M8反向运转，带动衡梁下降。当横梁下降到要求高度时，松开横梁下降启动按钮SB7，衡量停止下降。接触器KM12接通横梁放松、夹紧电动机M9的正转电源，交流电动机M9正向启动运转，使横梁夹紧。继而接触器KM10通电闭合，电动机M8启动正向旋转，带动横梁作短暂的回升后停止上升，然后横梁的进一步夹紧。特性曲线分为如图3所示两段。
4.3.3 工作台自动循环控制电路
工作台自动循环控制电路分为慢速切入控制、工作台工进速度前进控制、工作台前进减速运动控制、工作台后退返回控制、工作台返回减速控制、工作台返回结束并转入慢速控制等。
工作台自动循环控制主要由安装在龙门刨床工作台侧面上的四个撞块A、B、C、D按一定的规律撞击安装在机床床身上的四个行程开关ST1、ST2、ST3、ST4，使行程开关ST1、ST2、ST3、ST4的触点按照一定的规律闭合或断开，从而控制工作台按预定运动的要求进行运动。
4.3.4 工作台步进，步退控制
工作台的步进、步退控制主要用于在加工工件设计调整机床工作台的位置。
当需要工作台步进时，按下62区中的工作台补进启动按钮SB8，工作台即可努进；松开工作台步进启动按钮SB8，工作台即可迅速制动停止。
当需要工作台步退时，按下68区中的工作台步退启动按钮SB12，工作台即可步退；松开工作台步退启动按钮SB12，工作台即可迅速制动停止。
4.3.5 刀架控制电路
在龙门刨床上装有左侧刀架、右侧刀架和垂直刀架，分别由交流电动机M7、M6、M5拖动。各刀架可实现自动进给运动和快速移动运动，由装在刀架进刀箱上的机械手柄来进行控制。刀架的自动进给采用拨叉盘装置来实现，拨叉盘由交流电动机拖动，依靠改变旋转拨叉盘角度的大小来控制每次的进倒量。在每次进刀完成后，让拖动刀架的电动机反向旋转，使拨叉盘复位，以便为第二次自动进刀作准备。
刀架控制电路由自动进刀控制、刀架快速移动控制电路组成。
第五章 变频技术
5.1变频技术的优越性
所谓变频，简单说就是改变电源频率。变频技术的核心是它的变频器，变频器是20世纪80年代问世的一种高新技术产品，它通过对电流的转换来实现电动机运转频率的自我调节，把固定的电网频率改为可变化的频率，同时还可以将电源电压范围扩大。
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在B2012A型龙门刨床上使用变频器主要有以下优点：
（1）变频器调速范围宽达40：1，更换不同的工作组件就可使刨床用于刨、铣、磨，一机三用。为提高加工精度，工作台的速度不随切削量的变化而变化，静差度小于3%，自动调速，达到速度曲线的要求，提高加工质量与效率。
（2）.变频器调速控制系统的保护功能强
变频调速以其体积小、通用性强、动态响应快、工作频率高、保护性能完善、可靠性好、使用方便等卓越的性能而优于以往的任何调速方式； 使用变频器控制电机的运行控制，可以进行电机的软启动，而让电机具有很快的动态响应并且实现无级调速；另外对电机的一些参数做到补偿；对电源的缺相、欠压、过压、过流等都能做到很及时很准确的检测而自动采取应变措施保护电机；
（3）工作可靠性显著提高，主要有以下几个方面：
1.电磁铁的寿命可大大延长 原拖动系统是在运动的状态下进行抱闸的，采用变频调速后，可以在基本停住的状态下进行抱闸，闸皮的磨损情况大为改善；
2..操作手柄不易损坏 原系统的操作手柄因常常受力过大，属于易损件。采用变频调速后，操作手柄的受力将大大的减小，不容易损坏；
3.控制系统的故障率大为下降 原系统是由于十分复杂的接触器、继电器系统进行控制的，故障率较高。采用了变频调速控制系统后，控制系统可大大简化，可靠性大为提高。
5.2系统对变频器的控制要求
变频器的正反转由继电器K1、K2控制，速度的切换由继电器K3、K4完成。变频器故障报警输出触点(30A、30C触点)用于立即停止高速计数器运行，并由指示灯HR指示。
变频器具有多段速度设定功能，当K3、K4两个继电器触点都断开时，高速行驶(第一速度);K3闭合，K4断开时，中速行驶(第二速度);K3断开，K4闭合时，低速行驶(第三速度);K3、K4都闭合时，手动调节行驶(第四速度)。
旋钮SF用于手动/自动切换，并用指示灯HG1表示自动状态。手动时，能够通过按钮SA1(电机正转)和SA2(电机反转)手动调节传动系统的位置。
按钮SA用于传动系统在自动状态下的启动/停止控制。采用“一键开关机”方式实现启动/停止控制，用指示灯HG2表示启动状态。
行程开关SQ用于自动启动时，确定传动系统在原点位置，自动停止时，传动系统必须返回原点。行程开关SQ1、SQ2用于传动系统的两端限位，确保传动系统不能脱离设备。
5.3变频器的选型
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根据前述龙门刨床直流拖动系统工作要求，对于取代直流拖动并超越直流拖动的交流变频调速来说，选择高性能可靠矢量型的变频器尤其关键。通过查阅有关资料，深入了解国内外同类变频器，反复比较论证，从性价比上选择了美国EMERSON公司出产的预磁通矢量控制型变频器---TD2000系列产品。TD2000系列变频器在性能上完全符合B2012A型龙门刨床拖动系统的要求。它通过对交流电机磁通电流和转矩电流的解耦控制，实现了转矩的快速响应和准确控制，能以很高的控制精度进行宽范围的调速运行；而且我们还采用了有速度传感器PG反馈矢量控制方式。根据我们在实际应用中确实感到TD2000矢量控制变频器稳定可靠，对于象龙门刨床这种从安全可靠性要求很高的大型设备，选用该矢量控制型变频器非常合适。TD2000系列变频器是美国EMERSON公司自主开发生产的高品质、多功能、低噪音的矢量控制通用变频器。具有电机参数自动调谐、零伺服控制、速度控制和转矩控制在线切换、转速跟踪、内置PLC、内置PID控制器、编码器和给定及反馈信号断线监测、掉载保护、内置PG接口、故障信号追忆、28种故障监控、丰富的I/O端子和多达十种的速度设定方式，能满足各类负荷对传动控制的要求。TD2000系列变频器的优越性能主要体现在：
（1）高性能：
宽电压工作范围：额定电压＋－20%，适应恶劣电网环境；优化的PWM算法和死区补偿技术：0.5HZ满转矩输出；输出电流波形好，适合大惯性负载的直接启动；具有检测电机转速和方向的再启动功能，特别适合对各种风机平滑启动。 （2）低成本：
内置具有7段速度的简易PLC功能，每段时间最长达6小时，适合纺织机械等的匀降速控制和周期运行控制；自带脉冲编码器（PG）反馈卡，适合高精度速度控制的需求；7.5KW以下内置制动单元、内置PI、直接提供24V电源，方便组成多种闭环控制系统。 （3）网络化：
标准RS485接口或PROFIBUS现场总线接口，开放的通信协议，方便地实现网络化控制。 （4）客户化：
可选中英文液晶操作面板，带外引和热插拔功能，操作更方便灵活。 容许电网波动范围：额定电压±20% 输出频率范围：0-400Hz 频率精度：0.01%×最高频率
显示方式：四位LED显示，LCD（中/英）+LED可选 核心硬件：IPM+DSP+MCU PWM控制方式：电压矢量控制 防护等级：IP20 安装方式：
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5.5KW-90KW 壁挂 110KW-220KW 装机装柜 走线方式： 5.5-90KW 下进下出 110-220KW 上进下出
5.3.1电机、变频系统选型：
1) 主拖动：55KW交流变频电机，TD3000-4T0750G变频器； 2) 垂直刀架：1.5KW交流电机，TD1000-4T0022G变频器； 3) 左刀架：1.5KW交流电机，TD1000-4T0022G变频器； 4) 右刀架：1.5KW交流电机，TD1000-4T0022G变频器
5) 主拖动制动单元：两台TDB-4C01-0300制动单元，两只10Ω、10KW制动电阻。
5.4设备组成
工作台的主运动只需一台55 kV·A交一直一交、电压型变频器和能量回馈装置作为主拖动控制装置，实现无级变速。工作台换向制动利用变频器自带的能量反馈装置，使制动速度快，能量又反馈到电网中。对于进刀机构可以采用3台1.5 kV·A小变频器分别控制垂直刀架和左右侧刀架3台2．2 kW异步电动机，实现无级调速，形成了新的进给系统，使进刀量准确，提高了加工精度。另外增加一个11 kW 的变频器控制的铣刀头，作为附加组件。
5.5 变频器组成框图及接线图
系统以PLC为核心，组成框图如图7所示，接线图如图8所示：
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第六章 B2012A型龙门刨床PLC控制系统组成
6.1龙门刨床的特点
龙门刨床的龙门架定在床身上，在龙门架上装有可以上下移动的刨头架，切削刀固定在刨
头架上，工作台安装在床身导轨上，工件固定在工作台上，工作过程中，工作台带动工件低速进给，快速退回，工件在装夹过程中，为了对准刨削位置，工作台的来回运动控制，是既自锁又点动的方式。
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