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龙门刨床改造 |
| 龙门刨床改造 |
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随着社会的进步，科技的发展，七八十年代的龙门刨床的电器控制线路已经十分落后，而且故障频繁，维修非常困难，改造投资大，费时费力，效率低，能耗大，同时噪音也很大，污染严重。经过多年的时间经验，我们对老式龙门刨床的电气空子线路进行了彻底的技术改造，以将发电机组及扩大机控制的龙门刨床改造成全数字智能化控制的电气系统。
七八十年代的设备，电气控制系统主要采用直流发电机组和交磁扩大机组成，电气控制系统比较复杂，使用电气元件也比较多，加之使用时间长，电气元件老化，故障频繁， B2152、B2012、B2012A、B2016A、BJ2020、B20125Q、B2020等10几种型号龙门刨床都很适合全数字智能化控制的电气系统改造.
一．旧龙门刨床的特点：
1。旧刨床的工作台驱动由交流机组、直流发电机组、直流电动机组及交磁扩大机组成。
1). 交流电动机的基参数如下:
型号: JB2-4 功率:60kW 电压:380V 电流:308A 转速:1460转/分
2). 直流电动发电机的主要参数如下:
功率: 70kW 电压:230v 转速:1450转/分
3). 直流电动机：
型号: Z2-93D2 功率:60kW 电压:220v 电流:308A 转速:1460转/分
4). 交磁扩大机：
型号: ZKK-4 功率: 4kW
2. 工作台换向及一、二级减速、限位由1XKM、2XKM、3XKM、4XKM、XKQ、XKH、1XK、2Xk等开关实现，因此控制复杂，故障点多，难于维修。
3．调速系统电阻、各种继电器繁多，所以故障多，低速时速度不稳，换向不稳定，常出现爬行越位等故障。由于各正反馈和负反馈电路叫多，所以故障难于判断。
4．改造时旧龙门刨床存在的问题及缺点：
1). 设备使用年代以久，电器控制元件严重老化，设备故障率高，维修费用大，已不能满足目前生产加工的需要。
2). 由于采用的是交直流机组，故其效率只有0.5~0.68,且能耗高！
3).主传动及控制部分电气操作条件比较多，不但增加了维护工作量，也使整个系统可靠性大大降低。
4).工作台调速范围小，精度（D≤30）,加工工件的表面质量差。
5).占地面积大，噪音高。
二．改造后龙门刨床的特点：
1．工作台驱动系统
1). 由于用英国欧陆公司的SSD 590直流驱动器代替了复杂的交磁放大控制电路,故使控制简单化,数字化,智能化
2). 用50kW直流电机Z4-200-31取代了交流机组和直流发电机组(包括编码器LMA-10BM-C24C、测速机ZYS-100A)，因此，调速方便且数字化。
3).工作台换向由旋转编码器PLC完成，不需要一、二级减速、及换向开关。
4).其它动作均由PLC实现，元件少，简单直观故障少。
5).去掉了发电机组，节电又 省工
6).工作台行程设定可随意进行，且具有记忆功能。
7).可实现恒转矩控制，并能实现低速切入。
三．改造后数字化龙门创新的优越特点：
1 .龙门刨工作台直流调速系统的改造：
改造后的龙门刨工作台直流调速系统采用的是英国欧陆公司生产的SSD 590直流驱动装置。SSD是具有当代水平的全微机化工业直流电机调速驱动器，输出电流范围在15A~5000A，全系列产品还具有控制、监控、保护和串行通讯的功能。
SSD 590分单象限和四象限两种配置，单象限驱动器仅能实现正向运行，四象限驱动器则是完全可逆的，这两种配置的驱动器均能实现对电机速度和转矩的全面控制，四象限驱动器也可以对正反向逆行全面控制。
SSD 590还有一系列可供拥护随意设定的参数，此参数数据有些来自外部，如速度给定、转矩给定、速度反馈以及电机的各种特性参数等，同时配备I/O接口，可以方便的与外部设备结合，以满足各种调速的需要，用SSD 590中的180A和一台50kW的直流电机，来完全取代直流发电机组和交磁扩大机，从而实现了工作台的无级调速、自动加减速、以及自动换向等动作。
2.用PLC实现龙门刨床的其他动作的电器自动控制。本改造采用FX2N-80MR PLC完成龙门刨床自动进给刀、抬刀、横梁升降、横梁夹紧放松、刀架快速移动以及工作台的加速、换向等各种动作的正常运转。
3.采用圆光栅编码器完成工作台的行程设定。在支流电机的轴上安装有圆光栅编码器，通过编码器A相、B相脉冲计数与PLC内的计数器和SSD 590的I/O接口完成工作台的前进、后退、加减速、换向，以实现工作台自动往复的行程设定，从而取消了工作台过去的加减速开关、换向开关，同时也减少了故障。
4.改造后的全数字龙门刨控制系统的特点：
1).该数字直流传动装置能耗低，效率高，其效率可达到0.99以上，而直流发电机组只有0.7左右。
2).调速性能高。这种全数字直流调速装置是一种高精度传动张制，以其自身的优点使整个主传动控制系统的精度、调速范围、快速性能有了很大的改善，从而提高了加工能力及其加工质量。
3).结构简单，可靠性高。与交磁扩大机组相比，全数字可逆直流调速装置可减少60Kw直流发电机一台，70kW交流电动机一台，交磁放大机一套，同时大大减少了占地面积，并使控制系统结构简单、体积缩小；而且能量一次性转换，使能耗降低，效率大大提高。
用先进的可编程控制器取代繁杂的交直流继电器控制系统，使元件减少，连线减少，大大提高了系统的可靠性，同时维护也十分方便。
4).装机水平高，具有完善的保护功能。系统具有良好的保护和监控功能，PLC有自身的输入/输出监控指示灯，而全数字直流调速装置则更有良好的保护监控功能，且具有故障存储记忆，自适应参数优化等多种功能。
5).免维护，改造后，系统中的全数字直流调速装置和可编程控制器不需要维护，提高了系统的作业效率，减少运行成本。
6).改造后，由于取掉了交流机组，因而可无噪音运行。
四、使用效率
由SSD 590和FX2N-80MRPLC相互配合进行改造后的龙门刨床控制系统最低速为5rpm，最高为1500rpm，从起步到全速只需8秒时间，从全速到换向实行两次减速，可在12秒时间内完成，且换向平稳无冲击，不会发生振荡、爬行、起位等现象，同时可恒转矩切削，因而大大提高加工精及效率。通过悬挂按钮完全能完成系统的启动、停止、自动手动。工件加工长度范围由悬挂按钮站完成行程设置，并通过PLC的记忆功能来保存，电气柜上有各种报警指示，几乎可以实现无故障、免维护运行。
五、结束语：
使用SSD 590和FX2N-128MR PLC后，龙门刨床改造节能效果十分明显，改造周期短。因此，将先进的调速装置直接应用到龙门刨床的调速系统中，无疑是一种大的技术革新，可以带来较大的经济效益。
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