龙门刨床控制系统设计.doc

基于PLC、变频器的龙门刨床控制系统设计要求
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,是用来加工各种平面、斜面、槽,更适合于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),在机械加工行业里应用十分广泛。
龙门刨床主要分为机械控制和电气控制两大组成部分,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:
●工作台的运动:工作台的人工点动运行(进\退),自动往复循环运行及速度变换。
●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;
龙门刨床的基本结构
龙门刨床主要用来加工各种平面、斜面、槽,更适合于加工大型而狭长的工件,如机床床身、横梁、立柱、导轨和箱体等。龙门刨床的结构如图9-1所示,主要由以下七个部分组成。
龙门刨床的结构
(1)机座:是一个箱形体,上有V形和U形导轨,用于安置工作台。
(2)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。
(3)立柱:用于安置横梁及刀架。
(4)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。
(7)主拖动电机:用于拖动工作台的往返运动。
龙门刨床工作台的往复运动为主运动。龙门刨床上的工件一般用压板螺栓压紧,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(快退)速度大于工作行程(切削)速度。机床工作台的驱动可用交流异步电动机+变频器的控制方式,调速范围较大,在低速时也能获得较大的驱动力。工作台既可作快速的运动,也可作慢速的进给运动,
横梁可沿立柱导轨上下升降,以调整***和工件的相对位置。工作台回程时能机动抬刀,以免划伤工件表面。
龙门刨床产品图片
龙门刨床的运动及工艺、技术要求
龙门刨床的运动
主运动:机床的主运动是指工作台纵向往复运动。
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。
辅助运动:指横梁的上下移动,垂直刀架沿横梁的左右移动,侧刀架在立柱上的上下运动。
各运动部分的工艺要求
(1)工作台的运动
◆对工作台运动(主运动) 的控制要求
龙门刨床工作台的主运动分为点动运行和自动循环两种方式。
◎点动控制即步进(点动前进)和步退(点动后退),调试及对刀时用,目的是调整工作台到达合适位置,以便摆放加工工件。
步进、步退阶段是工件加工前的准备阶段。工作台步进或步退时,挡块()不能压住前进换向行程开关BG2或后退换向行程计关BG4,如果压住它们,应松开档块,调整挡块位置,使挡块处于这两个行程开关之间。
在工作台步进、步退阶段,首先要求油泵先起动,油压升到设定值时,油压继电器动作,另外要求风机和变频器运转正常。满足以上条件时,按下工作台步进或步退按钮,可以使工作台点动前进(或点动后退);当工作台到达需要的位置时,松开该按钮,工作台即停止运动。步进与步退必须互锁。
“步进”或“步退”是为了调整机床工作台的位置,只能点动控制,此时主运动多采用较低的速度。
◎工作台自动循环往返运动
工作台自动循环往返运动是对工件进行加工的过程。
在 B2012A型龙门刨床的床身上装有6个行程开关。前进减速BG1、前进换向BG2、后退减速BG3、后退换向BG4、前进终端保护限位BG5、后退终端保护限位BG6。工作台侧面装有A、B、C、D 4个撞块,,减速与换向行程开关的工作情况如表1-1 所示。
行程开关布置示意图
当横梁已经夹紧,风机和油泵已经工作,并且机床润滑油供给情况正常(油压升到设定值时,油压继电器