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。經過多年的時間經驗，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字智能化控制的電氣系統(tǒng)。

    七八十年代的設備，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如下:

型號: JB2-4      功率:60kW      電壓:380V     電流:308A     轉速:1460轉/分

2). 直流電動發(fā)電機的主要參數如下:

功率: 70kW    電壓:230v  轉速:1450轉/分

3). 直流電動機：

型號: Z2-93D2  功率:60kW  電壓:220v  電流:308A  轉速:1460轉/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等開關實現(xiàn)，因此控制復雜，故障點多，難于維修。

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

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).工作臺調速范圍小，精度（D≤30）,加工工件的表面質量差。

5).占地面積大，噪音高。

二、改造后龍門刨床的特點：

1．工作臺驅動系統(tǒng)

1). 由于用英國歐陸公司的SSD 590直流驅動器代替了復雜的交磁放大控制電路,故使控制簡單化,數字化,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，調速方便且數字化。

3).工作臺換向由旋轉編碼器PLC完成，不需要一、二級減速、及換向開關。

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).工作臺行程設定可隨意進行，且具有記憶功能。

7).可實現(xiàn)恒轉矩控制，并能實現(xiàn)低速切入。

三、改造后數字化龍門創(chuàng)新的優(yōu)越特點：

1 .龍門刨工作臺直流調速系統(tǒng)的改造：

改造后的龍門刨工作臺直流調速系統(tǒng)采用的是英國歐陸公司生產的SSD 590直流驅動裝置。SSD是具有當代水平的全微機化工業(yè)直流電機調速驅動器，輸出電流范圍在15A~5000A，全系列產品還具有控制、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，單象限驅動器僅能實現(xiàn)正向運行，四象限驅動器則是完全可逆的，這兩種配置的驅動器均能實現(xiàn)對電機速度和轉矩的全面控制，四象限驅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定的參數，此參數數據有些來自外部，如速度給定、轉矩給定、速度反饋以及電機的各種特性參數等，同時配備I/O接口，可以方便的與外部設備結合，以滿足各種調速的需要，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。

３．采用圓光柵編碼器完成工作臺的行程設定。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相脈沖計數與PLC內的計數器和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)工作臺自動往復的行程設定，從而取消了工作臺過去的加減速開關、換向開關，同時也減少了故障。

４．改造后的全數字龍門刨控制系統(tǒng)的特點：

１).該數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).調速性能高。這種全數字直流調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量。

3).結構簡單，可靠性高。與交磁擴大機組相比，全數字可逆直流調速裝置可減少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)結構簡單、體積縮??；而且能量一次性轉換，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，而全數字直流調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，自適應參數優(yōu)化等多種功能。

5).免維護，改造后，系統(tǒng)中的全數字直流調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，從全速到換向實行兩次減速，可在12秒時間內完成，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，將先進的調速裝置直接應用到龍門刨床的調速系統(tǒng)中，無疑是一種大的技術革新，可以帶來較大的經濟效益。

代表客戶：

 

河南洛陽拖拉機研究所（4米龍門刨）

 

濟南第一機床廠（6米龍門刨）

 

武漢重型機床廠（10米龍門刨）

 

浙江新業(yè)機械設備廠（6米龍門刨）

手操箱：

機器全貌：

控制柜：

主控制系統(tǒng)：