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1、液压压砖机伺服系统应用,-技术篇,诚实 务实 创新,目录,一.前言 二.液压压砖机工作简述 三.液压砖机节能改造方案对比分析 四.液压压砖机伺服系统的组件配置与调试方法 五.案例,一:前言,我国陶瓷压砖机的研制起步较晚，自1983年佛山市耐酸 陶瓷厂从意大利引进第一条全自动陶瓷墙地砖生产线以来 , 建筑陶瓷产业开始迈开了发展的步伐。现国内的陶瓷压砖机 厂家主要以下几家:科达机电、恒力泰机 械、力源机械、湖南五菱、佛山捷成工等 。科达机电是中国陶机企业的龙头,恒 力泰被其收购了。纵观全世界,以意大 利的萨克米机械技术最强,定位高端路 线。除此外,外国的主要压砖机厂家还 有:德国莱斯公司、西蒂公司
2、、娜赛蒂 、意大利唯高等公司 。,下图为:海源3290吨和科达7800吨的压砖机,三梁四柱框架结构 钢丝缠绕机架,下图为萨克米压制机,二,全自动液压压砖机工作简述,1.概述 全自动液压压砖机是机、电、液、气一体化、高技术、 高精度的现代化全自动设备。专门用于陶瓷墙地砖生产过程 中的粉料压制成型。它由主机部分、液压部分、电气控制部 分组成，采用液压传动，可编程控制器实现控制功能。 2.压砖机的主要结构 (1)主机部分 主机是液压压砖机的重要组成部分之一，它包括框架、压制 油缸、料车、顶出器、接近开关箱及安全机构等主要部件。 国内外各公司的压机具体形式不完全相同，但基本上都包括 了上述各机构。,下
3、图为主外形结构,(2)液压系统部分液压系统是液压压砖机的核心部分。液压系统设计的先进性、 合理性是压机技术先进性的重要标志，也是压机运行稳定性、 可靠性的关键所有的液压压砖机液压系统都是由动力部分、 控制部分、执行部分及辅助部分四大部分组成。 动力部分动力部分主要由电动机和柱塞泵(或叶片泵)组成，向液压系 统提供压力油。 控制部分 控制部分一般由压力控制阀、方向控制阀、流量控制阀三大 类的阀件组成。液压压砖机的液压系统一般将这些阀件组成 三大集成块，即顶模、布料集成块，系统压力调节集中块和 压制循环集成块。,执行机构部分 执行机构是将压力能转变为机械能，主要包括油缸和液压马 达。 辅助部分。
4、辅助部分主要由油箱、冷却器(加热器、管路与接头、滤 油器、蓄能器等组成。它们的功能是贮存油液、控制油温、 输送油液、对油液进行过滤、消除油液中的杂质，储存能量 等。 电气控制部分 电气控制部分由动力控制柜和自动控制柜组成,包括操作平 台、可编程控制器、触摸屏、继电器等。,动力柜,电气控制柜,下图为整机结构,3.工作原理液压压砖机是根据静态下液体压力等值传递的帕斯卡原 理制成的，它是一种利用液体压力传递能量的机器。 压砖的过程是：主油缸（活塞）带动动梁上下运动，组装在动梁上的上 模头对粉料施以压力，压制成型的砖坯由顶出装置顶出模 腔，然后布料装置将砖坯推出，由翻坯机运走, 砖坯被推出 的同时,
5、顶出装置的顶砖缸下降，使模具的下模形成料腔, 布料装置将粉料布入模腔，以备再次压制砖坯。如此循环， 即达到连续生产砖坯的目的。 4.工作制度和动作程序,(1)工作制度,压砖机的工作制度分为手动、单次循环和自动循环三种形式。手动工作制度:是在压砖机试车或调试时使用，可以单独让 动梁、布料装置、顶模装置分别运动及实现压砖机的单个动 作。主要为压砖机在进行自动循环前满足初始条件而设置。单次循环工作制度:是在压砖机调试时使用，单次循环是在 工作一个循环后，各机构停于原始位置，可用来压制砖坯， 根据砖坯情况调整相应参数，使砖坯符合要求。自动工作循环工作制度:是压砖机的主要工作方式，连续不 断的一个循环接
6、一个循环的工作。,(2)压砖机的动作程序压砖机在自动循环中，粉料由压砖机后上方的料箱经软 管送到压砖机的布料装置中的料斗内，布料小车向前运动， 把前一次压好的砖坯推出，顶模缸一次下落，使模腔内填满 粉料，布料小车退回后位，顶模缸二次下降，实现墩料，下 模芯落在工作台上，为压制作准备；上模(动梁慢速启 动，上模快速下降至接触粉料前开始制动转为慢速下降，接 触粉料后又转为快速下降直到.压紧粉料即惯性压制， 然后依次进行低压压制、排气、中压压制(排气、中压压 制、高压压制、卸荷、上模慢升、快升和慢升，在上模上 升的同时顶模缸上升把压制好的砖坯顶出模腔，上.模升到 高位时，布料小车向前运动，开始下一个
7、循环。,全自动液压压砖机三次压制二次放气压制曲线示意图,三.液压压砖机节能改造方案对比分析,1、概述随着建筑陶瓷的不断发展，对于陶瓷行业来说，电耗是其 生产成本的主要部分，而压砖机设备是其主耗电设备之一,因此 降低能耗成为陶瓷业降低成本、提高产品竞争力的有效途径。陶瓷压机液压系统大多采用普通三相异步电机加定量泵构 成，陶瓷压机开启后，三相异步电机以额定频率50HZ一直运 转，而在压机工作过程的动梁下降排气、增压顶出、动 梁上升、加料、储能等几个阶段，各阶段需要的流量和压力都 不同，对于油泵马达而言，工作过程是处于变化的负载状态。 在液压系统中，油泵提供比较恒定的流量，多余的液压油通过 溢流阀回
8、流到油箱，此过程称为高压节流，据统计能量损失高 达25%70%,能量存在巨大的浪费。,2、液压压砖机节能改造方案 (1)压砖机定量泵改为变量泵节能方案.在保留原液压系统的大部分配置的情况下，将之前的定量 泵改为变量泵。在开环变量泵液压系统中，由于有斜盘改变泵 出口的大小，从而改变了泵输出流量的大小，所以没有溢流损 耗，但是，开环变量泵在流量控制状态下也存在着节流损耗， 所以，开环变量泵的调速回路是容积节流调速回路，由此 可见，将原有定量泵改为变量泵以后，节电在15%-20%之间， 存在一定的节能空间,所以现在机械厂家生产的压砖机都是变 量泵的,而且现在使用的压机也很见得到定量泵的压机了。,当异
9、步电机配变量泵后，虽然达到一定的节电效果，但 因变量泵自身结构原因，对液压油要求高，后期维护成本 大，寿命短，所以是被未来市场放弃的产品。 图片: 定量泵 变量泵,(2)压砖机变频节能改造方案 以往国内有少数节能公司加装变频器改定量泵的压机，根据 压砖机在各个工作阶段中所需的油压大小和流量速度不同及变频 节能调速装置的节能特点，从压砖机的压力电磁比例阀或流量电 磁比例阀取出01ADC的模拟电流信号，送电流变送器处理后转变 为010VDC的模拟电压信号来控制变频节能调速装置的输出频 率，从而改变油泵电机的转速，来改变油泵输出流量Q，满足压砖 机在各个工作阶段中所需的油压大小和流量速度，将传统的定
10、量 泵转变为变量泵，节能效率高达10%30%。但对现变量泵的压机, 本身存在节能,改变频意义不大,所以对变量泵基本上不改变频。对于定量泵,改变频节能,由于三相异步电机本身的性能，动 态响应较慢，同时变频器设定的加减速时间限制，加减时间过长 影响生产周期，直接影响产能,降低效益,所以用变频器进行改 造也不是一种理想的方法。,(3)双闭环伺服系统节能应用方案我公司通过对压机机械的运行情况认真分析，针对陶瓷 压机的工作流程，专业开发了一款陶瓷压机专用伺服驱动器。 采用永磁同步电机+伺服驱动器，配用原柱塞泵构成的双闭 环(压力、速度)节能液压伺服控制系统。做到根据系统需要 的流量和压力,准确,快速的提
11、供压机系统需要的压力和流量, 实现按需供油,根本解决了溢流引起能量的损失,收到了理想 的节能效果。 双闭环伺服系统节能应用到压机的三大好处: 实现理想的节能效果,节能达到20%-70% 可以降低油温过高的问题,提高机械的寿命 改造后,噪声更小,占用的空间更小,该驱动器具有以下特点： 高性能专用伺服控制：矢量控制+弱磁控制+专用PID 启转转距：0HZ 180% ，稳速精度：+/-0.02%，调速范围1：1000 强过载能力：150%额定电流60S，180%额定电流5S 采用32位高性能DSP，性能卓越，处理速度快 压力速度双闭环控制，根据系统所需要的压力和速度，实现精准，快速控制，实现了按需供
12、油，根本解决了溢流引起的油温过高和能量的损失 内置CAN通讯功能，可轻松实现多泵合流 内置直流电抗器，可靠性高，故障率低 具有缺相，短路，过流检测等多种保护方式,四.液压压砖机伺服系统的组件配置与调试方法,1.组件配置对于一套压机伺服系统,我们要考虑的是相关的电气接口 和机械接口以及相关的配件。 A:油泵(变量泵是不用更换的,除定量泵) B:新配套的伺服电机(功率大小根据原三相异电机的功率相同,转速为1500转) C:新配套的伺服驱动器(根据伺服电机的大小而定) D:连接油泵与伺服电机的支架和连轴器(根据油泵和电机的机械安装尺寸而定) E:压力传感器及安装口(统一为1/4PT螺纹.4-20ma
13、对应0-250bar),F:驱动器制动单元和制动电阻(根据驱动器而定) G:驱动器与电机编码器的连接电缆(长度20米) H:电柜,(标准,内配驱动器，制动单元，制动电阻，开关电源，变压器，风扇，继电器，触摸屏，断路器，指示灯) 辅件图片,德国BD压力传感器电流型,支架,制动单元,电柜,连轴器,电阻,2.调试方法 (1)接线图,(2)调试步骤 新机先恢复出厂参数 B9-01=1（防止参数有意外改动） 电机参数自学习 设置电机参数（根据电机名牌） B3-00=2永磁同步伺服电机 B3-01= 电机额定功率 B3-02= 电机额定电压 B3-03= 电机额定电流 B3-04= 电机额定频率 B3-0
14、5=电机额定转速 B3-28=2（旋转变压器）,：电机调谐 设置B3-37=1后,按下“RUN“自学习，显示“TUNE”，当 “TUNE“不显示时，则自学习成功，然后查看B3-31编码器 角度数值并记录,并再一次进行调谐,完成后再次查看B3-31 的数值。若前后二次数据差别在5以内,即可。 ：试运行,判断电机转向 设置B0-08=5HZ或10HZ,按下RUN键运行,观察电机转向是否正 确。如或电机转向不正确，则请调换UVW中任意二相的接线 ，并从复第步”电机调谐”,即可。试运行时，如有异 常，请按下STOP键停止。 ：油压和流量指令参数设置 B1-01= 1500,（出厂值为2000转）,B1
15、-02= 设定系统的最大压力,出厂设置是175公斤（一般压 机系统最高压力为160公斤） B1-03= 设定压力感器的量程, 出厂设置250kgcm； B1-00=5 设置驱动器为压机控制模式5 。（设置B1-00=5后，此时进入压机模式了，即可开机了） ：微调 1. 试运行时，如压力有超调或振荡，请调整油压PID参数(B1-05，B1-06，B1-07；B1-11，B1-12，B1-13； B1-14，B1-15，B1-16；B1-17，B1-18，B1-19)。 2. 电机运行过程振荡，或者发出低沉的声音，请将速度环（B4-00，B4-01，B4-03，B4-04）适当减弱； 3. 电机去过程转速不平稳，请将速度环（F2-00，F2-01，F2-03，F2-04）适当增强。 4.启动时给定的压力和流量分别对应的参数是B1-26，B-27，（出厂值B1-26=150，B1-27=75）,
