HDC160龙门刨床控制系统改造及工业经济性分析

摘要

龙门刨是各类机械加工中较为常见的设备，它是具有门式框架和卧式长床身的一类刨床，主要用于刨削大型工件，可在工作台上同时装夹多个零件进行加工，而要实现这些加工最重要的部分就是工作台的往复运动。上世纪五、六十年代制造的A系列龙门刨床，主拖动系统都采用交磁扩大机-发电机-电动机（K-F-D）三机组调速系统，电控部分采用传统的继电器-接触器逻辑控制方式，因此存在能耗高、精度低、控制线路复杂、调速范围窄、故障率高、稳定性差等诸多弊端。
　　本课题在分析和研究龙门刨床原控制系统的基础上，针对原系统的各种缺陷和不足，设计了以可编程控制器为核心，采用富士5000G11S/P11S系列变频器为调速单元的交流变频调速控制方案，对HDC160龙门刨床的电控系统进行了全面的改造。采用YVP280M-8变频电动机和FRN45G11S-4CX变频器代替原来的K-F-D机组实现对工作台的变频驱动和调速；采用西门子S2-700型PLC与接触器、TD220可编程操作显示器和变频器联机控制取代传统的继电器-接触器式控制系统，从而省去了许多不必要的中间继电器、时间继电器和一些可调电阻；采用新型无触点接近开关代替原来工作台老式的有触点机械行程开关，保证了工作台换向的安全性，提高了工作台换向的可靠性。
　　详细分析了包括电力拖动系统电路、交流变频调速电路、抬刀、进刀系统电路等在内的整个控制系统的电路工作原理和具体实现方法；分析了龙门刨床工作台往返自动循环系统控制的逻辑关系，绘制了流程图；对龙门刨各个动作的实现及新系统的调试作了详细说明；最后并对系统改造前后的应用情况及工业经济性进行了分析。
　　通过改造，新系统克服了原控制系统的一系列缺点，该设备电气控制系统工作性能稳定，运行效果良好，系统的调速性能和稳定性得到了很大的改善，节能效果明显，不但提高了加工工件的精度和效率，电控系统易于维护，同时杜绝了机械式行程开关存在的安全隐患。

目录

中文摘要

英文摘要

目录

1绪论

1.1龙门刨床的基本信息

1.2龙门刨床电气控制系统的发展

1.3旧龙门刨床控制系统分析

1.4龙门刨床控制系统改造的目的和意义

1.5研究内容及论文结构安排

2系统总体方案设计

2.1龙门刨床电控系统改造的可行性及方案对比

2.2电气改造总体方案设计

2.4本章小结

3硬件的选型

3.1电动机的选型

3.2变频器的选型

3.3 PLC的选型

3.4行程开关的选型

3.5系统的主要硬件配置

3.6本章小结

4控制系统的设计

4.1控制系统的硬件设计

4.2工作台往返自动循环系统软件设计

4.3本章小结

5系统调试

5.1辅助拖动系统调试

5.2工作台主拖动系统调试

5.3整机调试

5.4本章小结

6改造前后对比及经济性分析

6.1改造前后对比

6.2改造后的经济性分析

6.3本章小结

7结论与展望

7.1结论

7.2展望

致谢

攻硕期间发表的学术论文

参考文献