各種機床電氣升級改造 

   隨著社會的進步，科技的發(fā)展，七八十年代的龍門刨床的電器控制線路已經(jīng)十分落后，而且故障頻繁，維修非常困難，改造投資大，費時費力，效率低，能耗大，同時噪音也很大，污染嚴重。經(jīng)過多年的時間經(jīng)驗，我們對老式龍門刨床的電氣空子線路進行了徹底的技術(shù)改造，以將發(fā)電機組及擴大機控制的龍門刨床改造成全數(shù)字智能化控制的電氣系統(tǒng)。

   七八十年代的設(shè)備，電氣控制系統(tǒng)主要采用直流發(fā)電機組和交磁擴大機組成，電氣控制系統(tǒng)比較復(fù)雜，使用電氣元件也比較多，加之使用時間長，電氣元件老化，故障頻繁， B2152、B2012、B2012A、B2016A、BJ2020、B20125Q、B2020等10幾種型號龍門刨床都很適合全數(shù)字智能化控制的電氣系統(tǒng)改造.

一．舊龍門刨床的特點：

1．舊刨床的工作臺驅(qū)動由交流機組、直流發(fā)電機組、直流電動機組及交磁擴大機組成。

1). 交流電動機的基參數(shù)如下:

型號: JB2-4      功率:60kW      電壓:380V     電流:308A     轉(zhuǎn)速:1460轉(zhuǎn)/分

2). 直流電動發(fā)電機的主要參數(shù)如下:

功率: 70kW    電壓:230v  轉(zhuǎn)速:1450轉(zhuǎn)/分

3). 直流電動機：

型號: Z2-93D2  功率:60kW  電壓:220v  電流:308A  轉(zhuǎn)速:1460轉(zhuǎn)/分

4). 交磁擴大機：

型號: ZKK-4

功率: 4kW

2. 工作臺換向及一、二級減速、限位由1XKM、2XKM、3XKM、4XKM、XKQ、XKH、1XK、2Xk等開關(guān)實現(xiàn)，因此控制復(fù)雜，故障點多，難于維修。

3．調(diào)速系統(tǒng)電阻、各種繼電器繁多，所以故障多，低速時速度不穩(wěn)，換向不穩(wěn)定，常出現(xiàn)爬行越位等故障。由于各正反饋和負反饋電路叫多，所以故障難于判斷。

4．改造時舊龍門刨床存在的問題及缺點：

1). 設(shè)備使用年代以久，電器控制元件嚴重老化，設(shè)備故障率高，維修費用大，已不能滿足目前生產(chǎn)加工的需要。

2). 由于采用的是交直流機組，故其效率只有0.5~0.68,且能耗高！

3).主傳動及控制部分電氣操作條件教多，不但增加了維護工作量，也使整個系統(tǒng)可靠性大大降低。

4).工作臺調(diào)速范圍小，精度（D≤30）,加工工件的表面質(zhì)量差。

5).占地面積大，噪音高。

二．改造后龍門刨床的特點：

1．工作臺驅(qū)動系統(tǒng)

1). 由于用英國歐陸公司的SSD 590直流驅(qū)動器代替了復(fù)雜的交磁放大控制電路,故使控制簡單化,數(shù)字化,智能化.

2). 用50kW直流電機Z4-200-31取代了交流機組和直流發(fā)電機組(包括編碼器LMA-10BM-C24C、測速機ZYS-100A)，因此，調(diào)速方便且數(shù)字化。

3).工作臺換向由旋轉(zhuǎn)編碼器PLC完成，不需要一、二級減速、及換向開關(guān)。

4).其它動作均由PLC實現(xiàn)，元件少，簡單直觀故障少。

5).去掉了發(fā)電機組，節(jié)電又省功。

6).工作臺行程設(shè)定可隨意進行，且具有記憶功能。

7).可實現(xiàn)恒轉(zhuǎn)矩控制，并能實現(xiàn)低速切入。

三．改造后數(shù)字化龍門創(chuàng)新的優(yōu)越特點：

1 .龍門刨工作臺直流調(diào)速系統(tǒng)的改造：

改造后的龍門刨工作臺直流調(diào)速系統(tǒng)采用的是英國歐陸公司生產(chǎn)的SSD 590直流驅(qū)動裝置。SSD是具有當(dāng)代水平的全微機化工業(yè)直流電機調(diào)速驅(qū)動器，輸出電流范圍在15A~5000A，全系列產(chǎn)品還具有控制、監(jiān)控、保護和串行通訊的功能。

SSD 590分單象限和四象限兩種配置，單象限驅(qū)動器僅能實現(xiàn)正向運行，四象限驅(qū)動器則是完全可逆的，這兩種配置的驅(qū)動器均能實現(xiàn)對電機速度和轉(zhuǎn)矩的全面控制，四象限驅(qū)動器也可以對正反向逆行全面控制。

SSD 590還有一系列可供擁護隨意設(shè)定的參數(shù)，此參數(shù)數(shù)據(jù)有些來自外部，如速度給定、轉(zhuǎn)矩給定、速度反饋以及電機的各種特性參數(shù)等，同時配備I/O接口，可以方便的與外部設(shè)備結(jié)合，以滿足各種調(diào)速的需要，用SSD 590中的180A和一臺50kW的直流電機，來完全取代直流發(fā)電機組和交磁擴大機，從而實現(xiàn)了工作臺的無級調(diào)速、自動加減速、以及自動換向等動作。

２．用PLC實現(xiàn)龍門刨床的其他動作的電器自動控制。本改造采用FX2N-80MR PLC完成龍門刨床自動進給刀、抬刀、橫梁升降、橫梁夾緊放松、刀架快速移動以及工作臺的加速、換向等各種動作的正常運轉(zhuǎn)。

３．采用圓光柵編碼器完成工作臺的行程設(shè)定。在支流電機的軸上安裝有圓光柵編碼器，通過編碼器A相、B相脈沖計數(shù)與PLC內(nèi)的計數(shù)器和SSD 590的I/O接口完成工作臺的前進、后退、加減速、換向，以實現(xiàn)工作臺自動往復(fù)的行程設(shè)定，從而取消了工作臺過去的加減速開關(guān)、換向開關(guān)，同時也減少了故障。

４．改造后的全數(shù)字龍門刨控制系統(tǒng)的特點：

１).該數(shù)字直流傳動裝置能耗低，效率高，其效率可達到0.99以上，而直流發(fā)電機組只有0.7左右。

２).調(diào)速性能高。這種全數(shù)字直流調(diào)速裝置是一種高精度傳動張制，以其自身的優(yōu)點使整個主傳動控制系統(tǒng)的精度、調(diào)速范圍、快速性能有了很大的改善，從而提高了加工能力及其加工質(zhì)量。

3).結(jié)構(gòu)簡單，可靠性高。與交磁擴大機組相比，全數(shù)字可逆直流調(diào)速裝置可減少60Kw直流發(fā)電機一臺，70kW交流電動機一臺，交磁放大機一套，同時大大減少了占地面積，并使控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡單、體積縮�。欢�且能量一次性轉(zhuǎn)換，使能耗降低，效率大大提高。

   用先進的可編程控制器取代繁雜的交直流繼電器控制系統(tǒng)，使元件減少，連線減少，大大提高了系統(tǒng)的可靠性，同時維護也十分方便。

4).裝機水平高，具有完善的保護功能。系統(tǒng)具有良好的保護和監(jiān)控功能，PLC有自身的輸入/輸出監(jiān)控指示燈，而全數(shù)字直流調(diào)速裝置則更有良好的保護監(jiān)控功能，且具有故障存儲記憶，自適應(yīng)參數(shù)優(yōu)化等多種功能。

5).免維護，改造后，系統(tǒng)中的全數(shù)字直流調(diào)速裝置和可編程控制器不需要維護，提高了系統(tǒng)的作業(yè)效率，減少運行成本。

6).改造后，由于取掉了交流機組，因而可無噪音運行。  

四、使用效率：

由SSD 590和FX2N-80MRPLC相互配合進行改造后的龍們刨床控制系統(tǒng)最低速為5rpm，最高為1500rpm，從起步到全速只需8秒時間，從全速到換向?qū)嵭袃纱螠p速，可在12秒時間內(nèi)完成，且換向平穩(wěn)無沖擊，不會發(fā)生振蕩、爬行、起位等現(xiàn)象，同時可恒轉(zhuǎn)矩切削，因而大大提高加工精及效率。通過懸掛按鈕完全能完成系統(tǒng)的啟動、停止、自動手動。工件加工長度范圍由懸掛按鈕站完成行程設(shè)置，并通過PLC的記憶功能來保存，電氣柜上有各種報警指示，幾乎可以實現(xiàn)無故障、免維護運行。

五、結(jié)束語：

使用SSD 590和FX2N-80MR PLC后，節(jié)能效果十分明顯，改造周期短。因此，將先進的調(diào)速裝置直接應(yīng)用到龍門刨床的調(diào)速系統(tǒng)中，無疑是一種大的技術(shù)革新，可以帶來較大的經(jīng)濟效益。