龙门刨床的刨削过程是工件(安装在刨台上)与刨刀之间作相对运动的过程。因为刨刀除进给运动外,(此运动一般由数控定位或手动定位)加工过程是不动的,所以龙门刨床的主运动就是刨台频繁的往复运动,变频器所拖动的就是刨台电机这种往复运动,所谓往复运动周期,是指刨台每往返一次的速度变化过程。
一、变频调速的设计要点
(1)电动机选型:一般来说,以选用变频调速专用电动机为宜。
(2)变频器的选型:近年来,龙门刨床常常与铣床兼用,而铣削时的进刀速度约只有刨削时的1/100,故要求拖动系统具有良好的低速运行(即低频力矩特性)性能。
(3)制动电阻与制动单元 如上述,刨台在工作过程中,处于频繁往复的运行状态。为了提高工作效率、缩短辅助时间,刨台的加、减速时间应尽可能的短。因此,直流回路中的制动电阻与制动单元是必不可少的。由于往复十分频繁,故制动电阻的容量应比一般情况下的容量大1~2档次。
二、刨台往复运动的控制
(1)往复指令
刨台在往复周期中,实现速度变化的指令信号,是由刨台下面专用的接近开关的状态得到的。接近开关的状态由装在刨台下部的4个“接近块”(相当于行程开关的挡块,分别编以1、2、3、4号)的接近情况所决定,如图所示,为了直观起见,仍用行程开关和挡块来表示。SQ1、SQ2是用来决定刨台的运行情况的;SQ5、SQ6是极限开关,用于对刨台极限位置的保护。各接近开关在不同时序中的状态如图2b所示。图中“1”表示接近开关被“撞”;“0”表示接近开关复位。
2)刨台运动的控制电路
由于龙门刨床的实际控制电路,除刨台的往复运动外,还必须考虑刨台运动与横梁、刀架之间的配合等,故控制电路以采用PLC较为方便,其往复控制电路如图3所示。PLC的输入信号中,SQ1、SQ2、SQ3、SQ4分别为各切换点的接近开关;按钮开关SB1用于循环开始,SB2用于紧急停机;SB3、SB4分别为正、反向点动按钮,这是在调整过程中所必须的。PLC的输出信号中,Y1、Y2、Y3分别控制变频器的多段转速控制端X1、X2、X3;Y5、Y6分别控制变频器的正转、反转。
三、变频控制系统的应用效果
(1)工作方式
在龙门刨床改造前,工作时直流发电机组一直处于运行状态,特别是在工作间隙,测量工件等,白白耗费大量的空载能量。改造后,龙门刨床只是在工作台运动时才消耗能量,并且在轻载时变频器自动节能。
(2)运行与维护
改造前,由于刨床使用时间长,各处性能不如 初,换向惯性大,机床维修量大,并且难以维修,特别是励磁发电机不发电故障。改造后,采用了 的矢量控制,从性能、稳定
性上超过原来,换向惯性小,反向快速响应。变频器控制柜集中,基本上没有出现大的故障。
(3)环境改善
改造前,发电机组工作时噪音严重,高达80dB。改造后,检测噪音70dB,改善了工作环境,有利于操作工人的身心健康。
(4)占地面积
改造前,机组占地面积大,改造后仅为原来的10%。
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