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“电驱动+电动缸”系统在立体织物装备中的应用
发布时间:2017-02-26

 伺服电动缸伺服电动缸伺服电动缸伺服电动缸伺服电动缸伺服电动缸伺服电动缸伺服电动缸伺服电动缸伺服电动缸  立体织物是近几十年发展起来的纤维性能加强结构产品,起着增加强度、改良材料性能的效果,在航空、航天等军事及新技术领域中需要量逐渐增加,很多国家都投入大量人力、财力进行研究。新型立体织物结构和装备不断浮现,立体织物装备是增强织物性能的关键原因,保障了立体织物的高性能在复合材料领域中的领先地位。      随着用户对立体的性能研究不断革新和需求不断加大,对立体织物装备自动化、机械化程度的要求也与此同时增强。“电驱动+电动缸”以节约能源、系统构成简单、维持成本低、优秀的控制性能和信赖性使设备工程师不得不对它另眼相看。在现代立体织物装备中,该技术获得了有效果的运用。    

1、 电驱动系统相对液压系统的特征     在立体织物装备中电驱动系统与液压系统相比较较具备以下优点:    

a. 方便控制、检测,控制精度高。     在现有的立体织物装备配置的液压系统中,工作介质是液压油。由于液压油是弹性的,并且其弹性指数随着油的污染、老化以及温度的改变均会发生变换,加上油管的安排、元器件的误差等要素,要准确并且方便地对传统液压系统加以控制是难度大的,特别是对若干实行器组成的系统,其同步销售控制精度低、位置控制精度低的毛病就显得更加棘手。在大多情况下,不得不借助人工进行辅助测量和更正,进而制造成产品内在性能波动。     而在应用了电驱动控制系统的装备中,主要控制对象是伺服电机,参数简单、控制方便。电机自身装有编码器等反馈原件,可以便的构成位置、速度或者力矩控制闭环,控制精度高且利于监控各式各样控制状态,可方便的进行多轴的同步销售控制。当前伺服电机的控制多利用数字控制技术、参数设定简单、抗滋扰性强、重复定位精度高,有效果的晋升了的产品的质量和性能。    

b.高效率、节约能源。     在液压系统中,通常采用三相异步电动机拉动液压泵,产生高压液压油。高压液压油经过各式各样控制阀和管道输送到液压缸或者油马达,转变成直线或旋转运动,也可以说:液压系统工作时有一个电能转变成液压能再转变成机械动能的全过程。这么一个两次转变的全过程,必然会引发能量损失和耗损。通常在一个标准的液压系统里,三相异步电机的效率为93%,液压泵的效率为80%-90%,液压妈的效率为80%,再加上各式各样控制阀、配管的压力损失,液压系统的总效率一般仅有45%-55%。若是顾及当冉系统发烧时液压油需冷却时所需能量,那么该温室塑料薄膜系统的总效率就更加低了。     而在电动控制中,伺服电机的效率与转速相关,普通为85%。滚珠丝杠副的效率为95%。顾及了电动缸内部的摩擦损失后,电动控制的总效率普通为65%~75%。与液压系统相比较效率高出20%左右。    

c.系统构成简单,减少了质量。

     以配置22kw的液压系统的装备为例,其泵站的容积约为0.8m3;质量约为1.5t,加上配管等,其总质量约为1.6t。若是该温室塑料薄膜系统有4根行程为2m、内径为120毫米的油缸,每根的质量约为150千克,这样整个系统的质量为2.2t,约占容积为1m3。    

 由于电动系统不需要液压泵站、配管等,整个系统的占有空间和总质量与液压系统相比较都大幅度减小。一致功率的电动系统每根电动缸的质量约为220千克,整个电动系统的总质量 880千克,帘冉系统相比较,电动系统的质量是液压系统的40%,容积是液压系统的35%,这对增强系统的紧凑性、增加整个系统的机动性和减小运行成本的功效是非常明显的。    

d.利于维持,系统的信赖性高。由于液压系统使用矿物油作为工作介质,就不能避免地存在着油的污染控制、老化劣化等问题。根据不完全统计,液压系统70%~80%的故障是由于液压油的污染引发的。同时,由于制作精度、安装误差元件质量等问题,液压油的跑、冒、滴、漏是不能避免的,这样不光污染了环境,同时也减小了系统的信赖性。另一方面,液压系统中的密封件也有一个老化寿命问题,需要定期调换。这不仅仅要求现场的操作人员要有比较高的专业技艺水平,并且维持的工作量是非常非常大的。    

 e.关于成本。  

( 1)开发期成本。对于一致精度,在开发初始由于系统构成的不一样、小量生产等要素,电动控制系统的成本大概为液压系统的2~2.5倍。    

(2)批量生产期成本。待系统定型后,并有一定的批量时,通常电控系统的成本大概为液压系统的1.2~1.5倍。    

(3)系统使用成本。由于不使用液压油,不需要面对密封件等进行定期调换,并且电控的总效率远于液压系统约20%。因而电控系统的使用成本大约是液压系统的O.6~0.8倍。    

(4)系统维持成本。     由于电动系统不存在液压系统的跑、冒、滴、漏和液压油的老化变质、油液污染,密封件的老化等问题,其维持成本唯有传统的液压系统的15%~20%。    

2. “电驱动+电动缸"的控制系统是IT技术发展到21世纪的产物     实际上,IT给传统的传动技术注入了新的血液,使其焕发了芳华。IT技术扩大了人们时空和视空,使机械传动不光有了功率流更有了神经流。机械运动技术是IT进一步发展的基础,它使得IT技术更能够“实事求是”了。IT给传动技术与控制带来非常大的益处,但它不能改变机械系统自身的天性,而是让咱们处理机械传动系统时更简便、会更容易。IT机械传动系统的关键在于对系统物理模型的更深档次的分析及对系统神经流的分析。随着立体织物工艺装备的不断晋升,其对机械动作的要求也越来愈高。各式各样种类的装备由于IT技术的支援由原来开环控制系统逐渐转为闭环、由简单的机械逻辑控制转为动作全过程控制、由单机动反映机械运动状态的IT的运用已是相当必要。市场对立体织物装备的机械运动系统要求更高、更快、更强、更可控制、更节约能源、更满足环保要求,同时希望配置具备更大的功率和更大的流量。在IT技术的参加下,这些要求已逐渐实现。    

 a. 总线技术的发展。     现场总线的发展,尤其是针对装备的传动系统实时控制的现场总线的发展,为机械传动的闭环实时系统控制提供了更大的便利。运用计算机同时实现速度控制、位置控制、模拟仿真、立体织物设备的准确引纬、次序开口、当令牵引和加载可控、故障诊断、在线检测,进一步实现网络长途调节和监控。    

b. 数字系统会更容易实现多回路控制。随着数字控制技术的发展,伺服闭环控制系统的配对会更容易更简单方便。这样的系统不光适合于大功率,并且可满足高精度及高动态响应的要求,实现多回路同步销售控制。

C.高精度的速度、位置控制。     运用高性能、大功率的伺服电机驱动电动缸可实现准确的速度和位置控制。    

d.数字系统更利于使用功能齐备的工具软件。     数字系统自身具备的程序参数标定故障诊断、在线检测、模拟仿真、实时显示和学习功能,它扩大了人们的时空和视空,可十分方便地优化系统,为实时显示对系统做更深档次的分析提供了非常大的方便。    

 总之,随着关键元器件的发展和技术的成熟,电驱动、电动缸已突破了高价格格、小功率的范畴,当前电动缸最大出力可达500kN,最快速度可达2 000毫米/s,同时在低速稳定性、噪音、寿命等方面也有了巨大的晋升。在立体织物装备领域里,准确定位、准确开口、引纬、当令牵引、加载可控和有效增强织制造速度是晋升装备自动化水准的关键,“电驱动+电动缸”控制系统的优点可以使这个问题获得中意地解决。总之,以IT技术为核心的“电驱动+电动缸” 作为机电一体化的产物正在获得愈来愈多的人们器重和好评,随着我国国民经济的继续快速发展其运用领域也将越来越广。

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