Das Reibschweißen ist ein Feststoff-Schweißverfahren, das Materialien durch intensive, durch Reibung erzeugte Hitze verbindet. Diese Technik beinhaltet das Rotieren eines Werkstücks gegen ein anderes, wodurch die erzeugte Wärme die Materialien an ihrer Schnittstelle erweicht und letztendlich eine starke, qualitativ hochwertige Verbindung entsteht. Ihr Ruf basiert auf Vielseitigkeit, Anpassungsfähigkeit an verschiedene Materialien und Effizienz. Es zeichnet sich durch die Herstellung zuverlässiger Schweißverbindungen mit minimalem Verzug aus, weshalb es in Branchen wie Luft- und Raumfahrt und Automobilbau bevorzugt wird. Aufgrund seiner robusten, nicht verschmelzenden Natur eignet es sich ideal für das Verbinden unterschiedlicher Materialien und die Schaffung langlebiger Verbindungen.
- Der Reibschweißprozess:
Reibschweißen beruht auf der relativen Bewegung und plastischen Verformung, die durch die Reibungswärme unter Druck und Drehmoment erzeugt werden. Diese Hitze führt dazu, dass die Kontaktflächen im Nahbereich in einen plastischen Zustand übergehen, was den geeigneten makroskopischen plastischen Verformungszustand induziert. Anschließend erfolgt das schnelle Schmieden unter Druck zur Vollendung des Schweißens. Normalerweise wird das Reibschweißen auf rotierende Werkstücke angewendet. Schlüsselparameter in der Steuerung des Reibschweißens sind die Drehgeschwindigkeit, die Schweißzeit, der Schmiededruck, die Reibungszeit und die Reibungspositionsgenauigkeit. Die Positionsgenauigkeit ist ein entscheidender Faktor beim Reibschweißen, da sie die Schweißqualität und -festigkeit direkt beeinflusst.
- Komponenten der Reibschweißmaschine:
Die Reibschweißmaschine besteht aus der Hauptmaschine (Werkzeugmaschine), dem hydraulischen System und dem Steuersystem. Das Hauptmaschinensystem stellt hauptsächlich die erforderliche Drehzahl, das Drehmoment und den Reibungsdruck für das Schweißwerkstück durch die Drehvorrichtung und die Bewegungsvorrichtung bereit und fungiert als Ausführungsmechanismus des Schweißsystems. Die Hauptaufgabe des hydraulischen Systems besteht darin, hydraulische Energie an verschiedene Aktuatoren der Schweißmaschine zu liefern und eine ordnungsgemäße Schmierung der Hauptspindelrotation und der Bewegungskomponenten des Schiebetisches sicherzustellen. Das Steuersystem ist verantwortlich für die Verwaltung der erforderlichen Aktionssequenz für den Schweißprozess und die Überwachung der Ausführung der Komponenten des hydraulischen Systems.
- Invertersteuerung für Reibschweißen:
Unser GD350-Inverter wird hauptsächlich für die Hauptspindel im Reibschweißprozess eingesetzt. Die Anforderungen an die Invertersteuerung lauten wie folgt:
1. Nach jeder automatischen Schweißzyklus muss die Hauptspindel an dieselbe Position zurückkehren, um die Schweißgenauigkeit sicherzustellen.
2. Der Inverter muss über der Nenndrehfrequenz arbeiten, mit einer maximalen Betriebsfrequenz von 70Hz.
3. Der Inverter sollte über eine robuste Überlastkapazität verfügen, mit Beschleunigungs- und Verzögerungszeiten von 0,4 Sekunden, sowohl für die Positionierung als auch für den allgemeinen Gebrauch. Er sollte in der Lage sein, Momentanüberlastungen von bis zu 1,7-fach standzuhalten.
- Ausgewähltes Invertermodell und Parameter:
| Spannungsstufe | Modell | Menge | |
| Inverter | 380V | GD350-037G-4 | 1 |
| Bremswiderstand | – | 10 Ohm, 15 kW | 1 |
- Steuerungsdiagramm und Verdrahtungsdiagramm:
Steuerablauf:
1. Die SPS gibt ein Startsignal; der Servomotor treibt die Drehvorrichtung zum schnellen Drehen an.
2. Wenn die Drehvorrichtung sich mit hoher Geschwindigkeit dreht, schiebt das hydraulische System den Schiebetisch vorwärts und beginnt den Schweißprozess schrittweise. Gleichzeitig schreitet der Schiebetisch voran, und der Druck steigt allmählich.
3. Wenn das Schweißen abgeschlossen ist, gibt die SPS ein Rückkehrsignal an die Hauptspindel aus. Während die Drehvorrichtung sich rasch und präzise auf Null positioniert, wird ein Hochdruckschmieden hinzugefügt, um eine starke Schweißnaht sicherzustellen.
4. Nachdem der Inverter das Positionierungssignal ausgegeben hat, wird der Druck eine Weile aufrechterhalten, der Schiebetisch kehrt automatisch zurück, und der nächste Schweißzyklus beginnt. Dieser Prozess wiederholt sich. - Inbetriebnahmeanweisungen:
Der Inverter verwendet bei Beginn des Schweißens eine Geschwindigkeitssteuerung und bei der Positionierung eine Pulspositionssteuerung. Um eine genaue Positionierung sicherzustellen, müssen die Parameter für die Position und Geschwindigkeit korrekt eingestellt sein.
1. Überprüfen Sie die Verdrahtung gemäß dem elektrischen Schaltplan.
2. Geben Sie die Motorparameter zur Selbstlernung ein.
3. Beginnen Sie mit einem Leerlauf-Test, um die Geschwindigkeitsreaktion und die Positioniergenauigkeit zu überprüfen. Passen Sie die Verstärkungen der Geschwindigkeits- und Positionsschleifen sowie die Beschleunigungs- und Verzögerungszeiten an, wie erforderlich.
4. Nach einem erfolgreichen Leerlauf-Test führen Sie einen Belastungstest durch und passen Sie die Parameter basierend auf der tatsächlichen Leistung an. - Warum Invt GD350-Serien-Inverter:
Der GD350-Inverter ist ein hochwertiger Vektor-Engineering-Servoumrichter mit vielen I/O-Schnittstellen. Er zeichnet sich durch einen großen Drehzahlbereich, schnelle Reaktionszeiten und hohe Regelgenauigkeit aus. Wichtig ist, dass er über eine robuste Überlastkapazität verfügt (150% Überlastung alle 5 Minuten, 1 Minute zulässig) und hohe Regelgenauigkeit (maximaler Geschwindigkeitsfehler von 0,1% bei geschlossener Vektorregelung). Diese Merkmale gewährleisten, dass die Reibschweißmaschine rund um die Uhr einwandfrei arbeitet.
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