aplikace zpětnovazební jednotky PGC v CNC obráběcích strojích

Číslicově řízené obráběcí stroje, zkráceně CNC obráběcí stroje, jsou automatizované obráběcí stroje vybavené systémy programového řízení. Tento řídicí systém je schopen logicky zpracovávat programy s řídicími kódy nebo jinými symbolickými instrukcemi, dekódovat je, reprezentovat je v kódovaných číslech a vkládat je do číslicových řídicích zařízení prostřednictvím informačních nosičů. Po výpočtu a zpracování číslicové řídicí zařízení vysílá různé řídicí signály pro řízení činnosti obráběcího stroje a automatické zpracování dílů podle tvaru a velikosti požadované výkresem. Číslicově řízené obráběcí stroje efektivně řeší složité, přesné, malosériové a vícerozměrné problémy se zpracováním dílů. Jsou flexibilními a efektivními automatizovanými obráběcími stroji, které představují směr vývoje moderní technologie řízení obráběcích strojů a jsou typickým mechatronickým produktem.

1. Charakteristiky CNC obráběcích strojů

(1) Vysoká přesnost zpracování. Pokyny pro obráběcí stroje s numerickým řízením jsou zadávány v numerické formě. V současné době dosahuje ekvivalent pulzu CNC obráběcích strojů obecně 0,001 a CNC zařízení dokáže kompenzovat zpětnou vůli řetězu pro přenos posuvu a chybu stoupání šroubu. CNC obráběcí stroje tak mohou dosáhnout vysoké přesnosti obrábění. U malých a středních CNC obráběcích strojů může přesnost polohování obecně dosáhnout 0,03 a přesnost opakovaného polohování je 0,01.

(2) Vysoká přizpůsobivost obráběným objektům. Při výměně obráběných dílů na CNC obráběcím stroji stačí pouze přepsat program a zadat nový program, aby se dosáhlo obrábění nových dílů. To poskytuje velké pohodlí pro výrobu složitých jednotlivých kusů, malých sérií a zkušební výrobu nových produktů. Pro přesné a složité díly, které je obtížné nebo nemožné obrábět běžnými ručními obráběcími stroji, mohou CNC obráběcí stroje dosáhnout i automatického zpracování.

(3) Vysoký stupeň automatizace a nízká pracnost. Obrábění dílů na CNC obráběcích strojích probíhá automaticky podle předem naprogramovaných postupů. Kromě umístění perforačních pásů nebo ovládání klávesnic, nakládání a vykládání obrobků, provádění mezilehlých kontrol klíčových procesů a sledování provozu obráběcího stroje nemusí obsluha provádět složité opakující se manuální operace. Lze výrazně snížit pracnost a napětí. CNC obráběcí stroje mají navíc obecně dobrou bezpečnostní ochranu, automatické odstraňování třísek, automatické chlazení a automatické mazací zařízení, což výrazně zlepšuje pracovní podmínky obsluhy.

(4) Vysoká efektivita výroby. Čas potřebný pro zpracování dílu zahrnuje hlavně dva aspekty: dobu manévrování a pomocnou dobu. Rozsah otáček vřetena a posuvu CNC obráběcích strojů je větší než u běžných obráběcích strojů, takže pro každý proces CNC obráběcích strojů lze zvolit příznivé řezné parametry. Díky dobré konstrukční tuhosti CNC obráběcích strojů je možné dosáhnout silného řezu s velkým množstvím řezu, což zlepšuje účinnost řezu a šetří čas manévrování. Díky vysoké rychlosti volnoběhu pohyblivých částí CNC obráběcích strojů je doba upínání a pomocná doba obrobku kratší než u běžných obráběcích strojů.

Při výměně obrobených dílů je téměř zbytečné znovu seřizovat CNC obráběcí stroj. Tím se šetří čas na instalaci a seřizování součástí. Kvalita obrábění CNC obráběcích strojů je stabilní, obvykle se provádí pouze kontrola prvního kusu a výběrová kontrola klíčových rozměrů mezi jednotlivými procesy, čímž se šetří prostoje na kontrolu. Při obrábění v obráběcím centru dosahuje obráběcí stroj nepřetržitého zpracování více procesů, což vede k výraznějšímu zlepšení efektivity výroby.

(5) Ekonomické výhody jsou dobré. Přestože jsou CNC obráběcí stroje drahé a vyžadují vysoké náklady na odpisy zařízení pro každý díl během zpracování, v případě kusové a malosériové výroby může použití CNC obráběcích strojů ušetřit čas značení, zkrátit dobu seřizování, zpracování a kontroly a ušetřit přímé výrobní náklady; ② Použití CNC obráběcích strojů k obrábění dílů obecně nevyžaduje výrobu specializovaných přípravků, což šetří náklady na procesní zařízení; ③ Stabilní přesnost CNC obrábění snižuje míru zmetkovitosti a dále snižuje výrobní náklady; ④ Číslicově řízené obráběcí stroje mohou dosáhnout víceúčelového využití, ušetřit prostor ve výrobě a ušetřit stavební investice. Použití CNC obráběcích strojů proto může stále dosáhnout dobrých ekonomických výhod.

2. Použití CNC obráběcích strojů má mnoho výhod, které běžné obráběcí stroje nemají. Rozsah jejich použití se neustále rozšiřuje, ale nemohou zcela nahradit běžné obráběcí stroje ani ekonomicky vyřešit všechny problémy v mechanickém obrábění. Číslicově řízené obráběcí stroje jsou vhodné pro obrábění dílů s následujícími vlastnostmi:

(1) Díly vyráběné v několika variantách a malých sériích.

(2) Části se složitými tvary a strukturami.

(3) Díly, které vyžadují časté úpravy.

(4) Drahé a nešrotovatelné kritické komponenty.

(5) Naléhavé díly s krátkými konstrukčními a výrobními cykly.

(6) Díly s velkými dávkami a vysokými požadavky na přesnost.

Plán renovace dvou číslicově řízených obráběcích strojů

1. Přehled zařízení

Hlavní parametry energeticky úsporného transformačního obráběcího stroje v továrně na CNC obrábění Zhongshan Liqiong jsou následující:

(1) Značka obráběcího stroje: Yirun Keitel Model: YRX-46A Výkon vřetena obráběcího stroje: 7,5 kW

(2) Provozní cyklus 5 sekund, doba brzdění 1 sekunda, brzdný proud 12 A

(3) Napájení: 380 V 50 Hz

2. Zpracování regenerované elektrické energie

Když CNC stroj dokončí akci nebo ukončí pracovní cyklus, motor stroje se nachází v rekuperačním stavu generování energie. Šest diod v měniči přeměňuje mechanickou energii převodového mechanismu na elektrickou energii a přivádí ji zpět do mezilehlého stejnosměrného obvodu, což způsobí zvýšení napětí na kondenzátoru pro ukládání energie. Pokud nebudou přijata nezbytná opatření, měnič kmitočtu se v důsledku přepětí vypne, když napětí kondenzátoru stejnosměrného obvodu dosáhne ochranné meze. U vysoce výkonných technických měničů existují dvě řešení pro zpracování nepřetržitě regenerované elektrické energie: ① umístění odporů do středního stejnosměrného obvodu, aby se nepřetržitě regenerovaná elektrická energie mohla spotřebovávat ve formě tepla přes odpory, což se nazývá brzdění spotřebou energie; ② použití regenerativních usměrňovačů k přenosu nepřetržitě regenerované elektrické energie zpět do sítě se nazývá zpětnovazební brzdění.

(1) Brzdění spotřebou energie se skládá z brzdné jednotky a brzdného rezistoru.

(2) Aby se dosáhlo zpětné vazby rekuperativní energie generované brzdným stavem elektromotoru do sítě, měl by střídač na straně sítě používat reverzibilní střídač. Zařízení IPC-PGC pro úsporu energie se sinusovou vlnou, které uvedla na trh společnost Jianeng, má stejnou strukturu jako měnič a střídač na straně sítě a používá desku pro rozpoznání síťového napětí s režimem PWM řízení. Díky použití technologie PWM řízení lze řídit velikost a fázi střídavého napětí na straně sítě, což umožňuje, aby vstupní střídavý proud byl ve fázi s napětím sítě a blížil se sinusové vlně. Účiník přenosové soustavy je větší než 0,96 a má 100% schopnost zpětné vazby ze sítě během zpětnovazebního brzdění bez nutnosti autotransformátoru.

Sinusové zpětnovazební zařízení IPC-PGC pro úsporu energie dokáže zpětně odevzdat regenerovanou elektrickou energii generovanou během regulace otáček motoru a dalších procesů do elektrické sítě, čímž se zabrání ztrátám energie způsobeným ohřevem odporu pomocí konvenčních brzdných jednotek spotřebovávajících energii, a tím se dosáhne ideálních úspor energie a efektivního provozu.