龙门刨床主拖动系统变频调速改造[业界材料]

1、安阳机械厂龙门刨床主拖动系统变频调速改造方案郑州中川电气自动化有限公司2006年3月目录一、 系统引言二、 原有情况三、 机动特性四、 调速原理五、 元件清单六、 系统报价七、 付款方式八、 供货周期九、 质保期限十、 售后服务根据贵单位刨床的现状及以后使用的要求，我公司工程部技术人员经过到现场的实地考察并结合以往我公司在刨床改造方面的丰富经验，特作出以下方案，以供参考。一 引言龙门刨床作为机械工业的主要工作机床之一，在工业生产中占有重要的地位。其运动方式较多，结构复杂，拖动电路电机较多，控制复杂，维护、检修困难。在实际中，龙门刨床的电路一直被作为考核技师的难题之一。随着工业自动化的发展，变频

2、器、PLC在工厂设备改造中的广泛使用，对龙门刨床进行改造，已越来越普遍。二 原刨床的基本情况1.基本结构龙门刨床包括，床身、工作台、横梁、左右垂直刀架、左右侧刀架、进给箱、立柱、龙门顶等。2.工作过程龙门刨的刨削过程是工件与刨刀相对运动。因此工作台与工件必须频繁地进行往复运动，切削加工只在工作行程中，返回行程只是空转。在切削过程中没有进给运动，只有在返回行程中才有刀架的进给运动。其中，工作台与工件间的往复运动称为主运动，横梁、刀架的运动称作辅助运动。3.运动特点贵单位使用的是国外进口刨床，它采用电磁扩大机作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调节输出速度。其主运动为刨台频

3、繁的往复运动，在往复一个周期中，对速度的控制有一定的要求。 如下图所示：其中：0-t1工作台前进起动阶段t1-t2刀具慢速切入阶段t2-t3加速至稳定工作速度t3-t4工作速度阶段t4-t5减速退出工件阶段t5-t9返回阶段慢速切入切出，即防止崩坏工件又可以提高刀具使用寿命。高速切削、返回以提高加工效率。三 刨台运动的机械特性曲线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。2.高速区速度较高时，此时刨刀允许的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

4、功率输出。由此可得，主拖动系统直流电动机的运行机械曲线分为如下图所示两段：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。 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

5、率以上。四 变频调速1.变频的优越性调速范围宽达40:1更换不同的工作组件就可使刨床用于刨、铣、磨 一机三用。为提高加工精度，工作台的速度不随切削量的变化而变化，静差度小于3%，自动调速，达到速度曲线的要求提高加工质量与效率。2.设备组成工作台的主运动只需一台75KW的异步电机（考虑到贵单位的可靠性要求，选型特增大一档）经变频拖动，实现无级变速。工作台换向制动利用变频器自带的能量反馈装置，使制动速度快，能量又反馈到电网中。3.组成框图系统以PLC为控制核心，组成如图所示 PL C 变 频器 M电 源行程开关声光报警 主拖动系统PLC系统原理框图PLC输出信号中，控制电动机正反向循环运转、点动、

6、停止、控制变频器三档转速即低速（刨刀切入、刨刀退出、反向前）、中速（刨削加工速度）、高速（空刀返回）；及控制接触器等，还进行声光报警。五 系统元件清单：序号名称型号数量备注1变频器安川G7-75KW1台日本安川2变频器PG卡PG-B21台日本安川3旋转编码器1024P/R1只日本欧姆龙4PLCFX2N-60MR-0011台日本三菱5空气开关B0-400EB-250A1台台湾台安6按钮XB2-E6只施耐德7声光报警器220VAC1只合资8数显电压表WP-450V1只香港虹润9数显电流表WP-200A1只香港虹润10数显频率表WP-50HZ1只香港虹润11电流互感器200/5A1只国产12指示灯XB2-EV2只施耐德13控制变压器380V/220VAC1台郑州14控制回路空开BM-63C-10A 2P1只台湾台安15快熔RT18-3A2套国产16散热风机380VAC2只国产17控制柜2200*800*6001台国产18辅料含：电缆、端子等若干国产六 系统报价用安川变频器系统价格为：79689.00 元，含系统装配、调试。外围元器件由贵单位自备，如行程开关等。七 付款方式首付货款40%订金，提货时付50，调试运行正常后付清全款。八 供货周期自合同签订之日起伍天内交货。九 质保期限自正常运行之日起壹