1 引言
金屬材料領域的60～70%是板材，金屬板材的大部分是經(jīng)過沖壓加工制成成品。沖壓加工在國民經(jīng)濟各個領域應用范圍相當廣泛。例如，在宇航，航空，軍工，機械，農(nóng)機，電子，信息，鐵道，郵電，交通，化工，醫(yī)療器具，日用電器及輕工等部門里都有沖壓加工。
沖床就是一臺沖壓式壓力機。在國民生產(chǎn)中，沖壓工藝相對于傳統(tǒng)機械加工來說，有節(jié)約材料和能源，效率高，對操作者技術要求不高及通過各種模具應用可以做出機械加工所無法達到的產(chǎn)品這些優(yōu)點。高速沖床是一種高效、高精度及自動化程度高的沖壓設備。一般用于生產(chǎn)數(shù)量比較大，產(chǎn)品精度要求比較高沖壓件。
高速沖床按沖次分為小高速和高速，沖次每分鐘三百次左右的，業(yè)內(nèi)稱為小高速；大于五百次的稱為高速；大于一千次的稱為超高速沖床。中國臺灣的在高速沖床行業(yè)起步比較早，和日本，德國稱為三大高速沖床生產(chǎn)基地。目前，國內(nèi)高速沖床的研發(fā)基本與國內(nèi)沖壓市場的發(fā)展保持同步，而國內(nèi)沖床廠家要想與國際一流品牌相抗衡的另一領域就是技術創(chuàng)新，如控制系統(tǒng)、材料技術、模具技術等。變頻器作為沖床控制的驅動部件，也由通用化衍生出專機化的變頻器。
變頻器的性能對而高速沖床的輸出穩(wěn)定性、精確性、可靠性以及帶負載能力，起著決定性的作用。
2 控制系統(tǒng)原理
2.1 設備要求目前，市場上的高速沖床都具備以下特點：
(1)：設備機身采用高強度鑄鐵，經(jīng)過退火、振動消除應力等工序，從而確保長期精度。
(2)：采用動態(tài)平衡系統(tǒng)，把沖床的振動減小到極點，從而確保沖壓產(chǎn)品的精度。
(3)：采用變頻器調速系統(tǒng)，行程速度可調、沖壓頻率高、噪聲小，并且速度穩(wěn)定，零誤差，適合多種沖壓工藝等特點。配用微電腦控制單元，一切信息顯示在桌面，操作集中、方便，且便于維修。
2.2 沖床系統(tǒng)構成沖床實物圖、內(nèi)部結構簡圖如下所示：
3 解決方案
3.1三晶S350沖床專用機的性能特點 三晶S350系列高性能矢量變頻器已在東莞某機械設備公司實驗成功，完全達到?jīng)_床設備苛刻的要求。試機發(fā)現(xiàn)，S350系列高性能矢量變頻器在沖床設備上具有以下獨到的優(yōu)點：
(1)：矢量控制響應快速，低頻力矩大、各頻率段輸出平穩(wěn)，轉矩動態(tài)響應快、穩(wěn)速精度高。過載能力達到180%，啟動轉矩0.5HZ可輸出150%，可保證沖床可靠穩(wěn)定地運行。在沖床離合器閉合瞬間，輸出頻率穩(wěn)定無波動。
(2)：科學合理的轉速追蹤算法，使變頻器在電機沒有停車的情況下自動追蹤其當前運行的頻率，能急停急啟，在電機慣性運轉時可以順利的啟動無故障，大大的提高了沖床的安全性能。
(3)：多種靈活的控制方式滿足各種不同復雜工況要求。
(4)：結構采用獨立風道設計，風扇可自由拆卸，散熱性好。
(5)：抗干擾能力強 3.2 調試參數(shù)對比
| 三晶變頻器 | 日本某品牌 | |
| 變頻器功率 | 5.5KW/G | 5.5KW/Z |
| 電動機功率 | 5.5KW | 5.5KW |
| 啟動電流 | 7.1A | 7A |
| 運行電流 | 5.1A | 4.4A |
| 突加負載頻率波動范圍(20HZ) | 無波動 | 無波動 |
| 突加負載電流最大值(20HZ) | 11.3A | 14.2A |
| 突加負載頻率波動范圍(35HZ) | 無波動 | 無波動 |
| 突加負載電流最大值(35HZ) | 17.5A | 20.4A |
| 突加負載頻率波動范圍(45HZ) | 無波動 | 無波動 |
| 突加負載電流最大值(45HZ) | 18.2A | 21.2A |
| 突加負載頻率波動范圍(50HZ) | 無波動 | 無波動 |
| 突加負載電流最大值(50HZ) | 20.5A | 22.1A |
| 轉速追蹤情況 | 正常 | 正常 |
可以說明，三晶變頻器沖床專用型在性能上已經(jīng)可以和國際大品牌相媲美。甚至在某些方面更具優(yōu)越性。
3.3 電氣連接圖
3.4 參數(shù)設置表
| 參數(shù) | 說明 |
| F0.00=0 | 控制模式選擇 |
| F0.01=1 | 啟停信號選擇 |
| F0.03=2 | 主頻率源選擇 |
| F1.00=2 | 啟動方式選擇 |
| F1.05=1 | 停機方式 |
| F2.01=機型設定 | 電機額定功率 |
| F2.02=機型設定 | 電機額定頻率 |
| F2.03=機型設定 | 電機額定轉速 |
| F2.04=機型設定 | 電機額定電壓 |
| F2.05=機型設定 | 電機額定電流 |
| F5.00=1 | MI1端子功能 |
| F5.01=2 | MI2端子功能 |
| F5.02=4 | MI3端子功能 |
| F5.11=1 | 端子控制模式 |
4 結束語
變頻器有軟啟動功能，可以實現(xiàn)無級調速，大大減少了電機啟動時對電網(wǎng)的沖擊，可減少起動時對設備機械部件所造成的沖擊，當轉速要求較低時，也較大幅度減小電動機的運行功率，實現(xiàn)節(jié)能的目的。加上變頻起動后對沖床設備的沖擊減少，維護和維修量也跟隨降低，所以運行成本將大大降低。經(jīng)實際運行表明該應用案例是成功的，達到了預期效果，同時為今后沖床控制系統(tǒng)的進一步優(yōu)化積累了寶貴的經(jīng)驗。
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