一、項(xiàng)目概述

某鍛壓機(jī)械廠制造的數(shù)控直縫管成型機(jī)以前的定位控制系統(tǒng)買荷蘭一家數(shù)控成套產(chǎn)品，來(lái)控制主機(jī)滑塊的升降，和推料小車的定位，系統(tǒng)為手動(dòng)設(shè)定數(shù)值定位。由于成套數(shù)控產(chǎn)品的成本價(jià)格太高，維護(hù)費(fèi)用高。且手動(dòng)控制進(jìn)給。要求以伺服控制器合成PLC來(lái)完成折彎鋼板的精確送料。及成套自動(dòng)控制動(dòng)作。為此與時(shí)光科技公司只對(duì)該項(xiàng)目作了改造方案。

直縫鋼管成型機(jī)為大型制管機(jī)械，國(guó)內(nèi)生產(chǎn)廠家不多，產(chǎn)品主要供應(yīng)歐美及國(guó)內(nèi)大型石油管道加工廠。

此項(xiàng)目采用了時(shí)光IMS系列伺服控制系統(tǒng)。時(shí)光IMS伺服控制系統(tǒng)具有如下特點(diǎn)：

1.可實(shí)現(xiàn)電機(jī)平穩(wěn)運(yùn)行于0.01Hz～250Hz工作范圍；

2.電機(jī)運(yùn)行速率低于50Hz時(shí)可實(shí)現(xiàn)3倍電機(jī)額定轉(zhuǎn)矩輸出，包括電機(jī)0Hz鎖定時(shí)的3倍電機(jī)額定轉(zhuǎn)矩輸出，有效地解決了工件加工過(guò)程中偶爾出現(xiàn)的堵轉(zhuǎn)現(xiàn)象，保證了器件加工的高效率輸出；

3.內(nèi)置PLC功能（16入/13出），通過(guò)QMCL軟件編程的方式對(duì)所有I/O進(jìn)行自定義設(shè)計(jì)。使用I/O方式接收相應(yīng)動(dòng)作信號(hào)及告知上位PLC。

4.使用QMCL語(yǔ)言編譯的程序，可以靈活的設(shè)定電氣零點(diǎn)，通過(guò)程序定義好的參數(shù)設(shè)置偏置值來(lái)保證機(jī)械原位與電氣零點(diǎn)的可靠結(jié)合。而且由軟件根據(jù)機(jī)械實(shí)際情況設(shè)計(jì)的間隙補(bǔ)償量與機(jī)械結(jié)合更加緊密，由于各類補(bǔ)償是作為參數(shù)設(shè)定的，因此可根據(jù)實(shí)際情況及長(zhǎng)時(shí)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(hù)。

5.系統(tǒng)參數(shù)任意設(shè)定電機(jī)運(yùn)行時(shí)的S曲線和轉(zhuǎn)矩限幅值。

二、項(xiàng)目實(shí)施情況介紹

首先將裁好的鋼板通過(guò)輥道的傳送對(duì)中到主機(jī)滑塊的橫向中心線，對(duì)中到位以后，由觸摸屏設(shè)定的鋼板的參數(shù)，鋼板的長(zhǎng)度，寬度，厚度系統(tǒng)會(huì)計(jì)算出左右小車在第一刀壓制的位置。通過(guò)RS422通信連接告知時(shí)光伺服控制器。伺服控制器根據(jù)主機(jī)滑塊的中心線位置走絕對(duì)位置推動(dòng)鋼板到折彎第一刀位置。PLC驅(qū)動(dòng)主機(jī)滑塊的下降壓彎，主機(jī)滑塊的位置、原點(diǎn)、上升、下降，以及壓力。

系統(tǒng)根據(jù)操作員輸入的板寬自動(dòng)計(jì)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(dòng)電機(jī)有IMS伺服控制器進(jìn)行位置控制，通過(guò)編碼器（PG）構(gòu)成位置閉環(huán)系統(tǒng)，所有的位置開(kāi)關(guān)，零位開(kāi)關(guān) ，所有的使能信號(hào)直接聯(lián)入相應(yīng)控制器的接口作為控制信號(hào)。控制器利用內(nèi)部PLC功能通過(guò)I/O信號(hào)和RS422通信對(duì)參數(shù)的接收和相應(yīng)的處理。內(nèi)部PLC作為一個(gè)智能從站，對(duì)編碼器反饋的速度位置及時(shí)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(hù)：IMS伺服控制器把歷史故障和實(shí)時(shí)故障，反映到觸摸屏顯示。電機(jī)運(yùn)行中的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)如轉(zhuǎn)矩，電流，電壓，速度，位置。都在第一時(shí)間反映到人機(jī)界面。用戶由觸摸屏設(shè)定的技術(shù)參數(shù)同通過(guò)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(shí)現(xiàn)了。

三、項(xiàng)目效果

1.IMS伺服控制器調(diào)速比為1：5000，遠(yuǎn)高于設(shè)計(jì)所要求的1：3000。經(jīng)過(guò)實(shí)用考核驗(yàn)證，小車在該調(diào)速比下能夠可靠運(yùn)行，并滿足兩軸進(jìn)給大型直縫管制造的進(jìn)給要求。

2.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(jī)基頻（50Hz）以下能夠保證3倍電機(jī)額定轉(zhuǎn)矩的平穩(wěn)輸出。滿足滑臺(tái)機(jī)構(gòu)對(duì)于電機(jī)的低速大轉(zhuǎn)矩平穩(wěn)輸出要求，以及在負(fù)載發(fā)生波動(dòng)時(shí)依然能夠保證進(jìn)給速率的穩(wěn)定與正常。

3.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(biāo)配的2500線編碼器，其位置控制范圍遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過(guò)小車的實(shí)際工作范圍8m。經(jīng)過(guò)實(shí)測(cè)重復(fù)定位精度誤差為±0.002mm。滿足設(shè)備設(shè)計(jì)要求的定位誤差小于±0.005mm。

4.使用QMCL語(yǔ)言可實(shí)現(xiàn)對(duì)電機(jī)的靈活動(dòng)作控制，配合實(shí)際工作情況，解決了電機(jī)的基本控制數(shù)字和模擬信號(hào)的邏輯控制。使電機(jī)控制更加的靈活應(yīng)用。簡(jiǎn)單方便。

5.時(shí)光IMS系列伺服控制器允許輸入電壓波動(dòng)范圍為±10％，在此范圍內(nèi)均可保證系統(tǒng)的可靠運(yùn)行，滿足低電壓低轉(zhuǎn)速時(shí)大轉(zhuǎn)矩可靠輸出的系統(tǒng)設(shè)計(jì)要求。

6.解決原電液伺服系統(tǒng)存在的噪音、振動(dòng)、漏油以及安裝、維護(hù)和調(diào)試過(guò)程中存在的問(wèn)題或缺陷。

四、客戶評(píng)價(jià)

1.常用管徑加工周期由原來(lái)的25分鐘提升至18分。對(duì)于設(shè)備使用廠家來(lái)說(shuō)效率就意味著產(chǎn)量和利潤(rùn)，其重要性不言而喻，本項(xiàng)指標(biāo)的提高也是最令設(shè)備使用廠家感到欣喜和滿意的地方。

2.系統(tǒng)具有極佳的可靠性與穩(wěn)定性，維護(hù)簡(jiǎn)便。相對(duì)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(jī)作為驅(qū)動(dòng)電機(jī)，因此極大地簡(jiǎn)化了設(shè)備維護(hù)工作。系統(tǒng)的可靠性和穩(wěn)定性對(duì)于批量加工企業(yè)來(lái)說(shuō)非常重要，在整個(gè)調(diào)試階段IMS伺服控制器始終處于無(wú)故障運(yùn)行使廠家感到非常滿意。

3.簡(jiǎn)單明了的參數(shù)設(shè)計(jì)。絕大多數(shù)伺服驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)參數(shù)都是相對(duì)固定的，對(duì)于鍛壓行業(yè)來(lái)說(shuō)有些參數(shù)需要進(jìn)行相應(yīng)轉(zhuǎn)換后才能便于操作者的理解。IMS伺服控制器通過(guò)軟件設(shè)計(jì)出來(lái)的參數(shù)含義可直接按照用戶的要求進(jìn)行相應(yīng)設(shè)計(jì)，極大方便了設(shè)備操作者和使用者。

4.IMS伺服控制器內(nèi)部集成了PLC功能，I/O使用起來(lái)更加靈活方便，在簡(jiǎn)化了系統(tǒng)集成整體設(shè)計(jì)方案難度的同時(shí)也減少了部分硬件成本。