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工業(yè)連接

富凌變頻器在龍門刨床改造中的應(yīng)用

2025China.cn   2009年05月21日
  龍門刨床的電氣控制系統(tǒng)主要包括工作臺(tái)的主傳動(dòng)和進(jìn)給機(jī)構(gòu)的邏輯控制兩大部分。目前,國(guó)內(nèi)龍門刨床主要采用的主傳動(dòng)系統(tǒng)有三種:一種是50年代的電機(jī)擴(kuò)大機(jī)——發(fā)電機(jī)——電動(dòng)機(jī)組(A——G——M)系統(tǒng),第二種70年代改型的晶閘管——電動(dòng)機(jī)組(V——M)系統(tǒng),這兩種系統(tǒng)的邏輯控制普遍采用繼電器控制,故障率高,低速時(shí)損耗大,功率因素低,且對(duì)電網(wǎng)和機(jī)械的沖擊很大,維修麻煩。80年代后隨著變頻技術(shù)的高速發(fā)展和可編程控制器(PLC)的不斷更新,它們結(jié)合為龍門刨床提供了一種更好的控制系統(tǒng)。用這種系統(tǒng)控制的龍門刨床不僅克服了以上其它控制系統(tǒng)的各個(gè)缺點(diǎn),還大大提高了控制精度和加工質(zhì)量,更主要的是節(jié)約了大量的能源。因此,龍門刨床控制系統(tǒng)的變頻及PLC改造已成必然的趨勢(shì)。
  一、龍門刨床的控制要求:
  1.無(wú)級(jí)調(diào)速---調(diào)速范圍寬,系統(tǒng)運(yùn)行的平滑性好,動(dòng)態(tài)品質(zhì)更好。
  2.能根據(jù)不同工件自由調(diào)節(jié)工作速度,而且前進(jìn)和后退的速度要單獨(dú)調(diào)整。
  3.起動(dòng)和制動(dòng)性能好----快速、平穩(wěn)的起動(dòng)和制動(dòng),對(duì)電網(wǎng)和機(jī)械的沖擊小,能很好地實(shí)現(xiàn)慢速切入,快速換向等工藝要求。
  4.高速切削平穩(wěn),靜差度小。
  5.系統(tǒng)簡(jiǎn)單,安全可靠,便于維修。
  6.噪音低,效率高,可靠性好,節(jié)能明顯。
  二、改造的方法
  1.主運(yùn)動(dòng)控制主工作臺(tái)采用一臺(tái)富凌牌DZB100系列55KW通用型變頻器控制一臺(tái)45KW鼠籠式異步電動(dòng)機(jī),代替原來(lái)的電機(jī)擴(kuò)大機(jī)----發(fā)電機(jī)----電動(dòng)機(jī)組(簡(jiǎn)稱A-G-M系統(tǒng))系統(tǒng),實(shí)現(xiàn)無(wú)級(jí)調(diào)速。用變頻器來(lái)實(shí)現(xiàn)對(duì)工作臺(tái)的各種不同速度的控制和往返換向。
  2.垂直,左右刀架的控制垂直刀架和左右刀架分別由三臺(tái)富凌DZB100系列3.7KW變頻器來(lái)驅(qū)動(dòng)2.2KW的刀具電機(jī),實(shí)現(xiàn)進(jìn)刀量的高精度進(jìn)給。
  3.刨床的各個(gè)動(dòng)作都由PLC來(lái)控制,PLC根據(jù)操作指令和現(xiàn)場(chǎng)信號(hào),按照所編制的程序?qū)ψ冾l器、橫梁、油泵及風(fēng)冷電機(jī)進(jìn)行人工或自動(dòng)循環(huán)控制。
  三、龍門刨床主運(yùn)動(dòng)的工作特點(diǎn)
  1.工件和刨刀的相對(duì)運(yùn)動(dòng)(也就是主工作臺(tái)的往復(fù)運(yùn)動(dòng)),為了保證加工質(zhì)量和加工效率,要求在不同的階段所運(yùn)行的速度是不一樣的。從理論上講:在高速加工時(shí)為了減少刀具所承受的沖力和防止工件邊緣崩裂,切削工作開(kāi)始(t0-t1)階段要求慢速切入;(t1-t2)為加速到穩(wěn)定的工作速度階段――快速加工;(t2-t3)為了防止工件邊緣的崩裂,進(jìn)入刀具減速退出工件階段—緩速收尾;(t3-t4)為高速返回階段;(t4-t5)是為了減小反向時(shí)因沖力過(guò)大而引起的越位和對(duì)傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的沖擊設(shè)定的一個(gè)減速過(guò)程。
  2.在實(shí)際的改造的工作中,刨刀返回的過(guò)程中由于行程開(kāi)關(guān)從減速到換向階段的時(shí)間很短,所以在變頻器參數(shù)設(shè)定最佳狀態(tài)時(shí)仍有30公分左右的爬行。根據(jù)這種情況我們通過(guò)PLC來(lái)控制,由于刨刀運(yùn)動(dòng)速度較快,即使兩種制動(dòng)同時(shí)起作用,刨刀仍有短距離爬行(這個(gè)爬行一般只要不超過(guò)10cm是允許的),但已能很好的滿足設(shè)備在重負(fù)載的情況下的要求了。由于在日常工作中不可能只加工一種規(guī)格的工件,為了在保證加工質(zhì)量的同時(shí)提高工作效率,所以要求加工的速度和返回的速度是可調(diào)的。要實(shí)現(xiàn)這個(gè)指標(biāo),我們?cè)谠O(shè)計(jì)中對(duì)快速加工和高速返回兩個(gè)階級(jí),使用兩個(gè)電位器來(lái)調(diào)節(jié),這樣操作人員就可以根據(jù)不同規(guī)格的工件,很方便的調(diào)節(jié)其加工速度。
  四、制動(dòng)問(wèn)題的處理
  主電動(dòng)機(jī)在工作時(shí),由于其負(fù)載大速度快,所以在快速換向時(shí)因?yàn)橹苿?dòng)會(huì)產(chǎn)生很大的反饋能量。如何吸收掉這些能量對(duì)整個(gè)加工有很大的影響。我們?cè)诟脑鞎r(shí)充分考慮到這個(gè)因素,對(duì)刨臺(tái)的換向制動(dòng)采用直流制動(dòng)+減速制動(dòng)[富凌制動(dòng)單元兩個(gè),制動(dòng)電阻個(gè)兩個(gè)]來(lái)實(shí)現(xiàn)。實(shí)踐證明:這樣的組合制動(dòng)方式,不僅簡(jiǎn)單可靠,而且造價(jià)很低。
  五、控制電路和軟件流程
  1.為了便于操作變頻器,采用外部端口連接,實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程控制??蓪?shí)現(xiàn)正轉(zhuǎn)、反轉(zhuǎn)、正轉(zhuǎn)點(diǎn)動(dòng)和反轉(zhuǎn)點(diǎn)動(dòng),外部異常,通過(guò)RST報(bào)警。
  2.軟件流程龍門刨床的工藝流程由PLC控制主變頻器驅(qū)動(dòng)交流電動(dòng)機(jī)來(lái)實(shí)現(xiàn)。整個(gè)工藝過(guò)程可以自動(dòng)也可以人工操作。刨臺(tái)的運(yùn)動(dòng),刀架的升降,橫梁的控制以及互相聯(lián)鎖和顯示等功能都由PLC來(lái)實(shí)現(xiàn)。為方便操作,在控制柜上裝有刨臺(tái)運(yùn)動(dòng)速度顯示和各種運(yùn)行指令及報(bào)警信號(hào),且操作完全符合原操作習(xí)慣。

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