基于PLC的龙门刨床改造.pdf

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1、设计与制造２０１５年第２期（第２８卷，总第１３６期）·机械研究与应用·基于ＰＬＣ的龙门刨床改造李玉婉（兰州交通大学机电工程学院，甘肃兰州７３００７０）摘要：针对大型龙门刨床Ｂ２０２５目前存在的问题，对其电气控制系统进行全面的技术改造，增加铣削功能以适应各种加工要求。该控制系统以ＰＬＣ为核心以及人机界面为控制界面，完成开关量逻辑控制、转速控制、工作台智能调节及人机界面交互；西门子直流调速器６ＲＡ８０实现刨削控制系统改造；西门子变频器ＭＭ４４０实现铣削功能控制。通过改造，提高了系统的可靠性、稳定性，操作界面简单

2、、友好，满足生产加工多元化要求。关键词：龙门刨床；铣削；ＰＬＣ；人机界面（ＨＭＩ）；直流调速器；变频器中图分类号：ＴＰ２７３文献标志码：Ａ文章编号：１００７－４４１４（２０１５）０２－０１２８－０４ＴｒａｎｓｆｏｒｍａｔｉｏｎｏｆＧａｎｔｒｙＰｌａｎｅＣｏｎｔｒｏｌＳｙｓｔｅｍＢａｓｅｄｏｎＰＬＣＬＩＹｕ－ｗａｎ（ＳｃｈｏｏｌｏｆＭｅｃｈａｔｒｏｎｉｃＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，ＬａｎｚｈｏｕＪｉａｏｔｏｎｇＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，ＬａｎｚｈｏｕＧａｎｓｕ７３００７０，Ｃｈｉｎａ）Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ａｉｍｉｎｇａｔ

3、ｔｈｅｅｘｉｓｔｉｎｇｐｒｏｂｌｅｍｏｆｌａｒｇｅ－ｓｃａｌｅＢ２０２５ｇａｎｔｒｙｐｌａｎｅ，ａｃｏｍｐｒｅｈｅｎｓｉｖｅｔｒａｎｓｆｏｒｍａｔｉｏｎｉｓａｐｐｌｉｅｄｔｏｉｔｓｅｌｅｃｔｒｉｃｉｔｙｃｏｎｔｒｏｌｓｙｓｔｅｍ，ｉｎｃｒｅａｓｉｎｇｔｈｅｍｉｌｌｉｎｇｃａｐａｂｉｌｉｔｉｅｓｉｎｏｒｄｅｒｔｏａｄａｐｔｔｏｔｈｅｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇｒｅｑｕｉｒｅｍｅｎｔｓ．ＷｉｔｈＳｉｅｍｅｎｓｐｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅｌｏｇｉｃｃｏｎｔｒｏｌｌｅｒａｓｔｈｅｃｏｎｔｒｏｌｃｏｒｅａｎｄｈｕｍａｎ－ｍａｃｈｉ

4、ｎｅｉｎｔｅｒｆａｃｅａｓｃｏｎｔｒｏｌｉｎｔｅｒｆａｃｅ，ｔｈｅｓｗｉｔｃｈｌｏｇｉｃｃｏｎｔｒｏｌ，ｒｏｔａｔｉｏｎａｌｓｐｅｅｄｃｏｎｔｒｏｌ，ｗｏｒｋｂｅｎｃｈｉｎｔｅｌｌｉｇｅｎｔｒｅｇｕｌａｔｉｏｎａｎｄｈｕｍａｎ－ｍａｃｈｉｎｅｉｎｔｅｒｆａｃｅａｒｅａｃｃｏｍｐｌｉｓｈｅｄ；ａｎｄｔｈｅＳｉｅｍｅｎｓ６ＲＡ８０ＤＣｓｐｅｅｄｇｏｖｅｒｎｏｒｉｓｔｏａｃｈｉｅｖｅｐｌａｎｉｎｇｃｏｎｔｒｏｌｓｙｓｔｅｍｔｒａｎｓｆｏｒｍａｔｉｏｎ；ｗｈｉｌｅｔｈｅＳｉｅｍｅｎｓｃｏｎｖｅｒｔｅｒＭＭ４４０ｉｓｔ

5、ｏａｃｈｉｅｖｅｍｉｌｌｉｎｇｆｕｎｃｔｉｏｎｓ．Ｔｈｅｒｅｓｕｌｔｏｆｒｅｃｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎｓｈｏｗｓｔｈａｔｉｔｉｍｐｒｏｖｅｓｔｈｅｒｅｌｉａｂｉｌｉｔｙａｎｄｓｔａｂｉｌｉｔｙｏｆｍａｃｈｉｎｅ，ａｎｄｔｈｅｏｐｅｒａｔｉｏｎｉｎｔｅｒｆａｃｅｉｓｓｉｍｐｌｅａｎｄｕｓｅｒ－ｆｒｉｅｎｄｌｙ．Ｔｈｅｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅｓａｔｉｓｆｉｅｓｔｈｅｒｅｑｕｉｒｅｍｅｎｔｓｏｆｐｒｏｄｕｃｔｉｏｎｐｒｏｃｅｓｓ．Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：ｇａｎｔｒｙｐｌａｎｅ；ｍｉｌｌｉｎｇ；ＰＬＣ；ｈｕｍａｎ－ｍａｃｈ

6、ｉｎｅｉｎｔｅｒｆａｃｅ（ＨＭＩ）；ＤＣｓｐｅｅｄｇｏｖｅｒｎｏｒ；ｃｏｎｖｅｒｔｅｒ０引言２刨铣功能改造总体方案设计某厂的一台由武汉重型机床厂７０年代生产的２．１总体方案设计［４］Ｂ２０２５型龙门刨床，经过近４０年的使用，电器元依据机床工艺控制过程和技术要求，针对双电机件严重老化导致在加工时工作台往复换向过程中对驱动重型刨床，为了实现刨铣两用功能，刨削功能采齿轮箱的撞击非常严重，影响龙门刨床的使用寿命，用功率较大的普通直流电机实现；铣削功能采用小功更换减速箱齿轮后仍不能正常工作，现已不能满足生率的交流变频电

7、机通过减速机来实现，并完成电气控［２］产需要；而且近年来随着机械产品结构的不断调制系统设计。整，陆续出现了非连续加工零件，市面涌出越来越多刨削时，原机床驱动工作台的大功率直流电机功元化的产品，仅仅刨削功能已不能满足快速发展的生率为６０ｋＷ，成本较高，且工作性能稳定可靠，因此改产需求。造时保留拖动方式不变，工作台拖动采用直流调速因此对该大型龙门刨床增加铣削功能并且进行器，要求调速器调速范围宽、节能效果显著。电气控制系统的综合改造，以提高设备性能，满足该铣削时，拆除原机床一个垂直刀架，并且在拆除龙门刨床各种加工生

8、产要求。垂直刀架溜板上增加一台１５ｋＷ铣头，在主减速箱１刨铣功能技术要求与交流变频电机之间增加一套铣削减速机，来满足铣通过对原龙门刨床工艺流程和控制方法的研究，削时直流电机对工作台的驱动要求，确保铣削时，工刨铣功能的主要技术要求如下：作台低速运行时稳定，不抖动、不爬行。增加一套电加工件最大宽度：２５００ｍｍ；加工件最大高度：２磁离合器来实现刨削和铣削电机之间的切换。变频０００ｍｍ；加工件最大长度：８