制動單元和制動電阻在冷鐓機系統中的應用案例 一、冷鐓機簡介
冷鐓機是在常溫下將鋼坯鐓成一定形狀的產品。隨著生產技術的不斷發展和進步，全自動冷鐓機已廣泛應用于汽車、機械零部件制造。該設備全自動化完成批量專業化生產螺帽、螺母等雙擊整模標準件，從輥輪進料，依次切斷，壓角沖孔成形，一機完成，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，主滑塊的驅動采用壓力肘桿結構，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臺冷墩機是20世紀50年代從前蘇聯進口的設備，是飛機鉚釘的專用生產設備。70年代初，曾將電氣控制系統改造為可控硅直流調速系統，至今已服役了30多年，電機整流子嚴重磨損，控制箱元器件老化嚴重，已無法保證加工精度要求。經分析，決定采用變頻調速智能控制系統進行改造。
二、改造要求
1、在不改動機床機械傳動系統的情況下改造為無級調速，調速范圍為30～120件/min。
2、變速系統安全可靠，使機床平穩連續變速，必須采用制動電阻與制動單元相結合的變頻改造方式。
3、增加數顯裝置以計量加工件數，裝置具有設定加工工件總數、達到設定值時自動停機、當中間需停機續料或出故障停機后再次開機時連續計數的功能。
三、變頻調速系統、智能型儀表控制系統簡介
根據電氣技術改造要求，選擇了變頻調速系統加智能型儀表控制系統。用調速電位器通過變頻器對變頻電機在0～1500r/min范圍內無級調速；智能型儀表通過NPN接近開關對加工零件數量進行采集，再通過內部參數的設置和操作實現對設備的控制。
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電流實時調節，動態響應好
D數字輸入輸出接口功能豐富，可根據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專門接地設計，電磁兼容性好
G豐富的運行參數實時監控功能，隨時掌握機器運行狀況
H完善的故障保護功能及掉電存儲功能
采用智能型可逆預置數計數器與接近開關配合，以實現零件加工數量顯示。該計數器具有以下特點：采用開關電源，電壓適應范圍大，抗干擾能力強；直接顯示實際值，并可設定顯示有效小數位數；鍵盤設定，LCD帶背光源顯示，操作簡單；5種計數輸入模式，4種輸出模式，自動復位時間0.01～9.99s可調；使用鍵盤鎖定功能，根據要求鎖定不需要使用的鍵，防止誤操作。
四、硬件電路設計
(冷鐓機變頻調速系統原理圖)
調速電位器（R）接至變頻器的外部給定調節輸入點（10V、AI1、AGND），調節變頻器的輸出頻率在0～50Hz范圍內改變，從而實現對變頻電機的無級調速；將控制柜面板上的數顯表接至變頻器的輸出頻率點（DO、COM），在數顯表上動態顯示電機的轉速；將報警燈接至變頻器的繼電器輸出點（TA,TC），當變頻器工作異常時報警。
(智能型儀表控制系統原理圖)
在計數器面板上設定加工零件的總數；在計數器的信號輸入點（9、12、14）接入NPN型接近開關（SQ）。冷墩機每加工完成一個零件，接近開關發出一個信號給計數器，在顯示屏上顯示。計數器在顯示零件加工數量的同時，對預先設置的加工總數進行減1操作，當預置數減為0時，輔助輸出常閉觸點（3、4）斷開，使中間繼電器KA1失電，設備停止運行。為防止在自動加工過程中計數器設定的數據被他人更改，在計數器鍵保護輸入點（14、15）接一鑰匙開關（SA1），操作者設定完相關參數以后，旋動SA1可以將計數器操作面板上的所有鍵鎖定保護。
當加工工件達到預設數值時，設備自動停止工作，等待新的任務。當加工過程中中間需要停機續料或因故障停機時，零件加工數量保持年限最大可達10年，重新啟動時可以接著計數。計數器可以通過操作面板和背后按鈕進行復位，操作簡便，維護方便。
五、改造后的好處
1、由于使用了變頻調速，可以根據加工件工藝要求無極的實現速度調節。
2、使用了變頻控制后，機器在啟動停止時平滑無沖擊，延長了機械使用壽命。
3、在電機過載或其它異常情況下，變頻保護功能動作，保證了設備的安全。
4、可通過與PLC配合使用，實現全自動化的加工過程。
5、使用制動單元和制動電阻進行制動控制，精確控制剎車時間。 |
