富门子电气龙门刨床电气改造方案

                                                                                 富门子电气 龙门刨床电气改造方案

     一、   电气改造目前有三种模式：常用的模式是去除发电机组和交磁扩大机，保留原有的60KW直流电机，使用全数字直流调速器驱动主机；第二种模式是在第一种模式的基础上把主机更换为Z4系列55KW的新电机；第三种模式是抛弃直流电机，使用矢量型变频器及普通三相异步电机。三种模式都有改造成功的案例，相比较而言，直流电机比异步电机的启动特性好，低速时转矩大、调速特性好。另外变频器制动一般采用能耗制动，没有直流调速器逆变制动节能（变频器也有逆变制动的，但没有直流电机逆变制动效果好），更换电机在安装上也增加了工作量。所以本文主要介绍第一种模式，即使用原有的60KW直流电机。

    龙门刨床主要由五大部分组成。第一部分：作往复运动的工作台和装有V形导轨的床身。工作台安放在床身上，工作台下面有斜齿条与传动机构齿轮相啮合，主电机通过变速箱控制工作台前后运动。

第二部分：立柱和横梁机构，用于安装垂直刀架，工作台停止运动时可以上升下降，以调整刀架的高度。两个垂直刀架可沿横梁导轨在水平方向，或沿刀架本身的滑板导轨在垂直方向作快速移动或工作进给。

第三部分：左右两侧侧刀架。左右侧刀架及进给箱可沿立柱导轨上下快速移动或自动进给。

第四部分：润滑系统。工作台往复运动需要足够的润滑油，润滑系统故障会造成导轨磨损，严重时可使整个刨床报废。豆丁第五部分：就是我们本次重点讲述的电控系统。

原龙门刨床电机技术参数

主机（直流电机，原发电机组和交磁扩大机去除不用）

型号：Z2-93D2 功率：60kW 电压：220v其他电机型号主机风机电流：308A 转速：1000转／分额定电流0. 75KW功率1. 14AJ02-11-2

横梁升降电机横梁夹紧电机左刀架、右刀架、垂直刀架电机油泵电机

其他电机                          型号                           功率                      额定电流

主机风机                          J02-11-2                   0.75KW                   1.14A

横梁升降电机                   JD2- 32-4                 3 KW                        6.45A

横梁夹紧电机                   J02-11-4                   0.6KW                       1.56A

左刀架、右刀架                J02-22-4                   1.5KW                       3.55A

油泵电机                          JCL-22-4                   0.24KW                     0.76A 

二、电气改造方案

2. 1主机及PLC选择

主机直流调速装置，采用SSD 590直流调速器。SSD 590具有可供用户随意设定的参数，如加速时间、减速时间，停车时间等，同时具有控制、监控、保护和串行通讯的功能。还配备I/0接口，可以方便的与外部设备结合，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。用PLC 实现龙门刨床的其他动作的自动控制。本系统采用 FX1N-64MRPLC 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。电控柜柜门上增加可设定参数的文本显示器，系统故障时能显示故障信息，方便维护。采用增量型编码器完成工作台的行程设定。在直流电机的轴上安装上编码器，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/0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。

电控柜至龙门刨电路控制走线及操作按钮开关全部更新，以确保操作主令信号的可靠。电箱采用美观先进的型钢结构组件。

改造后的优越点

（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，因而可无噪皆运行。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。

       总结：使用SSD 590直流调速器和三菱 PLC改造的龙门刨，系统稳定性及节能效果十分明显。因此，将先进的调速装置应用到龙门刨床的调速系统中，可以带来较大的经济效益。