變頻器在翻箱機(jī)上的應(yīng)用

章圓珍

（廣西玉柴機(jī)器股份有限公司鑄造廠，廣西 玉林 537005）

鑄造廠缸蓋車間造型自動(dòng)線是上世紀(jì)90年代建成的，當(dāng)時(shí)的生產(chǎn)線相對(duì)落后，已經(jīng)適應(yīng)不了生產(chǎn)和質(zhì)量的要求。柴油機(jī)鑄件的生產(chǎn)，對(duì)造型工藝有很高的要求，砂型的好壞決定了鑄件質(zhì)量。這條造型自動(dòng)線上有兩臺(tái)翻箱機(jī)，由于翻箱機(jī)轉(zhuǎn)速過快、震動(dòng)比較大等原因，很容易造成砂型損壞，鑄件出現(xiàn)砂眼、夾砂等質(zhì)量問題。為了解決這個(gè)問題，提高砂型質(zhì)量，減少鑄件廢品率，通過在兩臺(tái)翻箱機(jī)上應(yīng)用變頻器調(diào)速技術(shù)，使翻箱機(jī)實(shí)現(xiàn)翻轉(zhuǎn)平穩(wěn)，保證砂型質(zhì)量，同時(shí)提高翻箱機(jī)的可靠性。現(xiàn)場(chǎng)生產(chǎn)實(shí)踐表明，該設(shè)計(jì)大大提高了生產(chǎn)效率和產(chǎn)品合格率[1].

1 現(xiàn)狀分析

如圖1所示，造型線上的兩臺(tái)翻箱機(jī)都是通過接觸器來實(shí)現(xiàn)正反轉(zhuǎn)，以及制動(dòng)、加減速等。由于鑄造廠環(huán)境相對(duì)比較惡劣，粉塵多、溫度高，所以接觸器很容易出現(xiàn)觸點(diǎn)接觸不良的情況，甚至接觸器直接燒壞，這樣對(duì)生產(chǎn)的效率及連續(xù)性都是很大的考驗(yàn)。而且，這種設(shè)計(jì)使得翻箱機(jī)在翻轉(zhuǎn)過程中翻轉(zhuǎn)不平穩(wěn)，制動(dòng)時(shí)容易引起震動(dòng)，從而造成型砂的震落，導(dǎo)致砂型質(zhì)量不穩(wěn)定。而且，高速翻轉(zhuǎn)的翻箱機(jī)對(duì)變速箱及連接部位和大轉(zhuǎn)輪都有很大的沖擊，鍵槽磨損后會(huì)增加負(fù)載，電流變大，也容易損壞接觸器。

為了減少翻箱機(jī)引起的產(chǎn)品質(zhì)量及生產(chǎn)效率降低的問題，對(duì)這兩臺(tái)翻箱機(jī)進(jìn)行了改造。利用現(xiàn)有的資源，通過設(shè)備改造，運(yùn)用變頻器調(diào)速技術(shù)實(shí)現(xiàn)翻箱機(jī)平穩(wěn)翻轉(zhuǎn)。

2 系統(tǒng)設(shè)計(jì)

2.1 系統(tǒng)總體框架

根據(jù)設(shè)計(jì)要求，采用變頻調(diào)速技術(shù)對(duì)翻箱機(jī)進(jìn)行改進(jìn)，使其在即將到位的時(shí)候轉(zhuǎn)速降低，平穩(wěn)翻轉(zhuǎn)到位。如圖2所示，通過減速感應(yīng)開關(guān)獲得減速信號(hào)，輸入到PLC，PLC根據(jù)相應(yīng)程序控制變頻器的工作，變頻器再控制電機(jī)的加減速運(yùn)行。直到相應(yīng)的到位感應(yīng)開關(guān)獲得到位信號(hào)，電機(jī)停止運(yùn)行。

2.2 SANKEN變頻器

圖1 翻箱機(jī)控制系統(tǒng)現(xiàn)狀

圖2 變頻調(diào)速系統(tǒng)

缸蓋車間運(yùn)用的變頻器是日本SANKEN通用型全數(shù)字式變頻器SAMCO·M，適用于感應(yīng)電動(dòng)機(jī)的調(diào)速驅(qū)動(dòng)。其內(nèi)部配備16位微處理器，雖然相對(duì)比較落后，但此變頻器功能完全能滿足本設(shè)計(jì)的要求，而且其操作尤為簡(jiǎn)單。在資源有限的情況下，采用變頻器調(diào)速的方法最為有效。

2.3 硬件連接

如圖3所示，為變頻器的硬件連接電路圖，變頻器本身就有正轉(zhuǎn)、反轉(zhuǎn)和加減速功能，只需將相應(yīng)的接點(diǎn)連接上就行了，方便簡(jiǎn)單。

3 程序設(shè)計(jì)

如圖4所示，由于翻箱機(jī)在日常維修過程中還需要用到手動(dòng)運(yùn)轉(zhuǎn)功能，所以必須同時(shí)編寫翻箱機(jī)手動(dòng)與自動(dòng)程序，以保證維修方便，如圖5所示。只需在系統(tǒng)原先設(shè)定的程序中增加翻箱機(jī)手動(dòng)與自動(dòng)程序即可，相應(yīng)的I/O點(diǎn)如表1所示。

圖3 變頻器硬件連接

表1 系統(tǒng)I/O點(diǎn)

圖4 翻箱機(jī)手動(dòng)程序

圖5 翻箱機(jī)自動(dòng)程序

4 改造后的效果

經(jīng)過改造后的造型翻箱機(jī)，通過感應(yīng)開關(guān)感應(yīng)到相應(yīng)的信號(hào)，根據(jù)PLC內(nèi)部的程序?qū)ψ冾l器進(jìn)行控制，變頻器再控制電機(jī)的啟停及加減速。由于感應(yīng)開關(guān)信號(hào)比較可靠，信號(hào)穩(wěn)定，所以翻箱機(jī)運(yùn)行更加平穩(wěn)、可靠，減少了由于翻箱機(jī)故障而導(dǎo)致生產(chǎn)效率降低以及翻轉(zhuǎn)過程中造成強(qiáng)烈震動(dòng)導(dǎo)致的型砂受損，提高了型砂的合格率，完全符合工藝要求。

5 結(jié)束語

變頻器在工業(yè)生產(chǎn)實(shí)踐中應(yīng)用非常廣泛，本文僅對(duì)其在翻箱機(jī)中的應(yīng)用作了簡(jiǎn)單的研究。雖然本文采用的變頻器相對(duì)比較落后，但是已能滿足本設(shè)計(jì)的需要。這也告訴我們，在工業(yè)生產(chǎn)中，應(yīng)該充分利用現(xiàn)有的資源，以最低的成本創(chuàng)造最大的效益，達(dá)成最好的效果。