프로젝트 개요

중국 저장성 원저우에 위치한 금속 가공 작업장에서는 수직 황동 막대 절단기가 소구경의 황동 막대를 정밀 절단 부품으로 가공합니다. 생산 공정은 자동 공급 공급, 위치 지정, 클램핑 및 연마 휠 절단을 포함합니다. 각 절단 사이클은 비교적 단순하지만, 8시간 교대 동안 수천 번의 반복 작업을 수행해야 합니다.

절단 일관성을 높이고 기계적 충격을 줄이며 생산 전환을 단순화하기 위해 FGI는 FD200 컴팩트 가변 주파수 드라이브를 기계의 전기 제어 시스템에 도입했습니다. 개조는 기존의 기계적 속도 조절을 연속 조절 모터 속도로 대체하여 공급 및 절단 공정을 보다 유연하게 제어할 수 있게 했습니다.

이 응용은 FD200 컴팩트 가변 주파수 드라이브가 기존 전기 캐비닛에 큰 수정 없이 컴팩트 금속 가공 기계의 작동 성능을 향상시킬 수 있음을 보여줍니다.

1. 적용 배경: 황동 막대 절단의 도전 과제

저장성의 주요 금속 하드웨어 제조 지역인 원저우에서는 황동 부품이 고주파 절단 및 가공 작업을 통해 주로 생산됩니다.

이 용도의 수직 황동 막대 절단기는 다음과 같은 생산 요구사항을 처리합니다:

기계는 다섯 개의 주요 부분으로 구성되어 있습니다:

• 수직 재료 호퍼:여러 개의 황동 막대를 고정하고 중력을 이용해 자동 급송을 지원합니다.

• 먹이 메커니즘:기어드 모터가 회전식 급전 디스크를 구동하여 개별 로드를 위치시킵니다.

• 클램핑 메커니즘:나사 또는 캠 구동 메커니즘이 절단 시 작업물을 고정합니다.

• 절단 스핀들:고속 모터는 벨트 변속기를 통해 얇은 연마 바퀴를 구동합니다.

• 방전 시스템:절단된 황동 조각을 수집하여 후속 가공을 합니다.

두 모터는 서로 다른 기능을 수행합니다. 공급 모터는 위치 정확도와 생산 주기 타이밍을 결정하며, 스핀들 모터는 절단에 필요한 기계적 동력을 제공합니다.

이러한 장비에서는 안정적인 모터 속도와 반응성 있는 시동 및 정지가 특히 중요합니다. 이사 속도나 절단 조건의 작은 차이가 공작물 크기, 날지 품질, 전반적인 생산 일관성에 영향을 미칠 수 있습니다.

2. 원래 모터 제어 시스템의 문제

개조 이전에는 직접 온라인 모터 시동과 기계식 벨트-풀리 속도 조절에 의존했습니다. 이 구조는 여러 가지 한계를 낳았다.

2.1 높은 시동 전류와 기계적 충격

비동기 모터의 직접 시동은 정격 전류보다 몇 배 더 높은 시동 전류를 생성할 수 있습니다. 반복적인 시동 및 정지는 구동 벨트, 베어링, 풀리, 클램핑 메커니즘에 추가적인 기계적 스트레스를 가합니다.

이러한 조건들은 시간이 지남에 따라 벨트 미끄러짐, 스핀들 진동, 유지보수 요구 증가에 기여할 수 있습니다.

2.2 제한된 속도 조정 유연성

황동 막대 치수나 재료 사양을 변경할 때, 작업자는 가공 요구사항에 맞게 절단 속도를 조절해야 합니다.

원래의 기계적 구조는 기계 정지, 보호 덮개 제거, 벨트 풀리 교체가 필요했다. 각 조정은 약 30분이 소요되어 소량 배치 및 다중 사양 생산에 불필요한 정지 시간을 초래했습니다.

2.3 연마 휠이 마모될 때 발생하는 일관성 없는 절단 조건

연마 휠이 점차 마모됨에 따라 외경이 줄어듭니다. 스핀들 속도가 일정할 때는 절단 선속도도 감소합니다.

이로 인해 버 형성, 고르지 않은 끝 면, 가장자리 깨짐이 발생할 수 있습니다. 또한 자연스러운 자유 정지 시 몇 초가 걸려 생산 사이클 단축 가능성을 제한합니다.

원래 전기 캐비닛은 주로 열 과부하 릴레이에 의존했습니다. 재료 걸림이나 마모성 바퀴 막힘과 같은 비정상적인 상황에서는 보호 능력이 제한되었습니다.

이러한 도전 과제는 보다 유연한 모터 제어 솔루션의 필요성을 부각시켰습니다.

3. FGI FD200 컴팩트 가변 주파수 구동기 개조 솔루션

운영 한계를 해결하기 위해 FGI의 FD200 컴팩트 가변 주파수 드라이브가 기존 전기 제어 시스템에 통합되었습니다.

개조 작업은 원래의 캐비닛 구조를 유지하면서 공급 및 절단 구동 시스템에 가변 주파수 속도 조절을 도입했습니다. 이로 인해 광범위한 기계적 또는 전기적 재구성 없이도 모터 제어가 개선된 이점을 누릴 수 있었습니다.

주요 구성 및 제어 매개변수

주요 제어 기능은 다음과 같습니다:

터미널 기반 운영:런 명령은 외부 버튼이나 풋 스위치에 연결되어 단일 사이클 및 연속 절단 모드를 모두 지원합니다.

유연한 주파수 조정:작업자는 키패드나 아날로그 기준 신호를 통해 작동 주파수를 조절하여 다양한 작업물 사양에 맞게 조정할 수 있습니다.

V/F 제어:이 드라이브는 전압 대 주파수 제어를 사용하여 작동 속도 범위 전반에 걸쳐 적합한 모터 출력 특성을 제공합니다.

운동 매개변수 구성:모터 명판 정보는 드라이브에 입력되어 연결된 모터와 출력 특성을 일치시킵니다.

가동 후 장비는 기록된 작업 조건 하에서 약 23.7 Hz로 작동했으며, 이는 약 690 r/min의 모터 속도에 해당합니다.

4. 현장 전기 측정 및 성능 분석

시운전 중에는 전기 매개변수가 지속적으로 모니터링되어 구동장치의 작동 안정성을 평가했습니다.

측정된 결과는 아래에 요약되어 있습니다.

4.1 모터 부하 활용

측정된 출력 전류는 1.3A였으며, 구성 모터 용량 전류는 1.56A였습니다.

이는 정격 전류의 약 83%를 차지하며, 관찰된 절단 조건 동안 모터가 설정된 전류 정격 내에서 작동했음을 나타냅니다.

4.2 안정적인 DC 버스 전압

측정된 DC 버스 전압은 517.6V에서 534.5V 사이로 유지되었습니다.

비교적 좁은 전압 변화는 기록된 가속, 감속 및 절단 과정에서 안정적인 DC 버스 작동을 나타냅니다.

4.3 변화하는 부하 하에서의 주파수 응답

기계가 공급 주기, 클램프, 절단 등 다양한 생산 단계를 거치면서 작동 주파수는 19.40 Hz에서 24.25 Hz 사이로 변동했습니다.

기록된 측정 결과, 모니터링 과정에서 드라이브가 안정적으로 작동하거나 보호 차단 현상이 보고된 적이 없음을 보여주었습니다.

이 결과는 선택된 V/F 제어 매개변수가 관측된 작동 조건에 적합함을 나타냅니다.

5. 개조 후 운영 이점

FGI의 FD200 컴팩트 가변 주파수 구동 장치의 적용은 속도 조절, 시동 및 정지 동작, 절단 일관성 및 장비 보호 측면에서 개선을 가져왔습니다.

5.1 다양한 생산 요구사항에 따른 무단계 속도 조절

가변 주파수 제어를 통해 운전자는 기계식 풀리를 교체하는 대신 주파수 설정을 변경하여 모터 속도를 조절할 수 있습니다.

이전에는 약 30분간의 기계적 조정이 필요했던 전환 과정은 이제 주파수 설정 조정을 통해 몇 초 만에 완료할 수 있습니다.

이는 여러 황동 봉 규격과 소량 주문을 처리하는 제조업체에 특히 유용합니다.

5.2 소프트 시동 및 제어 정지

2초 가속 및 감속 설정은 제어된 모터 시동 및 정지를 제공합니다.

신청 보고서에 따르면, 시동 전류는 직접 시작 시 정격 전류의 약 5배에서 7배에서 정격 전류의 두 배 이하로 감소했습니다.

시동 충격을 줄이면 벨트, 베어링 및 기타 변속기 부품에 반복적으로 가해지는 기계적 스트레스를 최소화할 수 있습니다.

제어된 감속은 자연스러운 자유 정지보다 더 예측 가능한 정지 과정을 제공합니다.

5.3 더 일관된 절단 조건

조절 가능한 주파수 설정은 연마 휠 직경 변화를 보정하고 더 적합한 절단 조건을 유지할 수 있게 해줍니다.

약 23 Hz에서 이 드라이브는 기록된 적용 조건 하에서 제어된 저속 동작을 제공합니다. 연마 휠이 마모되면 허용된 작동 범위 내에서 모터 주파수를 조정하여 절단 선속도를 보정할 수 있습니다.

이로 인해 절단 조건의 변동을 줄이고, 버가 줄어들고, 끝 면이 고르지 않으며, 가장자리가 칩되는 등 가공물 가장자리의 품질을 향상시킵니다.

5.4 산업용 통합 모터 보호

FD200 시리즈는 다음을 포함한 여러 보호 기능을 통합합니다:

• 과전류 보호

• 과전압 보호

• 저전압 보호

• 모터 과부하 보호

• 과열 보호

• 위상 손실 보호

이러한 기능들은 원래의 열 과부하 릴레이만을 사용하는 것보다 더 포괄적인 전기 보호를 제공합니다.

이 시리즈는 독립적인 공기 덕트 설계와 3C3 코팅 회로 기판을 특징으로 하여, 금속 먼지와 오일 미스트가 포함된 산업 환경에서 오염으로부터 추가적인 보호를 제공합니다.

황동 가공 작업장에서는 이러한 설계 특징들이 엄격한 생산 조건에서 신뢰성 있는 작동을 지원하는 데 도움을 줍니다.

5.5 기존 장비 업그레이드를 위한 컴팩트 설계

FD200 컴팩트 가변 주파수 드라이브는 공간을 절약하는 구조를 특징으로 하며, 레일 장착 또는 벽걸이 설치를 지원합니다.

컴팩트한 크기로 인해 설치 공간이 제한된 기존 전기 캐비닛에 통합하기에 적합합니다.

퀵커넥트 단자는 배선을 단순화하며, 매개변수 백업 및 복원 기능은 시운전 및 유지보수 작업을 줄이는 데 도움을 줍니다.

기존 기계를 업그레이드하려는 제조업체에게는 광범위한 캐비닛 재건 없이 실용적인 개조 옵션을 제공합니다.

6. 금속 가공 및 산업 기계에서의 응용 잠재력

원저우 황동 막대 절단 적용은 반복적이고 고주파 산업 생산에서 소형 가변주파 구동 기술의 가치를 입증합니다.

기계식 속도 조절을 전자 주파수 제어로 대체함으로써, FGI의 FD200 컴팩트 가변 주파수 구동장치는 보다 유연한 속도 조절, 제어된 시동 및 정지, 그리고 통합 모터 보호를 제공합니다.

황동 막대 절단기 외에도 유사한 제어 요구사항이 다음 곳에서 찾아볼 수 있습니다:

• 금속 막대 및 와이어 절단기

• 소형 금속 가공 및 가공 장비

• 자동 급식 및 자재 취급 시스템

• 패스너 제조 기계

• 분말 야금 생산 장비

• 컴팩트 컨베이어 및 보조 구동 시스템

기계 제조업체와 장비 개조 전문가를 위해 FD200 시리즈는 유연한 속도 조절, 안정적인 작동, 간단한 전기적 통합이 필요한 응용 분야에 소형 모터 제어 솔루션을 제공합니다.

결론

고주파 황동 절단 작업에서는 모터 제어의 작은 개선이 장비 가용성, 생산 유연성 및 공정 일관성에 의미 있는 차이를 만들 수 있습니다.

FGI의 FD200 컴팩트 가변 주파수 드라이브를 수직 황동 막대 절단기에 성공적으로 적용한 사례는 컴팩트 인버터가 기존의 기계적 속도 조절을 대체하면서 모터 시동 특성과 전기 보호를 개선할 수 있음을 보여줍니다.

컴팩트한 설계, 유연한 V/F 제어, 통합 보호 기능, 편리한 설치를 통해 FD200 시리즈는 금속 가공 기계 제조업체와 산업 장비 현대화 프로젝트에 실용적인 솔루션을 제공합니다.

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