aplikácia spätnoväzobnej jednotky PGC v CNC obrábacích strojoch

Numericky riadené obrábacie stroje, skrátene CNC obrábacie stroje, sú automatizované obrábacie stroje vybavené systémami programového riadenia. Tento riadiaci systém je schopný logicky spracovávať programy s riadiacimi kódmi alebo inými symbolickými inštrukciami, dekódovať ich, reprezentovať ich v kódovaných číslach a vkladať ich do numerických riadiacich zariadení prostredníctvom informačných nosičov. Po výpočte a spracovaní numerické riadiace zariadenie vysiela rôzne riadiace signály na riadenie činnosti obrábacieho stroja a automaticky spracováva diely podľa tvaru a veľkosti požadovaného výkresom. Numericky riadené obrábacie stroje efektívne riešia zložité, presné, malosériové a viacrozmerné problémy so spracovaním dielov. Sú flexibilným a efektívnym automatizovaným obrábacím strojom, ktorý predstavuje smer vývoja modernej technológie riadenia obrábacích strojov a je typickým mechatronickým produktom.

1. Charakteristiky CNC obrábacích strojov

(1) Vysoká presnosť spracovania. Pokyny pre procesy numericky riadených obrábacích strojov sú uvedené v numerickej forme. V súčasnosti dosahuje ekvivalent impulzu CNC obrábacích strojov všeobecne 0,001 a CNC zariadenie dokáže kompenzovať spätnú vôľu reťaze pohonu posuvu a chybu rozstupu skrutiek. CNC obrábacie stroje tak dokážu dosiahnuť vysokú presnosť obrábania. Presnosť polohovania malých a stredných CNC obrábacích strojov môže všeobecne dosiahnuť 0,03 a presnosť opakovaného polohovania je 0,01.

(2) Vysoká prispôsobivosť obrábaným objektom. Pri výmene obrábaných dielov na CNC obrábacom stroji je potrebné iba prepísať program a zadať nový program, aby sa dosiahlo obrábanie nových dielov. To poskytuje veľké pohodlie pri výrobe zložitých jednotlivých kusov, malých sérií a skúšobnej výrobe nových produktov. Pre presné a zložité diely, ktoré je ťažké alebo nemožné obrábať bežnými ručnými obrábacími strojmi, môžu CNC obrábacie stroje dosiahnuť aj automatické obrábanie.

(3) Vysoký stupeň automatizácie a nízka pracovná náročnosť. Obrábanie súčiastok na CNC obrábacích strojoch sa vykonáva automaticky podľa vopred naprogramovaných postupov. Okrem umiestnenia perforačných pásov alebo ovládania klávesníc, nakladania a vykladania obrobkov, vykonávania medzikontrol kľúčových procesov a pozorovania prevádzky obrábacieho stroja nemusia operátori vykonávať zložité opakujúce sa manuálne operácie. Pracovná náročnosť a napätie sa dajú výrazne znížiť. Okrem toho majú CNC obrábacie stroje vo všeobecnosti dobrú bezpečnostnú ochranu, automatické odstraňovanie triesok, automatické chladenie a automatické mazanie, čím sa výrazne zlepšujú pracovné podmienky operátorov.

(4) Vysoká efektivita výroby. Čas potrebný na spracovanie dielu zahŕňa hlavne dve časti: čas manévrovania a pomocný čas. Rozsah variability otáčok vretena a rýchlosti posuvu CNC obrábacích strojov je väčší ako u bežných obrábacích strojov, takže pre každý proces CNC obrábacích strojov je možné zvoliť priaznivé parametre rezania. Vďaka dobrej konštrukčnej pevnosti CNC obrábacích strojov je možné dosiahnuť silné rezanie s veľkými objemami rezu, čo zlepšuje efektivitu rezania a šetrí čas manévrovania. Vďaka rýchlej voľnobežnej rýchlosti pohyblivých častí CNC obrábacích strojov je čas upnutia a pomocný čas obrobku kratší ako u bežných obrábacích strojov.

Pri výmene obrobených dielov je takmer zbytočné nastavovať CNC obrábací stroj. Šetrí sa tak čas potrebný na inštaláciu a nastavenie komponentov. Kvalita obrábania CNC obrábacích strojov je stabilná, zvyčajne sa vykonáva iba kontrola prvého kusu a vzorková kontrola kľúčových rozmerov medzi jednotlivými procesmi, čím sa šetria prestoje na kontrolu. Pri obrábaní v obrábacom centre dosahuje obrábací stroj nepretržité spracovanie viacerých procesov, čo vedie k výraznejšiemu zlepšeniu efektivity výroby.

(5) Ekonomické výhody sú dobré. Hoci CNC obrábacie stroje sú drahé a vyžadujú si vysoké náklady na odpisovanie zariadení pre každý diel počas spracovania, v prípade kusovej a malosériovej výroby môže použitie CNC obrábacích strojov ušetriť čas značenia, skrátiť čas na nastavovanie, spracovanie a kontrolu a ušetriť priame výrobné náklady; ② Použitie CNC obrábacích strojov na spracovanie dielov vo všeobecnosti nevyžaduje výrobu špecializovaných prípravkov, čo šetrí náklady na procesné zariadenia; ③ Stabilná presnosť CNC obrábania znižuje mieru odpadu a ďalej znižuje výrobné náklady; ④ Numericky riadené obrábacie stroje môžu dosiahnuť viacúčelové využitie, šetria výrobný priestor a investície do výstavby. Preto môže použitie CNC obrábacích strojov stále dosiahnuť dobré ekonomické výhody.

2. Použitie CNC obrábacích strojov má mnoho výhod, ktoré bežné obrábacie stroje nemajú. Rozsah ich použitia sa neustále rozširuje, ale nedokážu úplne nahradiť bežné obrábacie stroje ani vyriešiť všetky problémy pri mechanickom obrábaní ekonomickým spôsobom. Numericky riadené obrábacie stroje sú vhodné na obrábanie dielov s nasledujúcimi vlastnosťami:

(1) Súčiastky vyrábané vo viacerých variantoch a malých sériách.

(2) Časti so zložitými tvarmi a štruktúrami.

(3) Časti, ktoré vyžadujú časté úpravy.

(4) Drahé a nešrotovateľné kritické komponenty.

(5) Naliehavé diely s krátkymi konštrukčnými a výrobnými cyklami.

(6) Diely s veľkou veľkosťou série a vysokými požiadavkami na presnosť.

Plán obnovy dvoch numericky riadených obrábacích strojov

1. Prehľad zariadenia

Hlavné parametre energeticky úsporného transformačného obrábacieho stroja v továrni na CNC spracovanie Zhongshan Liqiong sú nasledovné:

(1) Značka obrábacieho stroja: Yirun Keitel Model: YRX-46A Výkon vretena obrábacieho stroja: 7,5 kW

(2) Prevádzkový cyklus 5 sekúnd, čas brzdenia 1 sekunda, brzdný prúd 12 A

(3) Napájanie: 380 V 50 Hz

2. Spracovanie regenerovanej elektrickej energie

Keď CNC stroj dokončí činnosť alebo pracovný cyklus, motor stroja sa nachádza v stave regeneratívnej výroby energie. Šesť diód v meniči premieňa mechanickú energiu prevodového mechanizmu na elektrickú energiu a privádza ju späť do medziľahlého jednosmerného obvodu, čo spôsobuje zvýšenie napätia na kondenzátore na akumuláciu energie. Ak sa neprijmú potrebné opatrenia, frekvenčný menič sa vypne v dôsledku prepätia, keď napätie kondenzátora jednosmerného obvodu stúpne na ochranný limit. Vo vysokovýkonných technických meničoch existujú dve riešenia na spracovanie nepretržite regenerovanej elektrickej energie: ① nastavenie odporov v strednom jednosmernom obvode, aby sa nepretržite regenerovaná elektrická energia mohla spotrebovávať vo forme tepla cez odpory, čo sa nazýva brzdenie spotrebou energie; ② Použitie regeneratívnych usmerňovačov na prenos nepretržite regenerovanej elektrickej energie späť do siete sa nazýva spätnoväzobné brzdenie.

(1) Brzdenie so spotrebou energie sa skladá z brzdovej jednotky a brzdového odporu.

(2) Na dosiahnutie spätnej väzby rekuperatívnej energie generovanej brzdným stavom elektromotora do siete by mal menič na strane siete používať reverzibilný menič. Zariadenie IPC-PGC na úsporu energie so sínusovou vlnou, ktoré uviedla na trh spoločnosť Jianeng, má rovnakú štruktúru ako menič a menič na strane siete a používa dosku na rozpoznávanie sieťového napätia s režimom PWM riadenia. Vďaka použitiu technológie PWM riadenia je možné riadiť veľkosť a fázu striedavého napätia na strane siete, čo umožňuje dosiahnuť, aby vstupný striedavý prúd bol vo fáze so sieťovým napätím a priblížil sa k sínusovej vlne. Účinník prenosovej sústavy je väčší ako 0,96 a má 100 % schopnosť spätnej väzby zo siete počas spätnoväzbového brzdenia bez potreby autotransformátora.

Zariadenie IPC-PGC na úsporu energie so sínusovou vlnou dokáže spätne odvádzať regenerovanú elektrickú energiu generovanú počas regulácie otáčok motora a iných procesov do elektrickej siete, čím sa zabráni stratám energie spôsobeným ohrevom odporu pomocou konvenčných brzdových jednotiek spotrebúvajúcich energiu, čím sa dosahujú ideálne účinky úspory energie a efektívna prevádzka.