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为金属成型带来更高的效率与力量

Baumüller 的智能驱动架构,助力 synchropress® 4M 伺服螺杆压力机实现最高效率

synchropress GmbH 生产的定制伺服螺杆压力机被广泛应用于各个领域:从小型金属制品的制造到电池和燃料电池的生产。这家位于东威斯特法伦的制造商通过模块化设计原则,满足了各种不同的需求。在此过程中,synchropress 会根据客户指定的压力、尺寸和移动速度进行设计生产。一台制造完成的 synchropress® 伺服螺杆压力机具有广泛的应用范围。其应用范围从仅用于模具测试的简单试验压力机,直到实行 3 班制生产的量产压力机。

synchropress 4M 螺杆压力机,其伺服电机轴向集成于压力机工作台内,实现紧凑的结构设计synchropress® 4M 采用集成式电机设计,使压力机结构更为紧凑,占地面积更小 |图片来源:synchropress

为了继续为客户提供明显的竞争优势,synchropress 面临的挑战是进一步发展其螺杆压力机的优势。“机器应能精确控制成型过程,并能发挥出最大的成型力;同时,还要将能耗控制在最低水平”,Baumüller 公司销售专员 Alfons Knust 描述了 synchropress 提出的要求。基于这一需求,螺杆压力机制造商与驱动器制造商 Baumüller 共同开发了一套智能驱动系统。

目前,该驱动系统已应用于所有压力在 100 至 10,000 kN 之间的 synchropress 压力机中。

结构紧凑、同步性高,适用于精密零件

synchropress® 驱动系统包含四个螺杆,根据所需的压紧力,这些螺杆分别由高动态性能的 DSD2 伺服电机或强大的 DST2 高扭矩电机驱动。电机与螺杆轴承呈轴向安装在压力机工作台内。电机采用集成式设计,使压力机结构更为紧凑,占地面积更小。

通过 b maXX 5100 电网逆变器和 b maXX 5500 轴单元实现电机的高同步控制,从而为成型工艺提供了所需的精度和重复定位精度。

synchropress 4M-10000 的驱动系统配备了 DST2 高扭矩电机和 Baumüller 的 b maXX 伺服变频器兼具精度与动力的系统解决方案:synchropress® 4M-10000 的驱动系统由 Baumüller 公司的 DST2 高扭矩电机和 b maXX 伺服变频器组成 | 图片来源:synchropress

中间回路互联如何降低螺杆压力机的能耗?

该系统的核心是一个公共中间回路。它将 b maXX 5100 电网逆变器与 b maXX 5300 轴单元连接起来;若用于电机功率更高的应用场景,则与高性能的 b maXX 5500 设备连接。它能够使中间电路电容器中存储更多的能量。由此可吸收过程中出现的峰值,从而能够在没有能量峰值的情况下将电气连接功率设计得更低。从而降低了连接功率及相关成本。

压力机在成型过程中如何利用制动能量?

中间回路互联还能回收成型过程中产生的制动能量。synchropress® 的滑块运动不仅能消耗能量,而且在成型行程结束后制动时,还能提供制动能量。中间回路能够将每次冲程中产生的能量进行缓冲(即临时存储),并供下一次冲程使用。从而降低了压力机的实际能耗。

电网逆变器是如何提高可用电机功率的?

b maXX 电网逆变器将来自共用中间回路的剩余能量回馈至电网。此外,它还提升了驱动系统的电机功率:通过将中间回路电压从 400 伏提升至 760 伏,从而使电机的特性曲线向上移动。这样就扩展了可用的转速范围。

synchropress 4M 驱动系统中 b maXX 电网逆变器的功能示意图适用于 synchropress® 4M 的智能驱动解决方案:b maXX 电网逆变器可提高中间回路电压 (1),从而扩大电机的转速范围 (2) 并将多余的能量回馈至电网 (3)。实现这一目标的前提是拥有一个共同的中间环路

如何正确选择 synchropress® 4M 的驱动装置规格?

在 synchropress® 4M 的设计中,synchropress 采用了 Baumüller 公司的 ProSimulation 仿真工具。通过构建仿真模型,可以在前期实现对机器运行行为的虚拟测试。这样可以避免驱动装置的过度设计,并使压力机的并网功率与具体应用需求达到最佳匹配。

Baumüller ProSimulation 中用于驱动装置设计的 synchropress 螺杆压力机仿真模型凭借 ProSimulation 中的螺杆压力机模拟模型,可实现高效的驱动系统设计,并最大程度降低机器的并网功率

Baumüller 与 synchropress 携手推动创新

Baumüller 与 synchropress 多年来一直保持着互信合作的关系。两家企业都从这种流程合作中获益。通过这种方式,双方能够坦诚分享各自的产品专业知识,从而找到最优的系统解决方案。这是面向未来创新的最佳先决条件。

Johannes Hülshorst

多年来,Baumüller 一直是我们值得信赖的供应商和备受珍视的合作伙伴。通过持续的交流与相互信任,我们能够制定出各种解决方案,这些方案不仅推动我们的设备不断发展,还能为客户带来真正的附加值。”

synchropress GmbH 的执行合伙人 Johannes Hülshorst