摘 要： 本文介紹偉創(chuàng)電氣AC80B變頻器在B2010A龍門(mén)刨床改造上的應(yīng)用。
關(guān)鍵詞： B2010A龍門(mén)刨床 變頻器 改造 電機(jī)擴(kuò)大機(jī)
1、前言
B2010A龍門(mén)刨床主要分為機(jī)械和電氣控制兩大組成部分，機(jī)械部分相對(duì)比較穩(wěn)定，而使龍門(mén)刨床運(yùn)行在最優(yōu)狀態(tài)主要取決于電氣控制系統(tǒng)控制方式。在傳統(tǒng)龍門(mén)刨床中，其機(jī)械部分剛性好，精度較高，一般其基本性能可達(dá)到現(xiàn)代同類(lèi)機(jī)械的水平，但控制和驅(qū)動(dòng)部分則顯得不同程度的老化，對(duì)老式龍門(mén)刨床的改造有很大的實(shí)際意義。
偉創(chuàng)電氣的AC80B系列變頻器，采用TI最新一代高速電機(jī)控制專(zhuān)用DSP，并創(chuàng)新使用三核處理技術(shù)平臺(tái)。超高速運(yùn)算確保復(fù)雜的矢量計(jì)算完全實(shí)現(xiàn);新一代無(wú)PG矢量控制，采用先進(jìn)的電機(jī)模型算法，使開(kāi)環(huán)轉(zhuǎn)矩控制以閉環(huán)算法實(shí)現(xiàn)。轉(zhuǎn)矩響應(yīng)10ms,穩(wěn)態(tài)精度<=5%。調(diào)速比可達(dá)1：200，穩(wěn)態(tài)轉(zhuǎn)速精度0.2%。0.5Hz可輸出180%額定轉(zhuǎn)矩;PG矢量控制，0Hz可輸出180%的額定轉(zhuǎn)矩，穩(wěn)速精度可達(dá)0.02%，動(dòng)態(tài)響應(yīng)時(shí)間<10ms;全方位的過(guò)流﹑過(guò)壓﹑過(guò)載抑制及失速防止功能;完善的上電自檢功能，寬電壓范圍設(shè)計(jì);率先采用新一代英飛凌IGBT模塊，更高可靠性。
2、龍門(mén)刨床電氣控制改造總體要求
a)取消電機(jī)擴(kuò)大機(jī)、發(fā)電機(jī)，以減少噪聲，克服諸多控制缺陷。
b)工作臺(tái)能實(shí)現(xiàn)自動(dòng)循環(huán)工作和點(diǎn)動(dòng)，可實(shí)時(shí)精確調(diào)節(jié)工作臺(tái)速度，平穩(wěn)換向，并有自動(dòng)和點(diǎn)動(dòng)工作時(shí)的極限保護(hù)。
c)垂直刀架可方便地在水平和垂直兩個(gè)方向快速移動(dòng)和進(jìn)刀，并能進(jìn)行快速移動(dòng)和自動(dòng)進(jìn)給的切換。
d)左右側(cè)刀架可在上、下方向快速移動(dòng)和進(jìn)刀，能進(jìn)行快移/自動(dòng)切換。并有左右側(cè)刀架限位開(kāi)關(guān)，防止其向上移動(dòng)時(shí)與橫梁碰撞。
e)橫梁可方便地上下移動(dòng)和夾緊放松，加緊程度可調(diào);橫梁下降時(shí)有回升延時(shí)，延時(shí)時(shí)間可調(diào)。
f)潤(rùn)滑泵有連續(xù)/自動(dòng)切換開(kāi)關(guān)，系統(tǒng)一得電，油泵即上油，至一定壓力時(shí)，油壓繼電器觸點(diǎn)閉合，為工作臺(tái)工作做準(zhǔn)備。
g)有保護(hù)環(huán)節(jié)控制，保證工作臺(tái)停在后退末了，以免切削過(guò)程中發(fā)生故障而突然停車(chē)造成刀具損壞和影響加工工件表面的光潔度。
h)各回路均有自動(dòng)空氣斷路器作短路保護(hù)和過(guò)載保護(hù)。
3、龍門(mén)刨床電氣控制改造方案
4、工作臺(tái)變頻調(diào)速及PLC控制
工作臺(tái)運(yùn)動(dòng)
龍門(mén)刨床對(duì)電力拖動(dòng)的技術(shù)要求-龍門(mén)刨床是頻繁往復(fù)運(yùn)動(dòng)的生產(chǎn)機(jī)械，它的工作方式為循環(huán)方式。前進(jìn)進(jìn)程是切削行程，后退不作切削，只讓工作臺(tái)為下一步切削做準(zhǔn)備。
如圖所示龍門(mén)刨床工作臺(tái)自動(dòng)運(yùn)行，分為五段：
t1段表示刨臺(tái)起動(dòng)，刨刀切入工件的階段，為了減小刨刀剛切入工件的瞬間，刀具所受的沖擊及防止工件被崩壞，此階段速度較低。頻率：10Hz
t2段為刨削段，刨臺(tái)加速至正常的刨削速度 ， 頻率：40Hz。
t3段為刨刀退出工件段，為防止邊緣被崩裂，同樣要求速度較低。頻率：10Hz。
t4段為返回段，返回過(guò)程中，刨刀不切削工件，為節(jié)省時(shí)間，提高加工效率，返回速度應(yīng)盡可能高些。頻率：120Hz。
t5段為緩沖區(qū)。返回行程即將結(jié)束，再反向到工作速度之前，為減小對(duì)傳動(dòng)機(jī)械的沖擊，應(yīng)將速度降低，之后進(jìn)入下一周期。頻率：10Hz。
工作臺(tái)調(diào)速要求
(1)低速區(qū)
刨臺(tái)運(yùn)動(dòng)速度較低時(shí)，此時(shí)刨刀允許的切削力由電動(dòng)機(jī)最大轉(zhuǎn)矩決定。電動(dòng)機(jī)確定后，即確定了低速加工時(shí)的最大切削力。因此，在低速加工區(qū)，電動(dòng)機(jī)為恒轉(zhuǎn)矩輸出。
(2)高速區(qū)
速度較高時(shí)，此時(shí)切削力受機(jī)械結(jié)構(gòu)的強(qiáng)度限制，允許的最大切削力與速度成反比，因此，電動(dòng)機(jī)為恒功率輸出。
變頻器及PLC選擇
變頻器的選擇：AC80B-T3-075G + BU20-3-075 +9歐22KW電阻箱;
PLC的選擇：DVP60ES2OOR + DVP16XP2OOR 自帶RS485通訊口，方便和變頻器通訊，更改參數(shù)設(shè)置;
文本的選擇: TPO4G-BL-CU
5、B2010A龍門(mén)刨床電氣控制改造意義
利用可編程控制器及AC80B變頻器實(shí)現(xiàn)對(duì)龍門(mén)刨床的自動(dòng)控制和平滑調(diào)速，消除換向沖擊，提高工作效率，減少噪聲，取締原控制系統(tǒng)，從而達(dá)到既經(jīng)濟(jì)又快捷地運(yùn)行龍門(mén)刨床的目的。改造后，系統(tǒng)電氣控制變的簡(jiǎn)單，清晰明了，便于維護(hù)。
（轉(zhuǎn)載）
