有老设备,具有广漠的市场前景和经济效益。 3、虽然锻造液压机具有优良的使用前景和显著的经济效益,但目前我国对该领 域的最新研究还比力无限,国产锻造液压机的分析手艺程度有待进一步提高。 4、先辈的节制系统使用在锻压机上,让锻压机趋于主动化从而大大提高了出产 效率和锻件质量,使锻造工业走上更高的一个条理。 5、 我们必然要当真的进修和研究新型的学问,要让更多的先辈科技造福于人类。 相信只需持之以恒就总会有但愿。 - 10 - 参考文献 [1] [2] 卢长耿.液压节制系统的阐发与设想[M].北京:煤炭工业出书社。1991. 张广红,吴爱国,郑爱红.万吨液压机等温锻造恒速度节制设想.液压与气动.2005 年第4期 [3] [4] [5] [6] [7] [8] GB 7251.1-2005《低压成套开关设备和节制设备》 GB/T 4942.2-93《低压电器外壳防护品级》 GB/T 14048.1- 2000《低压开关设备和节制设备》 孙文质.液压节制系统,北京:国防工业出书社 .2001 耿德根;SL-DIY02-4 伺服电机驱动板与图形软件共同的使用[N];电子报;2003 PWM 节制手艺在直流无刷电机调速系统中的使用 - 火控雷达手艺 - 2006 - 11 -

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