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通过对B2012A型国产龙门刨床进行PLC改造，以及变频技术的改造以适应现代化的生产要求，改造中涉及PLC的技术应用，变频技术的应用从而使龙门刨床适应现阶段的生产需要，改造中涉及电机的速度的平滑性，电机的正反转龙门刨床的基本结构，以及龙门刨床的总体性能基本要求：1. 改造后的龙门刨床应能正确执行操作步骤进行工件加工。
2. 工作台能实现自动循环工作和点动,可实时精确调节工作台速度,平稳换向,并有自动和点动工作时的极限保护.3．垂直刀架可方便地在水平和垂直两个方向快速移动和进刀, 并能进行快速移动和自动进给的切换.左右侧刀架可在上、下方向快速移动和进刀,能进行快移/自动切换.并有左右侧刀架限位开关,防止其向上移动时与横梁碰撞.4.横梁可方便地上下移动和夹紧放松,加紧程度可调;横梁下降时有回升延时,延时时间可调.5.改造后用的变频技术，应有较好对手滑行和广泛的调速空间。
6.改造后的刨床应能达到价格低廉和应用广泛。
7.改变中不能改变其基本的操作步骤，不能改变龙门刨床的设计要求。
8.通过改造进一步熟悉和掌握各种刨床的改造工艺和改造过程及改造的注意事项。
主要参考资料：1田春霞数控加工工艺机械工业出版社2于立彪, 郑慕侨, 张英负重轮多体接触问题有限元分析北京理工大学学报3胡学林。
电气控制与plc。
冶金工业出版社4林奕鸿。
机床数控技术及应用。
机械工业出版社5卓迪仕。
数控技术及应用。
国防工业出版社6原魁。
变频器基础及应用。
冶金工业出版社7钟肇新。
可编程控制器原理及应用。
华南理工大学出版社完成期限：2012-6-5指导教师签名：课程负责人签名：2012年 6 月 5 日郑州华信学院课程设计说明书题目：龙门刨床PLC、变频器控制系统改造姓名：苏如如院（系）：机电工程学院专业班级： 09电气工程一班学号： 0902120137指导教师：成绩：时间：年月日至年月日目录1.龙门刨床的运动形式及技术改造 (2)1.1龙门刨床的结构及运动形式 (2)1.1.1结构及特点 (2)1.1.2运动形式 (3)1.2龙门刨床电气控制的目的及意义 (5)1.3龙门刨床电气控制改造的总体要求 (6)1.4龙门刨床电气控制改造方案 (6)2．工作台变频调速及PLC控制 (7)2.1工作台运动及调速要求 (7)2.2工作台调速方案 (7)2.3入输出的确定 (8)2.4工作台电气控制接线图电机设置 (9)3．刀架变频调速及PLC控制 (14)3.1刀架运动及调速要求 (14)3.2刀架调速方案 (15)3.3刀架输入输出分配 (16)3.4 刀架电气控制接线图 (17)4.龙门刨床的横梁、磨头及其他辅助设备 (22)4.1龙门刨床的横梁控制 (22)4.2横梁的输入输出分配 (23)4.3横梁运动形式梯形图 (24)4.3龙门刨床的磨头控制 (25)5．变频技术和PLC在龙门刨床中的应用 (28)5.1变频技术的选型和电机及其他辅助设备的选择和设定 (28)5.2 PLC的选择及应用 (28)5.2.1PLC容量的选择 (28)5.2.2 PLC未来发展前景及改造后的总体样本图 (29)6．B2012A型龙门刨床的改造。
郑州华信学院课程设计说明书题目：姓名：院（系）：专业班级：学号：指导教师：成绩：时间：年月日至年月摘要分析了龙门刨床的运动特点，利用PLC和变频技术对B2012A型龙门刨床进行自动化改造，以提高其加工效率和精度。
关键词：龙门刨床；PLC；变频器；电气控制。
前言龙门刨床在工业生产中占有很重要的地位，主要用于加工大型工件或同时加工多个工件，是工业的母机。
龙门刨床的主运动是工作台的直线往复运动，而进给运动则是刨刀的横向或垂直间歇运动，龙门刨床的工作台传动一般都采用行程开关，和传统的继电器来控制。
这种方式有接线复杂，检修困难，故障多等缺点。
这样对加工性能有很大影响。
但是由于数控机床的代价太高，对中小型企业来说成本太大，所以更新一台机床不是很容易的，因此，就对于龙门刨床的传动特点，加工性能，和要求进行分析，在此设计一套低成本低又能有效解决以上不足之处的方案。
随着近年来plc和变频器在工业领域里面的迅猛发展，为改变龙门刨成的传统缺点提供了可实现的途径，本文作者将以B2012A为例，根据龙门刨床的控制线路，用可编程控制器和变频器对其进行改造。
目录1.龙门刨床运动形式及改造要求 (4)1.1龙门刨床结构及运动形式 (4)1.主要结构 (4)2.运动形式 (4)1.2龙门刨床电气控制改造目的及意义 (4)1.3龙门刨床电气控制改造总体要求 (5)1.4龙门刨床电气控制改造方案 (5)2.工作台变频调速及PLC控制 (6)2.1工作台运动及调速要求 (6)1.运动分析 (6)2. 调速要求 (7)2.2工作台调速方案 (7)2.3工作台电气控制输入、输出确定 (8)2.4工作台电气控制接线图 (8)2.5工作台PLC电气控制程序 (10)3.刀架变频调速及PLC控制 (12)3.1刀架运动及调速要求 (12)3.2刀架调速方案 (13)3.3刀架电气控制输入、输出确定 (15)3.4刀架电气控制接线图 (16)3.5刀架PLC电气控制程序 (17)4.横梁及辅助运动控制 (19)4.1横梁运动形式及拖动方式 (19)4.2油泵控制 (20)4.3铣磨头变频调速控制方案 (20)4.4横梁及其它辅助运动PLC控制及程序 (21)4.5横梁及其它辅助运动控制原理图 (23)5.课程设计总结 (24)5.1龙门刨床电气控制改造意义与可行性分析 (25)5.2龙门刨床电气控制改造效果和解决的主要问题 (25)5.3心得体会与建议 (25)5.4结束语 (26)1.龙门刨床运动形式及改造要求1.1龙门刨床结构及运动形式1.主要结构B2012A型龙门刨床主要由7部分组成，如图1所示，其中床身为箱体型零件，其上有V形和U形导轨。
浅谈用PLC和变频器改造B2012A型龙门刨床作者：赵传东来源：《职业·下旬》2009年第09期B2012A型龙门刨床被用于实习教学及加工零部件。
该设备使用日久，出现了精度降低、调速性差、生产效率低等问题，而且故障率高。
一方面为节省费用，另一方面作为实习教学的一项重要课题，笔者及单位相关技术人员决定对此进行一次技术改造。
为了使其达到功耗低、安全可靠、易于维护等要求，采用了变频器结合PLC的改造方法。
一、龙门刨床的控制要求一是无级调速，调速范围宽，系统运行的平滑性好，动态品质更好。
二是能根据不同工件自由调节工作速度，而且前进和后退的速度要单独调整。
三是起动和制动性能好，快速、平稳起动和制动，对电网和机械的冲击小，能很好地实现慢速切入，快速换向等工艺要求。
四是高速切削平稳，静差度小。
五是系统简单，安全可靠，便于维修。
六是噪声低，效率高，可靠性好，节能明显。
二、改造方法1．主运动控制主工作台采用一台三菱的FR系列55KW通用型变频器控制一台45KW鼠笼式异步电动机，代替原来的电机扩大机一发电机一电动机组(A—G—M系统)系统，实现无级调速。
用变频器来实现对工作台的各种不同速度的控制和往返换向。
2．垂直、左右刀架的控制垂直刀架和左右刀架分别由三台3.7kW变频器来驱动2.2kW的刀具电机，实现进刀量的高精度进给。
3．刨床的控制电路刨床的各个动作都由PLC来控制，PLC根据操作指令和现场信号，按照所编制的程序对变频器、横梁、油泵及风冷电机进行人工或自动循环控制。
PLC选择的基本原则是，在满足要求的前提下，考虑选择最可靠、维护使用方便以及性价比最优的机型，所以，再三考虑采用三菱FX2N-64MR，具有32点输入、32点输出。
根据控制系统的具体要求其输入、输出的点数I ／O，留有10％左右的备用。
三、问题及处理方法1．返回过程中的爬行问题在实际的改造的工作中，刨刀返回的过程中由于行程开关从减速到换向阶段的时间很短，所以在变频器参数设定最佳状态时仍有30cm左右的爬行。
PLC和变频器在龙门刨床控制中的应用石征锦;孙继亮【摘要】Requirements of the main drag control circuit in planer and design methods and procedures with PLC and Inverter are introduced. Then the PLC ladder programming procedures and Inverter parameter settings are presented. Through Machine reconstruction with PLC and Inverter, driving control is move simplified than original machine tool control. A lot of relay components is saved and maintenance and check is easy. The machine works more efficiently.%叙述了龙门刨床主拖动控制线路的控制要求及采用PLC和变频器进行改造设计的方法和步骤,给出PLC编程程序梯形图、变频器参数设置表.通过PLC和变频器对龙门刨床控制系统的改造,简化了原机床控制电路,节省大量的继电器元件,维修方便,使机床的工作效率更高.【期刊名称】《沈阳理工大学学报》【年(卷),期】2011(030)005【总页数】4页(P42-44,49)【关键词】PLC;变频器;龙门刨床;机床改造【作者】石征锦;孙继亮【作者单位】沈阳理工大学信息科学与工程学院,辽宁沈阳110159;辽宁冶金职业技术学院,辽宁本溪117000【正文语种】中文【中图分类】TM921.51龙门刨床作为机械工业中的主要工作母机之一，在工业生产中占有重要地位。
其生产工艺主要是刨削(或磨削)，加工大型、狭长的机械零件，主运动为刨台频繁的往复运动，往复一个周期中，对速度的控制有一定要求。
基于PLC的龙门刨床控制系统设计摘要：龙门刨床是一种大型的机械加工设备，有着复杂的机械结构和电气控制系统。
早期老式龙门刨床的主拖动系统采用放大机-发电机-电动机的系统进行驱动，能耗较高，噪音大，损耗大并且维修维护困难。
针对以上问题，本文设计了龙门刨床的电气控制系统。
主拖动系统采用变频器代替老旧系统，采用变频器的控制方式速度调整范围大，相比于老式系统更加节能，噪音小。
采用可编程逻辑控制器（PLC）控制实现中间过程。
本文还对龙门刨床电气控制系统的总体方案、硬件设计、软件设计进行了介绍。
包括PLC、变频器、变频电机等设备的选型，PLC输入输出电路的设计、手动/自动程序的设计等工作。
1.引言我国工业快速发展的今天，龙门刨床作为大型的加工设备，做出的贡献非常的大。
其对电机的制动和起动控制的要求非常的高，为了提高生产的速度，必须尽可能的减少其在制动和起动的动作时间。
PLC的功能强大，维护方便，可靠性高，将PLC应用到龙门刨床的电气系统中，通过PLC的CPU来替代老式的各个模拟单元，大大减少了系统的复杂性2.龙门刨床的主要构造龙门刨床主要是由顶梁、垂直刀架、底座、工作台、侧刀架、横梁、立柱七部分组成，构造图如图2-1所示。
图2-1 龙门刨床的构造示意图工作台固定在底座的导轨上，导轨是前后放置的，工作台可沿导轨前后运动，在底座的两边各有一根立柱。
立柱固定着竖直的导轨，左右侧刀架可沿导轨上下运动。
同时导轨上还有横梁，横梁上放置水平导轨，垂直刀架（主刀架）可通过水平导轨左右移动。
3.硬件选型3.1 PLC的选型在一般情况下，如果我们的系统是单机或者比较小型的系统，我们可以选择控制的点数小于256的PLC，如日本的CQM1和德国西门子的S7-200等PLC，这样的PLC完全足以实现我们想要的功能。
若是我们的系统比较复杂，控制的点数较多，我们一般要选择中型PLC，这种PLC的输入和输出模块都比较齐全，处理信息的速度相对于小型PLC快很多,而且更加稳定。
基于PLC控制变频调速的龙门刨床主拖动系统改造
楼晓春
【期刊名称】《机电产品开发与创新》
【年(卷),期】2005(018)005
【摘要】分析了龙门刨床的主拖动系统.在G-M系统和变频调速系统进行比较的基础上,介绍了基于PLC、变频器的B2012A型龙门刨床主拖动系统的改造.
【总页数】2页(P131-132)
【作者】楼晓春
【作者单位】杭州职业技术学院,浙江,杭州,310018
【正文语种】中文
【中图分类】TM32
【相关文献】
1.基于西门子M4控制器的A系列龙门刨床主拖动系统技术设计 [J], 丁斗章;潘斌
2.试论改造龙门刨床主拖动系统的三种方案 [J], 张芷香
3.PLC和变频器在龙门刨床主拖动系统中的应用 [J], 沈玉梅
4.龙门刨床主拖动系统变频调速改造 [J], 刘小春
5.应用交流变频调速技术改造龙门刨床主拖动 [J], 杨清泉;李志泉
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黑龙江东方学院毕业论文（设计）题目：PlC和变频器改造龙门刨床中的应用学生姓名学号081460320专业电气工程及其自动化班级2008级3班指导教师吴玉祥学部计算机科学与电气工程答辩日期2012年5月19日黑龙江东方学院本科生毕业论文（设计）任务书PlC和变频器改造龙门刨床中的应用摘要龙门刨床主要用来加工大型工件的各种平面、斜面、凹槽等，特别适应于加工大型的、狭长的机械零件，是常见的大型机械加工设备。
传统的龙门刨床的主拖动采用电机扩大机-发电机-电动机（A-G-M）调速系统，电控部分采用继电器逻辑控制，线路复杂，故障率高，检修、维修困难。
本论文根据B2010A型3m龙门刨床的工艺对控制系统的要求，对电气控制系统进行总体的设计。
主拖动采用调速范围宽、节能效果显著的变频器，用PLC取代传统继电器控制方式，实现开关量逻辑控制和变频电动机的转速控制，充分发挥PLC可靠性高、功耗低、维修方便等优势，对龙门刨床进行电气改造，以达到投资小、改造周期短、降低能量损耗等目的，弥补继电器控制方式的不足和缺点，以提高龙门刨床的生产效率，满足加工工艺的要求。
通过对B2010A龙门刨床进行PLC电气改造设计，大大提高了刨床的效率和加工精度，加强了刨床的可靠性和稳定性关键词：龙门刨床；PLC；变频器The Design and Realization of Electronic ProductsQuotation WebsiteAbstractDouble housing planer is a common huge machine tool, which mainly used in processing huge workpieces, various plane, bevel face, notch, etc, especially adapts to process huge and long and narrow machine spare part. The main drive of the traditional planer utilizes amplidyne-generator-electromotor drive which is noisy, energy-consuming room-taking. Relay logic control is used in traditional planer, and its circuitry is complicated, so the malfunction rate is high, and it is difficult to find out the malfunction.The dissertation designs an outline of the electric control system based on the requirement of the technology of the B2010A planer for the control system. The main drive of the planer’s converter, for it has a wide speed regulation range and well effect in saving energy. The planer utilizes PLC instead of the traditional relay controlling way to achieve the logical control, and to control the speed of converter motor. Giving full play to PLC ability of the advantage of high reliability, low energy consumption and convenient maintenance. Transforming electric of the planer to achieve small investment, short transformation cycle and reduced energy consumption, make up the disadvantage and weakness of relay controlling way to improve productivity of the planer, and to sactisfy the need of processing workpieces.Keywords：Longmen planer; PLC; frequency converte目录摘要 (I)Abstract ................................................................................................................................. I I 第1章绪论. (1)1.1 开发背景 (1)1.2课题开发的目的和意义 (1)1.2.1开发目的 (1)1.2.2开发意义 (2)第2章PLC与变频器的介绍 (3)2.1 PLC的基本组成和特点 (3)2.1.1PLC概述及组成 (3)2.1.2 PLC的特点 (5)2.2 PLC的发展趋势 (5)2.3 变频器概述 (6)2.3.1 变频器的发展历史 (6)2.3.2 变频器的功能及组成 (6)2.3.3 变频器的工作原理 (7)2.4 本章小结 (8)第3章对龙门刨床的分析 (9)3.1龙门刨床概述 (9)3.1.1龙门刨床的结构 (9)3.1.2龙门刨床的运动分析 (9)3.2本章小结 (12)第4章利用PLC和变频器对龙门刨床的系统设计 (13)4.1龙门刨床电力拖动系统主回路设计 (13)4.2主拖动电机的选型 (14)4.3 变频器的选择 (14)4.3.1调速系统简述 (14)4.3.2变频器选型 (15)4.3.3主拖动与变频器的连接 (16)4.3.4 变频器的基本运行配线图 (17)4.4 PLC的选型及控制接线 (18)4.4.1 龙门刨床PLC控制系统构成 (18)4.4.2PLC的选型及输入输出点的分配 (18)4.4.3PLC I/O输入点数分配表 (19)4.4.4PLC I/O输出点数分配表 (20)4.4.5 PLC 控制接线图 (21)4.5PLC的控制程序设计 (22)4.5.1PLC程序设计概述 (22)4.5.2 梯形图编程语言的特点 (22)4.6 控制程序设计分析 (22)4.6.1工作台控制程序设计分析 (22)4.6.2 风机油泵控制程序设计分析 (23)4.6.3横梁升降控制程序设计分析 (23)4.6.4刀架运行控制程序设计分析 (24)4.7故障控制分析 (24)4.7.1 辅助设备常见故障及措施 (24)4.7.2工作台常见故障及措施 (24)4.7.3横梁常见故障及措施 (25)4.8控制程序梯形图编制 (25)4.9PLC控制程序指令 (28)4.10本章小结 (30)第5章保护和抗干扰措施设计 (31)结论 (33)参考文献 (34)致谢 (35)。
