内容发布更新时间 : 2024/11/15 2:43:29星期一 下面是文章的全部内容请认真阅读。

法在一些加工要求稍高的工件场合下使用。

但是，目前部分中小型企业及高校仍广泛使用这种传统的继电器控制机床。在资金紧张的情况下，更新机床是不太现实的。因此，对龙门刨床加工性能和要求进行分析研究，设计一套低成本高性能的控制方案，应用于实践，可最大限度发挥龙门刨床的加工潜力，提高可靠性，降低运行成本，对老式龙门刨床的改造提高有很大的实际意义。

1龙门刨床的运动形式及改造要求

1.1龙门刨床结构及运动形式

龙门刨是机械制造业中的主要工作机床。常用它来加工大型机械零件，如导轨、立柱、箱体和机床的床身等部件，龙门刨的结构示意图如上。

工作台2在床身1上，工作台由直流电动机拖动可在床身上作往复运动。刨刀装在垂直刀架4和侧刀架5上。侧刀架可上下移动并横向进给，它又分为左侧刀架和右侧刀架。垂直刀架装在横梁3上，它可作横向移动和垂直进给，它又分为左垂直刀架与右垂直刀架。横梁可沿着立柱6作上下移动。7为龙门顶。

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形导轨。工作台安放在床身上，工作台下面有斜齿条，可以往复运动。横梁用于安装垂直刀架，刨削加工时严禁动作，只有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。

1.2龙门刨床电气控制改造目的及意义

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。其电气

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控制系统包括工作台的主传动和进给机构逻辑时序控制两大部分。龙门刨床工作台的行程控制多采用传统的继电器、行程开关控制方式来实现，该方式存在着故障率高、接线复杂、灵活性小、检修不方便等缺点。这对加工性能及成本有很大的影响，有的甚至无法在一些加工要求稍高的工件场合下使用。但是，目前部分中小型企业及高校仍广泛使用这种传统的继电器控制机床。在资金紧张的情况下，更新机床是不太现实的。因此，对龙门刨床加工性能和要求进行分析研究，设计一套低成本高性能的控制方案，应用于实践，可最大限度发挥龙门刨床的加工潜力，提高可靠性，降低运行成本，对老式龙门刨床的改造提高有很大的实际意义。

由于近几年来在工业自动化，机电一体化，改造传统产业等方面，PLC得到广泛的应用。学习，掌握和应用PLC技术对提高我国工业自动化水平和生产效率具有十分重要的意义。采用可编程序控制器(PLC)对龙门刨床的传统控制系统进行改造，同时将PLC与变频器结合使用，可以对电动机进行很方便的调速控制，所以用PLC和变频器结合使用将具有投资小、改造周期短，节能降耗、提高功效显著的优点，同时也提高了工作的安全可靠性，加工的产品质量也得到了提高。

1.3龙门刨床电气控制改造总体要求

B2012A型龙门刨床的工作台是往返交替循环直线运动的，工件固定在工作台上与刀具作相对运动。工作台在工作行程是进行切削加工，各种台返回时，刀具自动抬起，不进行切削加工。工作台返回时速度较快，以减小空行程时间。

B2012A型龙门刨床的主拖动系统要求比较高，它不仅要求足够大的切削功率，较大的调速范围，而且能够按照要求实现自动的速度循环。对于刀架得移动．进刀．退刀．抬刀．横梁放松与夹紧．横梁上升与下降．工作台步进与步退等各种电动机与控制电器配合实现电器配合实现。B2012A型龙门刨床对电气控制和PLC控制的系统要求综合起来有以下几个方面：

1、 要求有比较宽的调速范围.

由于在加工过程的材料和零件不同，这就要求机床有不同的速度，以便满足不同加工工艺的要求。

B2012A型龙们刨床采用电机放大机作为直流发电机励磁调节器的直流发电机-电动机组系统并加一级机械变速，从而保证工作台调速范围达到20：1工作台在低速档的速

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度为6—60m/min在高速档的速度为9—90m/min在低速档或高速档范围内，可实现电气的无机调速，以便生产时能选择最合理的切削速度。 2、电气控制电路能保证

2、机床可靠地自动工作.

工作台往复运动一次后，刀架自动进给。后退行程中，刀架自动抬起。工作台在行程末尾可进行减速、反向等运动的自动变换。

3、工作台能够按照需要实现自动往返循环。

在高速切削时，为了减小刀具的冲击，应使刀具慢速切入工件。若切削速度与冲击为刀具所能承受时，利用转换开关，可以取消慢速切入。在工作台前进与返回行程末尾，工作台能自动调速，以保证刀具慢速离开工件，防止工件边缘剥裂，同时可减小工作台反向时的冲程和对电动机及其他机械的冲击。

4、 工作台速度调整可无须停车.

用于磨削时，工作台应能降低速度至1m/min，以便保持磨削时工件的精度。能自动调速，以保证刀具慢速离开工件，防止工件边缘剥裂，同时可减小工作台反向时的冲程和对电动机及其他机械的冲击。

5、 刀架能自动进给和快速退刀.

进行加工时，工件装在工作台上，工作台沿床身导轨作直线往复运动。横梁上的垂直刀架和立柱上的侧刀架都可以垂直或水平进给，以便使加工工件的质量和速度同时提高，同时也能够节约时间。

6、系统的机械特性有一定的硬度.

为了避免因起切削符合发生变化引起的工作台速度有较大的波动，以至于影响加工工件表面的质量，同时系统的机械特性应具有下垂特性，当负荷过大时，能使拖动工作台的直流电动机的转速迅速下降，直至停止，从而达到保护电动机及机械装置的目的。

7、有必要的联锁保护和检测报警装置.

为了使各部分能够安全有序的进行，必须要有必要的联锁保护，防止由于误动作引起的机器系统的紊乱，导致损坏机器甚至对人身造成不必要的伤害，发生故障时也可以有效的做出停车等安全保护。

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1.4龙门刨床电气控制改造方案

1、对各控制电机的启动.

对B2012A型龙门刨床的主拖刨台电动机、左右刀架电动机和垂直刀架电动机、铣磨头电动机都用变频起动。采用变频调速，可以通过降低起动时的频率来减小起动电流。同时，也可通过逐渐增大频率以减缓起动过程，如在整个起动过程中，使同步转速与转速间的转差限制在一定的范围内，则起动电流也将限制在一定的范围内，另一方面，也减小了起动过程中的动态转矩，升速过程将能保持平稳，减小对生产机械的冲击，对控制横梁升降的电机和控制油泵的电动机由于功率较小，启动方便，采用直接启动即可。

2、对各控制电机的制动.

主电机的制动、左右刀架电动机铣磨头电动机和垂直刀架电动机的制动也都采用变频制动，在变频器中加合适的制动电阻器，保证能够安全稳定的制动，对控制横梁升降的电机和控制油泵的电动机由于功率较小，启动方便，制动停止也比较容易，直接制动即可。

3、对各控制电机的调速.

龙门刨床的主拖刨台电动机、左右刀架电动机和垂直刀架电动机、铣磨头电动机都用变频调速，对变频器进行合适的设置，就可以对个电动机进行有效的调速，由于横梁和油泵电机只有正反转控制，可以不考虑调速。

4、对控制系统的保护及检测.

控制系统安装有正常运行及故障等监视装置，保证机器安全有序的运行，另外刨床停止时要装有抬刀的继电器，保证抬刀迅速准确。

5、总体控制.

各电动机和系统的保护及检测装置都用PLC控制，可以手动和自动进行循环，当机器遇到故障时能够快速切断电源保证机器及人身的安全。

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