前言

   近幾年，隨著中國(guó)工業(yè)的發(fā)展，國(guó)際國(guó)內(nèi)對(duì)工件部件等元件得加工需求與日俱增，海內(nèi)外用戶對(duì)元件精度和使用壽命的要求也是越來(lái)越高。作為機(jī)械加工最關(guān)鍵的數(shù)控機(jī)床，也隨之在提高技術(shù)含量、提高效率、降低故障率、提高加工精度等方面有了更高的要求。原先應(yīng)用于磨床行業(yè)的機(jī)械傳動(dòng)、液壓傳動(dòng)、步進(jìn)電機(jī)正逐步被精度更高、更穩(wěn)定的交流伺服所取代。，廣泛使用數(shù)字式交流伺服系統(tǒng)。這種伺服系統(tǒng)的驅(qū)動(dòng)器對(duì)電機(jī)軸后端部的光電編碼器進(jìn)行位置采樣，在驅(qū)動(dòng)器和電機(jī)之間構(gòu)成位置和速度的閉環(huán)控制系統(tǒng)。其位置控制分辨高，可靠性好，已成為伺服系統(tǒng)的發(fā)展趨勢(shì)。

   定長(zhǎng)控制廣泛應(yīng)用在軋鋼生產(chǎn)中，其控制性能的優(yōu)劣直接影響著產(chǎn)品的質(zhì)量。目前大多數(shù)老的生產(chǎn)線還是采用傳統(tǒng)的直流伺服控制，但在新的生產(chǎn)線尤其是對(duì)生產(chǎn)效率和產(chǎn)品精度要求較高的場(chǎng)合廣泛使用交流伺服系統(tǒng)，其優(yōu)越的性能已在生產(chǎn)中得到了充分的體現(xiàn)。

一、系統(tǒng)組成

   開卷較平橫切機(jī)組是一種常用的板金設(shè)備，通常它將0.2mm～4mm的金屬卷材按照要求橫切成板材。卷材橫剪機(jī)組主要有放料部分、校平部分，活套部分、送料部分、剪切部分和碼垛部分組成。送料部分的運(yùn)動(dòng)是間歇運(yùn)動(dòng)，在送料運(yùn)動(dòng)停止期間，剪刀部分運(yùn)動(dòng)并將送料部分送來(lái)的材料橫向切斷。放料和較平部分是連續(xù)運(yùn)動(dòng)的，而活套部分是協(xié)調(diào)送料部分和放料部分的速度。機(jī)組的結(jié)構(gòu)示意圖如圖1所示。

二、工作原理

   在該類機(jī)組中卷材的橫切是在材料停頓時(shí)刻進(jìn)行的，也就是說(shuō)，切刀刀口分離時(shí)，定長(zhǎng)控制系統(tǒng)啟動(dòng)，長(zhǎng)度由內(nèi)含脈沖發(fā)生器的伺服驅(qū)動(dòng)器進(jìn)行控制，觸發(fā)開始后，系統(tǒng)直接以預(yù)設(shè)的加減速率、最高速度、S曲線以及目標(biāo)長(zhǎng)度為基本參數(shù)，計(jì)算出運(yùn)轉(zhuǎn)速度曲線，直接驅(qū)動(dòng)伺服馬達(dá)自動(dòng)運(yùn)轉(zhuǎn)至定位。當(dāng)輸送的長(zhǎng)度到達(dá)規(guī)定長(zhǎng)度時(shí),卷材停止運(yùn)動(dòng)，切刀刀口閉合，將卷材切斷。依次循環(huán)，自動(dòng)地將卷材切割成規(guī)定長(zhǎng)度的板材。其速度曲線如圖2所示

而在控制方面,根據(jù)位置控制方式的不同，可分為兩種:

1、位置半閉環(huán)控制

   在這種控制方式下，伺服電機(jī)上的反饋元件既是速度反饋元件又是位置反饋元件。根據(jù)設(shè)定的加速度、運(yùn)行速度、減速度和長(zhǎng)度，在伺服控制器中，定位功能模塊自動(dòng)的完成速度和位置的控制。這種控制方式的缺點(diǎn)是不能消除牽引輥打滑和機(jī)械傳動(dòng)間隙產(chǎn)生的長(zhǎng)度誤差。

2、位置全閉環(huán)控制

   在位置全閉環(huán)控制方式中，增加了測(cè)量輥。在測(cè)量輥上安裝了增量式光電編碼器，伺服電機(jī)上的編碼器為速度反饋元件，測(cè)量輪上的編碼器為位置反饋元件。這樣，伺服控制器可消除牽引輥打滑和機(jī)械傳動(dòng)間隙產(chǎn)生的長(zhǎng)度誤差，但位置系統(tǒng)容易產(chǎn)生振蕩。

三、用戶實(shí)際需求

   某設(shè)備生產(chǎn)企業(yè)有一條這樣的生產(chǎn)線需改進(jìn)，參數(shù)如下：

電機(jī) 2.2Kw

輥徑 140mm

減速比:1:10

線速度 60m/min

板料3*1600, 中間橋深3米,寬4米。

要求定尺2米板,每分鐘不低于25張,定尺精度0.05mm。

四、解決方案    偉創(chuàng)公司根據(jù)綜合考慮，采用位置全閉環(huán)的控制方式，在機(jī)械設(shè)計(jì)時(shí)，采用中速永磁同步電機(jī) 同步帶輪傳動(dòng)，機(jī)組中的其他結(jié)構(gòu)不變。

具體參數(shù)如下:

電機(jī): SME13-2S3R0U2BH

2000rpm 35.75Nm 3Kw

同步帶減速比為1:3

驅(qū)動(dòng)器型號(hào)為: SD600-T2-3R0

整體結(jié)構(gòu)如圖3所示

經(jīng)過(guò)安裝調(diào)試后,得到的數(shù)據(jù)為:

   線速度為:108m/min， 每分鐘剪2米板可達(dá)50張， 每張板的精度在0.5mm以內(nèi)，使直接用戶的生產(chǎn)效率和產(chǎn)品質(zhì)量大大提高，而且在用戶現(xiàn)場(chǎng)測(cè)量得到的電流數(shù)據(jù)中，原先類似生產(chǎn)線的總電流約9A，即功率約為2.2Kw。采用偉創(chuàng)永磁低速電機(jī)后在現(xiàn)場(chǎng)的電流為11A，因此,在生產(chǎn)效率和產(chǎn)品質(zhì)量大幅提高的同時(shí),能耗基本沒(méi)有增加。

五、總結(jié)

   本次采用偉創(chuàng)伺服進(jìn)行設(shè)備改造非常成功，用戶產(chǎn)品質(zhì)量提高了許多，生產(chǎn)效率高且能耗低，實(shí)現(xiàn)了很好的經(jīng)濟(jì)效益，得到了廣大用戶的一致好評(píng)。