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(chǎn)品的設(shè)備。隨著生產(chǎn)技術(shù)的不斷發(fā)展和進(jìn)步，全自動冷鐓機已廣泛應(yīng)用于汽車、機械零部件制造。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。

      某工廠一臺冷墩機是20世紀(jì)50年代從前蘇聯(lián)進(jìn)口的設(shè)備，是飛機鉚釘?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40多年，電機整流子嚴(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．在不改動機床機械傳動系統(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，使機床平穩(wěn)連續(xù)變速。

　　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、當(dāng)中間需停機續(xù)料或出故障停機后再次開機時連續(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：

l       采用電機專用高速32位CPU

l       低頻特性好，力矩可自動提升

l       電流實時調(diào)節(jié)，動態(tài)響應(yīng)好

l       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

l       具有2路模擬量輸入，2路模擬量輸出，1路頻率信號輸出

l       專門接地設(shè)計，電磁兼容性好

l       豐富的運行參數(shù)實時監(jiān)控功能，隨時掌握機器運行狀況

l       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 

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續(xù)料或因故障停機時，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。

• 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(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。