电气控制系统的组成
静电植砂机的电气系统包括几个部分:(1) 高压发生器;(2) PLC控制回路;以及(3) 设备供电。
众所周知,静电植砂依据的物理原理是矿砂的“尖端放电效应”。也就是说,静电植砂的电极板之间形成电场,由于电场存在电势差,使得矿砂在通过电极板时,被吸附到带胶的背基材料上。基于这个原理,大家一定希望(也是理想状态):1. 矿砂的尖端能够垂直地被吸附到背基上,不脱落;2. 矿砂的尖端在从下极板上升到背基材料的过程中不发生翻转;3. 植砂面上植砂均匀;4. 植砂过程中不发生“击穿”。
如果不能做到这几点,对于产品而言,会产生的问题包括:1. 产品切削性能差、不稳定,使用寿命短;2.植砂不均匀,导致产品打磨的效率、效果不一致;3. 产品砂粒易脱落;4. 设备上的“皮带”、电器元件易损坏。……(还有其他问题,不一一列举)
撇开设备不谈,原材料的质量是一个重要的因素,这将在下一次分享中展开。另外,涂胶的均匀性对植砂的质量也有影响,但是,对植砂系统而言,没有关系,也将在下次分享关于植砂均匀性的时候展开。
先说说经典植砂系统的组成之一——高压发生器。高压发生器的功能是将输入的交流电压(380V 50Hz)经过高频倍压电路提升到高电压、低电流的直流电,然后对其进行一定的整流的设备。
通常,涂附磨具生产线静电植砂机所需要的高电压大致在30~50KV。为什么需要这么高的电压呢?矿砂,磨料的一个品类,实际就是通过“尖端放电效应”来克服重力的作用,“飞”到背基材料的胶层中去。在静电植砂的极板之间,通过高压电压形成的电场,就是要帮助矿砂在短时间内迅速“飞”上去,而且有一定的力,能牢牢地扎在基材表面涂的胶层中。
诚然,不同的矿砂,所需要的电压值是不同的,我们做设备的,需要保证的设备的“最大能力”,具体的工艺设定参数,我们不了解,需要各位看官请贵司的工艺专家去设定。大家也许发现,做同样的产品,在不同季节、不同气候下,同样的设置做出来的产品性能是不一样的,有木有?因为同样的电压在不同条件下对矿砂的电场力是不同的!不同的!不同的!。重要的事情说三遍。
那么,有人要问了,为了保证矿砂都植上去,我们把电压调高点,电场力大点不就万无一失了吗?错!如果你发现你家的静电植砂机打电弧了、“皮带”击穿了,很有可能是电压调高了~~(这是可能性较大的因素,不是唯一)
高压发生器的关键组成,就是高频倍压电路和IGBT电路。高频倍压电路是提升电压的,大功率的IGBT电路,其实就是做整流的。但是,国产的IGBT电路有两个瑕疵对静电植砂的质量产生了较大的影响。一个是整流的精度,也就是质量;一个是整流的速度。而且,国产的大功率IGBT电路寿命比较短,稳定性欠佳。
另外,一个关键的零部件,估计很多人会忽略,那就是连接高压发生器和设备下极板的高压电缆以及上极板的接地电缆。国产的破电缆和好的进口的电缆价格差几十倍,但是,进口的好电缆可以用的时间和工作的稳定性比差的电缆好许多,减少了生产厂家停机维护的时间,提高了产品的质量,增加了产品的附加值。其实,设备的投资再多,和运营成本相比,那就几乎是九牛一毛。各位看官,买设备的时候,请仔细算算。
PLC控制系统,就是用PLC对高压发生器产生的高压直流电压进行“开”和“关”的控制。整套系统当然不仅仅是PLC,是一套复杂的控制系统,另外就是控制系统的控制逻辑(软件)了。成败的关键在于对硬件系统的选型和软件控制逻辑的优劣。
大家可能已经碰到过如下两种问题:1.高压发生器输出的每个脉冲矩形波起始位置有个很高的“冲高回落”;2. 矩形波的形状不正,0->1或者1->0切换的时候不是一条理论的垂直线,而是带一些坡度和弧度的曲线。总而言之,都是波形不正。小编认为,一方面呢是高压发生器的问题;一方面呢是PLC控制回路设计和系统软件的问题,比如:1. 硬件的选型,PLC和相关硬件的响应速度是否满足系统的要求;2. 高压发生器输出的是模拟量,PLC是对数字量的控制,数模转换和相互控制之间一定会有误差;3. 系统软件的编写逻辑也很重要,国内的软件也好硬件也好,大家都仅仅停留在要求“能用”,而不是“好用”。
预告:下一次,我们的话题依然是《华丽的植砂(四)》,主要和大家探讨的是植砂的均匀性。