龙门刨床电气改造(论文)

Abstract This paper first introduce the basic structure and operation mode of double housing planer, then how about the expansion of generators and machine control of double housing planer transformation all digital intelligent control of the electrical system. Content includes the design of the cabinet put oneself in another's position, PLC programming, element selection, as well as the installation and debugging steps and so on, the last is the superior of modified points. Keywords: Double housing planer transform PLC Full digital dc speed regulator Encoder setting process
国家职业资格全国统一鉴定
维修电工技师论文
（国家职业资格二级）
题目： B2012A 龙门刨床电气改造
姓 名：
张建国
身份证号： 021-35500900 18917161998
准考证号：
பைடு நூலகம்所在省市：
上海市
所在单位： 上海荟格工业自动化有限公司
日 期：
2015 年 1 月 8 日
B2012A 龙门刨床电气改造
II
前言
随着自动化技术的发展，七八十年代的龙门刨床的电控系统（主要采 用直流发电机组和交磁扩大机组成）已经十分落后，使用时故障频繁，维 修困难，而且效率低，能耗、噪音都很大。对老式龙门刨床的电控系统进 行彻底的技术改造，以将发电机组及扩大机控制的龙门刨床改造成全数字 智能化控制的电气系统非常必要。B2152、B2012、B2012A、B2016A、 BJ2020、B20125Q、B2020 等十几种型号龙门刨床都很适合全数字智能 化控制的电气系统改造。
龙门刨床的刨削过程是工件与刨刀作相对运动的过程。为此，工作台 与工件须频繁的进行往复运动，工件的切削加工仅在工作行程内进行，而
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返回行程只做空运转。在切削过程中没有进给运动，只有在工作台返回行 程转到工作行程的期间内刀架才位移一定的距离。
主运动：龙门刨床的主运动是工作台和工件的纵向往复运动。 辅助运动：是横梁的上下移动以及刀架沿横梁的左右移动，以及侧刀 架在立柱上的上下往复运动。
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目录
摘要 ...........................................................................................................................................I 目 录 ....................................................................................................................................... II 前 言 ........................................................................................................................................ 1 第一章 龙门刨床结构及工作原理 ........................................................................................ 2
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第一章 龙门刨床结构及工作原理
1.1 龙门刨床结构及工作原理
1.1.1 龙门刨床主要由五大部分组成，见图一、图二。
第一部分：作往复运动的工作台和装有 V 形导轨的床身。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，主电机通过变速 箱控制工作台前后运动。
第二部分：立柱和横梁机构，用于安装垂直刀架，工作台停止运动时 可以上升下降，以调整刀架的高度。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。
姓名：张建国 单位：上海荟格工业自动化有限公司
摘要
本文首先介绍龙门刨床的基本结构及运行方式，然后讲述如何将发电 机组及扩大机控制的龙门刨床改造成全数字智能化控制的电气系统。内容 包含了柜体的设计、PLC 编程、元件选型、以及安装调试步骤等，最后是 阐述改造后的优越点。 关键字：龙门刨床 改造 PLC 全数字直流调速器 编码器置程
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（2）自动进给在每次刨台后退结束时进行，进刀量的多少由机械结构控制。 （3）在刨台自动循环时，刀架不能快速移动。 （4）刀架的移动都有限位控制，刀架在切削完毕、返回之前，必须“抬刀”， 以免刨刀在返回过程中在工件上留下划痕，影响光洁度。抬刀动作由抬刀 电磁铁来完成。
第三部分：左右两侧侧刀架。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。
第四部分：润滑系统。工作台往复运动需要足够的润滑油，润滑系统 故障会造成导轨磨损，严重时可使整个刨床报废。
第五部分：就是我们本次重点讲述的电控系统。
图一 实物图
图二 组成示意图
1.2 龙门刨床的工作过程分析原理
1.2.1 刨床工作过程
1.2.2.工作台往复运动的工作特点
1.2.3 刀架、横梁的上下左右运行的工作特点
刀架的运动：龙门刨床的刀架 （1）垂直刀架有两个，装在横梁上，由同一台电动机拖动，只能左右移动。 （2）侧刀架有两个，左右个一个，装在立柱上，各自有一台电动机拖动， 只能上下移动。
对刀架运动的基本要求： （1）刀架既可以自动进给，也可以快速移动，有进刀箱上的机械手柄的位 置来决定。快速移动与自动进给不能同时进行。
电气改造目前有三种模式：常用的模式是去除发电机组和交磁扩大机， 保留原有的 60KW 直流电机，使用全数字直流调速器驱动主机；第二种模 式是在第一种模式的基础上把主机更换为 Z4 系列 55KW 的新电机；第三 种模式是抛弃直流电机，使用矢量型变频器及普通三相异步电机。三种模 式都有改造成功的案例，相比较而言，直流电机比异步电机的启动特性好， 低速时转矩大、调速特性好。另外变频器制动一般采用能耗制动，没有直 流调速器逆变制动节能（变频器也有逆变制动的，但没有直流电机逆变制 动效果好），更换电机在安装上也增加了工作量。所以本文主要介绍第一种 模式，即使用原有的 60KW 直流电机。
1.1 龙门刨床结构及工作原理......................................................................................... 2 1.2 龙门刨床的工作过程分析原理.................................................................................. 2 1.3 原龙门刨床电机技术参数......................................................................................... 5 第二章 电气改造方案 ............................................................................................................ 6 2.1 主机及 PLC 选择 ........................................................................................................ 6 2.2 改造后系统达到的主要技术性能.............................................................................. 6 第三章 电气控制柜、电路图设计 ........................................................................................ 7 3.1 龙门刨床控制系统简图.............................................................................................. 7 3.2 电气元件清单............................................................................................................. 8 3.3 电控柜元件安装布置设计......................................................................................... 9 3.4 电路图设计：........................................................................................................... 10 3.5 PLC 程序及文本显示器界面的设计 ....................................................................... 14 3.6 文本显示器显示异常报警及处理............................................................................ 16 第四章 龙门刨改造现场安装调试步骤 .............................................................................. 17 第五章 改造后的优越点 ...................................................................................................... 18 结束语 .................................................................................................................................... 18 致 谢 ...................................................................................................................................... 19 参考文献 ................................................................................................................................ 20 附录 ........................................................................................................................................ 21