搜索
1.龙门刨床了解根据龙门刨床的生产工艺特点和要求，对自动控制系统提出如下要求1、调速范围宽。龙门刨床工作时既要求能适应不同的刀具，又要求具有经济的切削速度。因此，调速范围一定要宽，一般不低于10:1，最好为无级调速。A系列龙门刨床调速范围为20:1(高速90米/分，低速4.5米/分)。2、静差度小。为了提高加工精度，要求工作台的速度不随切削量的变化而变化，一般要求静差度小于10%。同时，系统的机械特性应具有下垂特性。3、具有较高的切削速度(一般不低于75米/分)和足够的切削力；在低速范围内，切削力基本保持恒定。4、能单独调整工作行程与返回行程的速度，且退回速度高于工作速度；工作台的运行速度能自动调整，在刀具切入与切出工件时能自动减速。5、为提高加工表面的精度，工作台反向时应迅速、平稳、冲击小，动态品质要好。6、操作简单，节省辅助工时，工作台要有可靠的半自动往复循环，调速时不必停车。7、驱动效率高，耗电量小，安全可靠。8、系统简单，通用化程度高，成本低，易于修理和维护。图1-1龙门刨床结构示意图1-床身；2-工作台；3-横梁；4-垂直刀架；5-侧刀架；6-立柱；7-龙门顶系列龙门刨床控制系统存在问题我国现行拥有的龙门刨床，其主拖动方式以直流发电机—电动机组和晶闸管—电动机系统为主。以A系列龙门刨床为例，主运动为刨台频繁的往复运动，在一个往复周期中，对速度的控制有特定的要求。工作台的控制最早采用交流感应电动机拖动，并实现正反向的方案，或用交流电动机通过电磁离合器实现正反向的方案，以及用交流电动机通过液压系统实现正反向的方案。后来使用较多的是直流发电机—电动机组的拖动方案，而这种方案又有两类：一类是自励放大机控制并改变发电机励磁进行调整；另一类就是采用交磁放大机控制并改变发电机励磁的调整。20世纪60年代，随着微电子技术的发展，出现了由晶闸管直接供电的直流调速系统拖动龙门刨床工作台的方案。但由于直流电动机本身结构上存在严重的问题，它采用的机械接触式换向器，不但结构复杂、制造耗时、价格昂贵，而且在运行中容易出现故障。随着PLC技术和交流变频调速技术的发展，使用交流电动机拖动龙门刨床成为可能。该龙门刨床工作台拖动采用了电机扩大机―直流发电机―直流电动机方式，主要存在以下缺点：1、主拖动系统体积大、电耗大、故障率高、维护量大、控制精度差。2、控制系统采用较多的继电器控制电路，可靠性与可维护性差、灵活性差。3、整个系统保护功能不强，不具备故障自检功能，初开车困难，故障停车时间长。龙门刨床加工的工件质量不同，用的刀具也不同，所需要的速度就不同，加之B2012A型龙门刨床是刨磨联合机床，所以要求调速范围一定要宽，其中工作台调速范围要求达到20：1（最高速90m/min，最低速4.5m/min）。在低速档和高速档的范围内，能实现工作台的无级调速。B2012A型龙门刨床要求能完成图2-1所示的三种速度图的要求。1、在高速加工时，为了减少刀具承受的冲击和防止工件边缘的剥裂，切削工作的开始，要求刀具慢速切入；切削工作的末尾，工作台应自动减速，以保证刀具慢速离开工件。2、为了提高生产效率，要求工作台返回速度高于切削速度，见图2-1(a)。图中，0~t1为工作台前进起动阶段；t1~t2为刀具慢速切入工件阶段；t2~t3为加速至稳定工作速度阶段；t3~t4为切削工件阶段；t4~t5为刀具减速退出工件阶段；t5~t6为反向制动到后退起动阶段；t6~t7为高速返回阶段；t7~t8为后退减速阶段；t8~t9为后退反向制动阶段。3、若切削速度与冲击为刀具所能承受，利用转换开关，可取消慢速切入环节，见图2-1(b)。当机床作磨削加工时，利用转换开关，把慢速切入和后退减工作台自动循环速取消，见图2-1(c)。4、为了提高加工精度，要求工作台的速度不因切削负荷的变化而波动过大，即机械特性应具有一定的硬度（静差度不大于10%）。同时，系统的机械特性应具有下垂特性，即当电动机短路或超过额定转矩时，工作台拖动电动机的转速应迅速下降，以致停止，从而保护电动机和机械设备不被损坏。5、机床应能单独调整工作行程与返回速度，能作无级变速，且调速时不必停车。要求工作台运动方向能迅速平滑地改变，冲击少。刀架进给和抬刀能自动进行，并有快速回程。有必要的联锁保护，通用化程度高，成本低，系统简单，易于维修。2.初步设计龙门刨床变频控制系统框图（1）主电路设计主电路部分包括主传动电动机（工作台电动机，Y2-250M-455kW）、垂直刀架电动机（Y2-100L-61.5kW）、右侧刀架电动机（Y2-100L-61.5kW）、左侧刀架电动机（Y2-100L-61.5kW）、横梁升降电动机（Y2-100L2-43kW）、横梁夹紧与放松电动机（Y2-802-40.75kW）、通风用电动机（Y2-90L-41.5kW）、润滑泵电动机（Y2-711-40.25kW）。控制电路包括工作台控制电路、刀架控制电路、横梁控制电路。电气系统的结构框图如图所示。(2)PLC程序设计1程序流程图刀架快移控制子模块流程图横梁控制子模块流程工作台点动控制模块·工作台自动控制2PLC梯形图程序3I/O口分布电气元件逻辑元件名称及用途电气元件逻辑元件名称及用途SB1X0变频器通电M1自动加工状态SB2X1变频器断电M3后退换向SB3X2横梁上升按钮M4前进换向SB4X3垂直刀架快移按钮M5磨削状态SB5X4右刀架快移按钮M6低速运行SB6X5左刀架快移按钮M8横梁上升或下降SB7X6横梁下降按钮M11抬刀控制用辅助继电器SB8X7工作台步进变频器端口连接Y0正转SB9X10工作台前进Y1反转SB10X11工作台停止Y2高速SB11X12工作台后退Y3中速SB12X13工作台步退Y4低速SA6X14慢速切入控制KM13Y5控制变频器电源SA7X15润滑液压泵控制开关KM1Y10通风机控制接触器SQ1X16前进减速KM2Y11横梁上升控制接触器SQ2X17前进换向KM3Y12横梁下降控制接触器SQ3X20后退减速KM4Y13垂直刀架电动机正转控制接触器SQ4X21后退换向KM5Y14垂直刀架电动机反转控制接触器SQ5X22限位行程开关KM6Y15右侧刀架电动机正转控制接触器SQ6X23限位行程开关KM7Y16右侧刀架电动机反转控制接触器SQ7X24工作台速度调节KM8Y17左侧刀架电动机正转控制接触器SQ8X25工作台速度调节KM9Y20左侧刀架电动机反转控制接触器SQ16X26横梁放松限位行程开关KM10Y21横梁夹紧控制接触器SQ17X27横梁顶端极限限位开关KM11Y22横梁放松控制接触器SQ18X30右侧刀架横梁限位开关KM12Y6润滑液压泵电动机控制接触器SQ19X31左侧刀架横梁限位YA1Y23右侧刀架开关SA1X32右侧刀架抬刀控制YA2Y24右垂直刀架SA2X33右垂直刀架抬刀控制YA3Y25左垂直刀架SA3X34左垂直刀架抬刀控制YA4Y26左侧刀架SA4X35左侧刀架抬刀控制KM17Y27后退抬刀SA20X36垂直刀架进给转换开关ML1Y7SA21X37右侧刀架进给转换开关SA22X40左侧刀架进给转换开关KIX41过电流继电器KPX42润滑油道压力继电器SA8X43工作台磨削控制FR1X44主电机热继电器触点FR3X45润滑泵热继电器触点FR2X46通风机热继电器触点(3)变频器参数设定参数号设定值注释P00031用户访问级为标准级P00101快速调试P01000供电频率50HZP02050恒转矩P00043电动机参数P03001选择电动机类型异步电机P0304380电机额定电压P0305103电机额定电流P030755电机额定功率P03080.87电动机额定功率因数P030993%电动机额定效率P031050电动机额定频率P03111480电动机额定速度P00031用户访问级为标准级P00047命令和数字I/OP07002命令源选择端子排输入P00032用户访问级为拓展级P00047命令和数字I/OP07011ON接通正转，OFF停止P07022ON接通反转，OFF停止P070415固定频率设定值P070515固定频率设定值P070615固定频率设定值P00031用户访问级为标准级P000410设定值通道和斜坡函数发生器P10003选择固定频率设定值P00032用户访问级为拓展级P000410设定值通道和斜坡函数发生器P1004高速X设定频率值P1005中速X设定频率值P1006低速X设定频率值