关键词：GD350变频器 摩擦焊接

一、引言

摩擦焊机是最近几年兴起的焊接方式，具有焊接固态焊接、广泛的工艺适应性、焊接过程可靠性高、焊件尺寸精度较高、高效、低耗等优点，现在广泛使用于液压管件加工企业。

二、设备（或系统）工艺及控制要求

 摩擦焊接工艺：

摩擦焊接是在压力与扭矩的作用下，利用焊接接触面下的相对运动及塑性流动性所产生的摩擦热使接触面近区到达塑性转态，并产生适当的宏观塑性变形状态，然后迅速加压顶锻完成焊接的一种焊接方法。

摩擦焊接通常是一种旋转工件对焊的方法。他所需要控制的参数主要有：转速、焊接时间、顶锻压力、摩擦时间、摩擦定位精度。其中定位精度是主要考验摩擦焊机关键参数，关系到焊接质量和焊接强度。

摩擦焊机组成部分：其由主机（机床）、液压系统、控制系统组成。其主机系统主要是通过旋转夹具和移动夹具向焊接件提供所需的转速、转矩及摩擦压力是焊机系统的执行机构；液压系统主要作用是提供焊机各动作机构液压动力源以及保证主轴旋转及滑台运动部件的充分润滑。控制系统主要是控制焊接过程所需的动作顺序及液压机构元件的执行。

图1 摩擦焊外观图

我司GD350变频器主要应用在主轴上，该摩擦焊机对变频器控制要求：

1、每次自动焊接完成后，主轴定位在同一位置保证焊接精度。

2、变频器需超频运行，最大运行达到70HZ.

3、变频器过载能力强，加减速时间为0.4S,定位加减速时间为0.4S.瞬间过载1.7倍。

三、调试

1、设备选型：

摩擦焊机变频器电机采用的是英威腾变频器电机，编码器采用的增量型2500线相关参数如下：

 

 

序号	名称	电压等级	转速	电机功率	电流	转矩
1	电机	380V	1500rpm	30KW	59A	195NM

 

我司变频器型号及参数：

序号	名称	电压等级	型号	电流	数量
1	变频器	380V	GD350-037G-4	75A	1台
2	制动电阻		10欧，15KW		1台

2、控制框图及接线图：

控制顺序：

1、PLC给出启动信号；伺服电机带动旋转夹具高速旋转。

2、旋转夹具高速旋转时，液压系统推进滑台向前运动，逐步开始焊接，同时滑台推进压力逐步加大。

3、焊接完成时，PLC给出主轴回零型号，旋转夹具快速精确定位到零点的同时，顶锻压力加一段高压保证焊接牢固。

4、变频器输出定位完成信号后保压一段时间，滑台自动返回，开始下一次焊接，以此往复。

 

摩擦焊机主轴变频器控制器接线图如下：

图2 主轴伺服接线图

3、调试说明

变频器在焊接开始是采用速度控制，定位时是采用脉冲位置控制，为保证定位准确，位置环和速度环相关参数必须调至合适的值。

1、按照电气原理图检查接线无误。

2、输入电机参数进行自学习。

3、先空载进行测试，看速度响应和定位精度效果适当调节速度环和位置环增益及加减速时间。

4、空载测试好之后，进行带载测试，根据实际效果进行参数微调。

5、变频器调试主要参数：

p0.00	3
p0.03	100
p0.04	100
p0.11	0.4
p0.12	0.5
p0.14	5
p1.01	0.1
p1.15	0.1
p1.24	0.2
p3.03	10
p3.09	2000
p3.10	2000
p3.20	220
p3.21	220
p3.35	256
P05.01	1
P05.02	45
P05.03	63
P06.03	30
P06.04	5
p8.38	650
p11.03	0

4、现场图片

 

图3：我司变频器

四、英威腾GD350系列变频器产品应用优势简介

GD350变频器是一款高性能矢量工程伺服驱动器，具有丰富的I/O接口，具有调速范围广、响应速度快、控制精度高等特点，特别是具有较强的过载能力（150%过载每5分钟允许1分钟），和控制精度高特点（闭环矢量控制下误差为0.1%最高速度）保证了摩擦焊机24小时无故障运转！

五、结束语

英威腾GD350变频器在摩擦焊机上的的成功应用，提供了更高性价比的国产化变频器驱动解决方案，开创了国产化变频器解决方案的先河，且我司GD350系列变频器，操作简单、维护方便，故障率低。同时也说明GD350在精确定位场合应用非常适合。

参考文献

[1] 《GD350系列产品说明书》 深圳市英威腾股份有限公司