B2010A型六米龙门刨电气改造

1 引言

机修分厂的B2010A型龙门刨床被用于加工汽轮机的缸套等。该设备使用日久，出现了精度降低，调速性差，生产效率低等问题，故急需对其进行改造。考虑到原有设备与加工要求调速比达到20：1以上，可用于刨、铣削，静差度小于10%，切削力恒定、平稳、冲击小，刀具切入切出时自动减速，功耗低，安全可靠、易于维护等要求。决定采用全数字直流驱动结合PLC的改造方法。

2 原刨床的基本情况

2.1基本结构

龙门刨床包括，床身、工作台、横梁、左右垂直刀架、左右侧刀架、立柱、龙门顶等。

2.2工作过程

龙门刨的刨削过程是工件与刨刀相对运动。因此工作台与工件必须频繁地进行往复运动，切削加工只在工作行程中，返回行程只是空转。在切削过程中没有进给运动，只有在返回行程中才有刀架的进给运动。其中，工作台与工件间的往复运动称为主运动，横梁、刀架的运动称作辅助运动。

2.3运动特点主运动的速度图 如图1所示

其中
0-t1工作台前进起动阶段
t1-t2刀具慢速切入阶段
t2-t3加速至稳定工作速度
t3-t4工作速度阶段
t4-t5减速退出工件阶段
t5-t9返回阶段

慢速切入切出，即防止崩坏工件又可以提高刀具使用寿命。高速切削、返回以提高加工效率。

2.4 传动系统

该龙门刨采用K—F—D（发电机组电动机）调速系统交流电机拖动直流发电机再拖动直流电动机，由交磁放大机控制发电机的励磁系统，结合机械传动，达到20:1的机电联合调速系统。进刀机构采用进刀继电器控制进刀，由于继电器控制时有粘连发生使加工精度下降。

3 直流驱动系统

3.1 直流调速的优越性

全数字直流调速系统调速范围可达40:1，更换不同的工作组件就可使刨床用于刨、铣一机两用。为提高加工精度，工作台的速度不随切削量的变化而变化，静差度小于3%，自动调速，达到速度曲线的要求提高加工质量与效率。

3.2设备组成

作台的主运动只需一台45KW的异步电机经直流调速驱动，实现无级变速。工作台换向制动利用直流驱动自带的能量反馈装置，使制动速度快，能量又反馈到电网中。垂直刀架和左右测刀架采用PLC控制，使进刀量准确，提高加工精度。

3.3组成框图

系统以PLC为控制核心，组成如图所示