基于变频器的管接头马鞍形加工车床的改造

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PLC、变频器技术在车床系统改造中的运用与实践研究

PLC、变频器技术在车床系统改造中的运用与实践研究作者：陈艳来源：《中小企业管理与科技·上旬刊》2016年第02期摘要：工业生产需要大量有效的机械设备协同运作，在有效的机械设备支持下，产品生产的质量和效率得到大幅提升，传统的继电器控制系统用于工业生产中经常出现故障，影响生产的进行，为了提升产品生产质量，我们需要对传统的车床系统加以改造，并将PLC、变频器技术应用于车床系统之中，从而保证车床的稳定与质量的提升。

关键词：PLC；变频器技术；车床；系统；改造由我国沈阳研制的CA6140普通车床广泛应用于工业生产之中，在机床制造行业属于热销机械设备，它是一种金属切削机床，可以用于车削外圆、内圆、螺纹、螺杆等，它的主轴电机系统是采用机械齿轮箱，实现有级的调速，运用机械换向构造实施正反转的调控。

在当前企业生产形势变化的条件下，传统的CA6140车床需要进行机械设备改造，采用PLC、变频器技术相整合的手段，对普通车床的电气控制系统进行改造，从而从现实实践应用角度出发，提升机械设备的利用率，确保机床的高效、节能、稳定和可靠。

1 传统CA6140普通车床的电气控制系统要求在传统的CA6140普通车床之中，由不同的构成部件，包括：主轴箱、进给箱、溜板箱、刀架、丝杠等，其沿用已久的电气控制原理图，如图1所示：原有的控制系统是在三相鼠笼式异步电动机的拖动之下完成的，由三台电动机负责控制，它们分别是：主轴电动机M1，冷却泵电动机M2，刀架快速移动电动机M3，在这三台电动机设备中主要是依靠三个接触器实现有效的车床系统控制，这三个接触器分别为：KM1、KM2、KM3。

该传统电气控制系统的主轴电动机负责主轴主运动以及刀具的纵横向运动，在主轴电动机的驱动下，用机械换向机构实现正反转动作。

同时，由于对速度有一定的要求，因而，要采用机械变速的手段，并依赖于主轴箱的齿轮变速箱和主轴电动机的链接，来实现对机械的调速要求。

冷却泵电动机M2主要是负责在车削加工时，拖动冷却泵，再由输出冷却液对刀具和加工件的表面进行冷却。

一种镗铣加工接管马鞍形坡口的方法及工装

２０１５ＮＯ．２（上）
工业技术
一
种镗铣加工接管马鞍形坡口的方法及工装
徐建梅王永明黄沙
（哈电集团（秦皇岛）重型装备有限公司，河北秦皇岛０６６２０６）
摘要：承压容器接管与筒体的焊接坡口为马鞍形坡口，其坡口为多种组合的马鞍形曲面，接管马鞍形坡口的加工成型
和装卡具有一定难度；本文阐述了一种在卧式数控镗铣床上进行此类马鞍形焊接坡口的有效加工方法及装卡工装。
关键词：接管；马鞍形坡口；加工；卡盘
中图分 ห้องสมุดไป่ตู้号：ＴＨ１６
文献标识码：Ａ
承压容器的简体上均设置有多种接爪等几部分组成。接管的
一
构及刀具结构、设备加工能力的制约，仅能做旋转运动。同时，在底座上另外方向的装卡要求。结语次加工成形很难达到。我们经研究认四个方向，对称的加工出若干螺纹孔，筒体接管马鞍形坡口在卧式镗铣床为在不改变设备结构和增加附件的前提用于连接螺杆，进行产品的轴向压紧；上的加工方法及装卡工装，通过接管实在底座的表面加工出一些规则的同心圆下，接管马鞍形对接坡口的加工时应分际加工，完全达到了产品加工精度的要两步进行，即钝边两侧坡口需分别加工，浅槽，可对比待装卡接管的内径尺寸，求及接管装卡要求。卡盘的应用一方面接管装卡方位也需要变换一次，装卡时作为卡爪预调整位置的参考线。而且卡方便了多种规格接管的二次装卡找正，需保证接管内外马鞍形弧面与设备主轴爪在结构设计上为Ｌ形状，一端为Ｔ形

卧车靠模加工马鞍形接管的一种方法

［１］吴宗泽．机械设计师手册［Ｍ］，北京：机械工业出版社，２００２
［责任编辑：王磊强］
ＡＭｅｔｈｏｄｏｆＭａｃｈｉｎｉｎｇＳａｄｄｌｅＳｈａｐｅｄｏｖｅｒａＳｌｅｅｐｉｎｇＣａｒＭｏｌｄ
ｔｈｅａｄａｐｔｏｒｔｈｅｎｐｒｏｃｅｓｓａｐａｒｔｏｆｃｉｒｃｕｌａｒａｒｃｃｌｏｓｅｔｏｔｕｂｅｂｏｄｙ，ｔｈａｔｉｓｓａｄｄｌｅｓｈａｐｅｄｐｉｐｅ．Ｔｈｉｓａｔｉｒｃｌｅｓｔａｔｅｓｔｈｅ
Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｉｎｔｈｅｍａｎｕｆａｃｔｕｒｅｏｆｎｕｃｌｅａｒｅｑｕｉｐｍｅｎｔ，ｏｔｆｅｎｅｎｃｏｕｎｔｅｒｅｄｉｎｔｈｅｔｕｂｅｂｏｄｙａｎｄｔｈｅａｄａｐｔｏｒｗｅｌｄｉｎｇ，
图１马鞍开接管
１结构分析
马鞍形接管中心都有孔，采用靠模主要解决卡盘转一周，刀架实现２次进给和退出，想办法采用１：１的
传动，使机床主轴和刀架实现定比传动．
由于马鞍形接管其随着接管的直径变化，相贯线Ｒ的深度也在变化，其变化规律为：根据直角三角形，Ｃ＝ａ＋ｂ接管半径ｒ＝４１３，筒体半径Ｒ＝１７８９，深度为Ｈ，根据接管与简体正交的焊接要求，圆弧的深度在接管０８２６圆上随着０角的改变而改变．Ｃ＝Ｒ＝１７８９，ａ＝ｃｏｓＯ，ｚ＝Ｒ—ｂ．各个点的ｚ值可以计算，几个点的计算结果见表１．

PLC+变频器系统在门座起重机上的改造应用

PLC+变频器系统在门座起重机上的改造应用发布时间：2021-11-12T00:46:36.983Z 来源：《当代电力文化》2021年6月17期作者：曲德业王晶韩冬暖李楠[导读] 针对锦州港大部分门座起重机控制方式过于落后的现状，港内提出了可编程控制器（PLC）+变频器控制的方式曲德业王晶韩冬暖李楠锦州港股份有限公司锦州 121000【摘要】针对锦州港大部分门座起重机控制方式过于落后的现状，港内提出了可编程控制器（PLC）+变频器控制的方式。

目前已经完成了对锦州港110#、206#、203#门机电气控制系统改造，从而提高门机的使用寿命和工作效率。

【关键词】港口门座起重机；PLC；总线适配器；逆变器；晶闸管供电单元；变频器；港口门座起重机（以下简称门机）是沿地面轨道运行，下方可通过其它地面车辆的门型座架式可回转臂架型起重机，被广泛应用于港口码头的机械装卸。

超重的劳动强度和大工作量要求它必须具备：起动转矩大、低速满转矩、快速的转矩上升时间和抱闸顺序控制功能、制动平稳、加减速平滑等特点。

目前，我国大多数门机都是采用“继电器+转子串电阻调速”的控制方式。

在该系统控制方式下，电机在低速时稳定性差、出力不足；在高速重载下降时要有第三方制动才能保证不溜钩，频繁使用会因电机温度过高而出现绝缘降低的情况，加速电机的老化，既消耗大量的能源，又冲击电机，而且还降低了整机的稳定性，加速机械的疲劳。

近年来，“PLC+变频器调速”的控制系统被逐渐应用于我港门机上，与原控制方式相比，此控制系统有以下好处：电机机械特性变硬，起、制动平滑，运行平稳，定位精确，装卸效率提高，安全性能提高，维护成本下降，机械寿命延长等。

下面，以锦州港110#、206#、203#门机为例，介绍一下应用“PLC+变频器”调速系统改造原始“继电器+转子串电阻调速”系统。

一、可编程控制器（PLC）PLC首先将扫描到的输入信号存入相应的输入映像寄存器中，然后PLC按一定的算法进行输入/输出变换，并将这个变换给以物理实现，应用于现场。

论马鞍型管接头气割专机的使用价值

论马鞍型管接头气割专机的使用价值作者：陈夏宾来源：《科技创新与生产力》 2013年第11期（太原锅炉集团有限公司，山西太原 030021）摘要：为了在锅炉制造中提高马鞍型管接头的加工精确度和生产效率，通过设计并制造马鞍型管接头气割专机和运用轨迹近似合成法，介绍了马鞍型管接头气割专机的基本结构、工作原理、操作要领和应用成效，论述了其在锅炉制造过程中的使用价值。

关键词：马鞍型坡口；相贯曲线；偏心调节机构中图分类号：TH162+.1 文献标志码：A DOI：10.3969/j.issn.1674-9146.2013.11.0841 马鞍型管接头简介马鞍型管接头（见图1）是锅炉产品上一种常用的连接零件，通常安装在锅筒和集箱上，其特点是管接头的一端加工成与锅筒、集箱外径相吻合的马鞍型相贯线形状的45°焊接坡口。

由于管接头的规格较多（φ76～φ325 mm），管子壁厚不同，与安装在锅筒、集箱上相吻合的外径也不同，故此类管接头种类繁多。

对于马鞍型管接头的加工，过去是在C630车床上安装马鞍型工装用凸凹模盘仿行实现的。

由于每个模盘只能实现一个Δa值，需要制作十几个模盘来覆盖所有管接头的近似加工。

因此，在加工过程中由于Δa的不同，需要经常更换模盘，在这些模盘种类的限制下，使得大多数的管接头也只能是近似加工。

另外由于装夹的原因也只能加工φ76～159 mm的管接头，辅助时间较长，加工效率极低，对于长管接头也经常打刀和掉货。

而φ219～325 mm的管接头则无法加工。

为降低生产成本，提高生产效率，保证管接头的加工质量，特别是对于大管接头φ219～325 mm成型的实现，专门设计了马鞍型管接头气割专机，用割枪一次性加工出马鞍型相贯线形状的曲面和45°的焊接坡口。

2 马鞍型管接头气割专机的分析2.1 结构形式及主要技术参数该设备由交流电动机将动力通过皮带轮的减速传给蜗轮减速机，再由联轴器传给主轴1并带动三爪卡盘做正向或反向旋转运动；另一路的动力由主轴1上的大链轮按1∶2的转速传给小链轮并带动主轴2的伞齿轮做旋转运动，再经过伞齿轮的啮合传给立轴上的偏心装置并拉动气割小车做直线往复运动；由于大小链轮齿数比是1∶2，即速比也是1∶2，所以三爪卡盘旋转一圈则气割小车要做两次直线往复运动。

用PLC和变频器对CY6140型车床的改造设计

２硬件改造设计
Ｃ６４Ｙ１０型车床，主要用于对中小型轴类、盘类及螺纹类零件的加工，本机床改造后具有手动和自动两
种工作方式。
收稿日期１０６一８—２；回日期：ｏ６０ —２２０Ｏ３修２０９５作者简介：昌奇（９３）男，邓１６，四川自贡人。士、教授硕副
了控制系统的功能以及软硬件的设计。实验结果表明系统获得了良好的控制效果，为企业进行技术改造提供了
一
种途径。
关键词：变频调速；制；Ｉ；床改造控Ｐ车Ｅ中图分类号：Ｇ１．Ｔ５０２文献标识码：Ａ
在生产实际中，床自动化控制系统由于控制过程较复杂，机要求系统恒速可调可控、能可靠，节而商品化的数控机床价格又高，需的资金大，采用ＰＣ与变频器控制系统则可以大幅度节约电能，约资所而Ｌ节金，降低成本，高系统的自动化程度，使系统运行可靠稳定，构简单，提并结维修、护、维调整方便，济实经
ｓｌ主轴正转ＸＢ：Ｏ
ｉ：ｆ５盘灾紧ＸＢ６Ｓ２主轴反转ｘＢ：ｌＳ６・盘放松ｘＢ：７ｓＯ停止ＸｌＢＩ：３
Ｓ３刀架正转ｘＢ：２
Ｓ７尾架伸出Ｘ０Ｂ：１
Ｓ４刀架反转ｘＢ：３
Ｓ８尾动Ｘ０２点２
Ｓ９启动Ｘ２Ｂ：Ｉ

基于变频器的管接头马鞍形加工车床的改造

电站锅炉及余热锅炉制造过程中，按照国内外焊接工业标准，锅炉的下降管与集箱、锅筒连接时，为增强焊缝强度，提高焊接质量，需将管接头端面预先加工成马鞍形全焊透型坡口。在我公司制造生产中常用的管接头规格为＋６～１８０６、壁厚６－～０ｉｒ，每台锅炉的管接头多达－１ｎｎ４几百个，在生产中占据一定的比重。１设备改造的原因和目的－伴随着我公司大型垃圾焚烧炉和余热锅炉订单的不断增加，管接头马鞍形坡口３ＩＴ．１作量急剧增加。而目前采用靠模车加工马鞍形曲线的方法，加工时间长、效率低，以车加工中１３６３ × 管接头为例，加１＝一件需用时５ｉ。针对这一现状，我们提出新的加工方法，用以减少加Ｔ０ｒｎａ时间，提高劳动效率。
按照焊接工艺要求，马鞍形管接头与集箱或锅筒的焊接时，全透形坡口粗造度需达到１．，而利用气体切割加工管接头坡口，再用磨光２５机少量打磨完全可达到这一标准。为此，我们考虑采用变频调速功能降低车床主轴转速，利用气体切割加工管接头马鞍形坡Ｅ的方法。以气ｌ体切割加工币１３６３ × 管接头为例，根据实际工作经验，当主轴转速约为０５ｎ．时，可达到气体切割管接头的要求。从这一原则考虑，将车床主２轴转速设定在１ｒｉ，０ｍｎ利用变频器调低频率可满足主轴低转速的要求。／时车床主轴电机为三相异步电机，功率为７５ｋ，额定转速ａ．Ｗ为
１５６（－）４００ｆ１ｓ
啊
＿一百
在电机参数自学习的过程中，如出现过压或过流故障，可适当增减加减速时间。自学习结束后，系统进行空载及负载调试状态，并注意观测电机是否有异常声音、抖动及电机是否持续升温。实践证明，当频率设定在１１ｚ１５ｚ．￣．时，电机运行平稳，２Ｈ２Ｈ完全满足气割加工１３６３ × 管接头马鞍形坡口需求。当然，不同管径、不同壁厚的管接头，气割所要求的转速有所不同，但都可通过电位器调整频率值来达到最佳加＿效果。丁

法兰接管马鞍曲面CNC加工装置的研究与开发

计算与ａｎｓｙｓ分析。本课题实现了压力容器筒体焊接法兰裙边马鞍曲面的有效加工，解决了这一
加工的瓶颈问题。给压力容器的制造带来极大的便利，也拓宽了数控技术的应用领域。
关键词：压力容器；法兰接管裙边；铣削加工：旋转进给；ＡＮＳＹＳＷｏｒｋｂｅｎｃｈ
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法兰接管马鞍曲面ＣＮＣ加工装置的研究与开发
２．３．２．１建立刀具圆周运动与轴向运动关系……………………………………１３２．３．２．２车削过程刀具工作角度变化分析……………………………………１５２．３．３运动状态分析………………………二……………………………………。１８２．４本章小结…………………………………………………………………………．１９第３章加工方案的确定…………………………………………………………．．２０３．１加工方式的确定……………………………………………………………………２０３．２铣削加工的运动控制方案……………………………………………………。２０３．３铣削走刀轨迹的分析确定……………………………………………………。２ｌ３．４旋转铣削加工马鞍形面的生成…………………………………………………２２３．４．１数控机床的插补……………………………………………………………２３３．４．２旋转铣削加工马鞍线形插补法的研究……………………………………。２４３．４．２．１式（２．４）的特性分析……………………………………………………。２４３．４．２．２精加起刀点及插补算法的确定…………………………………………２５３．５本章小结…………………………………………………………………。……２６第４章机床设计方案确定及车Ｃ５１１６Ａ传动链改造………………………………２７４．１机床设计的基本要求………………………………………………………………．２７４．１．１工艺范围…………………………………………………………………………２７４．１．２加工精度……………………………………………………………………………２７４．２数控机床总体…………………………………………………………………………２８４．３分析现有的机床……………………………………………………………………………２９４．３．１法兰接管零件的主要参数范围…………………………………………………２９

车床设备改装方案

车床设备改装方案一、引言车床是一种用于加工金属和其他材料的机械设备，广泛应用于制造业。

随着技术的不断开展和市场的需求变化，对车床设备的性能和功能提出了更高要求。

为了满足这些需求，对现有车床进行改装是一个经济有效的选择。

本文将介绍一种车床设备改装方案，旨在提升车床的加工能力和精度。

二、改装方案1. 平安性改进首先，改装方案应考虑车床的平安性。

可以在车床上安装平安护栏和急停装置，以提供更平安的工作环境。

此外，还可以加装防护罩和紧急停机装置，以预防意外伤害。

2. 控制系统升级现代车床的加工精度和效率很大程度上依赖于其控制系统。

因此，改装方案应包括控制系统的升级。

可以考虑采用更先进的数控系统和编程软件，以提供更精确的控制和更高的生产效率。

3. 主轴改进主轴是车床的重要组成局部，对加工效果和精度有着直接影响。

为了提升车床的加工能力，可以考虑对主轴进行改进。

例如，可以增加主轴的转速范围，扩大车床的加工范围。

此外，还可以改善主轴的刚性，提高车床的工作稳定性和精度。

4. 附件升级车床的附件也需要进行升级。

比方，可以更换更高效的刀具和夹具，以提高加工效率和质量。

此外，还可以加装自动换刀系统和自动测量装置，以减少操作人员的工作量，并提高加工精度。

5. 冷却系统改进车床的冷却系统对加工过程和结果有着重要的影响。

为了提高车床的加工效果，可以考虑对冷却系统进行改进。

可以增加冷却系统的冷却能力，以提高加工速度和质量。

此外，还可以改善冷却系统的稳定性和可靠性，以降低故障率。

6. 维护和保养方案改装方案还应包括一份维护和保养方案。

定期检查和维护车床设备是确保其正常运行和延长使用寿命的关键。

维护和保养方案应包括机械部件的润滑、清洁和检查，以及控制系统的校准和调试。

三、实施方案实施改装方案应制定详细的方案，包括以下步骤：1.评估现状：对车床设备进行全面评估，确定需要改装的具体方面。

2.设计改装方案：根据评估结果，设计具体的改装方案，包括改装的内容、材料、工艺等。

基于变频技术的车床切削系统数控改造设计

ｍｍｍｉ，ｌｎ纵向步进电机脉冲当量为６．１ｍ，向脉冲当量＝００ｒ横ａ为６．５＝００ｍｍ；０步进电机步距角为０．５，＝０７。滚珠丝杆公称
三相交流变频调速电机和经济型变频器的功率参数可选择５５—７Ｗ的通用型变频器，实现０～０Ｈ范围内的无．．ｋ５４０ｚ
１２主要参数选择．
２２主要参数选择．
２２１进给系统总体参数．．
通过改造设计，车床定位精度要达到０１ｍ，向进给切．ｒ纵０ａ
削速度可选择＝６—３０ｍｍｍｎ横向进给切削速度可选择６／ｉ，
＝
３～１０ｍｒｍｎ纵向、横向快速移动速度１０～３０８ｒｉ，ｄ００００
关键词：车床；削系统；控；造切数改中图分类号：Ｇ５２ＴＯ文献标识吗：Ａ文章编号：６２５５（０８）１０５ — ２１７ —４Ｘ２０１ —０９０
目前，普通机床数控技术改造的重点主要有两个方面：一是加装或重新设计数控系统部分，包括微型计算机硬件系统、
价比的问题。近年来，于变频技术的日趋成熟，由变频电源的
成本不断下降，采用交流电动机的变频控制技术，对切削系统进行经济型数控化改造，不失为有益的尝试。
１主轴传动系统改造设计
１１主轴总体改造设计方案．
５９
ＥｕｐｎＭａｕａｔｎｅｈｏｏｙＮｏ１，０８ｑｉｍｅｔｎｆｅｒｇＴｃｎｌｇ．１２０ｉ

基于PLC变频器控制的龙门刨床复合化智能化改造

基于PLC变频器控制的龙门刨床复合化智能化改造王宗昌;安丽红【摘要】Composite intelligent remodeling of double-housing planers solves the problems of frequent occurrence of failures,low productivity and high maintenance cost with traditional relay control circuitry.The remodeling scheme is determined after field survey,scheme design, expert argumentation, field simulation and simulation design, and a specific remodeling scheme is then elaborated. After transformation,the machine can perform planing,milling and grounding operations and establish an intelligent man-machine operation interface,so that machiningprocess,machining state and failures can be displayed visually,thus reducing maintenance cost at later stages.After long-time safe operation,the remodeled machine can achieve over 70% energy saving as well as smooth stable speed regulation,and the frequency converter has an additional fault alarm function,thus significantly reducing maintenancecost at later stages.%龙门刨床复合化智能化改造解决了传统继电控制线路故障频发、生产效率低、维护保养成本高的问题。

马鞍型管接头近似法加工工艺装备及偏差浅析

ｌ．３８０１．６８６０６．３
２．２９９２．１３２０２．２
－
２．８４８２．８４８Ｏ
理相贯论线
１。５
０。
４。５
６。０７５Fra bibliotek９。０
偏差分析图（。０）０９。
图５
—
（下转第１页）３
坡口全焊透型曲面加工方法较多，本文介绍一成。要满足工件转一周轴向往复两次，主轴１
种利用轴向往复和径向旋转的合成的方法加工与主轴２的转速比须为ｌ（齿轮ｌ：２锥、２齿数
“马鞍型 ” 管接头的工艺装备，同行们参考。供
马鞍型管接头近似法加工工艺装备及偏差浅析
黄昆顾峰刚虞国锋
（南通万达锅炉股份有限公司）
摘
要：介绍马鞍型坡口管接头专机的基本结构和原理，通过实例分析比较了与实际相贯线的偏
差。
关键词：马鞍型坡臼；双偏心机构；偏差。
１．前言
２结构简介：．该机的基本原理是工件绕轴心转一圈，同
１件６、（）锥齿轮２件７传输到小轴（８上，（）件）１）轴向移动，使主轴１产生轴向运动。工件１的运动曲线为绕轴线转动及沿轴线移动的合
在锅炉制造过程中，特别是在大容量、高参数通过偏心机构（９件ｌ）动控制移动块（件、０带件
展开角度ｎＩ１ｌＩ