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用作自動(dòng)控制裝置中執(zhí)行元件的微特電機(jī)。又稱執(zhí)行電動(dòng)機(jī)。其功能是將電信號(hào)轉(zhuǎn)換成轉(zhuǎn)軸的角位移或角速度。
伺服電動(dòng)機(jī)分交、直流兩類。交流伺服電動(dòng)機(jī)的工作原理與交流感應(yīng)電動(dòng)機(jī)相同。在定子上有兩個(gè)相空間位移90°電角度的勵(lì)磁繞組Wf和控制繞組WcoWf接一恒定交流電壓,利用施加到Wc上的交流電壓或相位的變化,達(dá)到控制電動(dòng)機(jī)運(yùn)行的目的。交流伺服電動(dòng)機(jī)具有運(yùn)行穩(wěn)定、可控性好、響應(yīng)快速、靈敏度高以及機(jī)械特性和調(diào)節(jié)特性的非線性度指標(biāo)嚴(yán)格(要求分別小于10%~15%和小于15%~25%)等特點(diǎn)。直流伺服電動(dòng)機(jī)的工作原理與一般直流電動(dòng)機(jī)相同。電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速n為 -(ysjysjysjcvbn)
n=E/K1j=(Ua-IaRa)ybfhdewsas/K1j式中E為電樞反電動(dòng)勢;K為常數(shù);j為每極磁通;Ua,Ia為電樞電壓和電樞電流;Ra為電樞電阻。改變Ua或改變?chǔ)眨煽刂浦绷魉欧妱?dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速,但一般采用控制電樞電壓的方法。在永磁式直流伺服電動(dòng)機(jī)中,勵(lì)磁繞組被永久磁鐵所取代,磁通φ恒定。
直流伺服電動(dòng)機(jī)具有良好的線性調(diào)節(jié)特性及快速的時(shí)間響應(yīng)。
隨著包裝行業(yè)的迅猛發(fā)展,瓦楞紙板生產(chǎn)線的生產(chǎn)效率逐年提高,主要體現(xiàn)在瓦楞紙板生產(chǎn)線后端的電腦橫切機(jī)速度的大幅提高。電腦橫切機(jī)的控制部分需滿足精準(zhǔn)的裁切長度的同時(shí)還要滿足很高的裁切速度。其難點(diǎn)在于紙板處于高速運(yùn)動(dòng)狀態(tài),切刀的動(dòng)態(tài)控制需極高的運(yùn)算速度和極高的跟蹤性能。變頻器的控制無法達(dá)到高的裁切速度(40M/min—80M/min),裁切誤差也隨速度的提高而越來越大,PLC對脈沖的反饋速度也無法滿足裁切精度的要求。運(yùn)動(dòng)控制卡加進(jìn)口伺服系統(tǒng)的控制方式是完全可以滿足精度和速度的雙向要求,速度可達(dá)到200M/min—300M/min,還是有價(jià)格昂貴,供貨時(shí)間長等不足之處。本文著重介紹的將運(yùn)動(dòng)控制卡集成在伺服驅(qū)動(dòng)器之內(nèi)的VEC品牌伺服驅(qū)動(dòng)器在橫切系統(tǒng)中的應(yīng)用。
二、系統(tǒng)組成
下圖為電腦螺旋刀橫切機(jī)控制簡圖。此系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)旋轉(zhuǎn)式同步動(dòng)態(tài)裁切,上下兩組裁切輪刀同時(shí)被伺服馬達(dá)帶動(dòng),各依箭頭所示方向相對旋轉(zhuǎn)。輪刀之上的刀刃必須作精密的調(diào)整,當(dāng)上輪刀之刀刃旋轉(zhuǎn)至正下方時(shí),下刀刃恰好轉(zhuǎn)至正上方,才能執(zhí)行正確的裁切。每次裁切刀輪旋轉(zhuǎn)一圈,便自動(dòng)將材料切斷一次;馬達(dá)只要在相同方向連續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn),輪刀便能連續(xù)裁切。
系統(tǒng)組成及其功能介紹:
1、旋轉(zhuǎn)式同步飛剪控制驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)(VEC-VBR):
接受PLC及HMI輸入的運(yùn)轉(zhuǎn)命令及長度設(shè)定
偵測量測輪編碼器傳回之脈沖,得知進(jìn)料速度及進(jìn)料長度。
控制伺服馬達(dá)之運(yùn)轉(zhuǎn)速度及同步定位動(dòng)作
2、人機(jī)界面(HMI):
接受設(shè)定資料及顯示運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)
3、PLC:
處理基本之接口、互鎖、連動(dòng)信號(hào)
4、永磁同步伺服馬達(dá) 或 感應(yīng)式伺服馬達(dá):
將馬達(dá)動(dòng)力傳送至上下裁切刀輪
5、輪刀:
上下鏡射、各帶刀刃的一組回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)
6、送料檢測編碼器:
直接緊密的接觸待切材料,靠材料之橫移而帶動(dòng)編碼器產(chǎn)生脈沖信號(hào)
伺服:一詞源于希臘語“奴隸”的意思。人們想把“伺服機(jī)構(gòu)”當(dāng)個(gè)得心應(yīng)手的馴服工具,服從控制信號(hào)的要求而動(dòng)作。在訊號(hào)來到之前,轉(zhuǎn)子靜止不動(dòng);訊號(hào)來到之后,轉(zhuǎn)子立即轉(zhuǎn)動(dòng);當(dāng)訊號(hào)消失,轉(zhuǎn)子能即時(shí)自行停轉(zhuǎn)。由于它的“伺服”性能,因此而得名。 (銷售詢價(jià)熱線:13918864473 021-61316707021-61318625 QQ:937926739銷售)
伺服系統(tǒng):是使物體的位置、方位、狀態(tài)等輸出被控量能夠跟隨輸入目標(biāo)(或給定值)的任意變化的自動(dòng)控制系統(tǒng)。伺服的主要任務(wù)是按控制命令的要求、對功率進(jìn)行放大、變換與調(diào)控等處理,使驅(qū)動(dòng)裝置輸出的力矩、速度和位置控制的非常靈活方便。
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力勁PT60V伺服系統(tǒng)原理
力勁PT60V伺服系統(tǒng)原理:
伺服電機(jī):伺服電動(dòng)機(jī)又稱執(zhí)行電動(dòng)機(jī),在自動(dòng)控制系統(tǒng)中,用作執(zhí)行元件,把所收到的電信號(hào)轉(zhuǎn)換成電動(dòng)機(jī)軸上的角位移或角速度輸出。其主要特點(diǎn)是,當(dāng)信號(hào)電壓為零時(shí)無自轉(zhuǎn)現(xiàn)象,轉(zhuǎn)速隨著轉(zhuǎn)矩的增加而勻速下降。 (銷售詢價(jià)熱線:13918864473 021-61316707021-61318625 QQ:937926739銷售)
伺服電機(jī)的優(yōu)點(diǎn):大扭力、控制簡單、裝配靈活 。
伺服電機(jī)的結(jié)構(gòu):一個(gè)伺服電機(jī)內(nèi)部包括了一個(gè)直流電機(jī);一組變速齒輪組;一個(gè)反饋可調(diào)電位器;及一塊電子控制板。其中,高速轉(zhuǎn)動(dòng)的電機(jī)提供了原始動(dòng)力,帶動(dòng)變速(減速)齒輪組,使之產(chǎn)生高扭力的輸出,齒輪組的變速比愈大,伺服電機(jī)的輸出扭力也愈大,也就是說越能承受更大的重量,但轉(zhuǎn)動(dòng)的速度也愈低。
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為了克服連桿模具制造采用傳統(tǒng)的電火花加工(EDM)會(huì)出現(xiàn)微小裂紋、表面質(zhì)量差和生產(chǎn)效率低的不足,基于功能強(qiáng)大的UGCAM軟件系統(tǒng)平臺(tái),使用高速加工(HSM)技術(shù)制造連桿型腔模具,提出了相應(yīng)的加工策略,并介紹了連桿模具的高速加工方法,從而縮短了加工時(shí)間,提高了模具精度。
連桿是發(fā)動(dòng)機(jī)的重要運(yùn)動(dòng)部件之一。在傳統(tǒng)的連桿模具制造中,為了提高模具的加工性能和使用壽命,一般都采用高強(qiáng)度的耐磨材料制造,這些材料經(jīng)過熱處理后硬度更高,很難采用常規(guī)的機(jī)械加工方法進(jìn)行加工。過去都是采用電火花加工(EDM)技術(shù)來完成模具型腔的制造,但這種靠放電燒蝕的/微切削0的加工過程非常緩慢,生產(chǎn)效率極低,并且還會(huì)在型腔表面產(chǎn)生微小裂紋,粗糙度往往也達(dá)不到模具的具體要求,因此在電加工后還要進(jìn)行費(fèi)時(shí)的手工研磨和拋光處理。
高速切削(HSM)是采用高轉(zhuǎn)速、快進(jìn)給、小切深和小步距來提高加工效率的一種加工方式,對淬硬模具材料、薄壁零件和三維自由曲面的加工具有顯著的優(yōu)勢 [2] 。高速切削加工的技術(shù)優(yōu)勢:(1)能直接對淬硬模具材料進(jìn)行精加工,可省略傳統(tǒng)模具加工中的電火花加工;(2)加工精度高,不再需要手工拋光,縮短了加工時(shí)間;(3)高速切削加工的每次切除量很小,切削力低,熱變形小,可以采用小直徑刀具直接加工復(fù)雜型腔和薄殼零件。
UG是一套功能強(qiáng)大的CAD/CAM軟件,從產(chǎn)品的概念設(shè)計(jì)直到產(chǎn)品建模、分析和制造過程,都可以與高速切削技術(shù)緊密地結(jié)合起來,從而形成高速加工CAD /CAM/HSM集成系統(tǒng)。UGCAM系統(tǒng)具有較高的編程效率,便于快速編程和調(diào)試程序;具有自動(dòng)防過切和刀柄干涉檢查功能;可以優(yōu)化刀具路徑和實(shí)現(xiàn)特殊的加工策略;具有直接輸出樣條曲線(NURBS)插補(bǔ)功能,可快速加工出復(fù)雜而極其光滑的曲面。
本文以UGNX6.0為二次開發(fā)平臺(tái)實(shí)現(xiàn)連桿模具的高速加工制造。
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圖1 連桿模具凹模型腔
1 連桿模具的高速加工策略
圖1所示是某發(fā)動(dòng)機(jī)連桿模具凹模型腔。它采用高速切削技術(shù)直接加工該零件的模具鋼材料,可以獲得較高的表面質(zhì)量,并可達(dá)到一定的尺寸和形位精度。因此,可以省略常規(guī)模具加工的電火花加工和大量手工修磨等工序,縮短了工藝流程,極大地提高了加工生產(chǎn)效率。
1.1保持切削載荷的恒定和輕便
在高速切削過程中保持恒定的切削載荷非常重要。為了使刀路軌跡光滑,在加工過程中應(yīng)注意以下幾點(diǎn):(1)采用小步距和淺切削深度(刀具直徑的10%左右) 進(jìn)行加工;(2)使用圓弧或螺旋線方式實(shí)現(xiàn)進(jìn)退刀具;(3)大量采用等高分層加工代替仿形加工;(4)切除率盡量保持為常數(shù);(5)在粗加工時(shí),不但要求刀具以圓弧或螺旋線方式進(jìn)入工件材料,而且使進(jìn)給率和機(jī)床轉(zhuǎn)速之比達(dá)到最佳,從而避免急劇變化的刀具運(yùn)動(dòng)以及在外形輪廓上直接進(jìn)刀和退刀。
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圖2 高速加工刀路光順示意圖
圖2所示為連桿模具高速加工刀路光順示意圖。在高速加工過程中,一般要求刀具平滑地切入與切出工件,并通過緩慢調(diào)節(jié)可以保持連續(xù)的切削載荷,并達(dá)到保護(hù)刀具的目的。在切入工件時(shí)一般采用螺旋線方式進(jìn)刀,切出工件時(shí)使刀具沿圓弧方向切出。
另外,為了保證在拐角處具有平滑的走刀軌跡,刀具路徑可以采用圓角或圓弧走刀,并相應(yīng)地減慢進(jìn)給速度,這樣在拐角處便能獲得光滑的刀具軌跡,并保持連續(xù)的高進(jìn)給速度以及加工過程的平穩(wěn)性。現(xiàn)將UGCAM軟件中/角和進(jìn)給率控制0對話框中的/圓角0選項(xiàng)設(shè)定為/ALLPasses0來光滑拐角和步距,從而保持刀具負(fù)荷穩(wěn)定。
1.2使用非均勻有理B樣條(NURBS)插補(bǔ)
隨著高速切削加工設(shè)備的使用,一種基于NURBS理論的CNC插補(bǔ)控制器也隨之出現(xiàn),這使得CNC系統(tǒng)具備了能自動(dòng)進(jìn)行NURBS格式定義的加工域的能力。NURBS曲線使用控制點(diǎn)、權(quán)值、節(jié)點(diǎn)矢量3個(gè)參數(shù)來表達(dá)自由曲線。NURBS插補(bǔ)就是將這3個(gè)參數(shù)作為NC指令的一部分,由CNC系統(tǒng)內(nèi)部計(jì)算并生成NURBS曲線,并按照NURBS曲線驅(qū)動(dòng)機(jī)床進(jìn)給軸運(yùn)動(dòng),加工出NURBS曲線形狀。選用NURBS格式進(jìn)行插補(bǔ)不僅誤差小、精度高,而且可以簡化 NC代碼程序(程序長度只有線性插補(bǔ)代碼的1/10~1/100),這樣既可以控制機(jī)床在沿NURBS曲線運(yùn)動(dòng)的同時(shí)計(jì)算NURBS曲線的曲率變化,又可以在機(jī)床加速度允許的范圍內(nèi)以最大速度進(jìn)行加工,從而實(shí)現(xiàn)模具加工的高速度和高精度。
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表1 高速加工工藝參數(shù)表
2 連桿模具的高速加工
2.1 高速加工機(jī)床選擇
數(shù)控機(jī)床采用瑞士米克朗公司的HSM-600型高速銑削加工中心,主軸最高轉(zhuǎn)速可達(dá)60000r/min,控制軸進(jìn)給速度最快可達(dá)40m/min,具有DNC加工時(shí)的高速數(shù)據(jù)通信處理功能和/前饋0控制技術(shù),支持NURBS插補(bǔ)格式。
2.2 模具材料和刀具選擇
選擇的加工材料為鑄態(tài)模具鋼7CrSiMnMoV,高溫淬火后硬度達(dá)到55~58HRC,具有較好的強(qiáng)度和韌性配合。刀具選用日本黛杰機(jī)夾式高速銑刀,刀片材料為立方氮化硼(半精加工型號(hào)為JBN330,精加工型號(hào)為JBN245),切削速度可以大于100m/min,切削60HRC以上的高硬度材料時(shí), 其刀具耐用度達(dá)到60min以上。
2.3 高速加工工藝規(guī)劃
a.粗加工。 在粗加工的過程中,可以充分利用機(jī)床的主軸功率,從毛坯上盡可能高效地去除大部分余量,并使后續(xù)精加工余量均勻。由于模具型腔曲面復(fù)雜,空間狹小,直接采用<6R3球頭刀具完成粗加工,主要切削工藝參數(shù)見表1。相應(yīng)的粗加工刀路示意圖如圖3所示。
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圖3 <6R3銑刀粗加工刀路示意圖
b.精加工。
精加工過程采用了固定軸曲面輪廓銑/FIXEDCONTOUR0加工方法,該方法能夠有效地切除粗加工刀具留下的各種刀痕。采用<4R2球頭銑刀精加工,按照高速加工策略光順刀具路徑,使切削載荷保持恒定。
c.清根加工。
采用<4R2球頭銑刀精加工以后,在型腔底面與側(cè)面交界處仍然會(huì)有一些多余的材料還沒有被切除,需要應(yīng)用更小的刀具進(jìn)行清根加工。現(xiàn)選用<2R1球頭銑刀執(zhí)行清根加工/FLOWCUTMULT0,UGCAM系統(tǒng)自動(dòng)確定切削方向與加工前后順序,并優(yōu)化清根刀路,同時(shí)使刀具盡可能保持與零件表面接觸,以減少非切削運(yùn)動(dòng)時(shí)間。
通過3D動(dòng)態(tài)仿真模擬所有刀具運(yùn)動(dòng),檢查刀具運(yùn)動(dòng)軌跡是否出現(xiàn)空行程和過切/欠切等干涉現(xiàn)象,然后按NURBS格式執(zhí)行后置處理,生成數(shù)控加工程序代碼。由于程序代碼龐大,采用RS-232C串行接口傳入數(shù)控系統(tǒng),執(zhí)行網(wǎng)絡(luò)在線加工,連桿凹模加工仿真效果如圖4所示。
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圖4 連桿模具加工仿真效果圖
3 結(jié)束語
本文連桿模具的加工方法已在某集團(tuán)鍛造廠得到了成功的應(yīng)用。連桿模具的整個(gè)加工過程只需54min(以前的電火花加工工藝從生產(chǎn)電極、電火花加工到拋光大約需要16h),極大地縮短了加工周期。對于形狀復(fù)雜、淬火后硬度較高的模具, 利用CAD/CAM/HSM集成系統(tǒng)進(jìn)行三維造型與數(shù)控編程,并使用高速加工技術(shù)完成模具的加工,既可以縮短模具的生產(chǎn)周期,又可以確保模具的表面品質(zhì)和加工精度。實(shí)踐證明,該方法的成功應(yīng)用為連桿模具鍛造廠帶來了良好的綜合效益,同時(shí)也為其他模具企業(yè)提供了一種行之有效的加工方法。
伺服電機(jī)的工作原理:
伺服電機(jī)是一個(gè)典型閉環(huán)反饋系統(tǒng),減速齒輪組由電機(jī)驅(qū)動(dòng),其終端(輸出端)帶動(dòng)一個(gè)線性的比例電位器作位置檢測,該電位器把轉(zhuǎn)角坐標(biāo)轉(zhuǎn)換為一比例電壓反饋給控制線路板,控制線路板將其與輸入的控制脈沖信號(hào)比較,產(chǎn)生糾正脈沖,并驅(qū)動(dòng)電機(jī)正向或反向地轉(zhuǎn)動(dòng),使齒輪組的輸出位置與期望值相符,令糾正脈沖趨于為0,從而達(dá)到使伺服電機(jī)精確定位的目的。
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伺服電機(jī)的控制:
標(biāo)準(zhǔn)的伺服電機(jī)有三條控制線,分別為:電源、地線及控制。電源線與地線用于提供內(nèi)部的電機(jī)及控制線路所需的能源,電壓通常介于4V—6V之間,該電源應(yīng)盡可能與處理系統(tǒng)的電源隔離(因?yàn)樗欧姍C(jī)會(huì)產(chǎn)生噪音)。甚至小伺服電機(jī)在重負(fù)載時(shí)也會(huì)拉低放大器的電壓,所以整個(gè)系統(tǒng)的電源供應(yīng)的比例必須合理。輸入一個(gè)周期性的正向脈沖信號(hào),這個(gè)周期性脈沖信號(hào)的高電平時(shí)間通常在1ms—2ms之間,而低電平時(shí)間應(yīng)在5ms到20ms之間。
2. 伺服控制器:智能數(shù)字伺服驅(qū)動(dòng)器
1). 輸入電壓:AC200V-480V
2). UL/CE認(rèn)可
3). IP20防護(hù)等級
4). 0-45℃標(biāo)準(zhǔn)運(yùn)行溫度
5). 包含放電電阻
6). 綜合電機(jī)溫度監(jiān)控
7). 綜合電機(jī)制動(dòng)器控制
8). 2個(gè)模擬量輸入
9). 2個(gè)模擬量輸出
10). 2個(gè)標(biāo)記信號(hào)接口
11). 位置凸輪開關(guān)控制
12). 電子同步功能,響應(yīng)速度快,反饋時(shí)間62.5μs。
13). SERCOS接口或者現(xiàn)場總線接口
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一般電動(dòng)機(jī)工作時(shí)都是轉(zhuǎn)動(dòng)的。但是用旋轉(zhuǎn)的電機(jī)驅(qū)動(dòng)的交通工具(比如電動(dòng)機(jī)車和城市中的電車等)需要做直線運(yùn)動(dòng),用旋轉(zhuǎn)的電機(jī)驅(qū)動(dòng)的機(jī)器的一些部件也要做直線運(yùn)動(dòng)。這就需要增加把旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)變?yōu)橹本運(yùn)動(dòng)的一套裝置。能不能直接運(yùn)用直線運(yùn)動(dòng)的電機(jī)來驅(qū)動(dòng),從而省去這套裝呢?幾十年前人們就提出了這個(gè)問題。現(xiàn)在已制成了直線運(yùn)動(dòng)的電動(dòng)機(jī),即直線電機(jī)。
直線電機(jī)的原理并不復(fù)雜。設(shè)想把一臺(tái)旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)的感應(yīng)電動(dòng)機(jī)沿著半徑的方向剖開,并且展平,這就成了一臺(tái)直線感應(yīng)電動(dòng)機(jī)(圖)。在直線電機(jī)中,相當(dāng)于旋轉(zhuǎn)電機(jī)定子的,叫初級;相當(dāng)于旋轉(zhuǎn)電機(jī)轉(zhuǎn)子的,叫次級。初級中通以交流,次級就在電磁力的作用下沿著初級做直線運(yùn)動(dòng)。這時(shí)初級要做得很長,延伸到運(yùn)動(dòng)所需要達(dá)到的位置,而次級則不需要那么長。實(shí)際上,直線電機(jī)既可以把初級做得很長,也可以把次級做得很長;既可以初級固定、次級移動(dòng),也可以次級固定、初級移動(dòng)。接線端子做為連接器的一種,是電氣行業(yè)中的一個(gè)重要組件,起著不可替代、不可忽視的作用,因工程技術(shù)人員在檢修時(shí)首先也是從接口檢查,也就是端子入手,因此接線端子的設(shè)計(jì)尤為重要。
產(chǎn)品的設(shè)計(jì)是集于:產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)、材料、結(jié)構(gòu)、電鍍、認(rèn)證、模具、及制造工藝的一種綜合性設(shè)計(jì),端子也不例外。
(一)產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)起著總的指導(dǎo)思想,幾乎所有的考慮都以它為依據(jù),我們端子設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)首先以UL和CSA為準(zhǔn),不過在有些電氣參數(shù)方面也可以以其他標(biāo)準(zhǔn)為依據(jù),如高低溫試驗(yàn)。
(二)材料的選擇直接影響到整個(gè)產(chǎn)品的性能,是設(shè)計(jì)的關(guān)鍵,以塑膠材料為例:如果是以UL94,V-0的阻燃為設(shè)計(jì)依據(jù)就要認(rèn)真審核各家材料物性表的技術(shù)參數(shù)是否能滿足產(chǎn)品的標(biāo)準(zhǔn),如沖擊耐電壓和耐老化試驗(yàn)是否能過,在五金材料方面主要是TP的壓片材料選擇尤其重要,因?yàn)榇藟浩纫獫M足一定的導(dǎo)電率(電流)又要有一定的彈性,在選擇材料方面給我們的工程師帶來了困難,而恰恰在此方面正是連接器廠商在彈性元器件所追求的趨勢,許多生產(chǎn)五金材料的廠家正在這方面努力,導(dǎo)電率直接影響到溫升和接觸電阻,彈性的好壞與材料的化學(xué)元素、彈性模量、硬度、抗拉強(qiáng)度有關(guān),彈性模量選擇用材料力學(xué)的第四強(qiáng)度理論公式進(jìn)行計(jì)算。材料的導(dǎo)電率越大接觸電阻就越小溫升就越低,插拔力與接觸電阻成二次曲線的關(guān)系,接觸電阻主要分:壓縮電阻、膜層電阻、體積電阻(導(dǎo)體本身的電阻)。其中膜層電阻占總電阻的70~80%,也是影響連接器壽命的主要因素,應(yīng)給予充分重視,就以端子鍍金和鍍銀來比,雖然銀的導(dǎo)電率比金要高,但是其化學(xué)穩(wěn)定性沒有金好,所引起的膜層電阻遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于鍍金,所以搞清以上之間的關(guān)系對于我們選擇材料就有指導(dǎo)意義,是產(chǎn)品設(shè)計(jì)的前提條件。
(銷售詢價(jià)熱線:13918864473 021-61316707021-61318625 QQ:937926739銷售)(三)產(chǎn)品結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)也是至關(guān)重要的,這完全是經(jīng)驗(yàn)方面的東西,無捷徑可走,在這方面各個(gè)系列各有特點(diǎn),如:螺釘防掉、拼接的產(chǎn)品前后呈弧形,長位數(shù)變形等,壁厚不均勻造成的縮水變形等,螺釘?shù)姆赖裟壳坝幸韵聨追N:三條筋防掉、箍口防掉,頸口防掉,沖壓防掉,因受技術(shù)工藝的影響目前頸口防掉采用不多,而大多數(shù)采用頸口防掉,以上結(jié)構(gòu)的實(shí)現(xiàn)是以塑膠材為PA66為前提條件,在這里需要對頸口防掉進(jìn)行說明,以螺釘為M3為例,M3的螺釘實(shí)際外徑是φ2.90mm,所以外殼頸口的尺寸應(yīng)設(shè)計(jì)在:φ2.5~φ2.6,外殼頸口的厚度應(yīng)在0.4~0.5mm,且螺釘頭部下應(yīng)有一段小于外殼頸口的光桿,這樣才能保證螺釘可以順利旋進(jìn)螺紋里面,在生產(chǎn)工藝也應(yīng)該做相應(yīng)的調(diào)整,下面就對我公司各系列產(chǎn)品在結(jié)構(gòu)方面出現(xiàn)的問題做一個(gè)統(tǒng)計(jì)和解決的方案。
1、拼接產(chǎn)品組合成長位數(shù)的變形問題,產(chǎn)生的主要原因也是因結(jié)構(gòu)不合理導(dǎo)致兩拼接隼在前后上下左右受力不平衡,所示在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)要考慮其拼接隼的受力和變形方向。
2、螺釘防掉的問題,在這方面我建議盡量用頸口防掉,因?yàn)樗c箍口防掉相比避免了螺釘光桿和箍口處公差精度所帶來的煩惱。而且結(jié)構(gòu)可靠公差容易控制。
3、螺釘及帶螺紋鋼件在電鍍后鹽霧試驗(yàn)的問題,因按現(xiàn)在公司螺紋電鍍的標(biāo)準(zhǔn)(鍍層是受到限制,但多大的螺紋對應(yīng)鍍層厚度現(xiàn)目前我認(rèn)為還有待進(jìn)一步確定),解決此問題在電鍍工藝正常的情況下有兩種方法,選擇正確的封孔劑和采用鍍層分多次電鍍,這兩種方法都是要覆蓋螺釘產(chǎn)生的用肉眼所看不到的孔隙。采用鍍層分多次電鍍成本較高,所以建議用第一種方法,而此方法的關(guān)鍵是在于封孔劑配方的研究。
(銷售詢價(jià)熱線:13918864473 021-61316707021-61318625 QQ:937926739銷售) 4、插拔力的問題,此方面所涉及到的內(nèi)容較多,它與材料、電鍍、結(jié)構(gòu)和所應(yīng)用的行業(yè)都有關(guān)系,是連接器行業(yè)一項(xiàng)重要的機(jī)械性能要求,插拔式端子更是如此,材料的選擇就插拔力而言受導(dǎo)電率(電流)和接觸電阻及溫升的限制。在這里就不再做詳細(xì)的說明了,電鍍主要是受鍍層的種類和是否預(yù)鍍的影響,
一般而言,在相同材料和結(jié)構(gòu)下預(yù)鍍后壓片要比先沖壓再電鍍的壓片在插拔力方面要穩(wěn)定,因?yàn)樵诤箅婂児に囘^程中無形之中是對五金材料做了硬化處理,而在先沖壓就正好消除了這種現(xiàn)象。結(jié)構(gòu)方面主要考慮是壓片與引針的接觸,引針與壓片的接觸大都是線接觸,這就造成在配合時(shí)出現(xiàn)在插的一瞬間突然很大,而后又突然變小,給客戶在使用的過程中有極不穩(wěn)定的感覺,影響其壽命,如果把壓片與引針的接觸在結(jié)構(gòu)方面改成面接觸,那么就既解決了插拔力的問題又減小了接觸電阻和溫升。
(四)產(chǎn)品的應(yīng)用:主要應(yīng)用在照明,通訊,安防等行業(yè)。而插拔式端子的應(yīng)用行業(yè)是最為主泛的,如變頻,防暴,數(shù)控面板,門禁控制器,傳感器,PLC,儀器儀表,電源,伺服驅(qū)動(dòng),以上這些應(yīng)用行業(yè)對插拔式端子的(銷售詢價(jià)熱線:13918864473 021-61316707021-61318625 QQ:937926739銷售) 共同的要求是:插拔力要平穩(wěn),接觸電阻要小,要能滿足一定的壽命和疲勞度,所以對五金彈片材料的要求較高。這就要求產(chǎn)品設(shè)計(jì)師對結(jié)構(gòu)和選材具有一定的經(jīng)驗(yàn)。對于柵欄式端子主要應(yīng)用在:電源,繼電器(特別是雙層端子),變頻器,電梯行業(yè)(較少),空調(diào)。
此系列端子的要求是在壓線時(shí)對螺釘?shù)呐ちσ筝^高,螺釘退到最高位的距離要大于最大壓線范圍,對于長位數(shù)的端子不能有翹曲變形,
螺釘?shù)目垢g性要求較高。
(五):隨著我國3C認(rèn)證制的開始,國家對電器產(chǎn)品的安全,電磁兼容的要求提出了更高的要求,與之相關(guān)的標(biāo)準(zhǔn)有:GB16836-2003《量度繼電器保護(hù)裝置安全設(shè)計(jì)的一般要求》、GB/T14598.3-1993《電氣繼電器的絕緣試驗(yàn)》、JB/T 9568-2000《電力系統(tǒng)繼電器、保護(hù)及自動(dòng)裝置通用技術(shù)條件》、國際標(biāo)準(zhǔn)IEC60255-27(CD:2002)《量度繼電器和保護(hù)裝置的產(chǎn)品安全要求》、其中GB16836-2003涉及到的安全項(xiàng)目主要包括:機(jī)械結(jié)構(gòu)、外殼防護(hù)、絕緣配合、發(fā)熱、著火試驗(yàn)、防觸電、安全標(biāo)志及安全說明書。
(銷售詢價(jià)熱線:13918864473 021-61316707021-61318625 QQ:937926739銷售) 1、機(jī)械結(jié)構(gòu)安全要求端子在化學(xué)方面和結(jié)構(gòu)材料方面及帶電的運(yùn)動(dòng)部件要保證人身安全,如外殼的棱角,五金方面的毛刺,及各零部件的連接強(qiáng)度,甚至在運(yùn)動(dòng)等條件下產(chǎn)品的穩(wěn)定性,以上都是電力行業(yè)中機(jī)械結(jié)構(gòu)對端子的要求。
2、外殼的防護(hù)要求主要是JB/T 9568-2000對防護(hù)等級的規(guī)定,它主要分兩種,一種是固體異物的防護(hù)等級,一種是水對設(shè)備和產(chǎn)品造成的危害。
3、絕緣配合要求主要是根據(jù)所用材料、工作電壓及環(huán)境污染等級,來合選取電氣間隙和爬電距離、從而保護(hù)工作人員和產(chǎn)品工作的安全,同時(shí)也使產(chǎn)品在過電壓不會(huì)發(fā)生絕緣損壞。
4、漏電起痕指數(shù)的要求,產(chǎn)品在使用過程中因固體絕緣材料表面在電場和電解液的作用下,形成導(dǎo)電通路,從而使外殼絕緣材料的絕緣性能下降,影響產(chǎn)品的安全。如果在相同絕緣電壓等級條件下,漏電起痕指數(shù)高時(shí),產(chǎn)品(銷售詢價(jià)熱線:13918864473 021-61316707021-61318625 QQ:937926739銷售) 的爬電距離可以減小,如果我司產(chǎn)品進(jìn)入電力行業(yè)請研發(fā)在這方面充分重視。
5、熱塑性材料在工作中對變形要求,它主要對端子在工作中產(chǎn)生的溫升和接觸電阻,它引起的高溫使外殼變形變軟,從而使電短路,造成嚴(yán)重事故,所以對端子的載流部件材料的選擇顯的很重要。
6、防觸電要求,在結(jié)構(gòu)方面操作元件不應(yīng)帶電,與內(nèi)部連接的端子不應(yīng)是可以觸及到的,這方面主要是對螺釘扭力可靠性的要求,應(yīng)防止與可觸及的端子的螺釘,導(dǎo)線意外松動(dòng)而短路。如接地端子的要求:Ⅰ類安全產(chǎn)品的接地電阻不應(yīng)大于0.5Ω。
(六)模具方面,至少在連接器行業(yè)幾乎所有重要的零部件都是通過模具來實(shí)現(xiàn)在,效率高,精度好,維護(hù)方便,端子主面主要以塑膠模和五金連續(xù)模為主,塑膠模方面:主要在于設(shè)計(jì),首先對產(chǎn)品分模面的選擇是很重要的,他決定模具自身結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì),還有側(cè)抽芯(多的可以是四面)進(jìn)膠口及方向的設(shè)計(jì),模具次卻系統(tǒng)也是一個(gè)很重要的一項(xiàng),至于有些結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)會(huì)受塑膠料類型的影響,絕緣外殼結(jié)構(gòu)的均勻?qū)δ>叩挠绊懀澳:秃竽I系?銷售詢價(jià)熱線:13918864473 021-61316707021-61318625 QQ:937926739銷售) 鑲件要避免對插現(xiàn)象,做為產(chǎn)品設(shè)計(jì)工程師如果只考慮產(chǎn)品的功能和標(biāo)準(zhǔn)方面會(huì)導(dǎo)致模具的正常生產(chǎn)和外觀現(xiàn)象,要兼顧模具制造加工工藝,另外是注塑機(jī)的成形工藝,這方面的影響也是很重要的:注塑溫度、成形時(shí)間,鎖模力、注塑速度等。
(七)其他制造工藝,端子所用到其他的零件的制造工藝還有:儀表、鑄造、熱處理等。對以上工藝不光只是了解,更重要的是要積累經(jīng)驗(yàn),及時(shí)總結(jié),循序漸進(jìn)。所以在研發(fā)方面大大提升產(chǎn)品項(xiàng)目工程師素質(zhì)和加大項(xiàng)目工程師負(fù)責(zé)管理制是實(shí)現(xiàn)完成產(chǎn)品開發(fā)的關(guān)鍵。
直線電機(jī)是一種新型電機(jī),近年來應(yīng)用日益廣泛。磁懸浮列車就是用直線電機(jī)來驅(qū)動(dòng)的。
磁懸浮列車是一種全新的列車。一般的列車,由于車輪和鐵軌之間存在摩擦,限制了速度的提高,它所能達(dá)到的最高運(yùn)行速度不超過300km/n。磁懸浮列車是將列車用磁力懸浮起來,使列車與導(dǎo)軌脫離接觸,以減小摩擦,提高車速。列車由直線電機(jī)牽引。直線電機(jī)的一個(gè)級固定于地面,跟導(dǎo)軌一起延伸到遠(yuǎn)處;另一個(gè)級安裝在列車上。初級通以交流,列車就沿導(dǎo)軌前進(jìn)。列車上裝有磁體(有的就是兼用直線電機(jī)的線圈),磁體隨列車運(yùn)動(dòng)時(shí)(銷售詢價(jià)熱線:13918864473 021-61316707021-61318625 QQ:937926739銷售) ,使設(shè)在地面上的線圈(或金屬板)中產(chǎn)生感應(yīng)電流,感應(yīng)電流的磁場和列車上的磁體(或線圈)之間的電磁力把列車懸浮起來。懸浮列車的優(yōu)點(diǎn)是運(yùn)行平穩(wěn),沒有顛簸,噪聲小,所需的牽引力很小,只要幾千kw的功率就能使懸浮列車的速度達(dá)到550km/h。懸浮列車減速的時(shí)候,磁場的變化減小,感應(yīng)電流也減小,磁場減弱,造成懸浮力下降。懸浮列車也配備了車輪裝置,它的車輪像飛機(jī)一樣,在行進(jìn)時(shí)能及時(shí)收入列車,停靠時(shí)可以放下來,支持列車。
要使質(zhì)量巨大的列車靠磁力懸浮起來,需要很強(qiáng)的磁場,實(shí)用中需要用高溫超導(dǎo)線圈產(chǎn)生這樣強(qiáng)大的磁場。
直線電機(jī)除了用于磁懸浮列車外,還廣泛地用于其他方面,例如用于傳送系統(tǒng)、電氣錘、電磁攪拌器等。在我國,直線電機(jī)也逐步得到推廣和應(yīng)用。直線電機(jī)的原理雖不復(fù)雜,但在設(shè)計(jì)、制造方面有它自己的特點(diǎn),產(chǎn)品尚不如旋轉(zhuǎn)電機(jī)那樣成熟,有待進(jìn)一步研究和改進(jìn)。
插拔式接線端子由兩部分插拔連接而成,一部分將線壓緊,然后插到另一部分,這部分在焊接到PCB板上。此接底部機(jī)械原理,此防振動(dòng)設(shè)計(jì)確保了產(chǎn)品長期的氣密連接和成品的使用可靠性。
接線端子就是用于實(shí)現(xiàn)電氣連接,和接線柱都是接線用的,沒有什么嚴(yán)格的區(qū)別,只是接線端子通常用在配電箱里面比較方便接線,承受的功率一般較小(2-15).
插座兩端可加裝配耳,裝配耳在很大程度上可以保護(hù)接片并且可以防止接片排列位置不佳,同時(shí)這種插座設(shè)計(jì)可以保證插座可以正確的插進(jìn)母體。插座也可以有裝配扣位和鎖定扣位。裝配扣位可以起到更加穩(wěn)固地固定到PCB板上,鎖定扣位可以在安裝完成后鎖定母體和插座。
插拔式接線端子系列采用易于操作的可插拔連接與牢固通用的螺釘方式相結(jié)合,是各種零件連接了起來.
(銷售詢價(jià)熱線:13918864473 021-61316707021-61318625 QQ:937926739銷售) 各種各樣的插座設(shè)計(jì)可以搭配不同母體的插入方法,比如說:水平、垂直或傾斜向印刷電路板等。既可以選擇公制線規(guī)也可以選擇標(biāo)準(zhǔn)線規(guī)。
在高檔數(shù)控機(jī)床上應(yīng)用的直線電機(jī)主要是交流直線電機(jī),交流直線電機(jī)又分為直線感應(yīng)電機(jī)和永磁直線同步電機(jī)。
直線感應(yīng)電機(jī)結(jié)構(gòu)有平面型和圓筒型兩種。對于直線行程小于500mm的場合,一般采用圓筒型。對于較長行程的場合通常采用平面型結(jié)構(gòu)。直線感應(yīng)電機(jī)一般由 SPWM變頻器供電,采用矢量控制及其它一些智能控制方式并針對直線電機(jī)的特點(diǎn),增加一些補(bǔ)償辦法。永磁直線同步電機(jī)一般由專用逆變器供電,通過PWM調(diào)制,采用PID調(diào)節(jié)控制及DSP等控制方式。兩種型式各有優(yōu)劣。從總體性能上,永磁式直線同步電動(dòng)機(jī)具有較大優(yōu)勢,但從價(jià)格和防磁、防塵角度看,則感應(yīng)式直線異步電動(dòng)機(jī)具有它的優(yōu)勢。
永磁直線同步電機(jī)兼有直線電機(jī)和永磁電機(jī)的雙重特點(diǎn),具有推力大、響應(yīng)速度快、體積小等特點(diǎn),是構(gòu)成高速高精度直線進(jìn)給系統(tǒng)的首選機(jī)型。永磁材料性能的不斷提高及其價(jià)格的降低使永磁直線同步電機(jī)的優(yōu)點(diǎn)更加明顯。所以,永磁直線同步電機(jī)更適合用于直線電機(jī)驅(qū)動(dòng)技術(shù),它提高了驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的移動(dòng)速度、加速度和運(yùn)動(dòng)精度,在高速、高精度數(shù)控機(jī)床中的應(yīng)用越來越廣泛。下面僅對永磁直線同步電機(jī)在高檔數(shù)控機(jī)床上的應(yīng)用技術(shù)進(jìn)行分析。
法向磁吸力
(銷售詢價(jià)熱線:13918864473 021-61316707021-61318625 QQ:937926739銷售) 永磁直線同步電機(jī)除了產(chǎn)生平行于運(yùn)動(dòng)方向的推力之外,還會(huì)在動(dòng)子與定子之間產(chǎn)生一個(gè)垂直于進(jìn)給運(yùn)動(dòng)方向的法向磁吸力,其數(shù)值為推力的10倍左右。因?yàn)殡姍C(jī)的定子是由永磁體組成的,所以無論電機(jī)動(dòng)子中是否通電,法向磁吸力都存在。單邊型永磁直線同步電機(jī)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)產(chǎn)生的法向磁吸力使承受垂向力的直線導(dǎo)軌產(chǎn)生較大的變形,影響了數(shù)控機(jī)床的加工精度。法向磁吸力還增大了直線導(dǎo)軌和滑塊之間的壓力,進(jìn)而使兩者之間的摩擦力增加,會(huì)使推力產(chǎn)生波動(dòng),降低了數(shù)控機(jī)床的動(dòng)態(tài)性能。目前主要通過采用雙變型結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)方法來解決法向磁吸力引起的問題。
針對此問題,可將永磁直線同步電機(jī)的動(dòng)子、定子與機(jī)床直線導(dǎo)軌副結(jié)合起來設(shè)計(jì),如圖1所示,1為直線電機(jī)座,2為定子連接塊,3為電機(jī)定子,4為電機(jī)動(dòng)子,5為動(dòng)子連接塊,6為直線導(dǎo)軌,7為工作臺(tái),8為滑塊,9為底座。