1. 項目概述
某鍛壓機械廠制造的數(shù)控直縫管成型機以前的定位控制系統(tǒng)買荷蘭一家數(shù)控成套產(chǎn)品，來控制主機滑塊的升降，和推料小車的定位，系統(tǒng)為手動設(shè)定數(shù)值定位。由于成套數(shù)控產(chǎn)品的成本價格太高，維護費用高。且手動控制進給。要求以伺服控制器合成PLC來完成折彎鋼板的精確送料。及成套自動控制動作。為此與時光科技公司只對該項目作了改造方案。
直縫鋼管成型機為大型制管機械，國內(nèi)生產(chǎn)廠家不多，產(chǎn)品主要供應(yīng)歐美及國內(nèi)大型石油管道加工廠。
此項目采用了時光IMS系列伺服控制系統(tǒng)。時光IMS伺服控制系統(tǒng)具有如下特點：
● 可實現(xiàn)電機平穩(wěn)運行于0.01Hz～250Hz工作范圍；
● 電機運行速率低于50Hz時可實現(xiàn)3倍電機額定轉(zhuǎn)矩輸出，包括電機0Hz鎖定時的3倍電機額定轉(zhuǎn)矩輸出，有效地解決了工件加工過程中加工的高效率輸出；
● 內(nèi)置PLC功能（16入/13出），通過QMCL軟件編程的方式對所有I/O進行自定義設(shè)計。使用I/O方式接收相應(yīng)動作信號及告知上位PLC;
● 使用QMCL語言編譯的程序，可以靈活的設(shè)定電氣零點，通過程序定義好的參數(shù)設(shè)置偏置值來保證機械原位與電氣零點的可靠結(jié)合。而且由軟件根據(jù)機械實際情況設(shè)計的間隙補償量與機械結(jié)合更加緊密，由于各類補償是作為參數(shù)設(shè)定的，因此可根據(jù)實際情況及長時間使用造成的間隙改變做出相應(yīng)調(diào)整。極大方便了系統(tǒng)調(diào)試和維護;
● 系統(tǒng)參數(shù)任意設(shè)定電機運行時的S曲線和轉(zhuǎn)矩限幅值。
2. 項目實施情況介紹
首先將裁好的鋼板通過輥道的傳送對中到主機滑塊的橫向中心線，對中到位以后，由觸摸屏設(shè)定的鋼板的參數(shù)，鋼板的長度，寬度，厚度系統(tǒng)會計算出左右小車在第一刀壓制的位置。通過RS422通信連接告知時光伺服控制器。伺服控制器根據(jù)主機滑塊的中心線位置走絕對位置推動鋼板到折彎第一刀位置。PLC驅(qū)動主機滑塊的下降壓彎，主機滑塊的位置、原點、上升、下降，以及壓力。
系統(tǒng)根據(jù)操作員輸入的板寬自動計算出每一刀壓制的位置與折彎的次數(shù)。每一次壓彎完成后左右小車夾板推行定位一次，直到折彎制管結(jié)束。
推料小車驅(qū)動電機有IMS伺服控制器進行位置控制，通過編碼器（PG）構(gòu)成位置閉環(huán)系統(tǒng)，所有的位置開關(guān)，零位開關(guān) ，所有的使能信號直接聯(lián)入相應(yīng)控制器的接口作為控制信號?？刂破骼脙?nèi)部PLC功能通過I/O信號和RS422通信對參數(shù)的接收和相應(yīng)的處理。內(nèi)部PLC作為一個智能從站，對編碼器反饋的速度位置及時地反映到觸摸屏上。自身控制的部分功能自己診斷處理。故障保護：IMS伺服控制器把歷史故障和實時故障，反映到觸摸屏顯示。電機運行中的實時數(shù)據(jù)如轉(zhuǎn)矩，電流，電壓，速度，位置。都在第一時間反映到人機界面。用戶由觸摸屏設(shè)定的技術(shù)參數(shù)同通過RS422傳送到IMS伺服控制器去做處理。這樣由PLC控制的多數(shù)據(jù)高精度定位控制就可以實現(xiàn)了。制管成型機示意見圖2。
3. 項目效果
IMS伺服控制器調(diào)速比為1：5000，遠高于設(shè)計所要求的1：3000。經(jīng)過實用考核驗證，小車在該調(diào)速比下能夠可靠運行，并滿足兩軸進給大型直縫管制造的進給要求。
由于IMS伺服控制器采用的是輸出轉(zhuǎn)速與轉(zhuǎn)矩的“解耦控制”，在電機基頻（50Hz）以下能夠保證3倍電機額定轉(zhuǎn)矩的平穩(wěn)輸出。滿足滑臺機構(gòu)對于電機的低速大轉(zhuǎn)矩平穩(wěn)輸出要求，以及在負載發(fā)生波動時依然能夠保證進給速率的穩(wěn)定與正常。
IMS伺服控制器位置控制范圍為4字節(jié)編碼器脈沖數(shù)。本套系統(tǒng)采用標配的2500線編碼器，其位置控制范圍遠遠超過小車的實際工作范圍8m。經(jīng)過實測重復(fù)定位精度誤差為±0.002mm。滿足設(shè)備設(shè)計要求的定位誤差小于±0.005mm。
使用QMCL語言可實現(xiàn)對電機的靈活動作控制，配合實際工作情況，解決了電機的基本控制數(shù)字和模擬信號的邏輯控制。使電機控制更加的靈活應(yīng)用。簡單方便。
時光IMS系列伺服控制器允許輸入電壓波動范圍為±10％，在此范圍內(nèi)均可保證系統(tǒng)的可靠運行，滿足低電壓低轉(zhuǎn)速時大轉(zhuǎn)矩可靠輸出的系統(tǒng)設(shè)計要求。
解決原電液伺服系統(tǒng)存在的噪音、振動、漏油以及安裝、維護和調(diào)試過程中存在的問題或缺陷。
4. 客戶評價
常用管徑加工周期由原來的25分鐘提升至18分。對于設(shè)備使用廠家來說效率就意味著產(chǎn)量和利潤，其重要性不言而喻，本項指標的提高也是最令設(shè)備使用廠家感到欣喜和滿意的地方。
系統(tǒng)具有極佳的可靠性與穩(wěn)定性，維護簡便。相對于傳統(tǒng)設(shè)備的液電伺服系統(tǒng)，由于本套設(shè)備采用了三相異步電機
