ALPHA变频器在冷镦机上的应用案例

 一、冷镦机简介：

    冷镦机是在常温下将钢坯镦成一定形状的产品。随着生产技术的不断发展和进步，全自动冷镦机已广泛应用于汽车、机械零部件制造。该设备全自动化完成批量专业化生产螺帽、螺母等双击整模标准件，从辊轮进料，依次切断，压角冲孔成形，一机完成，省去费时且昂贵的退火工序。工位采用水平排列，主传动为二级传动，主滑块的驱动采用压力肘杆结构，飞轮和传动轴的连接采用气压摩擦离合器。

    我公司某厂一6台冷墩机是20世纪50年代从前苏联进口的设备，是飞机铆钉的专用生产设备。70年代初，曾将电气控制系统改造为可控硅直流调速系统，至今已服役了30多年，电机整流子严重磨损，控制箱元器件老化严重，已无法保证加工精度要求。经分析，决定采用变频调速智能控制系统进行改造。

    二、改造要求

    1．在不改动机床机械传动系统的情况下改造为无级调速，调速范围为30～120件/min。

    2．变速系统安全可靠，使机床平稳连续变速。

    3．增加数显装置以计量加工件数，装置具有设定加工工件总数、达到设定值时自动停机、当中间需停机续料或出故障停机后再次开机时连续计数的功能。

    三、变频调速系统、智能型仪表控制系统简介

    根据电气技术改造要求，选择了变频调速系统加智能型仪表控制系统。用调速电位器通过变频器对变频电机在0～1500r/min范围内无级调速；智能型仪表通过NPN接近开关对加工零件数量进行采集，再通过内部参数的设置和操作实现对设备的控制。

    变频器选用ALPHA6000系列，该系列变频器具有以下特点：

    采用电机专用高速32位CPU

    低频特性好，力矩可自动提升

    电流实时调节，动态响应好

    数字输入输出接口功能丰富，可根据需要自行定义接口功能

    具有2路模拟量输入，2路模拟量输出，1路频率信号输出

    专门接地设计，电磁兼容性好

    丰富的运行参数实时监控功能，随时掌握机器运行状况

    完善的故障保护功能及掉电存储功能

    采用智能型可逆预置数计数器与接近开关配合，以实现零件加工数量显示。该计数器具有以下特点：采用开关电源，电压适应范围大，抗干扰能力强；直接显示实际值，并可设定显示有效小数位数；键盘设定，LCD带背光源显示，操作简单；5种计数输入模式，4种输出模式，自动复位时间0.01～9.99s可调；使用键盘锁定功能，根据要求锁定不需要使用的键，防止误操作。

    四、硬件电路设计

变频调速系统原理图

点击此处查看全部新闻图片

    调速电位器（R）接至变频器的外部给定调节输入点（10V、AI1、AGND），调节变频器的输出频率在0～50Hz范围内改变，从而实现对变频电机的无级调速；将控制柜面板上的数显表接至变频器的输出频率点（DO、COM），在数显表上动态显示电机的转速；将报警灯接至变频器的继电器输出点（TA,TC），当变频器工作异常时报警。

智能型仪表控制系统原理图

点击此处查看全部新闻图片

    在计数器面板上设定加工零件的总数；在计数器的信号输入点（9、12、14）接入NPN型接近开关（SQ）。冷墩机每加工完成一个零件，接近开关发出一个信号给计数器，在显示屏上显示。计数器在显示零件加工数量的同时，对预先设置的加工总数进行减1操作，当预置数减为0时，辅助输出常闭触点（3、4）断开，使中间继电器KA1失电，设备停止运行。为防止在自动加工过程中计数器设定的数据被他人更改，在计数器键保护输入点（14、15）接一钥匙开关（SA1），操作者设定完相关参数以后，旋动SA1可以将计数器操作面板上的所有键锁定保护。

    当加工工件达到预设数值时，设备自动停止工作，等待新的任务。当加工过程中中间需要停机续料或因故障停机时，零件加工数量保持年限最大可达10年，重新启动时可以接着计数。计数器可以通过操作面板和背后按钮进行复位，操作简便，维护方便。

    五、改造后的好处：

    1.由于使用了变频调速，可以根据加工件工艺要求无极的实现速度调节。

    2.使用了变频控制后，机器在启动停止时平滑无冲击，延长了机械使用寿命。

    3.在电机过载或其它异常情况下，变频保护功能动作，保证了设备的安全。

    4.可通过与PLC配合使用，实现全自动化的加工过程。