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使用磁场而不是喂料辊进料

teco drive公司正在使用科尔摩根的伺服驱动器为进料应用开发一种革命性的技术

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不足2米:“fleXfeed”加速金属处理应用领域的进料过程。

来自Garbsen的teco drive公司将其发明命名为“fleXfeed”,该技术在金属处理进料的应用具有突破性的革新。由于独创性的电磁场技术,“fleXfeed”可以实现完全无接触运行,并且比传统的进料辊更快。这个新公司将线性直驱技术作为新解决方案的基础。作为提供运动控制解决方案的合作伙伴,科尔摩根紧密地参与到开发的各个阶段。S700伺服驱动器在无接触进料过程中起着关键的作用。

没有终端或滚动,但具有非常高的速度,同时经营成本较低,这几句话恰到好处地概括了teco drive公司进料装置的优点。teco drive是一个从汉诺威莱布尼茨大学成型工艺和设备研究所成功“分拆”的公司。如果了解金属薄片加工过程,就会清楚了解这个发明的潜力。在Arnsberg的Trilux公司的灯光专家采用薄铝板为高端照明系统的反射板冲孔。在此之前,冲床与传统进给辊的速度为每分钟200下。无法实现更高的循环速率。限制因素不是实际的冲孔过程,实际上冲孔速度可以很轻松地达到这个速率的两倍。正如teco drive公司的管理合作人之一,Olaf Marthiens博士解释的那样,问题在于“进料辊限制了生产速率”。可以采用物理原理,特别是质量惯性和金属条带与滚筒之间的摩擦系数,来解释进料辊的“速度受限”原因。无接触技术可以非常平顺高速地传送原料,而没有任何横向力和金属条带扭结。位于Hannover的大众公司对这一新技术的应用一直较为积极,并且已经成功地在生产散热器鳍片的过程中显著缩减安装、维护和故障停车的时间。

 

高分辨率测量滚轮.png三分快三计划 为了提供对真实位置的反馈,teco drive公司使用了两个很轻的高分辨率测量滚轮,这些滚轮可以监测出现的任何滑移。

 

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示意图:无接触进料过程利用磁引力和斥力的原理,通过两个定子在金属条片中产生电磁场而实现。

无扭转或滑移

三分快三计划如果希望获得电磁解决方案全部优点,最好粗略了解一下喂料辊的工作原理。喂料辊可以固定金属条(从一卷金属条中滚动取出),并将它以一个给定的速率送到机器上进行处理-如深冲压或冲孔系统。两个辊轮必须与每个处理循环密切配合,在工件上产生压紧力,并在最终再次打开(或释放)之前堵塞的时候进行输送。“速度越快,就需要更高的压紧力保持材料不打滑”,Marthiens解释说。而这正是喂料辊与电磁方法相比处于劣势的地方。不可能无限制地增大施加到材料上的压紧力,否则金属就会变形。另外,压紧力过大会损坏精细加工材料的表面。TriluX公司发现这种效应会导致铝散热片产生极其微小的扭曲。但是,在总装之后反射的光线会有明显的失真。

三分快三计划目前,TriluX公司正在使用teco drive公司的“flexfeed”技术–这带来了惊人的结果。该公司的生产速度翻了一番,现在终于能够充分利用其钣金加工设备的潜力。“在项目开始时,我们的任务是要达到每分钟400次–达成这个结果真的很容易,” Hans-Jörg Lindner回忆说,他也是teco drive公司的管理合伙人。“一般来说,我们可以提高至现有流程速度的二倍,” Marthiens博士补充道。

 

这是如何实现的呢?与线性直驱技术一样,无接触进料过程也利用磁体同性相吸和异性相斥的原理。这也是为何该设备包含两个相对的定子,只有一米长的原因。在两个定子之间的金属条上产生电磁场,通过产生的洛伦兹力完成进料动作。“fleXfeed”的工作原理可与异步线性电机相比较,金属条所起的作用类似于鼠笼式转子。这一细节在控制技术方面带来了某些挑战,而专利过程最终关心的是如何解决这些问题。

开发新的控制工艺

teco drive公司需要依靠科尔摩根的S700伺服驱动器的出色表现,特别是其速度和可编程性。Olaf Marthiens博士需要最大的自由度,在伺服驱动器中实现一种新型的控制,作为对磁场定向矢量控制(FOC)的替代。“我必须编写一个程序,使其可以改变电流的相位角和幅值。”FOC技术对于这个特殊应用没有效果,因为被输送材料中不断变化的磁场会使控制电路变得不稳定。FOC对所谓的转子常数非常敏感-该常数为被输送金属条的电感和电阻之比。标准异步电机的转子是不变的,转子常数只依赖于温 度。当在高动态控制应用中使用异步电动机时,这足以使一个涂料器达到白热化。

 

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编程科尔摩根S700伺服驱动器实现这个任务相对简单

 

进料单元的fleXcontrol 操作员界面

进料单元的fleXcontrol 操作员界面

三分快三计划相比之下,“fleXfeed”单元能在高度动态应用中对尽可能多种的金属材料以高加工机械精度定位和进料。不同的厚度、宽度和材料结构的不可见变化导致引起电阻和电感水平的不断变化,因导致转子常数也随之变化。

Teco drive公司已经与科尔摩根一起解决了这个问题,在这个特定应用中只用了一个电流和定位控制器。磁场定向控制不再适用,而由S772伺服驱动器来控制并固定了磁场。 “我们的特殊技能发挥了作用,”Marthiens兴奋地说。为了确定金属条的位置,teco drive使用自主开发的测量反馈轮。值得注意的是控制电路的速度,因为teco drive是直接从金属条在磁场中的实际位置计算下一设定点-而不是通过控制系统和现场总线来计算。“我们需要消除任何延迟,以确保定位精度达到10µm—即使是在循环速率为每分钟4000次的情况下。峰值可以归因于S700驱动器的强大计算能力以及通用的高度简化和简单的编程。 Marthiens回顾了与科尔摩根销售团队密切合作的过程,他们很快就意识识到这项发明的意义并安排与Georg Jaskowski直接接触,他是科尔摩根 S700系列的软件开发人员。

 

 

无法想象的进料高生产率

teco drive公司和科尔摩根设法设计了一种用辊轮永远实现不了的进料方法—举例来说,辊轮根本不可能如此快速补给物料。相反,由于只包含一个电磁场,这种方法很简洁。其结果是,进料过程简化—简而言之—只是通断电流即可,物料不起任何作用。这个巧妙的原则在实践中有更多的优点。通断电流是不发声音的,不涉及任何机械应力。这种特性大大扩展了高性能应用环境下生产设备的使用寿命,因为进料单元不会产生机械磨损。

降低能源消耗

三分快三计划此项技术获得汽车行业公司关注的另一个原因是:新技术仅需要喂料辊所需能量的一小部分。“虽然我们需要使用科尔摩根 35 千瓦的伺服驱动器来实现必要的磁化电流,但其有效功率仅有700瓦,”Olaf Marthiens博士解释说。对于负责管理业务的Hans-Jörg Lindner来说,这些都是放弃旧进料方法可获得的好处。“在TriluX公司,我们设法将两个系统合并成一个。我们这样做不会影不仅响生产率,而且还可以节省很多空间,并且大大降低了工具成本。”Hannover Stöcken的大众工厂享有类似的好经验。

 

 

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