摘要：進(jìn)口設(shè)備備件的使用，成為老大難，已被廣大用戶的共識。本文介紹了橡塑行業(yè)進(jìn)口電拉實驗機的維修改造過程，提出了用國產(chǎn)交流伺服控制器改造原來控制系統(tǒng)，實現(xiàn)備件國產(chǎn)化的途徑。
關(guān)鍵詞：拉力實驗機；伺服控制；改造
我公司九一年從德國ZWICK公司引進(jìn)一臺10KN電子拉力實驗機，主要用于橡塑制品的性能測試。其主要特點：主電機功率0.45KW直流伺服電機驅(qū)動雙絲杠，帶動橫梁移動實現(xiàn)拉、壓功能，采用速度反饋及電流反饋的雙閉環(huán)控制，啟動扭矩大，調(diào)速范圍廣、精度高（力值0.1N，位移0.01mm）。九八年的使用過程中，主機電源控制系統(tǒng)出現(xiàn)故障，檢查發(fā)現(xiàn)燒壞了開關(guān)電源穩(wěn)壓啟動器（DAA4003DP）及大功率管（BUW92D）等元件。后與該制造廠家，報價高達(dá)7萬元。后經(jīng)討論商定，借鑒國產(chǎn)CMT5104電子拉力機控制的成功經(jīng)驗，改造現(xiàn)有設(shè)備，在不改變原設(shè)備測試精度的前提下，用一套獨立的伺服控制系統(tǒng)代替原驅(qū)動板，其它不變，這樣可大幅度降低維修成本。
分析原直流伺服系統(tǒng)的工作原理（圖1），當(dāng)運行指令發(fā)出時，b3的4、5兩點閉合，發(fā)出工作信號，而后b1的1、3接受計算機發(fā)出的0～10VDC可變電壓信號，控制電機的速度大小和方向。根據(jù)其工作特性，把U1驅(qū)動控制板解析為一個獨立的系統(tǒng)，也可以用其它伺服系統(tǒng)代替，實現(xiàn)該控制功能。
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目前交流伺服技術(shù)發(fā)展很快，采用了*全數(shù)字式驅(qū)動控制技術(shù)，硬件結(jié)構(gòu)簡單，參數(shù)調(diào)整方便，產(chǎn)品生產(chǎn)的一致性、可靠性強，同時集成復(fù)雜的電機控制算法和智能化控制功能，如增益自動調(diào)整，計算機通信等功能，已逐步取代九十年代的直流伺服系統(tǒng)，因此我們考慮采用價廉質(zhì)優(yōu)的交流伺服系統(tǒng)。而松下MINAS A 系列交流伺服驅(qū)動器正是其中的杰出代表，其控制方式多種，有位置控制、速度控制和轉(zhuǎn)矩控制，還可以用裝有PANTERN通信軟件的個人電腦來查看、設(shè)定和調(diào)整參數(shù)，十分方便調(diào)試，電機軸端采用2500p/r增量式旋轉(zhuǎn)編碼器，保證了系統(tǒng)的高精度和高穩(wěn)定性。伺服控制器接線 原理（如圖2）所示：
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其14、15腳為速度指令端子，相當(dāng)于B1的1、3兩點，7、41腳為控制電源DC24V端子，29腳為伺服“ON”端子，接線時將此端子與“COM-”短接即可，26腳為“ZEROSPD”信號端子，控制電機的運行和停止。由于該伺服器的電源為三相220V，還需制做一個三相電源變壓器提供。
根據(jù)實驗機的工作條件，應(yīng)該采用速度控制方式，其功能接線圖（如圖3）所示，C為旋轉(zhuǎn)編碼器，M為交流伺服電機，其中我們主要采用29腳“伺服-ON”端子，當(dāng)此端子連接到COM-時，驅(qū)動器被允許工作；26腳零速嵌位端子，此端子控制速度指令的有效、無效，與“COM-”連接時，速度指令被認(rèn)為有效，我們用它來控制電機的運行和停止；14、15腳“速度指令”端子，此端子用來輸入0～±10VDC模擬電壓，控制電機轉(zhuǎn)速及方向。當(dāng)系統(tǒng)得電時，KM主接觸器吸和，接通伺服器電源，操作人員設(shè)定好工藝參數(shù)，按下啟動鍵后，SRV-ON端子有輸入信號，伺服器開始進(jìn)入工作狀態(tài)，同時根據(jù)工藝要求所設(shè)定的參數(shù)，計算機自動輸出0～10VDC的可調(diào)直流電壓信號，控制伺服器輸出電壓，從而控制電機速度大小及方向的改變，完成一個工作周期。經(jīng)過多次調(diào)整調(diào)出試驗用50、100、500mm/min試驗速度，并重新校對各試驗參數(shù)，啟動、制動均能滿足要求。
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選用參數(shù)情況如下：（1）驅(qū)動器型號：MSDA083A1A，輸入電壓：三相220V，輸出電壓：三相116V，功率：750W，編碼器：2500p/r；伺服電機型號：MSMA082A1G，額定電壓：三相116V，額定功率750W，額定轉(zhuǎn)速：3000r/m，額定頻率：200HZ。（2）安裝電機時，由于現(xiàn)有伺服電機和原伺服電機安裝尺寸有不同，又精心測量、 設(shè)計制作了一個關(guān)鍵連接部件及多楔帶輪，裝配后（如圖4），未改變原有傳動系統(tǒng)的傳動精度。
經(jīng)過多次材料拉伸實驗，*達(dá)到了以前的工藝標(biāo)準(zhǔn)。設(shè)備改造至今已有幾個月了，達(dá)到預(yù)期效果，性能比較穩(wěn)定。以不足萬元的維修費用,短時間的技術(shù)改造,讓近三十多萬元的進(jìn)口設(shè)備重新恢復(fù)啟用,這為我們以后故障維修及備件提供了可靠保證。不但降低了費用，而且使我們體會了技術(shù)改造的價值，也為同行開辟了一條新的維修捷徑和寶貴經(jīng)驗。
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