模具自动化改造技术

模具自动化改造技术（精选6篇）

模具自动化改造技术 篇1

1 问题的提出

随着冲压工艺和冲压工装的不断发展, 国内汽车冲压行业发展日新月异。传统冲压手工生产线已经逐步被运行性能稳定、生产节拍高、工人劳动强度低、冲压件质量好的冲压自动化生产线所取代。表1为冲压自动化线与冲压手工线性能对比。

冲压手工生产线改造为冲压自动化生产线对模具以及附属结构要求越来越高, 原有的部分模具已经不能配合自动化生产, 跟不上冲压节拍。然而, 冲压手工生产线改造成冲压自动化生产线影响生产节拍的因素较多, 目前最大的瓶颈是模具, 具体表现如下。

a.模具定位销高度不够、数量缺少、R角不匹配、自动顶料装置结构不合理等;

b.模具对中槽、U型槽设计不合理, 模具偏心, 影响模具在移动工作台上面定位和自走式夹紧器自动夹紧;

c.修边、冲孔的废料不能及时排出模具本体, 出现废料孔堵塞和影响下次上料、自动化停线清理等情况;

d.缺少有料检测开关和板料到位检测传感器, 或者传感器安装不到位, 造成下模内腔板料检测不到;

e.缺少模具识别传感器。

以上问题均对自动化生产造成一定的影响, 需对模具以及附属装置进行改造。

2 模具自动化改造工艺技术

2.1 工艺要求

制件旋转方向:冲压中心自动化生产线绕Y轴≤±45°、绕X轴≤±5° (X轴方向为冲压件物流方向) 。合并件分切后, 两件间距沿X方向可扩大、缩小, 其距离最大为300 mm, 单件旋转≤±5°。

2.2 模具对中槽技术要求

a.模具对中槽采用宽28 mm、高20 mm贯穿式通槽设计。

b.对中键长300 mm, 淬火硬度为3 8~4 2HRC, 用沉头螺栓进行锁紧;对中键两侧面表面粗糙度为Ra3.2μm, 其余部位为Ra6.3μm。具体要求如图1。

2.3 模具U型槽技术要求

(1) 数量:模具长度L≥1500 mm时, 上、下模各6~8个U型槽;L<1 500 mm时, 上、下模各4~6个U型槽。

(2) 模具上模板夹紧器感应面粗糙度为Ra3.2μm。为保证感应到位, 感应面宽度以夹紧器中心位置为中心, 总宽大于或等于150 mm, 具体规格要求如图2。

(3) 上模U型槽厚度为65±1 mm, 表面粗糙度为Ra6.3μm。

(4) 模具空间结构应避开夹紧器。长、宽、高均需保证夹紧器的最大尺寸可自由移动, 不出现干涉情况。

U型槽更改结构形式如下:

a.利用现有位置直接加工U型槽;

b.将原位置U型槽更改为新位置U型槽;

c.利用现有位置, 铣加强筋, 改造为新的U型槽;

d.利用模具快速定位处加工改造对中槽。如果U型槽的强度不够, U型槽的更改影响模具强度, 可通过辅助措施保证模具的强度, 如在上模增加整体垫板来提高U型槽强度。

2.4 模具废料处理

在自动化生产线改造过程中, 模具改造难点之一是模具的废料排出问题, 因为自动化生产方式对模具废料的顺利排出要求更高。下面介绍几种较为常见的模具废料排出的改进方式。

(1) 废料滑道的改造

a.增大废料滑道的倾斜角度是首选方法 (如图3) 。

在模具结构许可的条件下, 尽可能增大废料滑道的倾斜角度N。一般, N≥40°就基本能保证废料依靠自重顺利下滑。

b.在废料滑道上增加一些辅助机构, 较为常见的有轮滚、圆钢棒、滚珠、滤油网板等 (如图4) 。

(2) 采用强制排料方式

强制排料方式也是自动化线模具改造中惯用的一种方法 (如表2) 。

实例1:某车型左右侧围OP30废料排出不畅, 堆积严重。

原因分析:空间狭小, 导致废料滑板角度小, 无法抬高, 排料困难。另外, 缺少二级滑料板, 废料无法排出机床。

解决方案:最大限度抬高滑板角度, 在废料滑板上安装网纹板, 减小废料下滑阻力, 增加二级滑板 (如图5) 。

实例2:某车型左右侧围OP20废料排出不能顺利下滑。

原因分析:设计时两块废料刀刀背相对, 直接导致废料搭在废料刀上不下滑。

解决方案:增加氮气缸形式的顶料装置, 将废料顶出模具。为防止顶料销把废料顶到模具型腔内, 上模刀块上加两个压料装置, 上模下行时压料装置压到废料, 这样就阻止了顶料销将废料顶到模具型腔内 (如图6) 。

2.5 模具定位导向处理

模具定位销布置紧凑, 定位销高度适中, R角导向准确, 这样才能确保自动化传输装置将板料顺利放到模腔里面;下模顶料装置顶起高度≤15 mm, 顶起后必须保证冲压件的位置精度, 确保自动化机械能正常抓取。模具上气路接头统一改为靠近气源侧。改造气路时应尽量利用模具上原有减重孔, 如无法利用可在模具下底面合适的位置开槽。

2.6 其他影响因素

自动化上料装置与模具本体干涉、模具偏心、模具超宽等问题, 都会影响自动化线生产。

实例1:某车型左侧围外板机械手与上模斜锲干涉。

原因分析:根据公司经验算法, 计算每序差值 (D=开口高度-制件高度-300>0) , OP40为-135 mm, 与实际要求D>0相差较大。主要原因是右边斜锲高度突出, 占用模腔开口空间, 导致机械手与上模斜锲干涉, 无法进行自动化生产。

解决方案如下。

方案一:转线生产, 保证D>0, 机械手能够顺利进入模腔放件。

方案二:转手工生产线生产。

实例2:某车型发动机罩外板OP50工序, 模具前后方向偏心较大, 机械手放件不到位。

原因分析:调试中发现OP50模具使用时, 制件相对工作台位置与前序有较大差距, 机械手X方向达到极限位仍不能将制件放置到位, 初步测量相差近110 mm, 导致无法在自动化生产线上生产。

解决方案如下。

方案一:更改模具, 重开模具Y方向中心槽;

方案二:更改下模垫板中心槽;

方案三:手工生产或转线生产。

3 模具自动化改造电气规范要求

3.1 传感器的布置

(1) 位置

a.模具传感器布置在模具的下模中, 并尽可能按对角放置 (注意不得与废料槽干涉) ;

b.OP10投入检测开关安装在模具相邻两边对角线位置, 安装必须牢固可靠, 每件2个, 相距尽可能远 (如图7) ;

c.OP20传感器 (接近开关) 安装必须牢固可靠, 一般布置在零件的最低点处, 并且是非孔平面。安装支架用不小于2.3 mm厚钢板, 结构形式如图8。

(2) 数量

a.模具1次行程冲压1件时, 在1副模具中至少布置2个传感器 (如图7) ;

b.模具1次行程冲压不相连的两件时, 在1副模具中至少布置4个传感器, 每个零件至少布置2个传感器 (如图9a) ;

c.模具1次行程冲压相连的两件时, 在1副模具中至少布置2个传感器, 每个零件至少布置1个传感器 (如图9b) 。

3.2 传感器电气部分

针对压力机本身提供的不同电源, 使用不同的标准。

(1) 冲压线压力机只提供110 V交流两线制电源。

传感器:建议选用E2E-X7T1 (Omron) 或Bi5-M18-AZ3X (Turck) , 交直流通用型。

模具与压力机电气接口:模具上用NCS-255-R (七星科学) , 加上防护盖NCS-25-RCa。端子转接盒建议选用三住JBX100, 该端子转接盒有5个端子接点, 没有模具识别功能 (如图10) 。制件的工艺路线不同, 端子转接盒安装位置不同。

(2) 冲压线压力机能提供DC24 V电源。

传感器:建议选用E2E-X7T1 (Omron) 或Bi5-M18-AZ3X (Turck) , 交直流通用型。

模具与压力机电气接口:模具上用NCS-4016-R, 加上防护盖NCS-40-RCa, 每条线提供10个与之匹配的插座NCS-4016-P。端子转接盒建议选用三住JBX160, 该端子转接盒有12个端子接点 (如图11) 。为实现模具识辨功能, 另需增加4个端子接点, 分两层布置。

4 自动化干涉曲线分析

(1) 当压力机单次运行时, 主要根据模具的净开口高度是否满足要求进行干涉分析, 如图12。

保证机械手顺利上下料, 即机械手最上端与上模最下端间距≥30 mm, 机械手上零件最低点与下模的最高点间距≥30 mm。满足以上两个条件, 零件能顺利从设备中取出, 没有干涉。

模具净开口高度要求:

式中, B为制件高度;F为机械手厚度;E为冲压件与机械臂之间距离, 最小50 mm, 最大150 mm。

(2) 当压力机连续运行时, 主要根据干涉曲线进行干涉分析, 如图13。

干涉检查时, 把干涉曲线放入某零件模具中, 上模最低端距离干涉曲线25 mm以上不会干涉, 下模最高端距离干涉曲线30 mm以下不会干涉, 如图14。

摘要：介绍了冲压手工生产线自动化改造中模具、模具接口、废料排出结构、板料检测传感器等方面的改造, 并对改造的技术要求进行了说明, 同时对自动化干涉曲线进行了分析。该改造有利于模具适应自动化生产节拍, 保证自动化生产的连续性、安全性、高效性, 增强自动化生产线的自动化程度。

关键词：模具,自动化,改进

模具自动化改造技术 篇2

冲压自动线的维护保养与技术改造

随着社会的`发展,人们的要求越发精益求精.而体现在汽车行业中则成为用户对汽车表面件的高要求.然而,在手工生产操作过程中,较大的冲压件会不可避免地产生磕碰、划伤,所以现在大型汽车企业都实行了;中压自动化生产.

作 者：申强 作者单位：一汽解放汽车有限公司刊 名：汽车工艺与材料英文刊名：AUTOMOBILE TECHNOLOGY & MATERIAL年，卷(期)：“”(2)分类号：U4关键词：

模具自动化改造技术 篇3

【关键词】电力行业;配网调度;自动化技术

配电是电力系统运行过程中的重要环节，配电质量和效率将直接影响到用户的使用效果，加强对电力配送运行质量的改善和提升对于电力行业的发展有非常深刻的意义。配电的自动化是目前电力系统研究的主要领域，配电自动化的应用能够显著地提升输电质量和供电稳定性，降低电力企业运营风险。配网调度和自动化技术的研究，既需要从技术原理上开展深入研究，同时需要加强对配电管理的分析和探讨，以全面地确保改造质量。

一、配网调度及自动化技术的原理介绍

随着科学技术的不断发展，自动化技术在电力系统中得到了较为广泛的应用，配网调度自动化技术是电力系统自动化的重要表现。在电力系统中，电力能源经过二次降压变电或者降压后输送给用户的过程中所形成的网络叫做配电网络，配网调度及自动化技术则是针对配电网所实施的改造，通过馈线自动化、用户自动化、变电站自动化和配电管理自动化等技术实现配电网络运行的自动化。

馈线自动化技术，是指对线路终端设备，将线路运行过程中的相关数据传输到控制中心系统以实现对馈电线路的合理监控，实现对馈电网络问题和故障的隔离与排除。用户自动化针对的是负荷管理内容，负荷管理是电力系统管理中的重要内容，负荷管理是一个双向的管理过程。

在负荷管理上，一般主要应用经济政策和技术手段予以规范，并且通过供电和用电双方的共同参与来确保负荷管理的实际水平。用户自动化技术的应用能够自动地编制和制定负荷管理计划，通过计划对用户开展实时控制。用户自动化强调的是对用户数据资料的自动读取和统计，能够在统计结束后自动地发送到控制中心，体现管理上的及时性和高效性，确保电力系统的高效运作。

变电站自动化是针对变电站管理所建设的变电化管理系统。在变电化管理系统中，能够根据电力系统的当前状况以及夏季配电网的需求来自动设置和调节变电站的运行。配电管理自动化就是利用计算机、通信技术和设备对配电网开展统一和全面的管理活动，配电管理自动化实质上实现的是信息的自动化和收集和自动化处理的循环过程。

配电管理自动化需要配电管理系统做支持，在配电管系统中，配电管理制动化能够与其他自动化管理技术相结合，系统地管理的管理整体，保证电力系统运行的正常和稳定，提升电力系统的整体运行水平。

二、配网调度及自动化技术改造中的注意事项

配网调度及自动化技术是目前电力网络的重要发展趋势，配网调度及自动化技术的实现能够很大程度上改善配电网的运行质量水平，显著提升电力系统的综合运行质量。但是，配网调度及自动化技术的改造存在较高的技术性，改造工作不能够盲目开展，而是需要制定全面的改造计划，加强对设计和建设中各工作环节的把握和控制，只有这样才能真正地控制改造成本，确保技术性能。

1.制定全面的改造计划

配网调度及自动化技术的改造是一项较为复杂和庞大的工程，为此在改造工作开展之前，必须要制定全面的改造计划，确保改造工作能够在有序的情况下进行。在计划制定之前，首先应该对配网调度和自动化技术做深入了解，掌握主要的技术手段，结合配电调度和自动化技术的实现目标进行改造计划的制定。同时，配网调度及自动化技术改造所遵循的是分块实施原则，这就要求计划中必须要突出配电网功能单元的分割和考核，按照合理的顺序对相关自动化技术予以实现，在确保系统能够正常运行的同时，有效地控制改造成本，避免资金浪费等问题的出现。

2.重视信息资源的共享

配网调度及自动化技术改造过程中，需要充分保证信息资源的高度共享，这不但有利于各环节的有效协调，还能够保证自动化技术改造的整体进度。在配网调度及自动化技术改造过程中，要尽量地应用计算机网络技术进行信息的传递和接收，特别在计算机系统主站的设计、方案评估以及数据的整理和收集中，依靠计算机网络技术能够有效地保证信息的共享度和传输效率。

3.加强设备选择和质量控制

在配网调度及自动化技术设计和建设过程中，应该加强对自动化系统应用设备的选择工作，这不但能够降低系统的搭建风险，同时也能够最大程度地保证系统的正常运行。在设备的选择上，如开关设备、控制终端等，应该选择知名度较高、生产规模较大的供应商进行合作，充分确保产品质量和性能。同时，系统应用设备在满足技术和性能要求的同时，应该尽量地具备良好的环境适应性，能够适应较为恶劣的工作环境，防止由于外界环境影响而导致设备无法正常运行的现象发生。

4.加强对自动化软件的引入和研发

配网调度及自动化技术的实现不仅需要优秀的硬件设备，自动化应用软件也是必不可少的。

目前，配网调度及自动化技术的应用软件较为多样，生产厂家数量也较为可观，能够提供基本的应用软件做支持，在实际挑选过程中，电力企业应该选择稳定性和功能性较强的应用软件。

但是，由于配电网结构和实际运行状况，不同企业和单位都有着较大的差别，完全地依赖于生产厂家进行软件的提供和系统的搭建是远远不够的，企业自身也要加强与生产厂家的合作与交流，适当加大应用软件的研发力度，以形成具备良好适应性和工作性能的应用软件，有效地满足企业的实际需求，为配网调度和自动化技术的实现提供可靠保障。

三、总结

电力能源作为重要的生活和生产资源，对于社会发展和居民生活都起到非常重要的影响。配网调度及自动化技术是近年来电力系统的重要发展防线，在配网调度及自动化技术的作用下，能够有效提升输电质量和输电效率，更好地实现对配电网的合理监控。在配网调度及自动化技术改造上，应该从配电网的实际特点和情况出发，做好基本的实施计划，加强设备的选择和资源的共享，并且加大對应用软件的开发力度，以构建稳定、高效的电力网络，真正实现电力系统的自动化。

参考文献

[1]刘国全.变电站自动化系统的新发展概述[J].科技风，2008（10）.

[2]戚振军.论数字变电站自动化系统发展趋势[J].广东科技，2008（14）.

[3]邱苑.电解铝整流系统中对变电站自动化技术的应用分析[J].黑龙江科技信息，2010（32）.

[4]杨鑫.基于工业以太网的配电自动化系统的构建[J].科技致富向导，2011（11）.

[5]秦旭红.电网调度自动化系统的运行管理初探[J].电源技术应用，2013（04）.

模具自动化改造技术 篇4

精密模具机床设备在制造加工业中已广泛使用,模具机床的门机系统目前广泛使用工人手工开关门,大大增加了工人的劳动强度,降低了劳动效率,且工人由于长时间枯燥、机械的操作会降低工作的准确度,出现误操作,开模时间不准,带来一系列废品的出现。

本课题的研究是基于真实的企业应用,为企业进行精密机床门机系统的改造,采用三菱FX1S PLC控制器结合气动执行机构[1]完成对机床自动门机系统的设计与改造,并在实践中得到了很好的应用。

1 控制策略设计

1.1 系统需求分析

(1)门机系统能实现手动按钮开关门和根据系统完成信号自动开门;(2)采用双速控制方法,即开关门起步时快速,当门将要闭合或是全开时减速,以保证开关门效率的同时,无过大冲击力带来的负影响[2];(3)要具备工人误操作下的保护功能。

1.2 控制策略设计

系统设计方案分为三种:(1)通过使用PLC控制电磁阀来驱动气缸,通过气缸的伸缩,继而转化为门的开关;(2)通过PLC控制伺服电机,通过丝杠传动,转化为门的开关[3];(3)直接通过传统的继电器线路,带动电机转动或者气缸伸缩,进而控制门的开关。

经过实地考察,结合综合因素分析发现,方案(3)直接由继电器控制虽然结构简单,成本低廉,但是系统的可扩展性较差,今后的维护很困难;方案(2)采用伺服驱动虽然实现较为简单,但是现场机床排放紧密,结构复杂,液压油管交错,采用伺服电机进行丝杠传动没有足够的空间,现场安装无法完成;方案(1)采用PLC结合气动执行机构简单,现场设备自带气源可以直接使用,成本也能接受。综合以上各个因素,最终决定采用方案(1)。

1.3 设计流程图设计(如图1所示)

2 控制系统硬件设计

2.1 控制系统硬件设计框图

本系统采用PLC控制气路通断、换向来带动气缸伸缩作为控制门的方式。PLC作为控制核心,既控制电磁阀通断,同时也接收磁感应开关的反馈信号[4]。其硬件设计框图如图2所示。

2.2 气动回路设计

气路设计主要采用一个二位五通电磁阀、两个二位两通电磁阀和两个节流阀。将外部气源接入二位五通电磁阀作为引入气源,然后再将其两个位分别作为开、关门的控制,分别接上一个节流阀和一个二位两通的电磁阀[5]。然后再通入气缸。按照设计程序,当开门时开门控制和关二通电磁阀得电接通,此时进气通过节流阀,而排气通过反向的节流阀以及关二通电磁阀,经过减速开关后,使关二通电磁阀失电,这样排气只能通过反向的节流阀,从而起到减速的效果。关门亦同理。其气路设计图如图3所示。

2.3 执行机构安装

由于系统传动结构动力源为气泵,执行器为气缸,而受控对象为门,因此本着简单可靠原则,在气缸伸缩轴上连接铰链,并且与门相固定,从而将气缸的伸缩转化为门的开关。气缸与铰链连接如图4所示。

2.4 PLC I/O点位表设计(如表1所示)

3 控制系统软件设计

3.1 PLC程序流程图设计

系统上电后,首先进行初始位置和异常情形检测,如果无异常则检测急停与光栅信号是否正常,如果信号正常,门机处于待机运行状态。当运行控制拨至自动档位,当工件加工完成后,机床控制主板发出信号给PLC,PLC自动控制门开启,到减速位置后,自动门开门速度降低,直至检测到开门到位信号后,开门行程结束,关门行程类似,具体流程见图5所示。

3.2 组态界面设计

在完成组态基础步骤与3D效果图制作后,结合两者来设计组态最终的界面并且在界面上制作相应的动画链接,以反映实际生产运行时的真实情形。

组态界面如图6所示。

4 控制系统运行调试

在调试过程中存在许多问题:(1)偶尔出现开门或关门减速失控,对门框造成冲击。(2)系统长时间上气,初次运行时,偶尔出现速度过慢的情况。

针对上述问题进行反复实践改进最终解决如下,对于问题(1)经过反复测试与研究发现,问题存在的根源可能与磁性开关的安装或选型有关,主要是气缸的活塞在移动时,可能由于过快,或者其他原因造成磁性开关检测不到气缸的活塞,造成减速信号的丢失。而造成这种的情况的原因有以下几种可能:(1)磁性开关由于是长方体而气缸为圆柱体,安装时可能存在不紧密的情况,而造成信号的采集不到。(2)系统选用的磁性开关为AIR-TAC cs1—F型号,也是最为常见的一种,通常安装在气缸的两端,用作到位的信号检测,而运用在中间做信号的采集可能会出现不理想的情况,或许应该寻找对应的用于过程中检测信号的专用磁性开关。因此经反复考虑之后将原有磁性开关改成机械碰轮开关,存在问题得到了有效的解决。

对问题(2)经过大量的测试,发现其中的不稳定原因比较隐蔽,既不是由于气压不够造成,也不是因为信号采集不到造成,因此猜测其原因可能与气缸活塞的润滑度有关,由于放置时间过久,其润滑液不能充分润滑其内壁造成阻力过大。或者因为活塞内部密封圈密封度不高,长时间不运作,出现漏气使气缸实际工作压力达不到设定值,出现过慢情况。因此建议厂商将原有亚德客气缸更换成费斯通气缸,存在问题得到了有效的解决。

5 结束语

本设计满足了设计要求,符合实际生产控制,利用PLC实现自动门的控制系统,提高了自动门机系统的可靠运行,改善了自动门的操作环境,给工人带来了极大的方便,提高了劳动效率。

参考文献

[1]徐国林.PLC应用技术[M].北京:机械工业出版社,2007.

[2]阮有德.电气控制与PLC实训教材[M].北京:人民邮电出版社,2006.

[3]田效伍.电气控制与PLC应用技术[M].北京:机械工业出版社,2006.

[4]龚仲华,史建成,孙毅.三菱FX/Q系列PLC应用技术[M].北京:人民邮电出版社,2006.

模具自动化改造技术 篇5

关键词：单向自动阻车器挡车杆阻车储能器

煤矿矿井罐笼提升运输是矿井的主要提升系统，矿车在罐笼装运过程中，安全可靠性要求高，工作操作环节较多，导致不安全因素增多。尽量减少矿车在罐笼装运过程中的操作环节，尽可能减少不安全因素的存在，来有效防止罐笼跑车现象，就需要在矿车装运时尽量自动化减少人为的不安全因素。但目前市场上并没有出现罐笼装运自动化挡车装置。

1 概况

平煤股份四矿三水平回风井，井筒设计深度1145m，井筒净直径φ6.5m，现在由平煤神马建工集团建井三处第一项目部承担施工。提升绞车选用2JKZ-4×2.65/15型号提升机，电动机功率：2×1000KW，最大绳速：7m/s。提升钢丝绳为：18×7-φ43-170I特型多股不旋转钢丝绳。提升容器为2台2T单层单车罐笼，防坠器选用BF122-II型抓捕器，排矸、运料采用2T U型矿车运送。

2 阻车器自动化技术改造

2.1 自动化技术设备组成。该自动化技术是提供一种煤矿罐笼单向自动阻车装置，在矿车装运时尽量自动化减少人为的不安全因素，并能及时准确高效的使矿车安全制动。主要包括由：挡车杆、滑道、连接铁链、阻车储能器、脚踏阻车器等组成，挡车杆通过连接铁链与罐笼相连接，通过阻车储能器来实现限位和阻车功能。如图1所示。

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2.2 自动化技术应用。罐笼阻车器自动化技术装置，矿车通过推车机进入罐笼内，自行推动挡车杆沿滑道向前滑动；挡车杆碰到阻车储能器，阻车储能器对阻车杆进行限位，进而阻止矿车移动，并同时吸收矿车惯性带来的剩余动能，从而能够从正面及时挡住矿车。

配合矿车后面的脚踏阻车器，把钩工只需脚踩一下就能实现阻车器从矿车后面阻住矿车，防止了罐笼内矿车跑车事故带来的危害，进一步保证提升系统的安全性。

脚踏阻车器工作原理：（如图2）

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在罐笼提升时，阻车器-4正常处于时关闭状态（图A位置）。当罐笼提升到井口时，把钩工用脚踩动脚踏板-1，通过固定支点-3及杠杆-2相互配合的杠杆原理，使阻车器-4转动到图中B的位置即阻车器打开。为下一步推车机推矿车罐笼做好前期工作。

而当推车机推动下一辆矿车进入罐笼后，由于另一端有自动阻车器挡住矿车，而矿车进车端把钩工脚踩动脚踏板-1，通过固定支点-3及杠杆-2相互配合的杠杆原理，使阻车器-4转动由图中B的位置到图中A的位置即阻车器关闭。这样，矿车两端就都被固定牢固。为下一步提升罐笼做好准备工作。

3 新工艺的优点

3.1 该新技术使用时沿罐笼中矿车的运动方向布置，挡车杆通过连接铁链与罐笼相连接，矿车通过推车机进入罐笼内，自行推动挡车杆沿滑道向前滑动；挡车杆碰到阻车储能器，阻车储能器对阻车杆进行限位，进而阻止矿车移动，并同时吸收矿车惯性带来的剩余动能，从而能够及时挡住矿车。

3.2 该新技术设备装置结构简单，使用方便，维护量小，成本较低。

3.3 自动化阻车装置，进一步减少人工阻车的操作，实现了自动阻车，既提高了工作效率，又保障了操作的安全可靠性。使用方便快捷，结构简单，取材方便。

该方案的实施满足了当前煤矿的需要，适应了社会发展的步伐。在煤矿的罐笼提升系统中，很有借鉴意义，值得推广。

参考文献：

[1]国家安全生产监督管理总局，国家煤矿安全监察局.煤矿安全规程[M].北京：煤炭工业出版社，2011.

[2]李富固.矿井运输与提升[M].徐州：中国矿业大学出版社，2007.

[3]贾云志.矿井斜巷架空人车的应用[J].价值工程，2010（04）.

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模具自动化改造技术 篇6

关键词：全变频；母线技术；自动扶梯；节能改造

中图分类号：TU857 文献标识码：A 文章编号：1009-2374（2013）23-0072-02

在社会经济发展的现阶段，城市建设飞速发展，电梯已与人们的生活和工作息息相关，尤其是自动扶梯作为连续地承载乘客实现上下固定电力的驱动设备，已在各大车站、超市、码头、商务楼、机场和地铁等地段广泛使用。目前，我国使用的自动扶梯大部分都是直接启动的运营方式，从它的启动、运转一直到关闭，无论有没有乘客都会按照额度的速度来工作，这样导致了自动扶梯的机械磨损非常严重、能耗大、使用的寿命也会降低等。因此，全变频和母线技术在自动扶梯进行节能技术改造中的应用成为未来主要的发展方向

1 自动扶梯概述及缺陷

自动扶梯是以运输带方式运送行人和物品的运输工具，它的核心构造是两根链条，通过围绕两对齿轮循环进行转动。扶梯的顶端是一台电动机驱动传动齿轮，转动时带动链圈，链圈的移动又带动一组台阶，这就是自动扶梯的基本运行原理。对于目前自动扶梯中电动机的控制，其方式很多都是直接起动或降压起动，大多数都没有配备感应或变频调速的控制系统，从扶梯起动运行到关闭停止，无论扶梯上有无乘客，该扶梯一直都处于长时间的匀速运行模式。它的特点是比较容易控制线路，并且控制功能非常单一，其运行方式存在着很多问题还未解决：

1.1 能耗较大

直接启动的方式，日常运行的自动扶梯一般都是一天10小时的模式来运行，无论有无乘客，始终保持在高速状态下运行，并消耗大量的电力，如机场、地铁和大型的购物商场的周期性最为突出。

1.2 机械高度磨损使其寿命变短

由于自动扶梯是以额定速度进行长时间工作，扶梯部件产生了疲劳损伤和不必要的损耗，比如梯极、链条、扶梯带以及电机等部件有着最大磨损。普通的自动扶梯的寿命在十年左右，若是部件磨损太为严重，就一定要更换新部件才可投入使用。

1.3 高频率的故障发生使其成本增加

自动扶梯始终在高速运行的状态工作，产生的机械磨损和部件磨损也比较严重，使得更换部件产生了额外的费用，并因磨损间隙加大使得自动扶梯故障增加，使用维护成本也大大增加；除此之外，由于机械磨损太大，也会缩短部分机械部件的使用寿命，这也提高了它的成本。

2 全变频设计新思路

2.1 主回路方案

变频器的主要目的是为了调整自动扶梯的驱动速度，使其顺利地运行，当没有乘客时，该系统将扩展到处理爬行的操作模式，以降低功耗，实现节能效果。如果乘客通过自动扶梯入口处，光电设备会发出信号使变频器根据信号调整自己的速度，并输入额定转速的状态；如果乘客离开扶梯，变频器将进入低速运行状态信号。

所谓的全变频控制是指系统的运行过程中，都是由变频器来拖动的。这种系统不仅可以旁路变频，还具备分时段运行的好处，可以通过不同用户的要求、不同的时间段、不同数量乘客设定出扶梯不同的运行速度。乘客数量较多，扶梯的运行速度也会升高；相反，乘客数量较少，扶梯的运行速度也随之下降。因而，系统会设定几个不同的速度段，来满足不同的时间段的运行需要，从而使自动扶梯实现真正的节能目的。

图1 主回路设计的接线原理

2.2 关于控制系统的方案设计

电梯控制系统主要由信号接收继电器、PLC控制器、变频器接收机、制动电阻以及光电传感器五个主要部分组成。PLC控制器主要是接收各种信号，比如：向上、向下、大修、上部光电传感器与下部光电传感器的信号经内部程序的编程。当PLC控制器接收到自动扶梯运行的信号组合时，便会有在额定转速或低速运行的信号输出，并设置变频器具有的两个运行速度段，在变频器收到PLC控制器的额定转速信号时，变频器的控制电机会以低速的运转模式，来实现自动扶梯的额定速度运行与低速运行的切换。

图2 全变频控制系统框架

3 全变频与母线技术应用带来的优势

全变频的技术改造后，自动扶梯除了保持原本具有的各安全开关功能外，不会影响其安全性能，并产生更多的优势：

（1）无人乘坐的电梯，自动扶梯会自动过渡到节能运行的平稳状态，以1/5的额定转速运行，电流无负载的额定电流只有1/3，从而节约了大量的能源；同时，无人乘梯时，也可以设置自动扶梯停止运行，这样可以减少机械部件的磨损，从而使自动扶梯的使用寿命得到延长。

（2）如果有人乘坐，扶梯会自动进入额定转速的速度运行，以节省能源，维持系统的正常运作。

（3）维护运行时，将会进入到1/2的额定的运行速度，有利于检测到的运动的自动扶梯设备的状态，以避免额定速度运行时的危险情况发生。

（4）它的技术已经比较成熟，更加有利于实施和推广。PLC控制器的继电器类型易于编程和修改。由于控制系统使用的逆变器的功能较为齐全以及相对简单的操作，外形装置体积小且安装简单，可以直接安装在平台内的自动扶梯的顶部和底部，以避免带来不便。

（5）采用变频技术，很大程度上降低了自动扶梯在启动过程中对电网产生的冲击，变频器有效改善了电网功率的因数，从而实现了无功损耗的大幅度降低。

母线控制系统包括：直流母线、逆变器、整流回馈单元。其中的电源系统由整流变压器、整流器反馈单元、逆变器以及线路电抗器组构成，技术转化后所产生的自动扶梯优点：

（1）采用集中的整流技术，使自动扶梯装备对比原来的系统而言节能8%～15%。

（2）采用集中整流技术使母线容量变大，单台变频器的母线电压比以前更稳定，从而实现了逆变器抗干扰性能和控制精度的提高，也使其系统谐波方面得到有效控制

（3）公共直流母线采取变频逆变器，使其整流部分被公共整流单元替代，带来结构紧凑模式，提高了设备的可靠性。

（4）公共直流母线技术的应用，将电机反馈的能量转移到母线上，经电机反馈的能量带动其他的电机运行，避免母线电压的一部分因能量过高带来的停机和掉闸现象，从而减少验机、停机检修的时间，利于自动扶梯的正常

运行。

（5）母线系统设备功能比较齐全、稳定。整流消除了很多回馈单元外设使用，如制动单元、制动电阻等。设备结构紧凑模式，也节省了占地空间，降低了设备维护次数，使整体控制的自动扶梯装备水平有了很大的提高。

4 结语

综上所述，全频率及母线技术在自动扶梯的节能改造的应用，使自动扶梯实现多段速运行模式，使其更加人性化，从根本上实现了完美的节能效果，对经济效益有重大的意义。既要保护有限的资源，降低能源消耗，又要积极响应国家节能、减排政策的指引。全变频与母线技术应用于我国自动扶梯节能改造，推动了现代自动扶梯行业更进一步的发展，并且也得到了显著的效果。

参考文献

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[4] 朱士祥.地铁站变频自动扶梯节能原理及效果分析