Lenze伦茨助力TOX：伺服压力机驱动器取代慢速移动器

• 关键词：Lenze伦茨,伺服驱动器
• 摘要：随着市场对灵活性与可控性及更高环保标准日益增长的需求，机电伺服压力机驱动器应运而生并取得越来越多的关注。Lenze伦茨电机与伺服驱动器产品组合助力TOX实现开发兼具节能性、动态性及几乎不需维护的驱动器类型。

　　随着市场对灵活性与可控性及更高环保标准日益增长的需求，机电伺服压力机驱动器应运而生并取得越来越多的关注。Lenze伦茨电机与伺服驱动器产品组合助力TOX实现开发兼具节能性、动态性及几乎不需维护的驱动器类型。

　　图1 越来越多的汽车制造工厂被限制使用液压油及压缩空气，伺服压力机驱动器因此而取得显著进展。图为TOX PRESSOTECHNIK机器人制导夹钳连接技术。

　　气动液压驱动器可为许多不同的加工过程提供所需的力和运动。然而，随着市场对灵活性与可控性及更高环保标准日益增长的需求，机电伺服压力机驱动器应运而生并取得越来越多的关注。TOX PRESSOTECHNIK公司在早期就洞察到了这一动向，并已着手研制对应的解决方案。这一在压力机驱动及金属板连接技术领域颇有声望的供应商将其实现高科技伺服压力机驱动器的期望建立在Lenze伦茨电机与伺服驱动器产品组合上。许多机械工程设计公司也因此而有机会获取到这一兼具节能性、动态性、可调适性及几乎无需维护的驱动器类型。

　　来自TOX PRESSOTECHNIK的气动液压压力机驱动器目前已被成千上万的设备安装上，功能强大，可确保包括冲压连接、压花及其他许多不同类型的连接及加工过程的安全快速使用。TOX®-Powerpackage可实现高达2000kN的冲压力，依靠集成在汽缸内的压力增强器将气动力转换为液压力而实现。力的增强程度及冲程由技术设计的选型过程产生。这一结构类型充分地将气动(Fast stroke)和液压(power stroke)的优势结合在一起，与以往同等额定功率的气动汽缸相比更紧凑。此外，气动液压压力机驱动器较常规伺服压力机驱动器价位更低，且更易于使用。在许多应用领域，良好的重复精度甚至比可控性更重要，这也是为什么气动液压压力机驱动器至今仍然拥有一批固定用户，特别是在家电制造业领域。

　　图2 TOX® softWare HMI软件的冲压模块截屏。借由Lenze伦茨技术，质量指标X(冲压时的残基厚度)可使用line-X控制器指定。

　　兼具灵活性与用户友好性：机电动力传动缸

　　对于现在的许多压力机驱动应用，由于其对灵活性的要求，特别是在进行力曲线及冲程力的设计(用于更短的设置时间)时，以及其对节能性及高度自动化的需求，机电伺服压力机驱动器的价格轻松翻番且合情合理。

　　再加上现在有越来越多的工厂被限制使用液压油及压缩空气，伺服压力机驱动器越来越备受青睐，德国汽车行业在这一方面尤其是先行者。机电伺服压力机驱动器已稳居机器人制导夹钳连接应用的首选产品。在如今的这一应用领域中，气动液压压力机驱动器仅占20%的使用量，其中最主要的原因之一就是机电伺服压力机驱动器使用比重的上升。

　　图3 备于连接的TOX机器夹钳TZ型号带Lenze伦茨伺服电机包括旋转变压器。基于Lenze伦茨伺服控制器9400的TOX-Axis-Controller line-X主要用于控制任务

　　使用Lenze伦茨驱动器、I/O系统和电机开发高端产品

　　TOX PRESSOTECHNIK早在2003年就已及时洞悉到这一趋势，并随即决定添加TOX-ElectricDrive这一机电伺服压力机驱动器，以扩展当时的气动液压压力机驱动器产品体系。受当时一家德国著名的豪华车制造商及其与Lenze伦茨良好的长期技术合作基础所鼓舞，TOX发布了基于Lenze伦茨伺服控制器9400的TOX-Axis-Controller line-X作为当时市面上的高端版本，用于控制由同一制造商所生产的配有旋转变压器的永励伺服电机。“正因为这些所使用电机的运作原理，效率得到了很大的提升。从技术层面来说，异步电机可能是目前市场上所有可用电机中的最佳选择了”，TOX PRESSOTECHNIK公司总经理Wolfgang Pfeiffer博士讲述道。

图4 Lenze伦茨永励伺服电机、基于驱动器的安全系统模块、伺服控制器9400的Ethernet TCP/IP模块助力TOX开发高端驱动产品，使其具备广泛的功能性、可扩展性及灵活性。

　　包含集成式PLC及安全保护

　　被用于匹配电机的Lenze伦茨驱动器配有集成式PLC及安全保护功能。该驱动器有两种可选安全选项：安全断开扭矩(STO)及基于停止类别1'(SS1)的安全停止功能。TOX伺服压力机驱动器两种安全选项都用到了。正如TOX总经理所强调的，“我们需要在机器人制导夹钳连接技术上使用安全停止功能，因为可能会有人在机器人周围工作。除此之外的其他应用都采用围栏隔开保护，因而需要使用‘安全断开扭矩STO’安全功能。”

　　TOX采用伺服控制器9400的Ethernet TCP/IP模块作为TOX-ElectricDrive伺服压力机驱动器的数据总线，并作为公司参数化与程序化软件TOXsoftWare Worx的接口使用。此外，还有通讯模块PROFINET及其他可选总线系统，用于与控制单元进行通讯。所添加的额外存储空间确保TOX可将所有应用软件保存在驱动器上，包括包络曲线监控程序以及多达最后500条的工艺数据记录和大约270条流程。

　　对于驱动器上还直接配有一定数量的模拟量和数字量I/O端口，用于集成外部传感器和传动器。端口数量可通过Lenze模块化I/O系统扩展至128个。

　　图5 多亏Lenze伦茨伺服控制器的模块化设计，TOX可借助于这一插拔模块化设计根据不同的具体应用定制伺服压力机驱动装置。

　　功能范围几乎无限

　　用户可广泛受益于伺服控制器9400与line-X控制器所带来的优势，这是因为TOX不仅提供标准功能库(卷边、连接、冲压操作等)，还准备了一套特殊功能库，确保可支持诸如流程跳跃或多工况条件等其他功能。伺服控制器9400的可编译性与性能同时也带来了更多附加值。例如对于一些额外的工程设计，可自主创建自定义接口，伺服压力机驱动器的功能可近乎无限扩展。

　　“Lenze伦茨解决方案采用集成式PLC，且具备可扩展性。这是我们为什么要在我们的高端line-X控制器上使用这个解决方案，” Wolfgang Pfeiffer解释道，“一开始说服我们的亮点之一其实还包括Lenze伦茨十分广泛协调的全方位产品体系，他们也是十分有准备的一家公司，时刻准备着成为我们的合作伙伴。”此外，他还提到了Lenze伦茨很吸引他们的另一个原因：Lenze伦茨还为他们提供工程设计服务。

　　“经过这么多年的合作，Lenze伦茨真的是一个非常可靠的合作伙伴。他们对我们提出的任何问题都会很快很及时地响应，而且能在很短的时间内找到对的解决方案。事实已经为他们说明了一切”，TOX总经理在总结他与Lenze伦茨合作的经验时说道。

　　图6 TOX PRESSOTECHNIK位于德国Weingarten的总部

　　结论

　　多亏Lenze伦茨公司最现代化灵活的伺服技术，TOX PRESSOTECHNIK公司成功地创建一系列高端动态性机电伺服压力机驱动器，即使是这一系列的标准版本就已经具备了广泛的功能性。

　　此外，借助于集成式PLC，伺服压力机驱动器可被广泛应用于各个应用领域，并可根据各式各样不同的任务轻松进行调整。机电伺服压力机驱动器无需液压油或压缩空气，可与永励伺服电机合作，是一款尤其节能的、具备用户友好性的且几乎无需维护的驱动器。其运行成本也相应降低，即使购置成本比传统的气动液压压力机驱动器较高，高出的这部分成本也只需在几年内便可全部摊余掉。“更低的运营成本和更高的环境兼容性对于用户来说变得越来越重要，这是因为用户的采购决定不再仅仅只是购置成本了，而开始考虑计算总成本”，Wolfgang Pfeiffer博士总结道。