制動單元和制動電阻在冷鐓機(jī)系統(tǒng)中的應(yīng)用案例 一、冷鐓機(jī)簡介
冷鐓機(jī)是在常溫下將鋼坯鐓成一定形狀的產(chǎn)品。隨著生產(chǎn)技術(shù)的不斷發(fā)展和進(jìn)步，全自動冷鐓機(jī)已廣泛應(yīng)用于汽車、機(jī)械零部件制造。該設(shè)備全自動化完成批量專業(yè)化生產(chǎn)螺帽、螺母等雙擊整模標(biāo)準(zhǔn)件，從輥輪進(jìn)料，依次切斷，壓角沖孔成形，一機(jī)完成，省去費時且昂貴的退火工序。工位采用水平排列，主傳動為二級傳動，主滑塊的驅(qū)動采用壓力肘桿結(jié)構(gòu)，飛輪和傳動軸的連接采用氣壓摩擦離合器。
我公司某廠一6臺冷墩機(jī)是20世紀(jì)50年代從前蘇聯(lián)進(jìn)口的設(shè)備，是飛機(jī)鉚釘?shù)膶Ｓ蒙a(chǎn)設(shè)備。70年代初，曾將電氣控制系統(tǒng)改造為可控硅直流調(diào)速系統(tǒng)，至今已服役了30多年，電機(jī)整流子嚴(yán)重磨損，控制箱元器件老化嚴(yán)重，已無法保證加工精度要求。經(jīng)分析，決定采用變頻調(diào)速智能控制系統(tǒng)進(jìn)行改造。
二、改造要求
1、在不改動機(jī)床機(jī)械傳動系統(tǒng)的情況下改造為無級調(diào)速，調(diào)速范圍為30～120件/min。
2、變速系統(tǒng)安全可靠，使機(jī)床平穩(wěn)連續(xù)變速，必須采用制動電阻與制動單元相結(jié)合的變頻改造方式。
3、增加數(shù)顯裝置以計量加工件數(shù)，裝置具有設(shè)定加工工件總數(shù)、達(dá)到設(shè)定值時自動停機(jī)、當(dāng)中間需停機(jī)續(xù)料或出故障停機(jī)后再次開機(jī)時連續(xù)計數(shù)的功能。
三、變頻調(diào)速系統(tǒng)、智能型儀表控制系統(tǒng)簡介
根據(jù)電氣技術(shù)改造要求，選擇了變頻調(diào)速系統(tǒng)加智能型儀表控制系統(tǒng)。用調(diào)速電位器通過變頻器對變頻電機(jī)在0～1500r/min范圍內(nèi)無級調(diào)速；智能型儀表通過NPN接近開關(guān)對加工零件數(shù)量進(jìn)行采集，再通過內(nèi)部參數(shù)的設(shè)置和操作實現(xiàn)對設(shè)備的控制。
變頻器選用ALPHA6000系列，該系列變頻器具有以下特點：
A采用電機(jī)專用高速32位CPU
B低頻特性好，力矩可自動提升
C電流實時調(diào)節(jié)，動態(tài)響應(yīng)好
D數(shù)字輸入輸出接口功能豐富，可根據(jù)需要自行定義接口功能
E具有2路模擬量輸入，2路模擬量輸出，1路頻率信號輸出
F專門接地設(shè)計，電磁兼容性好
G豐富的運行參數(shù)實時監(jiān)控功能，隨時掌握機(jī)器運行狀況
H完善的故障保護(hù)功能及掉電存儲功能
采用智能型可逆預(yù)置數(shù)計數(shù)器與接近開關(guān)配合，以實現(xiàn)零件加工數(shù)量顯示。該計數(shù)器具有以下特點：采用開關(guān)電源，電壓適應(yīng)范圍大，抗干擾能力強；直接顯示實際值，并可設(shè)定顯示有效小數(shù)位數(shù)；鍵盤設(shè)定，LCD帶背光源顯示，操作簡單；5種計數(shù)輸入模式，4種輸出模式，自動復(fù)位時間0.01～9.99s可調(diào)；使用鍵盤鎖定功能，根據(jù)要求鎖定不需要使用的鍵，防止誤操作。
四、硬件電路設(shè)計
(冷鐓機(jī)變頻調(diào)速系統(tǒng)原理圖)
調(diào)速電位器（R）接至變頻器的外部給定調(diào)節(jié)輸入點（10V、AI1、AGND），調(diào)節(jié)變頻器的輸出頻率在0～50Hz范圍內(nèi)改變，從而實現(xiàn)對變頻電機(jī)的無級調(diào)速；將控制柜面板上的數(shù)顯表接至變頻器的輸出頻率點（DO、COM），在數(shù)顯表上動態(tài)顯示電機(jī)的轉(zhuǎn)速；將報警燈接至變頻器的繼電器輸出點（TA,TC），當(dāng)變頻器工作異常時報警。
(智能型儀表控制系統(tǒng)原理圖)
在計數(shù)器面板上設(shè)定加工零件的總數(shù)；在計數(shù)器的信號輸入點（9、12、14）接入NPN型接近開關(guān)（SQ）。冷墩機(jī)每加工完成一個零件，接近開關(guān)發(fā)出一個信號給計數(shù)器，在顯示屏上顯示。計數(shù)器在顯示零件加工數(shù)量的同時，對預(yù)先設(shè)置的加工總數(shù)進(jìn)行減1操作，當(dāng)預(yù)置數(shù)減為0時，輔助輸出常閉觸點（3、4）斷開，使中間繼電器KA1失電，設(shè)備停止運行。為防止在自動加工過程中計數(shù)器設(shè)定的數(shù)據(jù)被他人更改，在計數(shù)器鍵保護(hù)輸入點（14、15）接一鑰匙開關(guān)（SA1），操作者設(shè)定完相關(guān)參數(shù)以后，旋動SA1可以將計數(shù)器操作面板上的所有鍵鎖定保護(hù)。
當(dāng)加工工件達(dá)到預(yù)設(shè)數(shù)值時，設(shè)備自動停止工作，等待新的任務(wù)。當(dāng)加工過程中中間需要停機(jī)續(xù)料或因故障停機(jī)時，零件加工數(shù)量保持年限最大可達(dá)10年，重新啟動時可以接著計數(shù)。計數(shù)器可以通過操作面板和背后按鈕進(jìn)行復(fù)位，操作簡便，維護(hù)方便。
五、改造后的好處
1、由于使用了變頻調(diào)速，可以根據(jù)加工件工藝要求無極的實現(xiàn)速度調(diào)節(jié)。
2、使用了變頻控制后，機(jī)器在啟動停止時平滑無沖擊，延長了機(jī)械使用壽命。
3、在電機(jī)過載或其它異常情況下，變頻保護(hù)功能動作，保證了設(shè)備的安全。
4、可通過與PLC配合使用，實現(xiàn)全自動化的加工過程。
5、使用制動單元和制動電阻進(jìn)行制動控制，精確控制剎車時間。 |
