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捷克W160HC落地鏜銑床電氣數(shù)字化改造

2011年10月12日 10:31點(diǎn)擊:712作者:默認(rèn)來源:>>進(jìn)入該公司展臺

  北京二七機(jī)車廠20世紀(jì)80年代進(jìn)口的捷克SKODA公司W(wǎng)160HC落地鏜銑床,擔(dān)負(fù)著柴油機(jī)機(jī)體關(guān)鍵工序加工。由于該機(jī)床已經(jīng)運(yùn)行多年,其電控系統(tǒng)嚴(yán)重老化,頻繁發(fā)生故障,該機(jī)床又無備件,已嚴(yán)重影響了生產(chǎn)的正常進(jìn)行。因機(jī)床的機(jī)械性能較好,經(jīng)檢測機(jī)床幾何精度均在允差范圍之內(nèi),決定對該機(jī)床的電氣系統(tǒng)進(jìn)行數(shù)字化改造,全面提升電氣控制技術(shù)水平。
  
  一、改造方案
  
  1.主軸旋轉(zhuǎn)控制部分
  
  將機(jī)床原主軸旋轉(zhuǎn)控制系統(tǒng)全部淘汰,直流電動機(jī)驅(qū)動選用歐陸全數(shù)字SSD590一440V/360A直流調(diào)速系統(tǒng)。直流電動機(jī)功率83kW,電樞40V/20,激磁220V/4.7A,轉(zhuǎn)速1000一2450r/min。為保證電動機(jī)運(yùn)行的平穩(wěn)性和可靠性,進(jìn)線加進(jìn)三相平波電抗器。
  
  2.進(jìn)給驅(qū)動控制部分
  
  機(jī)床立柱、主軸箱進(jìn)給直流電動機(jī)驅(qū)動選用襄樊傳動廠生產(chǎn)的ZSS2一400V/50A直流伺服調(diào)速系統(tǒng),電動機(jī)功率11.9kW,電樞400V/32A,激磁200V/0.69A,轉(zhuǎn)速3000r/min,另加50A三相進(jìn)線平波電抗器。
  
  機(jī)床鏜桿進(jìn)給直流電動機(jī)驅(qū)動選用襄樊傳動廠生產(chǎn)的ZSS2—400V/30A直流伺服調(diào)速系統(tǒng),電動機(jī)功率8.4kW,電樞400V/16A,激磁200V/0.33A,轉(zhuǎn)速3000r/min。另加30A三相進(jìn)線平波電抗器。
  
  ZSS2系列直流伺服調(diào)速裝置是針對機(jī)床進(jìn)給傳動要求寬廣的調(diào)速范圍和快速響應(yīng)進(jìn)行設(shè)計的。性能穩(wěn)定可靠,在速度環(huán)采用了增益非線性技術(shù)使系統(tǒng)調(diào)速比可達(dá)到1:5000,配普通直流電動機(jī)調(diào)速比zui低可達(dá)到1:400,因此具有很好的低速性能。該裝置是一個典型的雙閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)(圖1),為了加強(qiáng)低速性能,特設(shè)非線性環(huán)節(jié)進(jìn)步低速范圍的速度環(huán)增益,使低速動態(tài)響應(yīng)得到改善。它與直流力矩電機(jī)或普通直流電動機(jī)配套,改變電動機(jī)的電樞電壓進(jìn)行調(diào)速,可以在四象限內(nèi)運(yùn)行,其中Ⅰ、Ⅲ象限內(nèi)電機(jī)運(yùn)行在電動狀態(tài),Ⅱ、Ⅳ象限內(nèi)電機(jī)運(yùn)行在發(fā)電狀態(tài)。

  
  3.電氣控制部分(圖2)
  
  電氣控制部分選用日本歐姆龍CQMIHPLC,它采用程序儲存方式,程序語言為梯形圖,指令長度每條指令1點(diǎn),每條指令1~4字,I/O點(diǎn)zui大可到1280點(diǎn),I/O控制方式為循環(huán)掃描方式直接輸出,立即中斷處理。PLC具有的顯示功能使機(jī)床的各種控制按鈕、限位等都處于顯示狀態(tài),在調(diào)試檢驗(yàn)時更加方便快捷。電柜上的信號指示燈通過PLC進(jìn)行控制,出現(xiàn)故障時相應(yīng)的指示燈亮,故障排除后指示燈自動熄滅,大大延長了信號燈的使用壽命。接觸器、繼電器等主要器件選用西門子、歐姆龍等公司的產(chǎn)品,保證電氣控制系統(tǒng)的可靠性。

  
  SSD590—440V/360A調(diào)速系統(tǒng)性能良好,維護(hù)方便,可靠性較高,是一個邏輯無環(huán)流雙閉環(huán)可逆控制系統(tǒng)(圖1),不需要倒相接觸器,就能完成電機(jī)的正反轉(zhuǎn)控制和正反向制動。它以16位微處理器為核心,配合提供用戶的可變參數(shù)控制軟件,可靈活修改電機(jī)響應(yīng)的重要參數(shù)。它的速度調(diào)節(jié)器和電流調(diào)節(jié)器不僅具有線性調(diào)節(jié)功能,而且具有自適應(yīng)功能。在系統(tǒng)運(yùn)行時能自動調(diào)節(jié)其比例增益和積分時間,使系統(tǒng)動態(tài)運(yùn)行達(dá)到*狀態(tài)。利用組態(tài)軟件可以實(shí)現(xiàn)正反向點(diǎn)動,正反向減速等功能,無須電位器和電阻,降低了故障率,進(jìn)步了可靠性。
  
  二、系統(tǒng)技術(shù)參數(shù)及技術(shù)特點(diǎn)
  
  1.歐陸全數(shù)字直流調(diào)速系統(tǒng)SSD590調(diào)速裝置
  
  該系統(tǒng)具有積分鎖零的可調(diào)整的速度PI調(diào)節(jié),電流環(huán)*自適應(yīng)的PI調(diào)節(jié),參數(shù)自優(yōu)化功能;完善的故障自診斷和記憶功能,診斷故障全部由計算機(jī)處理,*次的故障自動顯示;具有過流、過壓、欠壓、超速、失速、失磁、缺相、堵轉(zhuǎn)、可控硅模塊超溫、可控硅觸發(fā)失敗等的保護(hù)功能;具有密碼保護(hù)、S曲線控制功能;調(diào)速范圍(以測速機(jī)反饋為例)1:100;直流輸出電壓士440V;直流輸出電流士360A;控制精度△N=0.1%;電網(wǎng)電壓3相380V士10%AC;自動跟蹤電源頻率AC3相45~65Hz;多種應(yīng)用軟件可實(shí)現(xiàn)張力、同步、卷繞等高精度控制的要求。
  
  2.ZSS2伺服調(diào)速裝置
  
  額定直流輸出電壓士400V(其他電壓等級須加電力變壓器);額定直流輸出電流士30A、士50A;調(diào)速范圍1:5000(配力矩電機(jī)),1:400(配普通電機(jī));穩(wěn)速精度在速度zui大時≤0.4%,zui小時≤0.6%;轉(zhuǎn)速超調(diào)量<10%;電網(wǎng)點(diǎn)壓3相380V士10%AC,50Hz/60Hz士2%;具有過流、過壓、欠壓、超速、失速、缺相、相位、熔斷、堵轉(zhuǎn)、可控制硅觸發(fā)失敗等保護(hù)功能。
  
  改造后一年多的生產(chǎn)運(yùn)行表明,各項(xiàng)性能指標(biāo)都達(dá)到了原設(shè)計要求,系統(tǒng)運(yùn)行穩(wěn)定可靠,未發(fā)生任何故障。機(jī)床主軸旋轉(zhuǎn),運(yùn)行硬特性增強(qiáng),扭矩大超調(diào)量小。進(jìn)給軸啟、制動響應(yīng)快,快速性能好,調(diào)速范圍寬,操縱者加工對刀方便,加工效率進(jìn)步。同時做到了和原機(jī)床的較好融合,改動zui小,投資僅30萬元,占機(jī)床原值13.1%,取得了較好的投資效益。

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