课程设计任务书
题目 龙门刨床控制系统PLC变频器改造 小组组长 李利杰 小组成员 齐运沼、赵国杰 主要内容:
1. 工作台变频调速及PLC控制 2. 刀架变频器调速及PLC控制 3. 横梁及辅助运动控制 4. 课程设计总结
基本要求:
1. 龙门刨床的工艺加工方法不变
2. 在保留主电路的原有原件基础上，不改变原控制系统操作方法
3. 电气控制系统控制元件(包括按钮、行程开关、热继电器、接触器)，作用与原电气线路相同
4. 主轴和进给起动、制动和变速的操作方法不变 5. 改造原继电器控制中的硬件接线，改为PLC编程实现
主要参考资料：
1. 刘洪涛，黄海《PLC应用开发从基础到实践》，北京： 电子工业出版社，2007年
2. 卢伟岸 《大型龙门刨床电控系统的研制》，[学位论文]，
武汉，中南大学，2004年
3. 向六昭 《龙门刨床电气控制系统的改造设计》，载《中国西部科技》2008年第10期
4. 李发海，王 岩 《电机与拖动基础》，北京:清华大学出
版社, 2005年
5. 蔡红斌《电气与PLC控制技术》，北京：清华大学出版社，
2007年
6. FR-A740变频器用户手册
完 成 期 限： 指导教师签名： 课程负责人签名：
2012年 6 月 6 日
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目录
1.龙门刨床运动形式及改造要求 ............................................................................................ 3
1.1龙门刨床结构及运动形式 .......................................................................................... 3 1.2龙门刨床电气控制改造目的及意义 .......................................................................... 4 1.3龙门刨床电气控制改造总体要求 .............................................................................. 5 1.4龙门刨床电气控制改造方案 ...................................................................................... 7 2.工作台变频调速及PLC控制 ................................................................................................ 8
2.1工作台运动及调速要求 .............................................................................................. 8 2.2工作台调速方案 .......................................................................................................... 9 2.3工作台电气控制输入、输出确定 ............................................................................ 11 2.4工作台电气控制接线图 ............................................................................................ 12 3.刀架变频调速及PLC控制 .................................................................................................. 15 3.1刀架运动及调速要求 ....................................................................................................... 15
3.2刀架调速方案 ............................................................................................................ 15 3.3刀架电气控制输入、输出确定 ................................................................................ 16 3.4刀架电气控制接线图 ................................................................................................ 17 3.5刀架PLC电气控制程序 ............................................................................................ 18 4.横梁及辅助运动控制 .......................................................................................................... 19
4.1横梁运动形式及拖动方式 ........................................................................................ 19 4.2油泵控制 .................................................................................................................... 19 4.3铣磨头变频调速控制方案 ........................................................................................ 19 4.4横梁及其它辅助运动电气控制输入、输出确定 .................................................... 20 4.5横梁及其它辅助运动PLC控制原理图 .................................................................... 21 4.6横梁及其它辅助运动控制程序 ................................................................................ 23 5.课程设计总结 ...................................................................................................................... 24
5.1龙门刨床电气控制改造意义与可行性分析 ............................................................ 24 5.2龙门刨床电气控制改造效果和解决的主要问题 .................................................... 24 5.3心得体会与建议 ........................................................................................................ 24 5.4结束语 ........................................................................................................................ 26
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1.龙门刨床运动形式及改造要求
1.1龙门刨床结构及运动形式
龙门刨床主要由七部分组成，如图1所示。
其中床身为箱体型零件，其上有V形导轨。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，可作往复运动。横梁用于安装垂直刀架，刨削加工时严禁动作，只在工作台停止运动时才能移动，以调整刀架高度。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。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。
图1龙门刨床B2012A的组成：
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图2龙门刨床结构示意图
如图2所示，工作台放在床身上，工作台由直流电动机拖动可在床身上作往复运动。当工作台带动工件运动时，刨刀对工件进行刨削加工。刨刀装在垂直刀架或侧刀架上。侧刀架可上下移动并横向进给，它又分为左侧刀架和右侧刀架。垂直刀架装在横梁上，它可作横向移动和垂直进给，它又分为左垂直刀架与右垂直刀架。横梁可沿着立柱作上下移动。横梁上的刀架，可在横梁导轨上作横向进给运动，以刨削工作的水平面；立柱上的侧刀架，可沿立柱导轨作垂直进给运动，以刨削垂直面。刀架亦可偏转一定角度以刨削斜面。横梁可沿立柱导轨上下升降，以调节刀具和工件的相对位置。
龙门刨床的运动可分为主运动、进给运动与辅助运动。主运动是指工作台的往复运动，进给运动是指刀架的进给，辅助运动是调整刀具运动（如横梁的夹紧与放松、横梁的上升与下降、刀架的快速移动与抬刀等）。
1.2龙门刨床电气控制改造目的及意义
今天继电器已应用到家庭及工业控制的各个领域，他们比以往的产品具有更高的可靠性。但是，这也是随之带来的一些问题。如绝大多数控制继电器都是长期磨损和疲劳工作条件下进行的，容易损坏。而且继电器的触点容易产生电弧，甚至会熔在一起产生误操作，引起严重的后果。再者，对一个具体使用的装有上百个继电器的设备，其控制箱将是庞大而笨重的。在全负荷运载的情况下，大的继电器将产生大量的热及噪声，同时也消耗了大量的电能。并且继电器控制系统必须是手工接线、安装，如果有简单的改动，也需要花费大量时间及人力和物力去改制、安装和调试。
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