龙门刨床plc课程设计

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龙门刨床plc设计作业1..

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龙门刨床PLC设计作业1背景龙门刨床是一种加工机床,其加工过程需要根据工件的要求进行不同的操作和运动,以达到预期的加工效果。

而PLC(Programmable Logic Controller)是一种专门用于自动化控制的计算机,常用于工业生产线中。

本文将介绍龙门刨床中PLC 的设计。

PLC的作用PLC作为自动化控制系统中的核心设备,其主要作用是完成第一级控制。

在龙门刨床中,PLC的主要任务是对电机进行控制,以控制刨床的运动、加工速度和切削参数等。

PLC的设计过程PLC设计的过程主要包括以下几个步骤:1. 确定控制需求根据龙门刨床的具体加工需求,确定PLC需要控制的工作模式、电机转速和运动速度等参数。

同时,需要考虑不同的工件可能需要不同的控制参数。

2. 编写控制程序根据控制需求,使用PLC专用的编程软件编写控制程序。

控制程序将各个控制指令排列组合成具体的控制逻辑,控制电机按照预定的参数完成工件的加工。

3. 硬件连接将PLC与电机、传感器等相关设备进行连接。

这个过程中需要根据设备的特点和PLC的输入输出接口来灵活搭配连接方式。

4. 调试与测试经过硬件连接之后,需要进行调试和测试,确保PLC可以精准地控制电机。

首先进行单个电机的控制测试,然后进行整个系统的测试,包括运动速度、加工精度和效率等方面。

PLC的优势与传统的机械控制方式相比,PLC具有以下优势:1.程序控制方式更加先进、灵活,可以实现多种模式的切换。

2.控制精度高,可以对加工参数进行更加精细的控制。

3.由于采用计算机控制,PLC系统更加稳定,故障率低。

龙门刨床中PLC的设计,是一种先进、自动化的控制方式,相对于传统的机械控制方式优势明显。

PLC可以根据工件的不同需求,实现精细的控制,并且具有更高的效率和稳定性,对于提高生产效率和保证加工质量具有重要意义。

B2012A型龙门刨床PLC控制系统的设计

B2012A型龙门刨床PLC控制系统的设计

分类号:单位代码:10452毕业论文(设计)B2012A型龙门刨床PLC控制系统的设计姓名×××学号年级 2009专业电气工程及其自动化系(院)汽车学院指导教师2013年4月29日摘要龙门刨床是一种大型的机械加工设备,用来加工大型工件或在工作台上夹持几个工件同时进行刨削加工,是机械工业中的主要工作机床之一,在工业生产中占有重要的地位。

龙门刨床的主拖动采用以电机放大机作为励磁调节器的直流发电机—电动机系统,由于工作台长期工作于运行—制动—反向的往复运动状态,控制要求高,加之直流电机的维护不便,使系统很难满足控制要求。

龙门刨床的电气控制多采用继电器控制线路,使用了大量的中间继电器和时间继电器,致使控制柜体积庞大,线路复杂,继电器故障发生率高,可靠性差,维修工作量大。

采用三菱公司的FX2N-80MR型可编程控制器和华为TD2000变频器对该龙门刨床实施改造。

系统中由三菱PLC完成数据的采集和对变频器、电动机等设备的控制任务。

使用FX2N可编程控制器的编程软件GX Developer 8.0进行编程编制,模块化的程序设计方法,大量采用代码重用,减少了软件的开发和维护工作量。

关键词:龙门刨床电气控制PLC 变频器ABSTRACTThe double housing planer is a kind of large-scale mechanical processing equipment, used for processing the large-scale work piece or grasps several work pieces at the same time on the basis of working bench creating and paring processing, it is one of the groundwork lathes in the mechanical industry.Mainly pulling adopts and regards enlarger of the electrical machinery as the direct current generator of the excitation regulator-motor system of this double housing planer,because the working bench works in apply-brake-reverse reciprocating the motion state, high control requirement,and the maintenance inconvenience of direct current machine, it is very difficult to use the system to meet the control requests.The device uses electrical control relay to control circuit, using a large number of intermediate relay and time relay resulted in large, complex circuits, relays the high incidence of failure, poor reliability, and maintenance workload.Adopt Mitsubishi FX2N-80MR programmable controller and Emerson TD2000 inverter to implement the tranformation to the double housing planer. Mitsubishi PLCfinishes the collection of the data and task of control on apparatus such as frequency converter, electrical machinery in the system. The software GX Developer8.0 of programming based on FX2N PLC adopts the module procedure design method, uses a large number code reuse, reduces software development and maintenance.Key words: Double-housing Planer Electrical Control PLC VVVF目录第一章绪论 (1)1.1 A系列龙门刨床概述 (1)1.2 A系列龙门刨床控制要求 (2)1.3 课题研究的主要内容 (3)1.4 控制系统设计的初步方案 (3)第二章可编程序控制器工作原理 (4)2.1 可编程序控制器简介 (4)2.2 可编程序控制器的结构 (4)2.3 可编程序控制器的工作原理 (5)第三章变频调速原理 (7)3.1 变频调速基本原理 (7)3.2 变频器的基本结构 (8)第四章龙门刨床控制系统设计 (9)4.1 生产工艺对电气控制系统的要求 (9)4.2 控制系统整体结构 (10)4.3 系统硬件实现 (10)4.4 PLC 设置 (14)4.5 变频器设置 (18)4.6 编程软件实现 (19)结论 (19)参考文献 (21)谢辞 (22)第一章绪论1.1 A系列龙门刨床概述1.1.1 A系列龙门刨床的基本结构龙门刨床是机械工业的主要工作母机之一,主要用来加工大型工件或在工作台上夹持几个工件同时进行刨削加工,是机械制造工业中的主要工作机床之一,在工业生产中占有重要的地位。

课程设计

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郑州华信学院课程设计任务书题目PLC与变频器改造龙门刨床继电器控制线路专业电气工程及其自动化班级09电气工程二班学号 0902120214姓名于建泉一、主要内容1.龙门刨床运动形式及改造要求1.1龙门刨床结构及运动形式1.2龙门刨床电气控制改造目的及意义1.3龙门刨床电气控制改造总体要求1.4龙门刨床电气控制改造方案2.工作台变频调速及PLC控制2.1工作台运动及调速要求2.2工作台调速方案2.3工作台电气控制输入、输出确定2.4工作台电气控制接线图2.5工作台PLC电气控制程序3.刀架变频调速及PLC控制3.1刀架运动及调速要求3.2刀架调速方案3.3刀架电气控制输入、输出确定3.4刀架电气控制接线图3.5刀架PLC电气控4、垂直刀架控制4.1垂直刀架运动形式及拖动方式。

4.2垂直刀架输入信号控制及输出驱动对象的确定。

4.3垂直刀架调速要求及控制分析。

4.4垂直刀架调速方案确定。

(器件选择、变频器选择)4.5垂直刀架变频调速PLC控制及程序。

4.6画出垂直刀架控制原理图制程序5.横梁及辅助运动控制5.1横梁运动形式及拖动方式。

5.2油泵控制。

5.3铣磨头变频调速控制方案。

5.4横梁及其它辅助运动PLC控制及程序。

5.5横梁及其它辅助运动控制原理图二、基本要求1、取消电机扩大机、发电机,以减少噪声,克服诸多控制缺陷.2、工作台能实现自动循环工作和点动,可实时精确调节工作台速度,平稳换向,并有自动和点动工作时的极限保护.3、垂直刀架可方便地在水平和垂直两个方向快速移动和进刀,并能进行快速移动和自动进给的切换.4、左右侧刀架可在上、下方向快速移动和进刀,能进行快移/自动切换.并有左右侧刀架限位开关,防止其向上移动时与横梁碰撞.5、横梁可方便地上下移动和夹紧放松,加紧程度可调;横梁下降时有回升延时,延时时间可调.6、润滑泵有连续/自动切换开关,系统一得电,油泵即上油,至一定压力时,油压继电器触点闭合,为工作台工作做准备.7、有保护环节控制,保证工作台停在后退末了,以免切削过程中发生故障而突然停车造成刀具损坏和影响加工工件表面的光洁度.8、熟悉B2012A龙门刨床工作过程。

龙门刨床的PLC电气控制系统设计【毕业作品】

龙门刨床的PLC电气控制系统设计【毕业作品】

BI YE SHE JI(20 届)龙门刨床的PLC电气控制系统设计所在学院专业班级自动化学生姓名学号指导教师职称完成日期年月-Ⅰ-摘要在分析和研究龙门刨床(B2012A)控制原理的基础上,根据生产工艺要求,设计了龙门刨床基于变频调速的PLC控制。

该系统以西门子公司的TD3000为主要调速控制器件,PLC选用西门子公司的S7-200系列的CPU224。

根据刨床的实际调速范围和负荷,选择了变频异步电动机、变频器和测量转速的编码器型号;绘制了电力拖动系统的主回路电路图、PLC和变频器的外部接线图。

并且,对变频器接口电路的设计方法和变频器参数的设置方法也做了详细说明。

刨床各个运动部件采用PLC逻辑控制,根据工艺要求可实现各部分的单独运动及联动。

用可编程控制器进行检测过零为转换条件,实现了工作台的无冲击换向。

以精密电位计为速度给定元件,可手动实时准确地调节主电机的转速,从根本上解决了龙门刨床换向冲击大、工作频率不高、耗电量大等缺点。

关键词:龙门刨床,变频器调速,PLC-Ⅰ-AbstractOn the basis of the analysis and research of the original control system of double housing planer (B2012A), according to the special requirements of production process, designed a system with a the inverter direct current speed control based on PLC control. The system chooses the Siemens TD3000 as the main speed control devices, and the PLC selected the Siemens S7-200 series CPU224.First, the dissertation introduces the hardware design of the control system. According to actual speed regulation range and loads of the original DC drive system, the model of variable frequency induction motor, inverter and encoder to measure the speed are chosen. It presents the main circuit schematics of electric drive system, and the external wire-connection diagrams of PLC and inverter. Furthermore, a description of the interface circuit design fashions and parameters setting of inverter are described.The system use the programmable controller, as to realize zero-speed examining and logical controlling, and the linkage of the motile parts can be achieved according to its process requirements. In this system , zero-speed reversing of the work platform and no impact of original system can be realized. Precise potentiometers are chosen as the speed regulation components in this system, it can regulate the Real-time rotational speed of the main electromotor accurately, and the disadvantages of the original system, such as the large reversing impact of planer, the inadequate operating frequency and too high power consumption, are hurdled in this system.Key words: planer, inverter, PLC-Ⅱ-目录摘要 (Ⅰ)ABSTRACT............................................................................................ . (Ⅱ)目录..................................................................................................... . (Ⅲ)第一章绪论........................................................................................ .. (1)1.1课题的目的和意义 (1)1.1.1本课题的目的 (1)1.1.2本课题的研究意义 (1)1.2龙门刨床电气控制的发展 (1)1.2.1龙门刨床电气控制的历史与现状 (1)1.2.2龙门刨床电气控制的发展 (3)1.3课题设计参数及主要内容 (3)第二章龙门刨床控制系统的设计方案..................................................... .. (5)2.1现有龙门刨床存在的问题 (5)2.2龙门刨床的结构特点 (5)2.3龙门刨床的工艺特点及技术要求 (6)2.4总体设计方案的确定 (9)第三章龙门刨床控制系统的硬件设计 (11)3.1系统逻辑控制程序设计的主要组成 (11)3.2电力拖动系统的主回路设计 (11)3.3PLC的选型及外部接线图 (13)3.3.1 PLC的特点 (13)3.3.2 PLC的选型 (14)3.3.3 PLC的外部接线图 (15)3.4变频装置的选型和硬件配置 (17)3.4.1 电机选型 (17)3.4.2 变频器选型 (17)3.4.3 变频器接口电路设计与参数设置 (19)3.4.4 编码器与PG速度卡选型 (21)3.5传感器的选型 (22)第四章 PLC逻辑控制程序设计 ................................................................ (24)4.1PLC逻辑控制程序设计方法概述 ................................................. (24)4.2工作台控制程序设计 (24)4.2.1工作台点动程序设计 (25)4.2.2工作台自动往返控制程序设计 (27)4.3辅助部分控制程序设计 (30)4.3.1 横梁升降逻辑控制程序设计 (30)4.3.2 刀架运动逻辑控制程序设计 (31)4.3.3 风机、油泵逻辑控制程序设计 (33)4.4 PLC若干技术的实现 (33)4.4.1 工作台无冲击换向技术的实现 (33)4.4.2 多件联动安全性与可靠性的实现 (33)4.4.3 工作台切削过载自动返回的实现 (34)结论..................................................................................................... (35)参考文献 (36)致谢 (37)附录系统PLC逻辑控制程序梯形图 (38)第一章绪论1.1 课题的目的和意义1.1.1 本课题的目的龙门刨床电气设备是一个复杂的工厂大型零件生产的关键设备之一,刨床电气传动自动控制对生产过程的控制系统有很高的要求,并且也在不断提高。

基于PLC的龙门刨床自动控制设计

基于PLC的龙门刨床自动控制设计
强调的电气控制系统进行了总体设计。主拖动采用 调速范围、节能效果显著的变频器,用PLC实现开关量逻辑控 制和变频器电动机的转速控制。 控制系统用触摸屏作人机界面,触摸屏用各种画面来显示龙 门刨床的运行状态和故障信息。 2.)设计了龙门刨床控制系统的硬件,根据机床的实际要求和 计算,选择了变频异步电动机、变频器和测量转速的编码器的 型号,设计了电力拖动系统的主回路电路图、PLC和变频器的 外部接线图。 3.)设计了PLC的控制程序,画出了龙门刨床工作台自动运行 和横梁升降控制程序的顺序功能图。根据它们设计了相应的 PLC程序。这种设计方法简单易学,节约了大量的设计时间。 此外还设计了变频器速度控制、刀架控制、触摸屏控制和模拟 量检测等程序。 4.)改造后的系统最大的特点是具有很强的故障诊断能力,发 生故障时能及时停机,并用触摸屏显示出各种故障信息。 工作台自动运行和横梁升降的故障诊断程序是顺序功能图来 设计的,这种设计方法的思路清楚,可以用于其他复杂的故障 诊断。 5.)设计了变频器的接口电路,用于PLC的开关量输出切换电 动机的转速和控制电动机的旋转方向,用电位器调节高速段的 转速。对变频器的参数进行了设置。
机电一体化1234?plc变频器触摸屏综合是以plc和变频器控制系统应用和设计为主线?通过对具体控制系统设计总体方案的拟定?控制系统硬件电路的设计安装以及控制程序的编写?使我们学生综合运用plc技术变频技术传感器技术低压电气控制技术和组态控制技术等各方面知识?把多门专业课程有机的结合起来?进行一次全面的训练
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结论
在我做课题设计的过程中,无论是在理论学习阶段,还 是在选题、资料查询、开题、研究和撰写的每一个环节, 无不得到陆伟老师的悉心指导。她多次询问研究进程, 并为我指点迷津,帮助我开拓研究思路,精心点拨、热 忱鼓励,感谢她耐心的辅导!这些都将使我终生受益。 借此机会向导师表示衷心的感谢!完成整个论文的过程 中,她不仅提供了大量的资料,及时提出论文中存在的 问题并给予了耐心的指导,对论文初稿进行了认真细致 的审查并提出了许多宝贵的意见。她严谨务实的治学态 度,敏锐的洞察力,准确把握课题研究最新方向的能力 和勇于创新的精神,给我留下了深刻的印象,我从中获 益非浅。为此,特向她致以深深的谢意。

龙门刨床plc课程设计 (2)

龙门刨床plc课程设计 (2)

郑州华信学院课程设计任务书题目:龙门刨床PLC、变频器控制系统改造专业: 09电气工程一班学号: 0902120137 姓名:苏如如主要内容:通过对B2012A型国产龙门刨床进行PLC改造,以及变频技术的改造以适应现代化的生产要求,改造中涉及PLC的技术应用,变频技术的应用从而使龙门刨床适应现阶段的生产需要,改造中涉及电机的速度的平滑性,电机的正反转龙门刨床的基本结构,以及龙门刨床的总体性能基本要求:1. 改造后的龙门刨床应能正确执行操作步骤进行工件加工。

2. 工作台能实现自动循环工作和点动,可实时精确调节工作台速度,平稳换向,并有自动和点动工作时的极限保护.3.垂直刀架可方便地在水平和垂直两个方向快速移动和进刀, 并能进行快速移动和自动进给的切换.左右侧刀架可在上、下方向快速移动和进刀,能进行快移/自动切换.并有左右侧刀架限位开关,防止其向上移动时与横梁碰撞.4.横梁可方便地上下移动和夹紧放松,加紧程度可调;横梁下降时有回升延时,延时时间可调.5.改造后用的变频技术,应有较好对手滑行和广泛的调速空间。

6.改造后的刨床应能达到价格低廉和应用广泛。

7.改变中不能改变其基本的操作步骤,不能改变龙门刨床的设计要求。

8.通过改造进一步熟悉和掌握各种刨床的改造工艺和改造过程及改造的注意事项。

主要参考资料:1田春霞数控加工工艺机械工业出版社2于立彪, 郑慕侨, 张英负重轮多体接触问题有限元分析北京理工大学学报3胡学林。

电气控制与plc。

冶金工业出版社4林奕鸿。

机床数控技术及应用。

机械工业出版社5卓迪仕。

数控技术及应用。

国防工业出版社6原魁。

变频器基础及应用。

冶金工业出版社7钟肇新。

可编程控制器原理及应用。

华南理工大学出版社完成期限:2012-6-5指导教师签名:课程负责人签名:2012年 6 月 5 日郑州华信学院课程设计说明书题目:龙门刨床PLC、变频器控制系统改造姓名:苏如如院(系):机电工程学院专业班级: 09电气工程一班学号: 0902120137指导教师:成绩:时间:年月日至年月日目录1.龙门刨床的运动形式及技术改造 (2)1.1龙门刨床的结构及运动形式 (2)1.1.1结构及特点 (2)1.1.2运动形式 (3)1.2龙门刨床电气控制的目的及意义 (5)1.3龙门刨床电气控制改造的总体要求 (6)1.4龙门刨床电气控制改造方案 (6)2.工作台变频调速及PLC控制 (7)2.1工作台运动及调速要求 (7)2.2工作台调速方案 (7)2.3入输出的确定 (8)2.4工作台电气控制接线图电机设置 (9)3.刀架变频调速及PLC控制 (14)3.1刀架运动及调速要求 (14)3.2刀架调速方案 (15)3.3刀架输入输出分配 (16)3.4 刀架电气控制接线图 (17)4.龙门刨床的横梁、磨头及其他辅助设备 (22)4.1龙门刨床的横梁控制 (22)4.2横梁的输入输出分配 (23)4.3横梁运动形式梯形图 (24)4.3龙门刨床的磨头控制 (25)5.变频技术和PLC在龙门刨床中的应用 (28)5.1变频技术的选型和电机及其他辅助设备的选择和设定 (28)5.2 PLC的选择及应用 (28)5.2.1PLC容量的选择 (28)5.2.2 PLC未来发展前景及改造后的总体样本图 (29)6.B2012A型龙门刨床的改造。

运动控制系统课程设计——龙门刨床电气控制系统设计

运动控制系统课程设计——龙门刨床电气控制系统设计

运动控制系统课程设计学院:专业班级:学号姓名:目录第一章课程设计任务及要求 (1)1.1 设计目的 (1)1.2 设计内容 (1)1.3 设计题目及要求 (1)第二章龙门刨床电气控制系统设计方案论述 (3)2.1 引言 (3)2.2 直流电动机调速方法 (3)2.3 开环直流调速系统 (4)2.4 开环直流调速系统 (4)2.5 直流双闭环调速系统 (5)2.5.1 系统静特性 (6)2.5.2 系统动态特性 (7)2.5.3 模拟式双闭环直流调速系统 (9)2.5.4 数字式双闭环直流调速系统 (9)2.5.5 数模混合控制系统 (10)第三章直流双闭环调速系统设计 (12)3.1 系统总体概述 (12)3.2主电路设计 (14)3.2.1整流变压器的选择 (15)3.2.2整流电路晶闸管的选择 (16)3.2.3整流晶闸管的保护 (16)3.2.4电流互感器的选择 (17)3.2.5平波电抗器的选择 (17)3.2.6其他保护电路选择及其作用 (17)3.3 速度环和电流环设计 (18)3.3.1 直流双闭环系统设计方法 (18)3.3.2 电流调节器的设计 (21)3.3.3 速度调节器的设计 (23)3.4 系统其他功能单元分析 (25)3.4.1 给定单元GJ (25)3.4.2 逻辑控制器DLC (26)3.4.3 零电流检测单元DPT和转矩极性单元DPZ (26)3.4.4 零速封锁单元DZS (26)3.4.5 反号器AR (26)3.4.6 电流变换及电流反馈BC (26)3.4.7 晶闸管触发单元CT和脉冲放大电路MT三相移相触发器 (27)第四章系统实验调试 (28)4.1 系统实验调试概述 (28)4.2 触发器的整定 (29)4.3 系统的开环运行及特性测试 (29)4.4 系统各单元的调试 (30)第五章总结与展望 (33)5.1 调试心得体会 (33)5.2 设计调试结论 (34)5.3 电力拖动自动控制系统展望 (34)附录 (35)附录一:各种整流电路的失控时间 (35)附录二:龙门刨床双闭环直流调速系统原理图 (35)参考文献 (36)第一章课程设计任务及要求1.1 设计目的运动控制系统是自动化专业的主干专业课,具有很强的系统性、实践性和工程背景,运动控制系统课程设计的目的在于培养学生综合运用运动控制系统的知识和理论分析解决运动控制系统设计问题,使学生建立正确的设计思想,掌握工程设计的一般程序、规范和方法,提高学生调查研究、查阅文献及正确使用技术资料、标准、手册等工具书的能力,理解分析、制定设计方案的能力,设计计算和绘图能力,实验研究及系统调试能力,编写设计说明书的能力。

基于PLC的龙门刨床控制系统设计

基于PLC的龙门刨床控制系统设计

基于PLC的龙门刨床控制系统设计摘要:龙门刨床是一种大型的机械加工设备,有着复杂的机械结构和电气控制系统。

早期老式龙门刨床的主拖动系统采用放大机-发电机-电动机的系统进行驱动,能耗较高,噪音大,损耗大并且维修维护困难。

针对以上问题,本文设计了龙门刨床的电气控制系统。

主拖动系统采用变频器代替老旧系统,采用变频器的控制方式速度调整范围大,相比于老式系统更加节能,噪音小。

采用可编程逻辑控制器(PLC)控制实现中间过程。

本文还对龙门刨床电气控制系统的总体方案、硬件设计、软件设计进行了介绍。

包括PLC、变频器、变频电机等设备的选型,PLC输入输出电路的设计、手动/自动程序的设计等工作。

1.引言我国工业快速发展的今天,龙门刨床作为大型的加工设备,做出的贡献非常的大。

其对电机的制动和起动控制的要求非常的高,为了提高生产的速度,必须尽可能的减少其在制动和起动的动作时间。

PLC的功能强大,维护方便,可靠性高,将PLC应用到龙门刨床的电气系统中,通过PLC的CPU来替代老式的各个模拟单元,大大减少了系统的复杂性2.龙门刨床的主要构造龙门刨床主要是由顶梁、垂直刀架、底座、工作台、侧刀架、横梁、立柱七部分组成,构造图如图2-1所示。

图2-1 龙门刨床的构造示意图工作台固定在底座的导轨上,导轨是前后放置的,工作台可沿导轨前后运动,在底座的两边各有一根立柱。

立柱固定着竖直的导轨,左右侧刀架可沿导轨上下运动。

同时导轨上还有横梁,横梁上放置水平导轨,垂直刀架(主刀架)可通过水平导轨左右移动。

3.硬件选型3.1 PLC的选型在一般情况下,如果我们的系统是单机或者比较小型的系统,我们可以选择控制的点数小于256的PLC,如日本的CQM1和德国西门子的S7-200等PLC,这样的PLC完全足以实现我们想要的功能。

若是我们的系统比较复杂,控制的点数较多,我们一般要选择中型PLC,这种PLC的输入和输出模块都比较齐全,处理信息的速度相对于小型PLC快很多,而且更加稳定。

PLC课程设计---龙门刨床横梁夹紧、放松移动控制

PLC课程设计---龙门刨床横梁夹紧、放松移动控制
PLC = Programmable Logic Controller,可编程逻辑控制器, 一种数字运算操作的电子系统,专为在工业环境应用而设计 的 。它 采 用 一 类 可 编 程 的 存 储 器,用 于 其 内 部 存 储 程 序 ,执 行 逻 辑 运 算 ,顺 序 控 制 ,定 时 ,计 数 与 算 术 操 作 等 面 向 用 户 的 指 令,并通过数字或模拟式输入/输出控制各种类型的机械或生 产过程,是工业控制的核心部分。
由于龙门刨床的横梁升降以及夹紧放松装置设计比较简单,所 以设计和调试过程中没有遇到大的难题,一般都是一些小的细节 上的问题,其中对于回升装置的设计算是其中比较难的一个问题。 一开始想通过机械点动的方式进行回升,但不符合设计要求,后 来采用了时间继电器,但用的是通电延时闭合继电器,始终达不
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到要求。后来再仔细翻看课本,课本中用了断电延时继电器给了 我们很大的启示,最终设计成功。
(二)设计指标
系统变量定义及分配表
分类
地址
X001
X002
输 X003
入 X004
X005
X006
X007

M000

M001


M002

Y001
Y002

Y003

Y004
说明 总制动控制 M1 正转(上升)控制 M2 反转(下降)控制 M1 上升行程限位开关 M1 下降行程限位开关 M2 松开限位开关 M2 夹紧检测过流(开关代替) 断电延时继电器 启动(上升)中间继电器 启动(下降)中间继电器
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(二)各主要部件动作基本含义
1、横梁升降电动机 M1: KM1:电动机 M1 正转→横梁上升; KM2:电动机 M1 反转→横梁下降。

龙门刨床控制系统设计

龙门刨床控制系统设计

基于PLC、变频器的龙门刨床控制系统设计要求一、龙门刨床系统介绍龙门刨床是一种广泛使用的金属切削加工机床,是具有门式框架和卧式长床身的刨床,是许多大型企业不可缺少的设备。

龙门刨床主要用于刨削大型工件,也可在工作台上装夹多个零件同时加工,是制造重加工各种平面、斜型设备(如大型轧钢机,汽轮机,发电机,矿山设备等)不可缺少的工作母机,是用来,在机械加工行业加工大型而狭长的工件的机床设备(如机床的床身,箱体,导轨等)面、槽,更适合于里应用十分广泛。

两大组成部分,生产工艺对刨床电力拖动自动控制系统的要求和电气控制龙门刨床主要分为机械控制也越来越高,要使龙门刨床运行在最优状态主要取决于电气控制部分。

:龙门刨床工作时需要控制的对象,自动往复循环运行及速度变换。

进\退)●工作台的运动:工作台的人工点动运行(;刀架的运动:垂直刀架和左、右侧刀架的自动进给、手动快速移动●●横梁升降和夹紧等;1.龙门刨床的基本结构,如机床床身、横梁、,更适合于加工大型而狭长的工件龙门刨床主要用来加工各种平面、斜面、槽所示,主要由以下七个部分组成。

立柱、导轨和箱体等。

龙门刨床的结构如图9-1龙门刨床的结构图1.1U形导轨,用于安置工作台。

)机座:是一个箱形体,上有(1V形和)工作台:也叫刨台,用于安置工件。

下有传动机构,可顺着床身的导轨作往复运动。

(2 3)立柱:用于安置横梁及刀架。

()横梁:用于安置垂直刀架,在切削过程中严禁动作,仅在更换工件时移动,用以调整刀架的高(41度。

(5)垂直刀架:横梁上一般装有左右两个垂直刀架,由一台三相交流异步电动机驱动,通过机械结构切换驱动哪个刀架。

垂直刀架具有自动进给和手动快速移动两种工作方式,每种工作方式下垂直刀架都具有垂直上、下,水平左、右移动四个运动方向。

横梁上的刀架,可在横梁导轨上作横向进给运动,以刨削工件的水平面;刀架亦可偏转一定角度以刨削斜面。

(6)左右侧刀架:在两个立柱上还安装有可沿立柱上下移动的左、右侧刀架, 它们各自由一台三相交流异步电动机驱动,左右侧刀架具有自动进给和手动快速移动两种工作方式,每种工作方式下左右侧刀架只具能沿立柱导轨作上、下运动,以刨削垂直面,以扩大加工范围。

基于plc的龙门刨床控制系统设计(定稿)

基于plc的龙门刨床控制系统设计(定稿)

基于PLC的龙门刨床控制系统设计摘要传统的龙门刨床控制系统可靠性差,维护困难,加工质量及生产效率低。

如今PLC技术的不断发展,用PLC设计电气控制系统是简便可行的方法。

本文介绍的用PLC设计龙门刨床的电气控制系统,不但满足了所需的各种控制功能,而且在节省资金的前提下,还具有结构简单,运行稳定和便于维护等特点。

特别是其硬件简单可靠,软件丰富灵活,运行效果好。

以可编程控制器检测速度过零为换向条件实现了工作台的无冲击换向。

以精密电位计为速度给定元件,可手动实时精确地调节主电机转速,从根本上克服了龙门刨床换向冲击大、工作效率不高、耗电量大等一系列缺点。

系统以数字显示输出主电机实时转速和电枢电流值,显示准确、直观。

利用PLC对龙门刨床电控系统进行设计的途径和方法,为改进机床设计提供了新的思路, 对促进工业企业技术进步具有一定意义。

关键词:PLC,龙门刨床,控制系统Designthe Electric Control Systemof Planers Basedon PLCAbstractThe traditional control system of gantry planer has the shortcomings in reliability, maintenance,processing of quality and efficiency of production. Now as a result of the PLC technology unceasing development, designing the electrical control system with PLC is a simple and feasible method.This paper presents the design of gantry planer with PLC for the electrical control system,which will satisfy the needs of control functions.Moreover, under the premise of saveing money it is also simple, stable and easy to maintain operational characteristics.Especially its hardware is simple and reliable,and its software is rich and nimble.The movement effect is good.The system realizes zero-speed reversing of the work platform and eliminates the impact of original system.The precise potentionmeters are in this system as the speed regulating elements.It can regulate the real-time rotational speed of the main electromotor accurately,and the disadvantages of the original system are hurdled in this system.The real-time rotational speed and the armature current of the main electromotor can be shown accurately and digitally.The ways and means that designing gantry planer electrical control system with PLC provide a new approach for improving the machines design and promote industrial enterprises with a certain sense of technological progress.Key words: PLC,cantry planer,control system目录第一章绪论 (1)1.1 选题背景 (1)1.2 龙门刨床的结构特点 (1)1.3本论文的研究目的及意义 (2)第二章可编程控制器工作原理 (3)2.1 可编程序控制器的定义 (3)2.2 国内外PLC和变频技术的发展现状 (4)第三章系统硬件电路设计 (7)3.1 系统总体方案和主要硬件配置 (7)3.2系统工作流程和控制功能实现 (7)3.3 工作台控制电路设计 (8)3.4 PLC控制系统设计 (9)第四章软件设计 (13)4.1系统流程图设计 (13)4.2系统可靠性分析 (13)第五章结论 (19)参考文献 (20)致谢 (21)第一章 绪论1.1 选题背景传统的龙门刨床可靠性差,维护困难,影响了加工质量及生产效率。

毕业设计龙门刨床PLC控制系统设计

毕业设计龙门刨床PLC控制系统设计
VFLC1LC 2VR
A
Ld Ia
B
Ud
C
M- Ea
A
VF
VR
B
C
M-
LC 3
LC 4
a)
b)
图3-4 采用三相桥式电路的反并联可逆电路
a)主电路
b)简图
五、逻辑控制的无环流可逆系统
逻辑控制的无环流可逆系统 当一组晶闸管工作时,用逻辑电路(硬件)或逻辑算法(软件)去封锁另一 组晶闸管的触发脉冲,使它完全处于阻断状态,以确保两组晶闸管不同时工作, 从根本上切断了环流的通路,这就是逻辑控制的无环流可逆系统。
图中:ASR为转速调节器,ACR为电流调节器,Un*和Un为转速给定(数字量)和转速反馈(数字量),Ui* 和-Ui为电流给定(数字量)和电流反馈(数字量), TG为测速发电机。
四、应用反并联可控硅整流装置为系统电机供电
三相桥式电路的反并联可逆电路中的环流问题 环流的定义: 采用两组晶闸管反并联的可逆V-M系统,如果两组装置的整流 电压同时出现,便会产生不流过负载而直接在两组晶闸管之间流通的短路电 流,称作环流。 环流的危害 环流加重晶闸管和变压器的负担,消耗功率,环流太大时会导致晶闸管损坏。
问题1:希望在起动过程中只有电流负反馈; 到达稳态转速后,又希望只要转速负反馈, 不再依靠电流负反馈发挥主要的作用。怎 样才能做到这种既存在转速和电流两种负 反馈作用,又使它们只能分别在不同的阶 段起作用呢?双闭环调速系统正是用来解 决这个问题的。
问题2:龙门刨床要求电动机既能正转, 又能反转,还需要快速地起动和制动,这 就需要可逆的调速系统。由于电力电子器 件的单向导电性,需要专用的可逆电力电 子装置来实现。根据任务要求,本次设计 采用了电流、速度双闭环逻辑无环流可逆 直流调速系统。

龙门刨床毕业设计

龙门刨床毕业设计

龙门刨床毕业设计篇一:哈工大电气传动课程设计--龙门刨床Harbin Institute of Technology课程设计说明书(论文)课程名称:设计题目:院系:班级:设计者:学号:指导教师:设计时间:哈尔滨工业大学教务处哈尔滨工业大学课程设计任务书1 控制系统总体设计方案1.1 龙门刨床工作特点及设计目的龙门刨的刨削过程是工件与刨刀相对运动的过程。

因此工作台与工件必须频繁地进行往复运动,切削加工只在正向工作行程中,返回行程刨刀提起,工作台快速返回。

在切削过程中刀架没有进给运动,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。

本设计的目的是实现刨台的自动往复运动。

1.2 刨台的调速要求不同系列龙门刨床的调速范围各异,通常的调速范围为10-30。

刨台在刨削过程中不断地作往复周期运动,往复一次为一个加工周期。

一个周期中速度的变化情况如图1-1 所示。

图中画出了刨台在6 个特征时刻(t1~t6)的位置,以及工件与刀具的位置关系。

下面的速度曲线(纵坐标为速度v,横坐标为位置X)描述了刨台运动过程中,刨台在不同位置及运动方向时速度的变化轨迹。

为了实现自动控制,在刨台下方设置了 4 个接近开关S1~S4,用来检测刨台的位置。

接近开关的动作规律如下:当刨台运动到接近开关上方时,开关动作,输出为高电平,图中用填充的矩形来表示。

当刨台离开接近开关后,开关复位,输出为低电平,图中用空心的矩形来表示。

4 个接近开关将刨台的运动行程划分为5 个区间,在速度曲线中用1~5 来表示。

在刨台的左端定义了一个参考点,用圆点表示。

将参考点所在的区间定义为刨台所处的区间。

在上述定义基础上,一个工作周期中,刨台的运动特点和调速要求如下:1)t1~t2 段:刨刀切入工件阶段。

设一个工作周期从t1 时刻开始,此时刨台处于整个行程的最右端。

从t1 时刻开始,刨台前进,接近刨刀,为防止工件被崩坏,采用低速v0。

龙门刨床的PLC电气控制系统设计【毕业作品】

龙门刨床的PLC电气控制系统设计【毕业作品】

BI YE SHE JI(20 届)龙门刨床的PLC电气控制系统设计所在学院专业班级自动化学生姓名学号指导教师职称完成日期年月-Ⅰ-摘要在分析和研究龙门刨床(B2012A)控制原理的基础上,根据生产工艺要求,设计了龙门刨床基于变频调速的PLC控制。

该系统以西门子公司的TD3000为主要调速控制器件,PLC选用西门子公司的S7-200系列的CPU224。

根据刨床的实际调速范围和负荷,选择了变频异步电动机、变频器和测量转速的编码器型号;绘制了电力拖动系统的主回路电路图、PLC和变频器的外部接线图。

并且,对变频器接口电路的设计方法和变频器参数的设置方法也做了详细说明。

刨床各个运动部件采用PLC逻辑控制,根据工艺要求可实现各部分的单独运动及联动。

用可编程控制器进行检测过零为转换条件,实现了工作台的无冲击换向。

以精密电位计为速度给定元件,可手动实时准确地调节主电机的转速,从根本上解决了龙门刨床换向冲击大、工作频率不高、耗电量大等缺点。

关键词:龙门刨床,变频器调速,PLC-Ⅰ-AbstractOn the basis of the analysis and research of the original control system of double housing planer (B2012A), according to the special requirements of production process, designed a system with a the inverter direct current speed control based on PLC control. The system chooses the Siemens TD3000 as the main speed control devices, and the PLC selected the Siemens S7-200 series CPU224.First, the dissertation introduces the hardware design of the control system. According to actual speed regulation range and loads of the original DC drive system, the model of variable frequency induction motor, inverter and encoder to measure the speed are chosen. It presents the main circuit schematics of electric drive system, and the external wire-connection diagrams of PLC and inverter. Furthermore, a description of the interface circuit design fashions and parameters setting of inverter are described.The system use the programmable controller, as to realize zero-speed examining and logical controlling, and the linkage of the motile parts can be achieved according to its process requirements. In this system , zero-speed reversing of the work platform and no impact of original system can be realized. Precise potentiometers are chosen as the speed regulation components in this system, it can regulate the Real-time rotational speed of the main electromotor accurately, and the disadvantages of the original system, such as the large reversing impact of planer, the inadequate operating frequency and too high power consumption, are hurdled in this system.Key words: planer, inverter, PLC-Ⅱ-目录摘要 (Ⅰ)ABSTRACT............................................................................................ . (Ⅱ)目录..................................................................................................... . (Ⅲ)第一章绪论........................................................................................ .. (1)1.1课题的目的和意义 (1)1.1.1本课题的目的 (1)1.1.2本课题的研究意义 (1)1.2龙门刨床电气控制的发展 (1)1.2.1龙门刨床电气控制的历史与现状 (1)1.2.2龙门刨床电气控制的发展 (3)1.3课题设计参数及主要内容 (3)第二章龙门刨床控制系统的设计方案..................................................... .. (5)2.1现有龙门刨床存在的问题 (5)2.2龙门刨床的结构特点 (5)2.3龙门刨床的工艺特点及技术要求 (6)2.4总体设计方案的确定 (9)第三章龙门刨床控制系统的硬件设计 (11)3.1系统逻辑控制程序设计的主要组成 (11)3.2电力拖动系统的主回路设计 (11)3.3PLC的选型及外部接线图 (13)3.3.1 PLC的特点 (13)3.3.2 PLC的选型 (14)3.3.3 PLC的外部接线图 (15)3.4变频装置的选型和硬件配置 (17)3.4.1 电机选型 (17)3.4.2 变频器选型 (17)3.4.3 变频器接口电路设计与参数设置 (19)3.4.4 编码器与PG速度卡选型 (21)3.5传感器的选型 (22)第四章 PLC逻辑控制程序设计 ................................................................ (24)4.1PLC逻辑控制程序设计方法概述 ................................................. (24)4.2工作台控制程序设计 (24)4.2.1工作台点动程序设计 (25)4.2.2工作台自动往返控制程序设计 (27)4.3辅助部分控制程序设计 (30)4.3.1 横梁升降逻辑控制程序设计 (30)4.3.2 刀架运动逻辑控制程序设计 (31)4.3.3 风机、油泵逻辑控制程序设计 (33)4.4 PLC若干技术的实现 (33)4.4.1 工作台无冲击换向技术的实现 (33)4.4.2 多件联动安全性与可靠性的实现 (33)4.4.3 工作台切削过载自动返回的实现 (34)结论..................................................................................................... (35)参考文献 (36)致谢 (37)附录系统PLC逻辑控制程序梯形图 (38)第一章绪论1.1 课题的目的和意义1.1.1 本课题的目的龙门刨床电气设备是一个复杂的工厂大型零件生产的关键设备之一,刨床电气传动自动控制对生产过程的控制系统有很高的要求,并且也在不断提高。

基于PLC对龙门刨床的电气改造毕业设计

基于PLC对龙门刨床的电气改造毕业设计

目录1. 绪论 (4)1.1 课题的研究背景及意义 (4)1.2 课题的提出 (4)1.3 PLC与继电器控制系统的比较 (5)1.4 龙门刨床控制系统的发展 (6)1.5 论文的主要工作 (7)2. 龙门刨床的结构及电气分析 (7)2.1 刨床的作用及分类 (7)2.2 龙门刨床的结构 (8)2.3 龙门刨床的加工工艺特点 (9)2.4 龙门刨床的工艺流程对控制系统的要求 (9)3. 龙门刨床的主回路设计及变频器的选择 (11)3.1 龙门刨床电力拖动系统主回路设计 (11)3.2 主拖动电机的选型 (9)3.3 变频器的选择 (13)3.3.1 调速系统简述 (13)3.3.2 变频器选型 (11)3.3.3 主拖动与变频器的连接 (11)3.3.4 变频器的基本运行配线图 (13)4. PLC的选型及控制接线 (14)4.1 龙门刨床PLC控制系统构成 (14)4.2 PLC的选型及输入输出点的分配 (14)4.2.1 PLC的选型 (14)4.2.2 PLC I/O输入点数分配表 (15)4.2.3 PLC I/O输出点数分配表 (20)4.3 PLC控制接线图 (19)5. PLC的控制程序设计 (21)5.1 PLC程序设计概述 (21)5.2 梯形图编程语言的特点 (21)5.3 控制程序设计分析 (22)5.3.1 工作台控制程序设计分析 (22)5.3.2 风机油泵控制程序设计分析 (23)5.3.3 横梁升降控制程序设计分析 (23)5.3.4 刀架运行控制程序设计分析 (24)5.4 故障控制分析 (24)5.4.1 辅助设备常见故障及措施 (25)5.4.2 工作台常见故障及措施 (25)5.4.3 横梁常见故障及措施 (25)5.5 控制程序梯形图编制 (26)5.6 PLC控制程序指令 (29)6. 保护和抗干扰措施设计 (32)7. 结论和展望 (34)7.1 论文总结 (34)7.2 展望 (35)参考文献 (36)致谢 (37)基于PLC对龙门刨床的电气改造摘要龙门刨床主要用来加工大型工件的各种平面、斜面、凹槽等,特别适应于加工大型的、狭长的机械零件,是常见的大型机械加工设备。

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课程设计说明书题目:龙门刨床PL C、变频器改造姓名:院系:机电工程学院专业班级:电气工程及其自动化(1)班学号:指导教师:成绩:时间:年月日至年月日目录前言 ................................................................................................................ 错误!未定义书签。

1.B2012A型龙门刨床的运动形式及改造要求 (2)1.1龙门刨床的结构 (2)1.龙门刨床简介 (2)2. 刨床工作过程 (3)1.2.龙门刨床电气控制及改造意义 (3)1.3.B2012A型龙门刨床电气控制改造的总体要求 (4)1.总体设计框图 (4)2 龙门刨床改造的总体要求 (4)3PLC与变频器的选型及参数确定 (5)4 变频器选型 (6)1.4 龙门刨床的电气控制改造方案 (7)2.工作台的变频调速及PLC控制 (8)2.1工作台的运动形式即调速要求 (8)1 调速要求 (8)2工作台自动循环控制电路 (9)3 工作台步进,步退控制 (9)4. 刨台运动的机械特性曲线 (9)2.2工作台的调速方案 (9)2.3 工作台电气控制输入、输出地址分配 (10)2.4工作台电气控制接线图 (11)2.5 工作台的PLC程序 (12)3. 刀架变频调速及PLC控制 (13)3.1刀架运动及调速要求 (14)3.2 刀架的调速方案 (15)3.3 刀架电气控制的输入输出地址分配 (15)3.4 刀架电气控制接线图 (16)3.5 刀架电气控制PLC图 (17)4. 横梁及辅助部分运动控制 (19)4.1 横梁运动形式及拖动方式 (19)4.2. 油泵控制 (20)4.3 铣磨头变频调速方案 (20)4.4 横梁及其辅助运动的输入、输出地址分配 (20)4.5横梁及其它辅助接线图 (22)4.6横梁及其它辅助运动PLC控制及程序 (22)5.课程设计总结 (23)5.1龙门刨床电气控制改造意义与可行性分析 (24)5.2 龙门刨床电气改造效果及解决的主要问题................................. 错误!未定义书签。

5.3课程设计心得与体会...................................................................... 错误!未定义书签。

5.4总程序图 (25)5.5 结束语 (29)摘要分析了龙门刨床的运动特点,利用PLC和变频技术对B2012A型龙门刨床进行自动化改造,以提高其加工效率和精度。

关键词:龙门刨床;PLC;变频。

前言龙门刨床是机械工业的主要工作母机之一,在工业生产中占有重要的位置。

其电气控制系统包括工作台的主传动和进给机构逻辑时序控制两大部分。

龙门刨床工作台的行程控制多采用传统的继电器、行程开关控制方式来实现,该方式存在着故障率高、接线复杂、灵活性小、检修不方便等缺点。

这对加工性能及成本有很大的影响,有的甚至无法在一些加工要求稍高的工件场合下使用。

但是,目前部分中小型企业及高校仍广泛使用这种传统的继电器控制机床。

在资金紧张的情况下,更新机床是不太现实的。

因此,对龙门刨床加工性能和要求进行分析研究,设计一套低成本高性能的控制方案,应用于实践,可最大限度发挥龙门刨床的加工潜力,提高可靠性,降低运行成本,对老式龙门刨床的改造提高有很大的实际意义。

随着PLC在工业控制中的迅猛发展,为改变上述缺点提供了有效途径。

因此,本文作者将以B2012A型龙门刨床为例,根据龙门刨床的加工工艺特点,采用可编程序控制器(PLC)对其传统控制系统进行改造。

1.B2012A型龙门刨床的运动形式及改造要求1.1龙门刨床的结构1.龙门刨床简介龙门刨床是各类机加工厂中较为常见的设备,是具有门式框架和卧式长床身的刨床。

龙门刨床主要用于刨削大型工件,也可在工作台上装夹多个零件同时加工。

龙门刨床的工作台带着工件通过门式框架作直线往复运动,空行程速度大于工作行程速度。

横梁上一般装有两个垂直刀架,刀架滑座可在垂直面内回转一个角度,并可沿横梁作横向进给运动;刨刀可在刀架上作垂直或斜向进给运动;横梁可在两立柱上作上下调整。

一般在两个立柱上还安装可沿立柱上下移动的侧刀架,以扩大加工范围工作台回程时能机动抬刀,以免划伤工件表面。

机床工作台的驱动可用发电机-电动机组或用可控硅直流调速方式,调速范围较大,在低速时也能获得较大的驱动力。

龙门铣床还有一些变型以适应不同的加工对象。

①龙门铣镗床:横梁上装有可铣可镗的铣镗头,其主轴(套筒或滑枕)能作轴向机动进给并有运动微调装置,微调速度可低至5毫米/分。

②桥式龙门铣床:加工时工作台和工件不动,而由龙门架移动。

其特点是占地面积小,承载能力大,龙门架行程可达20米,便于加工特长或特重的工件,其外形与龙门刨床相似,区别在于它的横梁和立柱上装的不是刨刀刀架而是带有主轴箱的铣刀架,并且龙门铣床的纵向工作台的往复运动不是主运动,而是进给运动,而铣刀的旋转运动是主运动。

在龙门铣床上可以用多把铣刀同时加工表面,所以生产效率比较高,适用与成批和单件生产,用以加工中型和大型工件。

B2012A型龙门刨床主要由7部分组成,如图1所示,其中床身为箱体型零件,其上有V形导轨。

工作台安放在床身上,工作台下面有斜齿条,可以往复运动。

横梁用于安装垂直刀架,刨削加工时严禁动作,只有在工作台停止运动时才能移动,以调整刀架高度。

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。

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图12. 刨床工作过程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,工件必须与工作台一起频繁地进行往复运动,工件的切削加工仅在工作行程中,返回行程是空行程。

在切削过程中只有工作台由返回行程转到工作行程的期间刀假才进行一定量的进给。

其中,机床的主运动是工作台纵向往复运动,而横梁的上下移动,刀架沿横梁的左右移动,以及侧刀架在立柱的上下往复运动称作往复运动。

1.2.龙门刨床电气控制及改造意义龙门刨床是机械工业的主要工作母机之一,在工业生产中占有重要的位置。

龙门刨床工作台的行程控制多采用传统的继电器、行程开关控制方式来实现,该方式存在着故障率高、接线复杂、灵活性小、检修不方便等缺点。

这对加工性能及成本有很大的影响,有的甚至无法在一些加工要求稍高的工作场合下使用。

目前部分中小型企业及高校仍广泛使用这种传统的继电器控制机床,在资金紧张的情况下,更新机床是不太现实的。

因此,对龙门刨床加工性能和要求进行分析研究,设计一套低成本高性能的控制方案,应用于实践,可最大限度发挥龙门刨床的加工潜力,提高可靠性,降低运行成本,对老式龙门刨床的改造提高有很大的实际意义。

1.3.B2012A型龙门刨床电气控制改造的总体要求1.总体设计框图图22 龙门刨床改造的总体要求B2012A型龙门刨床的主拖动系统要求比较高,它不仅要求足够大的切削功率,较大的调速范围,而且能够按照要求实现自动的速度循环。

对于刀架的移动、进刀、退刀、抬刀、横梁放松与加紧,横梁上升与下降。

工作台步进与步退等各种电动机与控制电器配合实现电器配合实现。

B2012A型龙门刨床对电气控制和PLC控制的系统要求综合起来有以下几个方面:(1)要求有宽广的调速范围由于在加工过程中的材料和零件不同,所使用的刀具也会不同,这就要求机床有不同的速度,以便满足不同加工工艺的要求。

B2012A型龙门刨床采用电机放大机作为直流发电机励磁调节器的直流发电机-电动机组系统并加一级机械变速,从而保证工作台调速范围达到20:1工作台在低速档的速度为6——60m/min在高速档的速度为9——90m/min在低速档或高速档范围内,可实现电气的无机调速,一边生产时能选择最合理的切削速度。

(2)电气控制电路能保证机床可靠的自动工作工作台往复运动一次后,刀架自动进给。

后退行程中,刀架自动拾起。

工作台在行程末尾可进行减速、反向等运动的自动变换。

(3)工作台能够按照需要实现自动往返循环切削速度与冲击为刀具所能承受时,利用转换开关,可以取消慢速切入。

在工作台前进与返回行程末尾,工作台能自动调速,以保证刀具慢速离开工件,防止工件边沿崩裂,同时可减少工作台反向时的冲程和对电动机及其它机械的冲击。

(4)工作太台速度调整,且无需停车用于磨削时,工作台应能降低速度至1m/min,以便保持磨削时工件的精度。

能自动调速,以保证刀具慢速离开工件,防止工件边缘剥裂,同时减少工作台反向时的冲程和对电动机及其它机械的冲击。

(5)进行加工时,工件装在工作台上,工作台沿床身导轨作直线往复运动。

横梁上的垂直刀架和立柱上的侧刀架都可以垂直或水平进给。

(6)系统的机械特性要有一定的硬度为了避免因切削发生变化引起的工作台速度有较大的波动,以至于影响加工工件表面的质量,同时系统的机械特性应具有下垂特性,当负荷过大时,能使拖动工作台的直流电动机的转速下降,直至停止,从而达到保护电动机及机械装置的目的。

(7)有必要的联锁保护3 PLC与变频器的选型及参数确定1. B2010A型龙门刨床的主拖动采用最初50年代的A-G-M调速系统,即电机扩大机-直流发电机-直流电动机组系统,,采用的是机械比2:1和电气调速范围为10:1的机电联合调速系统。

电机扩大机-直流发电机-直流电动机(A-G-M)调速系统,它涉及电机多,占地面积大、噪声污染严重、调速范围很窄,尤其交流电动机拖动发电机浪费电能很严重,而且电控部分采用继电器逻辑控制,线路复杂,故障率高,检修、维修困难。

随着科技的进步,电力电子技术和微电子技术得到飞速的发展,以及矢量控制技术的完善,A-G-M调速系统在技术方面远远落后于日新月异的变频调速技术,使得变频调速技术被广泛使用在调速方面。

4 变频器选型根据前述龙门刨床拖动系统的工作要求,通过查阅有关资料,造多种同类变频器反复比较论证后,决定选用FRA740系列变频器。

FRA740系列变频器是日本研发生产的高品质、多功能、低噪音的矢量控制通用变频器,优越性主要表现在:(1)有速度传感器矢量控制,调速范围为1:1000,稳态控制精度0.05%;(2)低频启动转矩10-100rpm时,200%的额定转矩;(3) 启动预励磁,加快矢量控制快速反应;(4) 动态转矩响应小于150ms;(5) 零伺服锁定功能,可以保护零速时150%的转矩输出;(6)可靠的转矩限定,防止频繁跳闸;(7)功能丰富的对话式操作面板,全系列LCD+LED显示中英文可选;(8)具备参数的上传拷贝和下传复写功能;(9)功能强大的后台调试监控软件,可通过内置RS485接口组网监控。

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