龙门刨床的改造
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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。
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冶金工业出版社4林奕鸿。
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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。
B/16龙门刨床改造方案B/16机床为济南二机七十年代生产龙门刨床, 电气拖动采取G-M 拖动系统, 设备使用时间长, 磨损严重, 精度非常差; 在使用过程中能耗高, 噪音大, 效率低, 且F-D 拖动系统现已淘汰。
现针对该设备现实状况拟改为刨铣两用机床, 并对设备机械进行检修, 对电气系统进行更新换代及PLC改造, 具体改造方案以下:一、机械检修1 拆除横向进给箱。
2 拆检垂直刀架传动机构清洗、换油。
3 拆检侧刀架传动机构, 清洗、换油。
4 疏通、清洗、调整工作台及变速箱润滑油路, 使整个润滑系统工作稳定、可靠, 润滑到位, 出油量满足要求。
5 检修过程中更换失效元件, 更换全部密封件, 并恢复其原有功效二、机械改造方案一(刨改铣):1、去掉机床工作台移动主电机, 保留原有刨床减速箱, 并新增加一套行星减速机, 减速比1: 10, 增加一套全数字安川交流伺服电机7.5KW, 用于工作台铣削加工, 调速范围在10~mm/分。
2、去掉机床上左右侧刀架及横梁上两个立刀架, 增加济南产一套立铣头及左右两套侧铣头, 铣削功率为7.5KW, 变频调速, 将机床改造成既能平面铣削又能侧面铣削铣床;3、去掉横向刨削减速箱, 增加一套铣削专用减速箱, 6级机械手动调速, 调速范围40~1600mm/分;方案二(刨改刨铣):1、保留机床工作台移动主电机, 去掉原有刨床减速箱, 并新增加一套刨、铣两用减速箱, 用于工作台刨、铣加工, 刨削保持原有速度不变, 铣削调速范围在10~mm/分。
2、去掉机床上左右侧刀架及横梁上一个立刀架, 保留一个立刀架, 增加济南产一套立铣头及左右两套侧铣头, 铣削功率为7.5KW, 变频调速, 将机床改造成既能刨削, 又能平面铣削及侧面铣削刨铣床;3、去掉横向刨削减速箱, 增加一套铣削专用减速箱, 6级机械手动调速, 调速范围40~1600mm/分;三、电气改造方案一(刨改铣):1、原电气拖动采取F-D 拖动系统, 该系统能耗高, 噪音大, 现已淘汰。
龙门刨改造方案龙门刨改造方案我公司可提供多种龙门刨改造方案并提供各种刨改铣以下方案可供用户参考:A 更换所有电器控制系统,采用SRD控制系统<电柜即直流拖动发电机构>性价比使用可靠投入较大受益较常.B 利用原有配电柜,拆除现有直流电机既发电机组.采用SRD控制系统,性价比节约电器柜成本对于老化电器以后故障多.C 采用变频调速技术使用交流电机拖动.次方案是轻型机皮带刨床的最家使用方案.改造后效率高投入较少可增加铣磨等进给功能.D 利用原有直流电机去掉发电机组.使用直流调速控制系统.使用于大型刨床改造.以下以SRD改造方案为例详细介绍了改造前后的优略国内各机加工企业有大量以直流机组为主拖动系统的设备,其中以龙门刨床为典型代表,多为二十世纪六、七十年代产品,使用至今,电气部分很多都处于严重老化的状态,主要的问题有:·系统耗能高,占地庞大,利用效率低。
·启动时冲击电流大,影响到同一电网中其他设备的正常运行。
·存在高噪声污染,对人身健康影响较大。
·电机磨损严重,高速重载时电刷上火花较大,需经常维护。
·电气柜以继电器控制为主,分立元件较多,电气线路复杂,故障频繁,维修工作量大。
·机械式行程开关,触点寿命有限,故障频繁。
上述问题已经严重影响到正常的加工生产。
对其进行现代化技术改造已经迫在眉睫,对于设备维护管理人员来说,面临的核心改造任务便是找出一种新型优质的调速装置来进行替换。
SRD控制系统·电机空载电流小,约为满载电流的1%。
·综合效率高,在转速转矩大范围变化时,均保持高效率运行,节能明显,同比原来机组节约电能在30%-70%。
·同比大大减小噪声,极大改善工作环境。
节能分析:以广州某厂B215刨床为例,采用55KW SRD系统改造前后节能对比,从数据看,比原机组节约电能为:[(18-4.5)]/18×100%=75%。
目录前言 (2)第一章摘要 (4)第二章龙门刨床的简介2.1分类..........................................................................................................................。
.52.2工作情况...................................................................................................................。
6 2.3 龙门刨床的规格...................................................................................................。
6第三章 B2012型龙门刨床对控制系统的要求3.1要求有宽广的调速范围 (8)3.2电气控制电路能保证机床可靠地自动工作 (8)3.3 工作台能够按照需要实现自动往返循环........................................................。
83.4工作台速度调整,且无须停 (9)3.5刀架能自动进给和快速移动 (9)3.6系统的机械特性要有一定的硬度 (9)3.7有必要的联锁保护 (10)第四章龙门刨床电气控制4.1电机组起动控制电路 (10)4.2刀架控制电路 (12)4.3 横梁控制电路 (13)4.4工作台控制电路4.4.1为减小切入工件时对刀具的冲击,延长刀具的寿命 (15)4.4.2减速注意 (16)4.4.3高速反向问题 (16)4.4.4减小高速反向时的越位问题 (16)第五章龙门刨床PLC控制系统组成5.1龙门刨床运动特点 (17)5.2 PLC的类型的选定 (17)5.3工作台控制流程图与程序设计 (18)5.4梯形图的编制 (19)第六章 A系列龙门刨床控制图I/O 地址分配图 (20)PLC的梯形图 (21)PLC外部接线图 (28)总结 (29)答谢词 (30)参考文献 (31)前言龙门刨床是机械工业的主要工作母机之一,在工业生产中占有重要的位置。
开关磁阻电动机调速系统在龙门刨床上的应用1 引言现有龙门刨床的电气控制系统主要包括工作台的主传动和进给机构的逻辑控制两大部分。
目前,国内龙门刨床主要采用的主传动系统有两种:一种是50年代的电机扩大机——发电机——电动机组(A——G——M)系统,第二种是70年代改型的晶闸管——电动机组(V——M)系统,这两种系统的逻辑控制普遍采用继电器控制,故障率高,低速时损耗大,功率因数低,并且对电网和机械的冲击很大,维修麻烦。
也有部分电机采用变频调速系统代原有的主传动系统,但由于变频器存在低速下性能不好的情况,因此也不能完全解决存在的问题。
因此需要采用一种新的动力系统来取代现有的龙门刨床的传动系统,以提升龙门刨床的性能。
随着电力电子技术和计算机、微电子技术的发展,一种新型的传动系统——开关磁阻电动机调速系统产生了,由于其具有独有的优秀性能,使得其可以代替龙门刨床原有的动力系统,结合可编程控制器(PLC)可以为龙门刨床提供一种新的、更好的控制系统。
使用这种控制系统,龙门刨床不仅克服了以上其它控制系统的缺点,还大为提高了控制精度和加工质量,节约了能源。
2 开关磁阻电动机调速系统简介开关磁阻电动机调速系统由电机及控制器两大部分组成,开关磁阻电机与传统电机差别很大,为双凸极结构,其定、转子均由普通硅钢片叠压而成,转子上既无绕组也无永磁体,定子齿极上绕有集中绕组。
控制器包括嵌入式微处理器、可编程逻辑器件、IGBT驱动电路、电力电子器件、软件及通信接口,完成电动机的驱动与控制。
如图1、图2所示。
电机装有位置传感器,位置信号反馈给控制器,控制器按程序数字化控制电机运转。
如图2所示,当绝缘栅双极晶体管(IGBT)S1、S2导通时,A相绕组从直流电源U吸收电能,而当S1、S2关断时,绕组电流经续流二极管D1、D2继续流通,并回馈给电源U。
因此,SRD的特点是具有再生作用,系统节电、效率高。
因此开关磁阻电动机调速系统可以数字化控制设备的工作执行机构,属于数控调速和数控伺服系统。
B2012/16龙门刨床改造方案B2012/16机床为济南二机七十年代生产的龙门刨床, 电气拖动采用 G-M 拖动系统,设备使用时间长,磨损严重,精度非常差;在使用过程中能耗高,噪音大,效率低,且 并对设备的机械进行检修,对电气系统进行更新换代及 PLC 改造,具体改造方案如下:机械检修 拆除横向进给箱。
疏通、清洗、调整工作台及变速箱润滑油路,使整个润滑系统工作稳定、可靠,润滑到位,出油量满 足要求。
5检修过程中更换失效的元件,更换所有的密封件,并恢复其原有功能二、机械改造方案一(刨改铳):1、去掉机床工作台移动主电机,保留原有刨床减速箱,并新增加一套行星减速机,减速比加一套全数字安川交流伺服电机7.5KW,用于工作台铳削加工,调速范围在2、去掉机床上左右侧刀架及横梁上两个立刀架,增加济南产一套立铳头及左右两套侧铳头,铳削功率为7.5KW,变频调速,将机床改造成既能平面铳削又能侧面铳削的铳床;三、电气改造方案一(刨改铳):1、原电气拖动采用 F-D 拖动系统,该系统能耗高,噪音大,现已淘汰。
去掉原60KW 直流电机,选用7.5KW 安川全数字交流伺服驱动器,配合新增加的行星减速机对工作台进行控制,用于铳削加工;2、淘汰原有整个继电器控制电路,选用三菱FX-2N 系列PLC 可编程控制器编程对横梁升降、夹紧放松、左右侧铳头及垂直铳头的动作以及机床上所有有限位、行程、油压等开关的信号进行控制,所有限位 和行程开关全部更换;3、对新增加的三套铳头主轴、横向走刀箱控制进行全新设计;4、悬挂按纽站为 V 号标准悬挂,将调速电位器、工作台的速度表等放置到吊挂按钮板上,使操作更加 方便;5、重新设计控制柜,为确保电气改造后的性能稳定可靠,柜内元器件使用西门子或施耐德等进口知名 品牌产品,更换机械行程开关为电子接近开关,更换设备上所有电气线路,控制线路预留备用线;6、更换工作灯,增加 36V 行灯插座。
方案二(刨改刨铳):F-D 拖动系统现已淘汰。
6m B201 6A龙门刨床工作台及横梁的改造摘要本文从不同角度分析了6m B201 6A龙门刨床工作台及横梁的改造技术,结合当前的实际情况提出了自己的解决方案,为龙门刨床的改造提供了广阔的途径。
关键词龙门刨床工作台;直流电动机;优化刨削性能当前,我国机械加工的实力比较强,拥有一大批具有自主产权的生产设备,龙门刨床作为机械加工的主要设备,已是所有机械加工领域不可或缺的产品,然而我国部分企业的机械设备都是20世纪中期的产品。
工作台拖动还是依靠交流电动机-直流发电动机-直流电动机这种老式的系统,电气控制相比落后,从而导致了效率低、耗能高,加上强大的噪声不但严重地污染车间的环境,同时也大大影响了工人们的工作效率和身心健康。
鉴于此,我们必须对所有的设备进行改造,为龙门刨床的改造提供可靠性发展前景。
1 优化龙门刨床刨削性能龙门刨床主在拖动过程中对电气的驱动有着特殊的要求,它的特点就是小精度差、快速平稳过渡、宽调速范围、大力矩低速切削等指标。
根据操作情况我们设计了如下图所示的拖动调速系统的负荷性质:图中n1为切削速度,Nm为最大切削力矩,Pm为最大切削功率,n2为最大转矩时的最高速度,在n2-n3范围内进行横功率调速,而在n1-n2范围内进行恒转矩调速。
基于以上分析,我们设计了以下4种改造方案,实施利用交流变频器调速、KBS-Ⅲ型晶闸管调速柜、数字直流调速器加PLC和数字直流调速器进行了试验。
实验表明,4种方案节能效果都比较明显,不过也存在一些细微上的差异。
如利用交流变频器调速方案要把直流电动机换成交流电动机不经济;KBS-Ⅲ型晶闸管调速柜方案属于早期产品,体积大,调速控制复杂,分立元件多,现已不宜推广;数字直流调速器方案调速系统改造升级,但是电控部分未改造,所以故障率还未降低;所以还是数字直流调速器加PLC的方案改造龙门刨床效果最好。
原刨床属于继电器组成的控制系统,所以元件数量比较多,出现故障的概率也就很高,对于这种情况,我们在电路图的设计上选用PLC作为核心,用PLC 直接控制调速装置,从而取得稳定性和可靠性的保障。
六米龙门刨床的技术改造马 鸥 张 奇大连重工集团有限公司设计研究院,辽宁大连 116022图1 直流调速装置的配置六米龙门刨床是较大型机械加工厂的重要加工设备。
目前我厂使用的六米龙门刨床还是60年代济南第二机床厂生产的设备,其拖动系统是延用 苏式 的交磁放大机的调压调磁闭环控制系统,控制元件基本是仿苏元件。
使用当中维修量大,元器件型式老化,给维修带来相当大的困难,控制水平及控制精度都比较落后,针对这一现状我们提出了一套技术改造方案。
总体方案是:在保证原有功能及操作方法的前提下,利用原有机械设备(包括直流电动机及其现有接线),通过改进控制方式和采用先进的控制元器件来对该设备进行技术改造,除传动直流电机增加测速机外,机械传动不作任何改动。
具体措施是:(1)采用西门子6RA 70全数字直流调速装置代替原有的调速系统。
6RA 70是三相交流电源直接供电的全数字控制装置,体积小、结构紧凑,用于直流电机电枢和励磁供电完成调速任务。
这一装置的优点在于:本身带有参数设定单元,不需要其它的任何附加设备即可完成参数的设定,并且所有的控制、调节、监视及附加功能都由微处理器来实现。
另外,可选择给定值和反馈值为数字量或模拟量;根据需要可以单象限或四象限工作。
更为方便的是:调试该整流装置可以用简易操作控制面板上三个键和五个七段显示器进行参数设定,也可以用电子板上RS 232接口与通用PC 和相应的软件进行参数设定,PC 接口在停车时用于启动、维护/检修,在运行时PC 接口用于故障诊断,是个服务接口。
降低了调试及维护的繁琐程度。
四象限工作的变流器采用两个三相全控桥反并联无环流方案。
28 组合机床与自动化加工技术图2 主、副给定电位器K 7 主给定继电器 K 8 主给定反向继电器 K 9 正向额定速度给定继电器K 10反向额定速度给定继电器图3 I/O 系统图励磁供电采用单象半控桥方案。
电枢和励磁前馈控制及电流控制的优化参数,如:电枢回路电阻、电枢回路电感、电枢电流调节器比例增益、电枢电流调节器积分作用时间、励磁电流调节器比例增益等自动地被设定。
目录1.龙门刨床运动形式及改造要求 (1)1.1龙门刨床结构及运动形式 (1)1.2龙门刨床电气控制改造目的及意义 (2)1.3龙门刨床电气控制改造总体要求 (3)1.4龙门刨床电气控制改造方案 (4)2.工作台变频调速及PLC控制 (5)2.1工作台运动及调速要求 (5)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 (7)2.4工作台电气控制接线图 (7)3.刀架变频调速及PLC控制 (8)3.1刀架运动及调速要求 (8)3.2刀架调速方案 (8)3.3刀架电气控制输入、输出确定 (9)3.4刀架电气控制接线图 (9)3.5刀架PLC电气控制程序 (10)4.横梁及辅助运动控制 (11)4.1横梁运动形式及拖动方式 (11)4.2油泵控制 (11)4.3铣磨头变频调速控制方案 (11)4.4横梁及其它辅助运动电气控制输入、输出确定 (11)4.5横梁及其它辅助运动PLC控制原理图 (12)4.6横梁及其它辅助运动控制程序 (13)4.7变频器设置 (13)5.课程设计总结 (14)5.1龙门刨床电气控制改造意义与可行性分析 (14)5.2龙门刨床电气控制改造效果和解决的主要问题 (14)5.3心得体会与建议 (15)5.4结束语 (15)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龙门刨床主要由七部分组成,如图1所示。
其中床身为箱体型零件,其上有V形导轨。
工作台安放在床身上,工作台下面有斜齿条与传动机构齿轮相啮合,可作往复运动。
横梁用于安装垂直刀架,刨削加工时严禁动作,只在工作台停止运动时才能移动,以调整刀架高度。
两个垂直刀架可沿横梁导轨在水平方向,或沿刀架本身的滑板导轨在垂直方向作快速移动或工作进给。
左右侧刀架及进给箱可沿立柱导轨上下快速移动或自动进给。
图1龙门刨床B2012A的组成:图2运动形式主要有工作台的往复运动,刀架的移动为进给运动。
横梁上的刀架,可在横梁导轨上作横向进给运动,以刨削工作的水平面;立柱上的侧刀架,可沿立柱导轨作垂直进给运动,以刨削垂直面。
龙门刨床传动、电器技术改造摘要:对龙门刨床传动、电器部分进行改造后,使龙门刨床变为刨铣磨多功能机床,既可节约能耗,又可扩大加工范围,提高工作效率,减少故障的发生。
关键词:龙门刨床;工作台;交流电动机;变频器;直流电动机;继电器;减速机1、改造前的情况龙门刨床常用来加工大型工件的各种平面、斜面和槽,特别适用于加工大型的、狭长的机械零件如机床的床身、导轨等,但对于中小型件、非连续面、端面如箱体等等,其加工效率就显得较低。
目前我公司机修车间使用的B2012型龙门刨床属于上世纪70年代产品,由于当时我国科技水平有限,该龙门刨床工作台是由一台60千瓦的直流电动机拖动,控制电机的系统则是采用落后的发电机组驱动,该刨床耗能大(每天工作7小时约耗电910度)、效率低、精度差。
由于设备使用时间长久,电器控件严重老化(调速系统电阻、各种继电器繁多,低速时速度不稳,换向不稳定,常出现爬行越位等故障。
由于各正反馈和负反馈电路较多,所以故障难以判断),设备故障率高,维修费用大,而且造成了电能的巨大浪费,已不能满足现在的生产加工的需要;主传动及控制部分电器操作条件较多(工作台换向及一、二级减速、限位由8个以上开关实现),因此控制复杂,故障点多,难于维修。
不但增加了工作量,也使整个系统可靠性大大降低。
工作台调速范围小,加工件的表面质量差。
占地面积大,噪音高。
同时,随着近年来产品结构的不断调整,各种中小型、非连续的加工零件也越来越多,单靠刨削加工已远远不能适应生产快速发展的需要。
如何让这些当年价格不匪的老设备重新焕发生机,既能适应各种加工要求,又能节能降耗、有效提高加工效率呢?那就是经过传动、电器的综合技术改造,将单一的龙门刨床改为刨、铣、磨多功能机床。
2、改造方案为达到和实现节约能耗、运转可靠、减少故障、提高效率的目的,做到一机多用,我们对B2012型龙门刨床进行了如下改造:(1)龙门刨床传动改造方案:在工作台传动侧增加了一组刨铣变速箱,刨铣变速箱采用两级齿轮变速,输入端连接龙门刨床原有变速箱,输出端同工作台传动轴相连接,使工作台的速度可保留原有刨床的速度,又可通过新添变速箱两级变速手柄换挡,到铣或磨的状态,使机械传动部分的精度稳定,性能可靠,操作简单,维修方便,有效解决了龙门刨床既可刨削又可铣磨的要求。
B215型龙门刨床的改造[摘要]目前部分厂家在用龙门刨床使用时间过长,电气控制柜锈蚀比较严重,线路凌乱,调试非常困难。
况且该控制系统为:ar-g-m闭环自动调速系统,该调速系统控制方式为五六十年代技术,虽然运行可靠、调速范围宽等优点,但是其能耗高、维修复杂成为其致命的弱点。
[关键词]直流调速速度控制电流控制中图分类号:tg333.2 文献标识码:a 文章编号:1009-914x (2013)14-0266-01随着电子技术的发展,变频调速技术的广泛使用。
为此,根据龙门刨控制特点,运用plc(可编程控制器)+变频器技术对其进行电气改造。
一、改造前期调研工作龙门刨床是机械加工车间大型的金属切削机床之一,其电气系统复杂,既有连续控制的ar-g-m直流自动调速系统,又有继电器、接触器交流断续控制系统。
其中的连锁、互锁关系复杂,稍有偏差,就有可能造成整个控制系统不能正常运行。
b215龙门刨床运动分析2)直流拖动与控制工作台往复运动控制由于主拖动调速系统的稳态与动态技术指标要求较高,因而采用了以电机扩大机为放大器件的ar-g-m自动调速系统。
直流电动机m采用调压调速,由发电机g1供给电枢电压,只要根据要求去控制发电机励磁就能实现m的调速要求。
二、变频调速系统分析随着大功率可控硅技术的发展,交流变频调速系统在调速系统中得到广泛的运用,变频器这种产品应运而生。
变频器安装方便,线路设计简单、调速功能强大(有16种不同的速度可调)、操作方便、启动电流小、环保节电。
因此,变频技术在大量的调速系统中广泛运用。
此控制就是用590系列变频技术改造的。
590系列电动机速度控制装置是作为与配套控制设备安装在标准箱内的部件而设计的,控制装置使用交流110到500v的3相标准电压,提供直流输出电压和电流用于电枢和励磁,适用于直流他励电动机和永磁电动机的控制。
590系列的控制是用16位微处理器实现的,它具有许多先进性能:①复杂的控制算法,这是简单的模拟技术无法实现的。
毕业论文课题名称 p lc改造龙控制线路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。
批阅:1、开题报告工作暂写在论文第一页、姓名、班级摘要分析龙门刨床的传动特点,用可编程控制器和变频器对其继电器控制线路进行自动化改造,以提高其加工效率。
关键词:龙门刨床;PLC;变频器目录内容摘要......................................................................................................................... 关键词............................................................................................................................. 第一章绪论................................................................................................................ 1.1本课题的研究背景............................................................................................1.2本课题的工艺要求和研究意义....................................................................... 1.3本课题研究对象的主要工作............................................................................... 第二章对B2012A型龙门刨床的分析.......................................................................2.1 龙门刨床的基本情况.........................................................................................2.2 龙门刨床的运动分析..................................................................................2.3 对龙门刨床控制系统的分析.............................................................3 PLC与变频器的简单介绍.......................................................................3.1 PLC的基本组成和特点......................................................................................3.2 PLC的发展趋势............................................................................................. 3.3 变频器的介绍.................................................................................................4B2012A型龙门刨床基本组成工作工程系统方框图5 各类元器件的选择...................................................................4.1 PLC类型的选择.................................................................................................4.2 变频器的选择.....位置传感器.................................................................................................6 龙门刨床PLC控制系统的组成..................................................................5.1 控制流程图.......................................................................................5.2 输入/输出分配表.................................................................................................5.3 PLC外部接线图.................................................................................................5.4 梯形图................................................................................................................7 上机调试.........................................................................................................毕业设计总结..........................................................................................................致谢............................................................................................................................... 参考文献....................................................................................................................绪论1.1 本课题的研究背景龙门刨床是机械工业中的主要机床之一,主要用于加工大型工件和多个工件同时加工,在工业生产中占有很重要的地位。
它的电气控制主要包括工作台的住传动和进给机构的逻辑时序控制两部分,其工作台的行程控制主要是采用传统的继电器和行程开关来控制,这种方式存在这故障高,接线复杂,检修不方便等缺陷,这对加工性能及成本有着很大的影响。
然而目前很多企业仍广泛使用这种传统的继电器控制机床,更新一台机床由于成本的问题也不是很现实,代价太高。
因此,对B2012A型龙门刨床的分析2.1龙门刨床的基本情况B2012A型龙门刨床主要有7部分组成,包括床身,工作台,横梁,垂直刀架,侧刀架,立柱,龙门顶梁。
其床身上有导轨,工作台安放在床身上,工作台下面有斜齿条,可以做往复运动。
立柱上装有横梁和侧刀架。
横梁上安装有垂直刀架,工作台工作时横梁不能工作,只有在工作台停止运动时,横梁才能动作用于调整刀架。
为励磁调节器的直流发电机—电动机系统,通过调节直流电动机电压来调节输出速度,并采用两级齿轮变速箱变速的机电联合调节方法。
其主运动为刨台频繁的往复运动,在往复一个周期中,对速度的控制有一定要求,如图1所示。
图1 刨台的运动图中:t1段表示刨台起动,刨刀切入工件的阶段,为了减小刨刀刚切入工件的瞬间,刀具所受的冲击及防止工件被崩坏,此阶段速度较低。
t2段为刨削段,刨台加速至正常的刨削速度t3段为刨刀退出工件段,为防止边缘被崩裂,同样要求速度较低。
t4段为返回段,返回过程中,刨刀不切削工件,为节省时间,提高加工效率,返回速度应尽可能高些。
t5段为缓冲区。
返回行程即将结束,再反向到工作速度之前,为减小对传动机械的冲击,应将速度降低,之后进入下一周期。
3 刨台运动的机械特性曲线与很多切削机床相同,刨台运动特性分两种情况分析。
3.1 低速区刨台运动速度较低时,此时刨刀允许的切削力由电动机最大转矩决定。
电动机确定后,即确定了低速加工时的最大切削力。
因此,在低速加工区,电动机为恒转矩输出。
3.2 高速区速度较高时,此时切削力受机械结构的强度限制,允许的最大切削力与速度成反比,因此,电动机为恒功率输出。
由此可得,主拖动系统直流电动机的运行机械特性曲线分为如图2所示两段。
图2 负载机械特性4 对电动机机械特性的要求为充分利用电动机容量,同时满足负载对电动机的要求,龙门刨床主拖动电动机运行时的机械特性应与负载机械特性配合,即电动机机械特性应靠近并位于负载机械特性之上。
5 变频调速机械特性从电动机调速理论可知,若采用变频调速,在频率低于额定频率时,电动机调速具有恒转矩输出特性,而在高于额定频率区,电动机电压不能升高,具有恒功率输出特性。
图3 变频调速机械特性比较可知,采用变频调速时,电动机的机械特性曲线刚好与刨台的运动所对应的特性曲线相符。
因此,适宜于采用变频调速对龙门刨床主运动系统进行改造,并使电动机的工作频率适当提高至额定频率以上。