龍門刨床控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)

1、基于PLC、變頻器的龍門刨床控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)要求一、 龍門刨床系統(tǒng)介紹龍門刨床是一種廣泛使用的金屬切削加工機(jī)床，是具有門式框架和臥式長床身的刨床，是許多大型企業(yè)不可缺少的設(shè)備。龍門刨床主要用于刨削大型工件，也可在工作臺上裝夾多個零件同時加工，是制造重型設(shè)備（如大型軋鋼機(jī)，汽輪機(jī)，發(fā)電機(jī)，礦山設(shè)備等）不可缺少的工作母機(jī)，是用來加工各種平面、斜面、槽，更適合于加工大型而狹長的工件的機(jī)床設(shè)備（如機(jī)床的床身，箱體，導(dǎo)軌等），在機(jī)械加工行業(yè)里應(yīng)用十分廣泛。龍門刨床主要分為機(jī)械控制和電氣控制兩大組成部分，生產(chǎn)工藝對刨床電力拖動自動控制系統(tǒng)的要求也越來越高，要使龍門刨床運(yùn)行在最優(yōu)狀態(tài)主要取決于電氣控制部分。龍門

2、刨床工作時需要控制的對象: 工作臺的運(yùn)動：工作臺的人工點(diǎn)動運(yùn)行(進(jìn)退)，自動往復(fù)循環(huán)運(yùn)行及速度變換。 刀架的運(yùn)動：垂直刀架和左、右側(cè)刀架的自動進(jìn)給、手動快速移動 ； 橫梁升降和夾緊等；1. 龍門刨床的基本結(jié)構(gòu)龍門刨床主要用來加工各種平面、斜面、槽，更適合于加工大型而狹長的工件，如機(jī)床床身、橫梁、立柱、導(dǎo)軌和箱體等。龍門刨床的結(jié)構(gòu)如圖9-1所示，主要由以下七個部分組成。圖1.1 龍門刨床的結(jié)構(gòu)（1）機(jī)座：是一個箱形體，上有V形和U形導(dǎo)軌，用于安置工作臺。（2）工作臺：也叫刨臺，用于安置工件。下有傳動機(jī)構(gòu)，可順著床身的導(dǎo)軌作往復(fù)運(yùn)動。（3）立柱：用于安置橫梁及刀架。（4）橫梁：用于安置垂直刀架，在

3、切削過程中嚴(yán)禁動作，僅在更換工件時移動，用以調(diào)整刀架的高度。（5）垂直刀架：橫梁上一般裝有左右兩個垂直刀架，由一臺三相交流異步電動機(jī)驅(qū)動，通過機(jī)械結(jié)構(gòu)切換驅(qū)動哪個刀架。垂直刀架具有自動進(jìn)給和手動快速移動兩種工作方式，每種工作方式下垂直刀架都具有垂直上、下，水平左、右移動四個運(yùn)動方向。橫梁上的刀架，可在橫梁導(dǎo)軌上作橫向進(jìn)給運(yùn)動，以刨削工件的水平面；刀架亦可偏轉(zhuǎn)一定角度以刨削斜面。（6）左右側(cè)刀架：在兩個立柱上還安裝有可沿立柱上下移動的左、右側(cè)刀架, 它們各自由一臺三相交流異步電動機(jī)驅(qū)動，左右側(cè)刀架具有自動進(jìn)給和手動快速移動兩種工作方式，每種工作方式下左右側(cè)刀架只具能沿立柱導(dǎo)軌作上、下運(yùn)動，以刨削

4、垂直面，以擴(kuò)大加工范圍。（7）主拖動電機(jī)：用于拖動工作臺的往返運(yùn)動。龍門刨床工作臺的往復(fù)運(yùn)動為主運(yùn)動。龍門刨床上的工件一般用壓板螺栓壓緊，龍門刨床的工作臺帶著工件通過門式框架作直線往復(fù)運(yùn)動，空行程（快退）速度大于工作行程（切削）速度。機(jī)床工作臺的驅(qū)動可用交流異步電動機(jī)+變頻器的控制方式，調(diào)速范圍較大，在低速時也能獲得較大的驅(qū)動力。工作臺既可作快速的運(yùn)動，也可作慢速的進(jìn)給運(yùn)動，橫梁可沿立柱導(dǎo)軌上下升降，以調(diào)整刀具和工件的相對位置。工作臺回程時能機(jī)動抬刀，以免劃傷工件表面。圖1.1A 龍門刨床產(chǎn)品圖片2. 龍門刨床的運(yùn)動及工藝、技術(shù)要求龍門刨床的運(yùn)動主運(yùn)動：機(jī)床的主運(yùn)動是指工作臺縱向往復(fù)運(yùn)動。龍門

5、刨床的刨削過程是工件與刨刀作相對運(yùn)動的過程。為此工件必須與工作臺一起頻繁地進(jìn)行往復(fù)運(yùn)動，工件的切削加工僅在工作行程中，返回行程是空行程。輔助運(yùn)動：指橫梁的上下移動，垂直刀架沿橫梁的左右移動，側(cè)刀架在立柱上的上下運(yùn)動。各運(yùn)動部分的工藝要求（1）工作臺的運(yùn)動 對工作臺運(yùn)動 (主運(yùn)動) 的控制要求龍門刨床工作臺的主運(yùn)動分為點(diǎn)動運(yùn)行和自動循環(huán)兩種方式。 點(diǎn)動控制 即步進(jìn)（點(diǎn)動前進(jìn)）和步退（點(diǎn)動后退），調(diào)試及對刀時用，目的是調(diào)整工作臺到達(dá)合適位置，以便擺放加工工件。步進(jìn)、步退階段是工件加工前的準(zhǔn)備階段。工作臺步進(jìn)或步退時，擋塊(見圖1.2）不能壓住前進(jìn)換向行程開關(guān)BG2或后退換向行程計(jì)關(guān)BG4，如果壓住

6、它們，應(yīng)松開檔塊，調(diào)整擋塊位置，使擋塊處于這兩個行程開關(guān)之間。在工作臺步進(jìn)、步退階段，首先要求油泵先起動，油壓升到設(shè)定值時，油壓繼電器動作，另外要求風(fēng)機(jī)和變頻器運(yùn)轉(zhuǎn)正常。滿足以上條件時，按下工作臺步進(jìn)或步退按鈕，可以使工作臺點(diǎn)動前進(jìn)（或點(diǎn)動后退）；當(dāng)工作臺到達(dá)需要的位置時，松開該按鈕，工作臺即停止運(yùn)動。步進(jìn)與步退必須互鎖。“步進(jìn)”或“步退”是為了調(diào)整機(jī)床工作臺的位置，只能點(diǎn)動控制，此時主運(yùn)動多采用較低的速度。 工作臺自動循環(huán)往返運(yùn)動工作臺自動循環(huán)往返運(yùn)動是對工件進(jìn)行加工的過程。在 B2012A型龍門刨床的床身上裝有6個行程開關(guān)。前進(jìn)減速BG1、前進(jìn)換向BG2、后退減速BG3、后退換向BG4、

7、前進(jìn)終端保護(hù)限位BG5、后退終端保護(hù)限位BG6。工作臺側(cè)面裝有A、B、C、D 4個撞塊，如圖1.2所示，減速與換向行程開關(guān)的工作情況如表1-1 所示。圖1.2 行程開關(guān)布置示意圖當(dāng)橫梁已經(jīng)夾緊，風(fēng)機(jī)和油泵已經(jīng)工作，并且機(jī)床潤滑油供給情況正常（油壓升到設(shè)定值時，油壓繼電器動作），變頻器處于正常狀態(tài)時，工作臺自動往返工作將處于準(zhǔn)備狀態(tài)。龍門刨床在刨削加工時；工作臺應(yīng)能自動往復(fù)運(yùn)動（見圖1.2），往復(fù)運(yùn)動中的速度能按照下列要求相應(yīng)變化： 開始加工前，工作臺處于原位，此時撞塊C壓合限位BG3（BG3動作），撞塊D壓合限位BG4（BG4動作）；BG1和BG2沒有被壓合，兩限位開關(guān)處于復(fù)位狀態(tài)。 刀具慢速

8、切入：加工開始時，為減小刀具切入工件時的沖擊而使工件邊沿崩潰，工作臺應(yīng)降低速度使刀具慢速切入；慢速切入期間（t1段），撞塊D先離開限位BG4（BG4復(fù)位），工作臺低速前進(jìn)一段后，撞塊C離開限位BG3（BG3復(fù)位）。 刨削加工恒速：刀具切入工件后，工作臺速度開始上升，增加到規(guī)定值，并保持恒定（t2段），使得工件表面均勻光滑；t2段四個限位開關(guān)都沒有壓合。 刀具慢速退出：在刀具離開工件之前，為防止工件邊緣剝裂，工作臺速度應(yīng)降低，使刀具慢速切出，也可減小工作臺對機(jī)械的沖擊；當(dāng)工作臺前進(jìn)到撞塊A壓合限位BG1（BG1動作）時，工作臺開始減速（t3段）。 工作臺前進(jìn)換向：當(dāng)切削完畢，工作臺到達(dá)前進(jìn)結(jié)束位

9、置時，刀具離開工件，撞塊B壓合限位BG2（BG2動作,此時BG1仍保持壓合），工作臺停止前進(jìn)，開始換向。在返回之前，必須“抬刀，以免刨刀在返回過程中在工件上留下劃痕，影響光潔度，抬刀動作由抬刀電磁鐵來完成。 快速返回和緩沖過渡過程：由于返回行程比工作行程速度高，為減小反向沖擊和停車的超程，也要求在返回行程的末尾先減速，然后停車再換向，這樣既準(zhǔn)確又可以減少對機(jī)械和電機(jī)的沖擊。其速度曲線如圖1.3 所示。工作臺開始回退時，撞塊B離開限位BG2（BG2復(fù)位，BG1仍保持壓合），工作臺高速回退，退一小段后撞塊A離開限位BG1（BG1復(fù)位），工作臺繼續(xù)高速回退。當(dāng)工作臺回退到接近原位時撞塊C壓合限位BG

10、3（BG3動作）時，工作臺開始減速回退。當(dāng)工作臺又回退到原位時，撞塊D壓合限位BG4（BG4動作，BG3仍保持壓合）時，工作臺回退到原位，停止或開始換向。圖1.3 龍門刨床工作臺自動運(yùn)行圖在自動循環(huán)工作方式下（切削過程中），在工作臺由返回行程轉(zhuǎn)到工作行程的期間，刀架會進(jìn)行一定量的進(jìn)給。由于工作臺直線往返運(yùn)動，經(jīng)常處在速度變化和反向的過度狀態(tài)，為提高機(jī)床生產(chǎn)效率和防止刨臺“脫軌”，要求系統(tǒng)的過渡過程時間要短，而且傳動要平穩(wěn)。限位開關(guān)BG5是工作臺前進(jìn)超限保護(hù)限位開關(guān)，限位開關(guān)BG6是工作臺后退超限保護(hù)限位開關(guān)，正常情況下限位開關(guān)BG5、BG6處于復(fù)位狀態(tài)，只有換向限位BG2、BG4失效（故障）時

11、，工作臺超出換向限位位置時，才會被壓合，作用是切斷電路，使工作臺停下來。工作臺停止時有制動，防止“爬行”；四個限位開關(guān)的通斷規(guī)律見表1-1。由表1-l可知，工作臺停在返回行程終了位置時，BG1-b、BG2-b、BG3-a 和BG4-a觸點(diǎn)是閉合的，BG1-a、BG2-a、BG3-b和BG4-b觸點(diǎn)是斷開的。此時，若按下起動按鈕，刨床工作臺將按圖1.3所示的規(guī)律運(yùn)行，即正向起動慢速切入工作進(jìn)程慢速退出反向起動并快速退回反向減速。 主運(yùn)動的調(diào)速范圍加工不同的工件需要使用不同的刀具，要求機(jī)床具有不同的速度以滿足生產(chǎn)工藝的要求。B2012A/型龍門刨床的主電動機(jī)工作臺前進(jìn)（切削工件）時的最大轉(zhuǎn)速約50

12、0 rmin（33.33Hz），工作臺后退時的最大轉(zhuǎn)速為700 rmin（46.67Hz）。慢速切入時的最低速度為50 rpmmin（3.33Hz）。即調(diào)速范圍為14：l，見表1-5。 主運(yùn)動的靜差度實(shí)際加工過程中由于工件表面不平及材料的不均勻性，將會導(dǎo)致刨削力波動，為保證工作臺速度不致因負(fù)載波動而變化太大，因此對系統(tǒng)的靜差度有一定的要求。B2012A型龍門刨床要求的直線度為S0.015。（2）龍門刨床的刀架結(jié)構(gòu)、運(yùn)動控制及進(jìn)刀量的控制 對刀架運(yùn)動的基本要求龍門刨床裝有左側(cè)刀架、右側(cè)刀架和橫梁上的左、右垂直刀架；它們分別由三臺交流異步電動機(jī)來拖動（如圖中MA5、MA6、MA7）。刀架的控制電路

13、用于控制刀架的快速移動與自動進(jìn)給。刀架具有自動進(jìn)給和快速移動兩種控制方式。刀架的快速移動 / 自動進(jìn)給方式選擇是由進(jìn)刀箱上的機(jī)械手柄的位置來決定。機(jī)械手柄的位置與限位開關(guān)的關(guān)系及刀架控制要求如下： 垂直刀架快速移動/自動進(jìn)給切換的機(jī)械手柄打向：選擇快速移動時：行程開關(guān)BG21釋放，常閉觸點(diǎn)閉合，常開觸點(diǎn)斷開；選擇自動進(jìn)給時：行程開關(guān)BG21壓合，常開觸點(diǎn)閉合，常閉觸點(diǎn)斷開； 垂直刀架在每種工作方式下（快速移動/自動進(jìn)給）都有水平左右進(jìn)刀、垂直上下進(jìn)刀四個方向的動作，這些都是由一臺垂直刀架電動機(jī)MA5來完成的。 垂直刀架快速移動時，電動機(jī)只能正轉(zhuǎn)，快速移動正反方向是靠裝在進(jìn)刀架側(cè)面的進(jìn)刀手柄（選

14、擇快進(jìn)、快退）來控制，即由機(jī)械部分實(shí)現(xiàn)方向切換。 垂直刀架自動進(jìn)給時，選擇水平左右進(jìn)刀、垂直上下進(jìn)刀的方向也是靠機(jī)械手柄來實(shí)現(xiàn)的，即由機(jī)械部分實(shí)現(xiàn)。垂直刀架運(yùn)動方向選擇左右時，手柄打在行程開關(guān)BG24壓合位置，垂直刀架運(yùn)動方向選擇上下時，手柄打在行程開關(guān)BG24釋放位置 垂直刀架自動進(jìn)給時，刀架的正向進(jìn)給和反向退刀則是通過控制垂直刀架電動機(jī)正反轉(zhuǎn)來實(shí)現(xiàn)。 左側(cè)刀架快速移動/自動進(jìn)給切換機(jī)械手柄打向：自動進(jìn)給位置時：行程開關(guān)BG22壓合，常開觸點(diǎn)閉合；快速移動位置時：行程開關(guān)BG22復(fù)位，常閉觸點(diǎn)閉合；左側(cè)刀架只能沿垂直方向上下運(yùn)動。 右側(cè)刀架快速移動/自動進(jìn)給切換機(jī)械手柄打向：自動進(jìn)給位置時：

15、行程開關(guān)BG23壓合，常開觸點(diǎn)閉合；快速移動位置時：行程開關(guān)BG23復(fù)位，常閉觸點(diǎn)閉合；右側(cè)刀架只能沿垂直方向上下運(yùn)動。垂直刀架、左側(cè)刀架、右側(cè)刀架快速移動與自動進(jìn)給不能同時進(jìn)行。 刀架快速移動的條件：工作臺處于靜止?fàn)顟B(tài)，刀架自動進(jìn)給手柄斷開，刀架退刀電動機(jī)未動作。此時按刀架快速移動按鈕，電機(jī)正轉(zhuǎn)，刀架快速移動，到達(dá)所需位置時，松開按鈕，刀架快移過程結(jié)束。刀架快速移動的正反方向由機(jī)械手柄來切換，快速移動時刀架電動機(jī)只能正轉(zhuǎn)。 刀架自動進(jìn)給 ：工作臺處于自動運(yùn)行狀態(tài)時，刀架應(yīng)該選擇自動進(jìn)給，即工作方式選擇手柄打在使BG21（BG22、 BG23）壓合的位置。刀架自動進(jìn)給分為自動進(jìn)刀和自動退刀，自

16、動進(jìn)刀在工作臺后退換向時進(jìn)行。自動退刀在工作臺前進(jìn)換向時進(jìn)行。若刀架選擇自動進(jìn)給，則進(jìn)給在每次刨臺后退結(jié)束時自動進(jìn)行，進(jìn)刀量的多少由機(jī)械機(jī)構(gòu)控制。在刨臺自動循環(huán)時，刀架只能自動進(jìn)給，不能快速移動。刀架的移動都由限位控制。見表1-2。刀架在切削完畢、返回之前，必須“抬刀，以免刨刀在返回過程中在工件上留下劃痕，影響光潔度，抬刀動作由抬刀電磁鐵來完成。 刀架的快速移動、進(jìn)刀、退刀和抬刀要與工作臺的運(yùn)動有機(jī)地配合；在調(diào)節(jié)時刀架應(yīng)能快速移動。 參考資料1【傳統(tǒng)的B2012A 型龍門刨床-刀架的控制工藝和傳統(tǒng)線路（此電路只能用于幫助你了解控制工藝）1）B2012A 型龍門刨床的刀架結(jié)構(gòu)： 兩個垂直刀架（左

17、右）：由一臺交流電動機(jī)MA5拖動，靠機(jī)械手柄切換驅(qū)動哪個垂直刀架。 左側(cè)刀架：由一臺交流電動機(jī)MA6拖動， 右側(cè)刀架，由一臺交流電動機(jī)MA7拖動。2）垂直刀架的控制要求： 垂直刀架具有的工作方式：快速移動和自動進(jìn)給，都由一臺交流電動機(jī)MA5拖動。垂直刀架的快速移動/自動進(jìn)給工作方式由裝在進(jìn)刀箱上的機(jī)械手柄來切換。 垂直刀架的快速移動/自動進(jìn)給運(yùn)動方向及選擇：垂直刀架的快速移動和自動進(jìn)給都有水平左右進(jìn)刀、垂直上下進(jìn)刀四個方向的動作，用裝在進(jìn)刀箱上選擇方向的機(jī)械手柄來選擇。3）垂直刀架控制線路 垂直刀架有兩個，每個刀架有快速移動和自動進(jìn)給兩種工作狀態(tài)，每種工作狀態(tài)有水平左右進(jìn)刀、垂直上下進(jìn)刀四個方

18、向的動作，這些都是由一臺垂直刀架電動機(jī)MA5來驅(qū)動的。 垂直刀架的快速移動： 工作臺后退換向時，SQ7-2常開接點(diǎn)閉合，使得KA5線圈得電；工作臺前進(jìn)換向時，SQ11-2常開接點(diǎn)閉合，使得KA6線圈得電； 快速移動/自動進(jìn)給工作方式選擇機(jī)械手柄：機(jī)械手柄選擇快速移動時，常閉觸點(diǎn)SQ11（48區(qū)）閉合，常開觸點(diǎn)SQ12（50區(qū)）斷開；機(jī)械手柄選擇自動進(jìn)給時，常閉觸點(diǎn)SQ11（48區(qū)）斷開，常開觸點(diǎn)SQ12（50區(qū)）閉合；在調(diào)整機(jī)床時，有時為了縮短調(diào)整時間，需要刀架作快速移動，這時可將裝在進(jìn)刀箱上的機(jī)械手柄（工作方式選擇）扳到快速移動位置，使位置開關(guān)SQ1 的常閉觸點(diǎn)SQ11（48區(qū)）閉合，常開觸

19、點(diǎn)SQ12（50區(qū)）斷開；并將裝在進(jìn)刀箱上（選擇快速移動正反方向）的機(jī)械手柄和選擇運(yùn)行方向的手柄（選擇左右/上下移動）放在所需位置，按下按鈕SB3（48區(qū)），接觸器KM4線圈獲電吸合，KM4主觸點(diǎn)（29區(qū)）閉合，垂直刀架電動M5起動運(yùn)轉(zhuǎn)，通過機(jī)械機(jī)構(gòu)，帶動垂直刀架向所需方向快速移動。垂直刀架快速移動時，中間繼電器KA5和KA6的常開觸點(diǎn)（52區(qū)和53區(qū)）是斷開的，故反轉(zhuǎn)接觸器KM5線圈不會獲電動作。注意： 快速移動工作方式下刀架電動機(jī)只能正傳，而刀架的快速移動正反方向的改變是通過裝在進(jìn)刀架側(cè)面的進(jìn)刀子柄（機(jī)械手柄）來實(shí)現(xiàn)。垂直刀架快速移動的條件如下：工作臺應(yīng)處于靜止?fàn)顟B(tài)；垂直刀架運(yùn)行方式選擇手

20、柄打在快速移動位置，限位BG21不壓合；垂直刀架電動機(jī)沒有退刀動作（QA42不動作）。此時按垂直刀架快速移按鈕SF8，接觸器QA41線圈動作，電機(jī)MA4正轉(zhuǎn)，垂直刀架按設(shè)定方向快速移動，到達(dá)所需位置時，松開按鈕SF8，垂直刀架快移過程結(jié)束；垂直刀架快速移動的正反方向由機(jī)械手柄來切換，電動機(jī)此時只能正轉(zhuǎn)。 垂直刀架的自動進(jìn)給當(dāng)需要垂直刀架作自動進(jìn)給時，將手柄扳到自動進(jìn)給位置，使位置開關(guān)SQ1壓下：則常閉觸點(diǎn)SQ1-1斷開，常開觸點(diǎn)SQ1-2閉合（50區(qū)）。 當(dāng)工作臺后退換前進(jìn)時，中間繼電器KA5線圈得電，KA5的常開觸點(diǎn)（49區(qū)）閉合； KA6的常開觸點(diǎn)（50區(qū)）斷開，接觸器KM4線圖獲電吸合，

21、垂直刀架電動機(jī)M5正轉(zhuǎn)，使刀架隨選定的方向進(jìn)刀； 當(dāng)工作臺前進(jìn)換后退時，中間繼電器KA6線圈得電，KA6的常開觸點(diǎn)（50區(qū)）閉合；KA5的常開觸點(diǎn)斷開（49區(qū)），接觸器KM5線圈獲電吸合，垂直刀架電動機(jī)M5反轉(zhuǎn)，使刀架復(fù)位，準(zhǔn)備下一次進(jìn)刀。由此可見，垂直刀架的自動進(jìn)給時，進(jìn)刀及退刀是通過控制電動機(jī)的正反轉(zhuǎn)來實(shí)現(xiàn)的。工作臺處于自動往復(fù)運(yùn)行狀態(tài)時，垂直刀架應(yīng)該選擇自動進(jìn)給，即工作方式選擇手柄打在使BG21壓合的位置。垂直刀架自動進(jìn)給分為自動進(jìn)刀和自動退刀，自動進(jìn)刀在工作臺后退換向時進(jìn)行。自動退刀在工作臺前進(jìn)換向時進(jìn)行。4）左、右側(cè)刀架控制線路 左、右側(cè)刀架的工作情況與垂直刀架基本相似，所不同的是：

22、 左右側(cè)刀架只有上、下兩個方向的移動； 另一個不同點(diǎn)是，左右側(cè)刀架線路是經(jīng)過位置開關(guān)SQ4和SQ5的常閉觸點(diǎn)和按鈕SB6接到電源。按下按鈕SB5，電動機(jī)M7啟動運(yùn)轉(zhuǎn)，左側(cè)刀架作快速移動，當(dāng)按下按鈕SB4時，電動機(jī)M6啟動運(yùn)轉(zhuǎn)，右側(cè)刀架作快速移動，SQ4和SQ5是刀架與橫梁的位置開關(guān)。 】（3）龍門刨床的刀架進(jìn)給、快速移動方式選擇手柄龍門刨床的刀架進(jìn)給、快速移動方式選擇手柄，其傳動示意圖如下圖，進(jìn)刀機(jī)構(gòu)為機(jī)械式進(jìn)刀方式。蝸桿經(jīng)電動機(jī)傳動從而帶動蝸輪轉(zhuǎn)動，齒輪處在左位時，結(jié)合子1和結(jié)合子2結(jié)合，進(jìn)刀機(jī)構(gòu)處在快速工位。當(dāng)齒輪處在右位時，進(jìn)刀機(jī)構(gòu)處在進(jìn)給工位，結(jié)合子3和結(jié)合子4結(jié)合，超越離合器帶動齒輪

23、旋轉(zhuǎn)。通過改變超越離合器可轉(zhuǎn)動的角度，使齒輪轉(zhuǎn)動不同的角度，從而獲得刀架不同的進(jìn)給量。傳統(tǒng)的龍門刨床多采用該類型的刀架進(jìn)給機(jī)構(gòu)，是典型的間歇進(jìn)給運(yùn)動。進(jìn)刀與快速退刀的電動機(jī)運(yùn)行速度相同，行程不同。 進(jìn)刀量的控制刨臺在往復(fù)運(yùn)動過程中，每次從刨臺返回轉(zhuǎn)為刨臺前進(jìn)時，刀架應(yīng)進(jìn)行一次進(jìn)刀(即進(jìn)給)運(yùn)動，進(jìn)刀量通常通過機(jī)電結(jié)合的方式進(jìn)行控制，具體結(jié)構(gòu)如圖1.4 所示。當(dāng)刨臺返回終了、準(zhǔn)備反向時，給出進(jìn)刀信號，刀架電動機(jī)開始旋轉(zhuǎn)，刀架進(jìn)刀。與此同時，進(jìn)刀圓盤也開始轉(zhuǎn)動，如圖中虛線框內(nèi)所示，當(dāng)圓盤上的齒頂開繼電器時，刀架電動機(jī)斷電，停止進(jìn)刀，不同的進(jìn)刀量將通過不同的圓盤來控制。圖1.4 進(jìn)刀控制結(jié)構(gòu)（4）龍

24、門刨床橫梁的夾緊、放松及升降 橫梁的上升、下降由一臺三相籠型異步電動機(jī)控制，橫梁的夾緊、放松也由一臺三相籠型異步電動機(jī)控制。橫梁上升時，自動按照先松開橫梁橫梁上升橫梁夾緊的順序動作；橫梁下降時，自動按照先松開橫梁橫梁下降橫梁回升橫梁夾緊的順序動作。橫梁放松時由限位開關(guān)控制，放松到位開關(guān)BG7動作，切斷橫梁放松電動機(jī)（接觸器）線圈，接通橫梁升降電動機(jī)（接觸器）線圈回路；當(dāng)通橫梁升降完成時，橫梁開始夾緊。橫梁夾緊到位時，過電流繼電器動作，返回初始步。橫梁在運(yùn)動過程中如果碰到限位開關(guān)（BG11、BG12或 BG13，使其常閉觸點(diǎn)斷開），將會結(jié)束上升或下降，返回初始步，為反方向的操作做好準(zhǔn)備。表1-2

25、 龍門刨床運(yùn)動部分限位開關(guān)一覽表序號限位開關(guān)名稱電器代號1工作臺前進(jìn)減速行程開關(guān)BG1動作時序見表1-12工作臺前進(jìn)換向行程開關(guān)BG2動作時序見表1-13工作臺前進(jìn)終端限位開關(guān)BG5前進(jìn)超限時壓合。4工作臺后退減速行程開關(guān)BG3動作時序見表1-15工作臺后退換向行程開關(guān)BG4動作時序見表1-16工作臺后退終端限位開關(guān)BG6后退超限時壓合。7橫梁放松限位開關(guān)BG7放松到位，限位BG7動作8橫梁上升限位開關(guān)BG13橫梁上升到位，限位BG13壓合。9左側(cè)刀架允許限位BG11左側(cè)刀架升到橫梁限定位置時，限位BG11壓合10右側(cè)刀架允許限位BG12右側(cè)刀架升到橫梁限定位置時，限位BG12壓合11垂直刀架

26、快速移動/自動進(jìn)給切換手柄BG21手柄打向自動進(jìn)給時BG21壓合，常開閉合，常閉斷開12左側(cè)刀架快速移動/自動進(jìn)給切換手柄BG22手柄打向自動進(jìn)給時BG22壓合，常開閉合，常閉斷開13右側(cè)刀架快速移動/自動進(jìn)給切換手柄BG23手柄打向自動進(jìn)給時BG23壓合，常開閉合，常閉斷開垂直刀架運(yùn)動方向選擇手柄左右、上下BG24垂直刀架運(yùn)動方向選擇手柄左右時BG24壓合垂直刀架快速移動正反方向選擇手柄14潤滑控制繼電器KF0潤滑正常時，繼電器觸點(diǎn)閉合表1-3 龍門刨床控制按鈕一覽表序號按鈕開關(guān)名稱電器代號1系統(tǒng)總起動按鈕SF012系統(tǒng)總停止按鈕SF023垂直刀架手動快速移動按鈕SF14左側(cè)刀架手動快速移動

27、按鈕SF25右側(cè)刀架手動快速移動按鈕SF36橫梁上升手動控制按鈕SF47橫梁下降手動控制按鈕SF58潤滑油泵起動按鈕SF69潤滑油泵停止按鈕SF710工作臺步進(jìn)按鈕SF8調(diào)整機(jī)床時，工作臺以較低的速度步進(jìn)11工作臺步退按鈕SF9調(diào)整機(jī)床時，工作臺以較低的速度步退12工作臺工進(jìn)啟動按鈕SF10加工工件時用13工作臺工進(jìn)停止按鈕SF11表1-4 龍門刨床抬刀控制與電磁鐵一覽表序號按鈕開關(guān)名稱電器代號1左側(cè)垂直刀架電磁鐵MB12右側(cè)垂直刀架電磁鐵MB23左側(cè)刀架電磁鐵MB34右側(cè)刀架電磁鐵MB45工作臺后退行程抬刀繼電器KFTD設(shè)置必要的聯(lián)鎖為保證刨床的各部位動作協(xié)調(diào)、工作安全可靠，避免因機(jī)床的誤動

28、作而造成入身事故，機(jī)床必須設(shè)置必要的連鎖裝置。例如在工作臺越位、橫梁或刀架快速移動時，連鎖功能能使工作臺停止運(yùn)動。（5）B2010A/1 型6米龍門刨床的技術(shù)參數(shù)1技術(shù)性能1）輸入電源： 三相四線（380V±10% 50Hz） 2）工作環(huán)境： 溫度-10+40 相對濕度85%(25) 海拔<4000m 3）裝置容量：1KW 4）外形尺寸（長×寬×高 毫米）： 12900 mm×3730 mm×2780 mm 2技術(shù)參數(shù)產(chǎn)品名稱型號 龍門刨床 B2010A/1最大刨削寬度×最大刨削長度(毫米) 1000×6000最大加工

29、高度(毫米) 800 (毫米)最大加工重量(噸) 9 (噸)工作臺面尺寸(長×寬)(毫米) 6000×900 (毫米)工作臺速度（級數(shù)/范圍 米/分） 無級 6-90 （米/分）工作精度（直線度毫米/分） 0.015 （毫米/分）外形尺寸長×寬×高(毫米) 12900×3730×2780T型槽數(shù)量 5 T型槽寬度 28mm T型槽間距 170mm 橫梁刀架進(jìn)給量 水平 0.2-20 m/min , 垂直 0.15-7.5 m/min 側(cè)刀架進(jìn)給量 垂直 0.2-11.5 m/min橫梁刀架快速移動速度 水平 1.6m/min , 垂直

30、 0.6m/min 側(cè)刀架快速移動速度 0.85m/min 刨刀桿的最大截面 60×60 橫梁升降速度 0.57m/min 主電機(jī)總?cè)萘?60生產(chǎn)廠 濟(jì)南第二機(jī)床廠級數(shù)范圍(米/分) 工作臺自動運(yùn)行的實(shí)際曲線如圖1.3 所示，一段速度切換到另一段速度，都有一個上升時間或下降時間。B2010A/1型六米龍門刨床，其速度設(shè)定值如表1-5所示。3. 刨臺運(yùn)動的機(jī)械特性曲線龍門刨床刨臺的運(yùn)動特性分兩種情況：（1）低速區(qū)：刨臺運(yùn)行速度較低時，刨刀允許的切削力由電動機(jī)的最大轉(zhuǎn)矩決定。電動機(jī)確定后，即確定了低速加工時的最大切削力。因此，在低速加工區(qū)，電動機(jī)為恒轉(zhuǎn)矩輸出。（2）高速區(qū)：刨臺運(yùn)行速度較

31、高時，切削力受機(jī)械結(jié)構(gòu)的強(qiáng)度限制，允許的最大切削力與速度成反比，因此，電動機(jī)為恒功率輸出。龍門刨床拖動系統(tǒng)變頻調(diào)速的可行性分析根據(jù)變頻調(diào)速理論可知，當(dāng)頻率低于額定頻率時，電動機(jī)調(diào)速具有恒轉(zhuǎn)矩輸出特性，而當(dāng)高于額定頻率時，電動機(jī)電壓不能升高，具有恒功率輸出特性。 因此。采用變頻調(diào)速時，電動機(jī)的機(jī)械特性曲線剛好與刨臺運(yùn)動所對應(yīng)的特件曲線相符。由此可見，適宜于采用變頻調(diào)速替代傳統(tǒng)的龍門刨床主拖動系統(tǒng)，并可使電動機(jī)的工作頻率適當(dāng)提高至額定頻率以上。 參考資料2【 1) 傳統(tǒng)龍門刨床電氣原理圖傳統(tǒng)龍門刨床主拖動系統(tǒng)的組成主拖動系統(tǒng)通常采用電機(jī)擴(kuò)大機(jī)調(diào)速系統(tǒng)。電機(jī)擴(kuò)大機(jī)由交流電動機(jī)A拖動，其輸出電壓給直流

32、發(fā)電機(jī)G1的勵磁繞組供電，而交流電動機(jī)MA則拖動發(fā)電機(jī)G1和勵磁機(jī)G2，它們又分別給直流電動機(jī)的電樞和勵磁繞組供電，通過控制線路實(shí)現(xiàn)對直流電動機(jī)的調(diào)速控制，其系統(tǒng)組成如1.6所示。 圖1.6 主拖動系統(tǒng)示意圖2) 龍門刨床的主電路如圖交流主電路包括了主拖動機(jī)組、刀架控制、橫梁控制等電路，如圖1.7 所示。圖1.7 龍門刨床的主電路圖圖1.7 中，各電機(jī)的功能： 交流電動機(jī)A用來拖動電機(jī)擴(kuò)大機(jī)，電機(jī)擴(kuò)大機(jī)的輸出電壓給直流發(fā)電機(jī)G1的勵磁繞組供電； FB是通風(fēng)電動機(jī)； RB是潤滑泵電動機(jī)； 交流電動機(jī)MA用來拖動發(fā)電機(jī)G1和勵磁機(jī)G2，它們又分別給直流電動機(jī)M（主拖動機(jī)組）的電樞和勵磁繞組供電；主拖動機(jī)組由交流電動機(jī)MA拖動直流發(fā)電機(jī)G1勵磁機(jī)G2構(gòu)成。 Y 是用來控制右側(cè)刀架自動進(jìn)給及快速移動的電動機(jī)；控制右側(cè)刀架沿立柱方向上下移動； Z 是用來控制左側(cè)刀架自動進(jìn)給及快速移動的電動機(jī)；控制左側(cè)刀架沿立柱方向上下移動； C 是用來控制垂直刀架自動進(jìn)給及快速移動的電動