自動(dòng)化工程應(yīng)用實(shí)例四龍門(mén)刨

龍門(mén)刨床主要用于刨削大型工件，也可在工作臺(tái)上裝夾多個(gè)零件同時(shí)加工，是工業(yè)的母機(jī)。龍門(mén)刨床的工作臺(tái)帶著工件通過(guò)門(mén)式框架作直線往復(fù)運(yùn)動(dòng)，空行程速度大于工作行程速度。橫梁上一般裝有兩個(gè)垂直刀架，刀架滑座可在垂直面內(nèi)回轉(zhuǎn)一個(gè)角度，并可沿橫梁作橫向進(jìn)給運(yùn)動(dòng)；刨刀可在刀架上作垂直或斜向進(jìn)給運(yùn)動(dòng)；橫梁可在兩立柱上作上下調(diào)整。工作臺(tái)回程時(shí)能機(jī)動(dòng)抬刀，以免劃傷工件表面。一、龍門(mén)刨床簡(jiǎn)介當(dāng)前第1頁(yè)\共有25頁(yè)\編于星期日\(chéng)13點(diǎn)機(jī)床工作臺(tái)的驅(qū)動(dòng)可用①四象限可控硅直流調(diào)速或用②H橋PWM斬波直流調(diào)速，調(diào)速范圍較大,在低速時(shí)也能獲得較大的驅(qū)動(dòng)力。有的龍門(mén)刨床還附有銑頭和磨頭，變型為龍門(mén)刨銑床和龍門(mén)刨銑磨床，工作臺(tái)既可作快速的主運(yùn)動(dòng)，也可作慢速的進(jìn)給運(yùn)動(dòng)，主要用于重型工件在一次安裝中進(jìn)行刨削、銑削和磨削等平面加工。一、龍門(mén)刨床簡(jiǎn)介當(dāng)前第2頁(yè)\共有25頁(yè)\編于星期日\(chéng)13點(diǎn)圖4-1龍門(mén)刨往復(fù)式刨臺(tái)直流電動(dòng)機(jī)操作按鈕站刨刀架當(dāng)前第3頁(yè)\共有25頁(yè)\編于星期日\(chéng)13點(diǎn)圖4-2龍門(mén)刨電氣控制柜當(dāng)前第4頁(yè)\共有25頁(yè)\編于星期日\(chéng)13點(diǎn)龍門(mén)刨床的主傳動(dòng)拖動(dòng)刨臺(tái)往復(fù)運(yùn)動(dòng)，要求加減速快，適合直流電動(dòng)機(jī)拖動(dòng)。直流電動(dòng)機(jī)的驅(qū)動(dòng)器采用速度和電流雙閉環(huán)控制的四象限晶閘管驅(qū)動(dòng)器或H橋PWM驅(qū)動(dòng)器。二、直流傳動(dòng)

在龍門(mén)刨床中的應(yīng)用當(dāng)前第5頁(yè)\共有25頁(yè)\編于星期日\(chéng)13點(diǎn)使用行程（限位）開(kāi)關(guān)控制刨臺(tái)的往復(fù)運(yùn)動(dòng)，被加工的工件固定在刨臺(tái)上，刨刀固定在刀架上，刨刀能橫向移動(dòng)。每個(gè)工作循環(huán)包括工作臺(tái)的正向行程（進(jìn)刀）和反向行程（退刀），刨臺(tái)往返的直線運(yùn)動(dòng)是靠電動(dòng)機(jī)的正反向旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)通過(guò)齒輪齒條的傳動(dòng)來(lái)實(shí)現(xiàn)的。二、直流傳動(dòng)

在龍門(mén)刨床中的應(yīng)用當(dāng)前第6頁(yè)\共有25頁(yè)\編于星期日\(chéng)13點(diǎn)圖4-3(a)晶閘管直流調(diào)速當(dāng)前第7頁(yè)\共有25頁(yè)\編于星期日\(chéng)13點(diǎn)圖4-3(b)晶閘管直流調(diào)速當(dāng)前第8頁(yè)\共有25頁(yè)\編于星期日\(chéng)13點(diǎn)圖4-4

PWM直流調(diào)速當(dāng)前第9頁(yè)\共有25頁(yè)\編于星期日\(chéng)13點(diǎn)圖4-4

PWM直流調(diào)速(C)(d)當(dāng)前第10頁(yè)\共有25頁(yè)\編于星期日\(chéng)13點(diǎn)為適應(yīng)粗刨、精刨、磨削或加工不同材料工件的需要，刨臺(tái)應(yīng)能在1～80米/分范圍內(nèi)實(shí)現(xiàn)平滑的無(wú)級(jí)調(diào)速。為保證加工精度，要求靜態(tài)速降小于5%，動(dòng)態(tài)速降小于10%。刨臺(tái)能自動(dòng)按圖4-5的速度曲線運(yùn)行。根據(jù)龍門(mén)刨的切削工藝，

對(duì)其驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)有下列基本要求。當(dāng)前第11頁(yè)\共有25頁(yè)\編于星期日\(chéng)13點(diǎn)圖4-5龍門(mén)刨速度曲線n速度t

0t1t2t3t4t5t6t7t8t9t10t11當(dāng)前第12頁(yè)\共有25頁(yè)\編于星期日\(chéng)13點(diǎn)

圖4-5中，

0-t1:正向啟動(dòng)；

t1-t2:低速切入，以防止碰壞刀具和工件；

t2-t3：正向升速切削；

t3-t4：正向穩(wěn)速切削；

t4-t5：正向減速切削；

t5-t6：正向低速切出，防止工件拉毛；

t6-t7：正向制動(dòng)到反向啟動(dòng)；

t7-t8：空刀返回行程，為了提高效率其返

回速度往往高于正向切削速度；

t8-t9：減速退刀；

t9-t10：低速退刀，防止換向時(shí)制動(dòng)電流過(guò)大；

t10-t11：反向制動(dòng)到正向啟動(dòng)。當(dāng)前第13頁(yè)\共有25頁(yè)\編于星期日\(chéng)13點(diǎn)從圖4-5曲線可以看出，由于換向頻繁，很大一部分時(shí)間是工作在加減速過(guò)程中，為了提高生產(chǎn)效率，必須盡量縮短加減速時(shí)間。但是，換向過(guò)程時(shí)間越短，啟、制動(dòng)電流就越大。通常把啟制動(dòng)電流限制在2倍額定電流以內(nèi)，以免損壞電動(dòng)機(jī)，同時(shí)也避免對(duì)刨床造成過(guò)大的機(jī)械沖擊。對(duì)圖4-5的解釋當(dāng)前第14頁(yè)\共有25頁(yè)\編于星期日\(chéng)13點(diǎn)傳統(tǒng)上龍門(mén)刨床的主傳動(dòng)采用直流電動(dòng)機(jī)，可調(diào)直流電源采用直流發(fā)電機(jī)、晶閘管可控整流或PWM直流斬波，要求四象限運(yùn)行。由于交流調(diào)速技術(shù)的迅速發(fā)展，現(xiàn)在已經(jīng)可以用交流伺服驅(qū)動(dòng)取代直流驅(qū)動(dòng)，取得了更好的效果。三、新型交流傳動(dòng)驅(qū)動(dòng)器

在龍門(mén)刨床中的應(yīng)用當(dāng)前第15頁(yè)\共有25頁(yè)\編于星期日\(chéng)13點(diǎn)圖4-6

BZ2010-31系列重型龍門(mén)刨床交流伺服電動(dòng)機(jī)電器柜往復(fù)式工作臺(tái)垂直刀架懸掛式按鈕站當(dāng)前第16頁(yè)\共有25頁(yè)\編于星期日\(chéng)13點(diǎn)主驅(qū)動(dòng)采用自主開(kāi)發(fā)的四速刨、銑、磨多功能變速箱，受控于變頻、無(wú)級(jí)調(diào)速電控系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)低轉(zhuǎn)速、大扭矩，使快速刨削高效，低速磨削、銑削平穩(wěn)。工作臺(tái)運(yùn)行配備YSK交流伺服控制（變頻）電機(jī)實(shí)現(xiàn)低速、低耗、大扭矩驅(qū)動(dòng)（比直流歐陸電機(jī)組節(jié)能40%），2500線編碼器，可實(shí)現(xiàn)精確運(yùn)行控制。電控部分的主要技術(shù)特點(diǎn)當(dāng)前第17頁(yè)\共有25頁(yè)\編于星期日\(chéng)13點(diǎn)電控系統(tǒng)采用可編程PLC中央控制器、智能化功率器件和數(shù)字化交流伺服控制技術(shù)（IMS系列控制器），實(shí)現(xiàn)對(duì)異步電動(dòng)機(jī)的高精度伺服控制。橫梁垂直刀架橫向進(jìn)給、側(cè)刀架垂直進(jìn)給均為交流伺服控制、連續(xù)無(wú)級(jí)進(jìn)給。工作臺(tái)設(shè)定為觸摸屏，所有進(jìn)給為懸掛按鈕站。電控部分的主要技術(shù)特點(diǎn)當(dāng)前第18頁(yè)\共有25頁(yè)\編于星期日\(chéng)13點(diǎn)

圖4-7龍門(mén)刨銑磨床正在加工中當(dāng)前第19頁(yè)\共有25頁(yè)\編于星期日\(chéng)13點(diǎn)圖4-8龍門(mén)刨床正在加工中當(dāng)前第20頁(yè)\共有25頁(yè)\編于星期日\(chéng)13點(diǎn)當(dāng)前第21頁(yè)\共有2