ABB工业机器人

ABB工业机器人（精选6篇）

ABB工业机器人 第1篇

1 课程定位

准确的课程定位是优秀的教学设计的基础。《ABB工业机器人仿真》是工业机器人技术专业核心课程, 专业必修课程。设置本门课程的目的有两个, 一是真实的ABB工业机器人价格非常昂贵, 动辄就是几十上百万, 对于普通的机器人爱好者来说很难承受, 机器人仿真可以避免类似问题, 二是直接使用示教器进行在线编程对于有些复杂工艺或者对编程轨迹要求较高的场合比较吃力, 使用RobotStudio仿真软件的离线编程能力能解决这类问题。本课程采取工作过程导向、任务驱动的方法进行教学, 通过学习RobotStudio软件的操作、建模、Smart组件的使用、轨迹离线编程、动画效果的制作、模拟工作站的构建、仿真验证以及在线操作等使学生掌握ABB工业机器人的基本操作方法。能够提高学生的动手能力、分析问题和解决问题的能力, 培养学生进行工业机器人离线编程操作的能力, 增强学生从事典型机电设备—工业机器人应用的职业能力, 提升机电一体化技术应用人才的技术水平。

2 设计思路

通过机电产品安装、操作、应用等工作岗位分析, 根据工业机器人的运用特点, 以工业机器人的操作和控制为内容, 以工业机器人虚拟工作站为载体, 分散知识点、技能点在各子项目中, 让学生逐级递进地学习知识、掌握技能。在具体课程设计中, 理论知识以应用为依据, 内容是根据实用技能对理论知识的要求, 做到对“工作过程”原理的灵活运用。同时解决和培养学生能够胜任未来的技能岗位及职业工作的可持续发展力;考虑和解决学生未来的发展及职业的迁移, 拓展学生岗位职业能力。

本课程的总学时设定为40学时, 理论学时10学时, 实践学时30学时, 2.5学分。

3 课程目标

《ABB工业机器人仿真》课程通过对ABB工业机器人离线编程软件RobotStudio的学习, 使学生能够具备工业机器人离线编程与操作的能力;提高学生工业机器人的应用水平, 培养学生具有自我学习、自我发展的思想和意识。同时, 本门课程综合性较强, 虽然是一门仿真课程, 但是在工作站构建、包括示教器自定义界面制作等方面都和机电专业的核心课程传感器、维修电工、可编程控制器等有较大关联, 对于这些课程的巩固也有促进作用。

4 教学内容

本课程在内容设置上与工业机器人教研室的领导和同事以及长春合心机械有限公司、华中数控机床有限公司的企业专家反复研讨后, 确定参考叶晖主编的《工业机器人工程应用虚拟仿真教程》和《工业机器人实操与应用技巧》, 力争实现教学内容上的学校教学、企业实践的有机结合, 确保教师的教学和学生的学的好、用得上形成统一。设计的教学内容和教学时间安排如下。

项目一:RobotStudio的认识和安装 (2学时)

任务1.1了解工业机器人仿真技术发展现状 (1学时)

任务1.2 RobotStudio仿真软件的认识和安装 (1学时)

项目二:布局基本工业机器人仿真工作站 (6学时)

任务2.1布局机器人工作站系统 (1学时)

任务2.2机器人的手动操纵练习 (1学时)

任务2.3工件坐标编程轨迹的创建 (2学时)

任务2.4工作站运行仿真和视频的录制 (2学时)

项目三:RobotStudio中建模功能的使用 (6学时)

任务3.1 RobotStudio中的建模工具和测量工具 (2学时)

任务3.2创建一个机械滑台 (2学时)

任务3.3创建机器人用工具 (2学时)

项目四:离线编程功能的实现 (8学时)

任务4.1创建机器人运行轨迹和路径 (2学时)

任务4.2运行轨迹命令的调整方法 (2学时)

任务4.3轴参数配置方法 (2学时)

任务4.4碰撞检测方法 (2学时)

项目五:虚拟示教器的使用方法 (8学时)

任务5.1虚拟示教器的基本操作 (2学时)

任务5.2 DSQC652板卡的设置 (3学时)

任务5.3通信信号的设置方法 (3学时)

项目六:Smart组件的使用 (6学时)

任务6.1创建具有动态效果的输送链系统 (2学时)

任务6.2创建具有动态效果的夹具系统 (2学时)

任务6.3工作站系统的逻辑设定 (2学时)

项目七:创建带导轨和变位机的机器人系统 (4学时)

任务7.1创建带导轨的机器人控制系统 (2学时)

任务7.2创建带变位机的机器人控制系统 (2学时)

5 教学实施

5.1 教学组织模式

《ABB工业机器人仿真》课程涉及到机器人工作站布局、创建离线编程轨迹及仿真、创建示教器自定义界面等多方面知识, 教学模式采用理实一体方式, 在加强实践教学的同时, 也加强学生理论知识的实际应用的理解。采用企业中常用的工业机器人作为授课载体使学生的学习更贴近企业的生产实际。本课程的讲授采用多媒体和视频资料相结合的方式, 通过给学生布置任务书和分发指导书, 让学生在规定的时间完成指定的任务。项目的设置紧贴企业生产现场实际情况。

5.2 教学方法与手段

5.2.1 项目导向、任务驱动

在课程中根据工业生产中机器人的实际使用情况设定学习项目, 以此为导向, 让学生最终完成工业机器人的编程与操作的仿真, 以培养学生工业机器人基本操作技能。

5.2.2 成果展示法

每完成一个任务, 各小组都进行成果展示, 各组同学进行互评, 相互查缺补漏, 以达到知识互补, 培养团队协作能力。

5.2.3 案例教学

在课堂引入大量的案例进行教学, 使学生能够掌握工业机器人编程和操作方法。

6 教学考核与评价

本课程强调考核形式的多样性, 考核控制的过程性, 考核目标的综合性, 采用过程性评价和结果评价相结合的考核方法。由老师结合考勤情况、学习态度、操作规范、任务完成情况, 综合评定学生成绩。注重对学生动手能力和在实践中分析问题、解决问题能力的考核, 对在学习和应用上有创新的学生给予特别鼓励。

总评成绩由平时和期末成绩共同组成, 平时成绩由授课教师根据学生平时的出勤、课堂表现、项目完成情况综合给出, 平时成绩占总成绩的40%, 期末成绩由教师指定任务, 学生按照教师的要求完成相应任务, 最终根据任务完成情况由授课教师给出期末成绩, 期末成绩占总成绩的比例是60%。

7 总结

本文从课程定位、设计思路、课程目标、教学内容设定、教学实施方式选择、成绩考核与评价等方面完成了《ABB工业机器人仿真》的课程设计。解决了对这门课程“如何学”, “学什么”, “怎样能学好”等问题, 通过采用对各教学项目过程考核与教师指定任务的期末考核方式相结合的综合考核方式, 全程评价学生的学习情况, 更能促进学生对本门课程的学习。本标准在执行过程中, 教师可根据教学实际情况进行适当微调。

摘要：ABB工业机器人仿真是工业机器人技术专业的核心课程, 专业必修课程。作为学生深入学习工业机器人的基础, 几乎能够完成真实工业机器人所能完成的所有功能。仿真软件RobotStudio的离线编程能力更是对实际的工业生产有极大帮助。作为新兴的工业机器人专业教师, 结合长春职业技术学院的实际情况和教学经验, 谈谈ABB工业机器人仿真这门课程的教学设计, 以期和读者共享。

关键词：工业机器人,教学设计,RobotStudio

参考文献

[1]隋欣.基于SolidWorks的三菱工业机器人虚拟工作站构建[J].产业与科技论坛, 2015, (23) :35-36.

[2]叶晖, 管小清.工业机器人实操与应用技巧[M].北京:机械工业出版社, 2010, (10) .

ABB机器人在汽车制造中的应用 第2篇

所谓的ABB机器人,其实就是一种比较先进的汽车制造技术。通过对ABB机器人的研究知道,它在世界机器人中占据的地位十分靠前。换句话说,ABB机器人是世界机器人的开拓者,并且在全球范围中占有的数量较多。同时,由于这项技术的特殊性,其在汽车制造业中应用的十分广泛。当今社会中,ABB机器人已经在汽车制造行业中发展成为了一种十分重要的汽车制造技术,它在汽车制造业中的竞争能力获得了很大提升,并且其在汽车制造过程中能够为消费者提供一套完整的解决方案,因此受到消费者的青睐。

2 ABB机器人在汽车制造中的应用

2.1 使用ABB机器人制造汽车具有的优势

ABB机器人在制造汽车时具有的最大优势就是可靠性较高,并且能够制造的汽车产品十分丰富。因此,即使其所处的环境十分恶劣,它也能够发挥出应有的作用。但是,这里所说的优势并不是针对ABB机器人说的,而是汽车进行制造的时候将ABB机器人作为制造的核心,为相关的工作人员提供一个比较完整的解决方案。在此,我们以汽车制造中的动力总成业务进行分析。使用ABB机器人对汽车进行制造的时候与其他的机器人相比,具有的最大的特点就是能够为相关的单位提供以机器人作为基础的柔性动力总成生产设备,并且还能为相关的客户提供一个物流方案、对厂房的布置提供建议等,进而在很大程度上提高汽车制造行业的制造效率。ABB机器人为相关行业提供方案的时候,是按照其在这个领域中的经验进行的,因此往往能够为客户提供很大的帮助。

除此之外,ABB机器人在运行时候使用的软件与其他的机器人相比具有很大优势,这个优势主要体现在车辆的涂胶以及滚边工艺上。在车辆制作过程中,这个工作最为复杂。平常的机器人在进行这项工作的时候,通常不能保证工作的轨迹。但是,使用ABB机器人进行工作的时候,就能够使其在调试后将运行的轨迹与理论的轨迹进行结合,进而保证其在工作时的质量。此外,还有一个十分重要的内容就是使用ABB机器人进行汽车制造,能够在很大程度上减少成本,并且在减少成本的过程中保证质量,进而使相关单位获得更高的利润。

2.2 ABB机器人在生产汽车焊接过程中的优势

激光加工过程中,必须要实现激光器、气流系统及机器人之间的通讯和协同。该系统是以机器人为主控单元,一方面控制机器人的运动,另一方面控制激光器和气流系统。激光器的输出参数及通断,可以通过通讯线实现外部控制,输出功率则是由频率和占空比决定。激光器的控制线与机器人控制柜DSQC651I/O板的输出端子相连。气流则通过电磁阀来控制通断,气压大小则通过减压阀来调节,气流通断通过24V数字量来控制,也与机器人的I/Q板相连。激光切割头是激光切割机最重要的配件之一。传统的切割头只是聚焦透镜和喷嘴,没有自动对焦功能。在大范围的激光切割中,不同地方的加工高度略有不同,致使材料的表面偏离焦距。这样在不同的地方聚焦光斑大小不一样,功率密度也不一样。不同切割外置的激光切割质量很不一致,达不到激光切割的质量要求。焦点的准确控制是激光切割成败的一个关键,采用自浮式自动对焦激光切割头,始终自动对焦,保证切割成型一致,美观,无毛刺。另外,激光切割时一定要保证激光不被喷嘴遮挡。在安装切割头后,需要对激光光路进行调整,可以通过调整反射镜的倾斜度,使激光刚好在喷嘴中心出来,也可以采用简洁的CCD成像方法来完成。

2.3 ABB机器人对环保的帮助

尽管最近几年我国的经济获得了很大发展,但是作为经济发展的代价,我国的环境受到了很大破坏。如果相关工作人员不能对此做出及时反应,就会使环境问题发展得愈加严重,对人们的生活也会产生很大的负面影响。为了能够在最大程度上减少汽车制造过程中对环境的影响,对ABB机器人的设计也融入了低碳环保的概念。针对ABB机器人在环保方面的设计,ABB机器人汽车工业部的总经理李刚先生在接受采访时说到,在ABB机器人中设有高压水清理系统,这个系统在ABB机器人工作时采用围绕机器人搭建的一种模块化结构,能够对毛刺进行清理,具有很高的效率,并且具有的除污能力也比一般机器人强。另外,ABB机器人在进行除污工作的时候不用对其进行加热,也不需要在其内部加一些添加剂,所以从这个角度上来说,其能够在很大程度上对环境起到保护作用。此外,相关工作人员对ABB机器人进行设计时,采用的分离技术以及过滤技术都比较先进,且在结构设计比较简单,设置的机型都比较小巧,因此具有很高的性价比。因此,它在工作的时候不需要对环境进行选择。不管是在特定的环境还是在一般的生产环节,ABB机器人都能够对汽车制造过程中的零部件进行清理。由于其性价比较高,因此其在工作过程中出现问题的概率较小。根据简单的调查,统计出ABB机器人在运行时能够连续工作两万个小时且不会出现故障。这不仅能够对我国的环境产生一定的优化作用,还能够在很大程度上提高汽车制造的质量以及工作效率,使相关汽车制造单位能够因此获得更高的利润。ABB机器人在设计时是将解决方案作为主要的核心,所以相关工作人员在设计时对存在的问题进行了比较全面的解决,应用的也更加广泛。

3 结束语

综上所述,ABB机器人在汽车制造业中的应用十分广泛,如果其在制造汽车过程中出现问题,就会对汽车的制造质量产生很大的负面影响,进而影响到人们的出行安全。为了解决这一问题,相关汽车制造业的管理人员就应该对ABB机器人在汽车制造业中的应用进行全面分析,对于存在的问题及时进行解决,进而使其能够更好地为人们服务。

参考文献

[1]海霞.ABB机器人在汽车制造中的竞争力[J].汽车与配件,2012,(11):17-19.

[2]朱海霞,彭斐.以绿色节能、高效优质为本的ABB汽车制造自动化技术[J].汽车与配件,2010,(37):28-30.

[3]乌家培.ABB机器人与汽车制造的关系[J].山东机械战略研究,2013,(4).

[4]林中燕.汽车制造业中ABB机器的应用[J].闽江学院学报,2014,(2).

ABB工业机器人 第3篇

产品的包装工序是产品生产的最后工序,因此产品的包装质量对企业的产品形象及销售至关重要。工厂最初都采用人工码垛、人工包装,不仅包装质量差,生产效率低,而且难以应用于作业环境恶劣的情况。随着机器人技术的发展,产品自动包装机器人得到了广泛的应用,其具有包装质量高、适应性强、环保节能、维护方便的特点,并且具备先进的故障诊断功能,极大地促进了工业化的发展。

1机器人技术概述

1.1机器人组成

机器人一般由2大部分组成:一是机器人执行机构,一般称作机器人操作机,它完成机器人的操作和作业;另一部分是机器人控制系统,它主要完成信息的获取、处理、作业编程、规划、控制以及整个机器人系统的管理等功能。机器人控制系统是机器人中最核心的部分,机器人性能的优劣主要取决于控制系统的品质。机器人控制系统集中体现了各种现代高新技术和相关学科的最新进展。当然,要想机器人进行作业,除去机器人以外,还需要相应的作业机构及配套的周边设备,这些与机器人一起形成了一个完整的工业机器人作业系统[1]。

1.2机器人控制

1.2.1机器人控制系统的特点

与普通的控制系统相比,机器人控制系统具有以下几个特点:机器人的控制与机构运动学及动力学密切相关;一个简单的机器人至少有3~5个自由度,比较复杂的机器人有十几个甚至几十个自由度;把多个独立的伺服系统有机地协调起来,使其按照人的意志行动,甚至赋予机器人一定的“智能”,这个任务只能由计算机来完成;描述机器人状态和运动的数学模型是一个非线性模型,随着状态的不同和外力的变化,其参数也在变化,各变量之间还存在耦合。所以,机器人控制系统是一个与运动学和动力学原理密切相关的、有耦合的、非线性的多变量控制系统。由于它的特殊性,经典控制理论和现代控制理论都不能照搬使用。然而到目前为止,机器人控制理论还是不完整、不系统的。相信随着机器人技术的不断发展,机器人控制理论必将日趋成熟[2]。

1.2.2机器人的控制方式

(1)点位式:很多机器人要求能准确地控制末端执行器的工作位置,而路径却无关紧要。例如,在印刷电路板上安插元件以及点焊、装配等工作,都属于点位式工作方式。一般来说,这种方式比较简单,但是要达到2~3mm的定位精度也是相当困难的。(2)力控制方式:在完成装配、抓放物体等工作时,除要准确定位之外,还要求使用适度的力或力矩进行工作,这时就要利用力(力矩)伺服方式。这种方式的控制原理与位置伺服控制原理基本相同,只不过输入量和反馈量不是位置信号,而是力(力矩)信号,因此系统中必须有力(力矩)传感器。(3)智能控制方式:机器人的智能控制是通过传感器获得周围环境的知识,并根据自身的知识库作出相应的决策。采用智能控制技术,使机器人具有了较强的环境适应性及自学习能力。智能控制技术的发展有赖于近年来人工神经网络、基因算法、遗传算法、专家系统等人工智能的迅速发展。

2ABB机器人技术在包装行业中的应用

2.1应用状况

ABB机器人在集成性和柔性方面体现出较大优势,是现代机电一体化设备的杰出代表,技术已相当成熟,它在解决劳动力不足、改进产品质量和降低生产成本等方面,发挥着越来越显著的作用,用机器人替代人工的包装设备越来越受到人们的青睐。

包装机器人已用于冷冻食品、面包糖果、冰淇淋、肉品和鱼类、奶酪、洗发水和香水等行业,巧克力机器人每天可以对40种不同包装规格的巧克力进行包装,只需要简单地修改一下软件系统就可以更换新的包装规格。机器人从一连串的横向进给传送带上抓起巧克力并把它们放进泡沫塑料盒里。一个先进的视觉系统识别出巧克力和泡沫盒并把两者的位置信息传送给机器人的运动控制器,以保证每个机器人准确地抓起产品并把它们放在泡沫盒里的正确位置。泡沫盒装满后被放置在另一个机器人模块下,装满的泡沫盒被光学处理系统识别,然后被机器人安全地抓起并放在纸盒中。机器人包装减少了工厂里的手工作业量,更换包装也更加简易方便,使厂商可以快速而从容地应对市场的新需求[3]。

2.2在食品包装中的应用分析

食品的卫生状况与人体健康密切相关,所以在食品加工过程中,对于卫生条件的要求非常严格。就目前情况来看,食品加工厂的生产过程多采用人工操作,这是直接造成食品污染的根源。想要解决这个问题,就要避免人体在加工过程中直接接触食品,提高生产线的自动化程度。食品包装机器人之所以受欢迎,主要是因为它们具有的灵活性,可以满足消费者各种不同的要求,食品包装机器人比传统的包装设备更能适应不同尺寸和形状的包装物。例如,对糕点的包装中,机器人首先把从传送带传送过来的糕点抓住,再把糕点部分重叠并装入包装纸盒内。机器人运动轴有相应的防护措施,可以有效防止糕点屑掉到运动轴上,这套机器人设备能适用3种传送糕点方式、5种不同形状和体积的包装盒以及对于不同形状和体积的糕点的码放。在更换不同品种糕点时机器人系统的停机时间最长不超过5min。它可以每小时处理12000个糕点,每天可工作24h,每周可工作6天。

2.3包装机器人技术的发展

GerhardSchubert公司致力于制造高度灵活的ABB机器人,并且在技术革新方面一直走在前列。该公司是一家蓬勃发展的中型家族企业,目前在全球范围内具有1000多名员工。任何行业、任何形式的散装产品从药品、化妆品、食品、甜品到奶制品、超低温冷冻品等等都可以在该公司顶端加载包装机上实现装箱和包装。

在散装产品包装方面,该公司率先使用包装机器人来完成,并且随着科技的发展,不断引进新技术,寻求新的解决方案,以使包装过程更加简单、灵活、高效。通过研究,该公司引入了传递模式的包装,即通过一个传递系统实现运输机器人在轨道上的自由活动,每辆机器人机车都安装有一个真空泵驱动电机和其自有的调控电子和电气设备,能量与数据之间可实现无接触转换。每一个单独的模块都要求有自己的容器,例如在设备中安装的纸板盒,正如待包装的产品那样。此外,未来通过这种模式可实现工具的自动转换。在操控领域,该公司最初的带有速度测量系统的控制系统,可满足质量标准的最高要求,并且从其构造上来看更易构思,更加灵活。鉴于生产条件的改变,这一控制系统堪称是在数据管理和设备边缘操控方面的巨大进步。由此,该公司开发了MES制造执行系统,通过这一系统可实现操作过程的横向整合。2010年,MES制造执行系统的数据库模式开发完毕。这一模式涵盖了制造执行系统中的所有功能和部件,对这一模式的进一步研究将按照客户的具体要求进行,以使得研究开发成果能够真正满足市场需求。目前带有整体质量监控功能的控制站已经建成,所有与操控过程和质量有关的数据都在此被持续采集、分析和归类保存。这种管理系统对于监控机器人包装产品的质量和包装效率具有重要意义。

3结语

由于包装是多种高水平科学技术和文化艺术的综合体现,所以它能够体现一个国家、一个民族的物质文明和精神文明,标志着其科学文化水平。尽管我国已经开始在包装过程中应用机器人技术,但我们应清醒地意识到我们当前同世界先进国家的差距。我们只有深入研究机器人技术,不懈努力,才能提高我国制造业乃至整个工业的装备技术水平,带动制造行业的产业提升,才能使我国跨入世界先进包装国家行列。

摘要：随着计算机处理能力的高速发展和企业对大规模生产的迫切需求,机器人技术得以迅猛发展。现结合机器人技术的相关理论,深入研究了ABB机器人技术在包装行业中的应用情况。

ABB工业机器人 第4篇

ABB离散自动化与运动控制业务部北亚区及中国负责人顾纯元博士说:“ABB是全球工业机器人的先驱和技术领导企业。在中国, 我们与客户紧密合作, 为客户量身设计与提供符合客户需求的机器人解决方案。此次, 我们很高兴能为同煤集团提供国内首个应用于煤矿制砖码垛领域的机器人解决方案, 填补了国内空白, 并为行业类似应用带来良好的示范效果。”

润滑“零失效”获利新渠道

美孚工业润滑油有效帮助中国钢铁企业优化收益水平

面对原材料价格上涨和市场需求下降的双重压力, 中国钢铁企业面临着消耗大、获利难的局面。埃克森美孚的高级润滑产品和专业技术知识在满足钢铁企业润滑需求的同时, 也将为钢铁企业打造新的获利渠道。

全面调查之后, 美孚工业润滑油团队为兴澄特种钢铁的扇形段轴承开出了“处方”:美孚润滑脂Mobilgrease XHP 461以及美孚计划工程服务 (PES) 。

美孚润滑脂Mobilgrease XHP 461凭借在滴点及稠度等方面的全面技术优势, 可以消除由于润滑不良而引起的轴承失效、轴承进水乳化等问题, 还可以显著延长补脂周期。

ABB工业机器人 第5篇

2014年1月10日, 中材装备集团有限公司旗下溧阳中材重型机器有限公司获评瑞士ABB公司2013年度卓越供应商。

2012年, 溧阳重机与ABB上海矿产事业部建立了合作关系, 先后参与了ABB南非、毛坪、杨春、姚桥等项目的合作, 与ABB上海事业部形成了紧密的合作伙伴关系。此次获奖, 表明了ABB公司对溧阳重机公司不懈努力的肯定。

ABB是全球500强公司, 其矿井提升机拥有百年的历史, 目前有600多台ABB提升机系统运行在全球三十多个国家和地区。2008年, ABB在中国将矿山 (提升机) 、水泥、矿物处理和电气输配系统合并成立了ABB中国矿产部。

ABB工业机器人 第6篇

关键词：主从控制下同步控制,电气系统控制,控制方式

社会的快速发展使得工业自动化也有了较大的改善, 但也出现了不少的问题, 例如同步控制中电网电压波动的变化, 负载出现变化, 温度上的变化和频率变化等都会导致生产无法继续。由于同步控制对于企业的重要性, 我们需要通过一些科学的方式来解决当前问题, 而使用主从控制使得同步控制做出最理想的效果就是目前最好的解决方案之一。

1 变频器

在20世纪60年代大功率晶体管的问世与集成电路的发展, 使得变频器出现, 极大地解决了工业生产上设备损耗的问题。在工业生产等设备中使用的异步电动机其恒转矩和恒定功率的无级变速均可以通过变频器实现自动控制, 且节能效果明显, 所以其应用范围也越来越广泛, 本文主要探讨了变频器在工业生产中的应用。

变频器主要通过减少电机速度的方式以节省能源, 并且能够通过降低电路电压来使得供电网络避免出现因电压波动较大而使一些敏感设备发生故障或工作异常。在零频零压时变频器也可以逐步启动, 这样最大程度地消除了电压的下降。其应用范围广, 性能稳定, 节约能源并且具有成本效益。

变频器的其他作用:

(1) 通过减少对电网冲击的方式来帮助峰谷差值不会过大;

(2) 在用户控制下使得加速功能控制更加简便平滑;

(3) 可以使电机与设备的停止方式更加安全, 从而延长整个系统的使用寿命;

(4) 通过降低电机启动电流的方式延长电机的使用寿命;

(5) 减少机械结构的磨损提高稳定性降低成本;

(6) 可以提供更加可靠的可变频率与电流;

(7) 减少各类设备损耗加强功率;

(8) 自身拥有多重保护, 且能够极大限度地保障设备;

(9) 自身功能齐全, 能够很好的配合控制其他仪器的使用, 从而节省用户的时间。

社会的发展促进了工业的进步, 现在的生产也越来越依靠日渐先进的各类自动化技术, 各企业在实现自动化生产以提高效率的同时, 却也面对着许许多多的问题, 例如电机在同步控制下出现的电压波动、负载失衡、温度突然变化等这些问题都会导致设备出现故障, 从而使得生产无法继续。因此我们需要用更加先进的方法来使得各个设备之间能够更加协调地运转, 降低因各种问题而导致的财产损失, 因此我们可以通过同步控制的方式来降低各类风险的发生, 而目前的最好的解决方案之一就是使用主从控制让同步控制做出最理想的效果。而主从控制下的同步控制相对复杂且艰难, 因此需要应用变频器。

2 同步运行方案的选择

在工业中一般使用高功率或多个相对小功率的电动机来驱动设备或生产线, 其中在运动的运动部件是彼此不同速度, 扭矩等都有着合作与协调关系, 所以就需要对电机的运转速度进行控制, 这也就是我们常说的电机同步运行问题。考虑到在实际的工业生产中, 电机同步运行是一个操作复杂, 而且各项运行指标都相对严格的操作方式。所以就需要依靠比较精准的同步运行技术来减少人力物力, 降低资源浪费。一般来说我们可以依靠下面3种方式控制系统的同步运行。

2.1 单台大功率电机

我们可以通过使用高功率电机搭配及相应功率的变频器来完成较高功率的负载。其单个的高功率电机相比较多电机, 拥有着更好的同步性能。但也正是因为该组合方式有着单一性, 所以一旦任一设备发生故障均会导致整个系统的瘫痪, 而且一旦发生故障, 整个系统就需要相当长的时间来进行维修工作才能恢复正常运行。

2.2 群拖

群拖就是依靠单台变频器和多台电机的共同作用来达到同步运行的目的。在实际的操作工程中, 可以将各台电机接在变频器的输出端, 这样各台电机的驱动电压的幅值和频率相同。如果这些电机的规格等指标也相同, 那么各台电机的运行状态将基本相同, 当负载基本相同时, 实际的转速也基本相同。

控制矢量和直接控制转矩的模式无法使用群拖, 因此, 它们只能用恒定频率控制模式。然而, 该方法通常适用于进行速度要求不高的场合, 因为恒定频率对于稳态和动态性能的控制较为薄弱, 且在低速时其负载能力较弱。所以实际上机械特性曲线和负载力矩才是决定实际转速的根本, 各个电机也只是在理想空载下能够保持转速一致。由于群拖方式下无法完全同步各个电机的速度等, 所以群拖的控制方式适合于同步性要求较低的场合。

2.3 主从控制

主从的控制, 以数个单独的变频器分别设计在多电机系统中, 通过控制矢量和直接控制转矩的方法来控制能力扭矩。使用这种办法能够建立同步运行机制, 使得载荷分布之间的关系更加合理化, 使得电机的输出转矩能力能够得到充分发挥。其中, 冶金、造纸等行业对电气控制系统有着较为严格的要求, 在电气控制上要求各部分驱动电机转矩或转速严格同步, 如果出现问题, 那么将会引起严重的产品质量问题, 甚至严重影响该产品的生产, 因此各企业开始通过主从控制来保证其同步控制。目前常用的主从控制链接方式有两种:

(1) 通过齿轮、链条等将主、从电机轴紧密相连时, 可以通过控制电机的驱动转矩来保证负载转矩能够平均分布在各单元驱动器之间。这样的机械结构就在原理上实现了系统速度的同步性, 并将系统负荷均匀分配给各台电机, 以防止扭矩分配的失衡和顶牛的现象发生。

(2) 当通过采用柔性链接的方式将主、从电机轴链接时, 应该控制从机的速度。但是, 此种情况下机械结构已经无法保证系统同步运行。这个时候对于实现电机的同步转速, 最好的方式就是控制电机的速度。但是也应该注意到, 除了对电机的运转速度进行控制外, 还需要依靠转矩的下垂特性, 才能实现各台电机对负载转矩的平均分担, 这样才能够正确解决问题。

3 应用主从案例分析

某集团的皮带运输机保证负载分配平衡的方式是通过采用两台大功率电机主从连接来达到的。该厂利用主机进行转速控制, 而从机根据应用场合等方面存在的差异可以细分为跟随主句转矩控制和跟随主机转速控制。电机和变频器的参数如下:

电机参数:额定电压660V;额定电流720.9A;额定功率710k W;额定转速1448r/min;额定频率50Hz。

变频器参数:2x ACS800-07-1700-7。

3.1 跟随主机转矩的从机控制方式

当两台电机采用减速机进行同轴联结, 利用ABB传动调控软件drive-window可以监测到主机和从机的转矩、转速、电流等信息。如果设定主机的转速为1480r/min, 那么利用drive-window实测的主机和从机的转矩均为其额定值的37%左右, 输出电流也同为320A左右。而考虑到主机从机采用的是刚性连接方式, 所以主机和从机的转矩也能够保持同步, 均为1480r/min。

3.2 跟随主机转速的从机控制方式

当两台电机采用皮带机进行同轴联结, 利用ABB传动调控软件drive-window可以监测主机和从机的转矩、转速、电流等信息。如果设定主机的转速为200r/min。由于从机采用转速控制, 所以其转速与主机转速保持一致, 同样为200r/min。但是考虑到该系统采用柔性连接方式连接, 所以主机和从机所能承担的负荷扭矩略有差别, 基本维持在额定扭矩的28%附近。但是两台电机所能输出的功率却大致相同。

结论

随着社会发展, 将来还有着更多问题需要解决, 在本文的实例分析中我们可以得到结论, 变频器在工业应用中, 利用主从控制方式实现电机的同步操作, 相对于其他操作方式而言比较友好。这样不仅可以使得多台拥有机械结构的电机能够同步运行, 而且将负载进行了平均分配。这样降低了因为设备不同步, 负载分布不均而发生故障的几率, 直接保证了工业生产的正常和高效。

参考文献

[1]罗斌.ABB变频器主从控制应用问题研究[J].科技致富向导, 2010 (13) :152, 181.

[2]李茂森.ABB工业传动在测试台上的应用[J].电机与控制应用, 2006, 33 (7) :51-54.