龙门刨床改造01354.doc

1毕业论文课题名称 p lc 改造龙控制线路前 言龙门刨床在工业生产中占有很重要的地位，主要用于加工大型工件或同时加工多个工件，是工业的母机 龙门刨床的主运动是工作台的直线往复运动，而进给运动则是刨刀的横向或垂直间歇运动，龙门刨床的工作台传动一般都采用行程开关，和传统的继电器来控制这种方式有接线复杂，检修困难，故障多等缺点这样对加工性能有很大影响但是由于数控机床的代价太高，对中小型企业来说成本太大，所以更新一台机床不是很容易的，因此，就对于龙门刨床的传动特点，加工性能，和要求进行分析，在此设计一套低成本低又能有效解决以上不足之处的方案随着近年来 plc 和变频器在工业领域里面的迅猛发展，为改变龙门刨成的传统缺点提供了可实现的途径，本文作者将以 B2012A 为例，根据龙门刨床的控制线路，用可编程控制器和变频器对其进行改造 2批阅：批阅：1 1、、开题报告工作暂写在论文第一页、姓名、班级开题报告工作暂写在论文第一页、姓名、班级摘 要分析龙门刨床的传动特点，用可编程控制器和变频器对其继电器控制线路进行自动化改造，以提高其加工效率关键词：龙门刨床；PLC；变频器目 录内容摘要.........................................................................................................................关键词.............................................................................................................................第一章 绪论................................................................................................................ 1.1 本课题的研究背景............................................................................................1.2 本课题的工艺要求和研究意义.......................................................................1.3 本课题研究对象的主要工作...............................................................................第二章 对 B2012A 型龙门刨床的分析.......................................................................2.1 龙门刨床的基本情况.........................................................................................2.2 龙门刨床的运动分析..................................................................................2.3 对龙门刨床控制系统的分析.............................................................3 PLC 与变频器的简单介绍....................................................................... 3.1 PLC 的基本组成和特点......................................................................................33.2 PLC 的发展趋势.............................................................................................3.3 变频器的介绍.................................................................................................4 B2012A 型龙门刨床基本组成工作工程系统方框图5 各类元器件的选择...................................................................4.1 PLC 类型的选择.................................................................................................4.2 变频器的选择.....位置传感器.................................................................................................6 龙门刨床 PLC 控制系统的组成..................................................................5.1 控制流程图.......................................................................................5.2 输入/输出分配表.................................................................................................5.3 PLC 外部接线图.................................................................................................5.4 梯形图................................................................................................................7 上机调试.........................................................................................................毕业设计总结..........................................................................................................致谢...............................................................................................................................参考文献....................................................................................................................绪 论1.1 本课题的研究背景龙门刨床是机械工业中的主要机床之一，主要用于加工大型工件和多个工件同时加工，在工业生产中占有很重要的地位。

它的电气控制主要包括工作台的住传动和进给机构的逻辑时序控制两部分，其工作台的行程控制主要是采用传统的继电器和行程开关来控制，这种方式存在这故障高，接线复杂，检修不方便等缺陷，这对加工性能及成本有着很大的影响然而目前很多企业仍广泛使用这种传4统的继电器控制机床，更新一台机床由于成本的问题也不是很现实，代价太高因此，对 B2012A 型龙门刨床的分析2.1龙门刨床的基本情况龙门刨床的基本情况B2012A 型龙门刨床主要有 7 部分组成，包括床身，工作台，横梁，垂直刀架，侧刀架，立柱，龙门顶梁其床身上有导轨，工作台安放在床身上，工作台下面有斜齿条，可以做往复运动立柱上装有横梁和侧刀架横梁上安装有垂直刀架，工作台工作时横梁不能工作，只有在工作台停止运动时，横梁才能动作用于调整刀架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来调节输出速度，并采用两级齿轮变速箱变速的机电联合调节方法其主运动为刨台频繁的往复运动，在往复一个周期中，对速度的控制有一定要求，如图 1 所示 5图 1 刨台的运动 图中： t1 段表示刨台起动，刨刀切入工件的阶段，为了减小刨刀刚切入工件的瞬间，刀具所受的冲击及防止工件被崩坏，此阶段速度较低。

t2 段为刨削段，刨台加速至正常的刨削速度 t3 段为刨刀退出工件段，为防止边缘被崩裂，同样要求速度较低 t4 段为返回段，返回过程中，刨刀不切削工件，为节省时间，提高加工效率，返回速度应尽可能高些 t5 段为缓冲区返回行程即将结束，再反向到工作速度之前，为减小对传动机械的冲击，应将速度降低，之后进入下一周期 3 刨台运动的机械特性曲线 与很多切削机床相同，刨台运动特性分两种情况分析 3.1 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 3.2 高速区 速度较高时，此时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，电动机为恒功率输出 由此可得，主拖动系统直流电动机的运行机械特性曲线分为如图 2 所示两段 6图 2 负载机械特性 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。

图 3 变频调速机械特性比较可知，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率以上 由于龙门刨床的传动机构从速度为 45r/min 分为两档，故电动机的机械特性也以745r/min 分成曲线相似的两段2.2对龙门刨床的控制系统的分析对龙门刨床的控制系统的分析主拖动机组电动机 M1 控制电路有交由电动机 M1 拖动直流发电机 G 和励磁发电机 CE 组成主拖动机组，其控制电路如图 3 所示，其中 33 区中的按钮 SB2 为交流电动机 M1 的启动按钮：按钮 SN1 为交流电动机的停止按钮当需要主拖动电动机 M1 拖动直流发现及 G 和励磁发电机 GE 工作时，按下33 区中的主拖动交流电动机 M1 的启动按钮 SB2,33 区中的接触器 KM1 线圈，35 区中的时间继电器 KT2 线圈，36 区中的接触器 KMY 线圈通电吸合，主拖动交流电动机 M1 的定子绕组接成 Y 接法降压启动，被拖动的直流励磁发电机 CE利用剩磁开始发电8图 4 B2012a 龙门刨床的主拖动控制机系统及抬刀控制原理9图 5 交流机组主拖动系统主电路原理图10图 6 主拖动机组启动和刀架进给。