龙门刨床的自动化改造

长沙某机床厂的B2016A型龙门刨床被用于加工车床导轨。该设备使用日久,出现了精度降低,调速性差,生产效率低等问题,故急需对其进行改造。考虑到原有设备与加工要求调速比达到40:1以上,可用于刨、铣削,静差度小于10%,切削力恒定、平稳、冲击小,刀具切入切出时自动减速,功耗低,安全可靠、易于维护等要求。我们决定采用变频器结合PLC的改造方法。

二、原刨床的基本情况

2.1基本结构

龙门刨床包括,床身、工作台、横梁、左右垂直刀架、左右侧刀架、进给箱、立柱、龙门顶等。

2.2工作过程

龙门刨的刨削过程是工件与刨刀相对运动。因此工作台与工件必须频繁地进行往复运动,切削加工只在工作行程中,返回行程只是空转。在切削过程中没有进给运动,只有在返回行程中才有刀架的进给运动。其中,工作台与工件间的往复运动称为主运动,横梁、刀架的运动称作辅助运动。

2.3运动特点

主运动的速度图如图1所示

其中0-t1工作台前进起动阶段

t1-t2刀具慢速切入阶段

t2-t3加速至稳定工作速度

t3-t4工作速度阶段

t4-t5减速退出工件阶段

t5-t9返回阶段

慢速切入切出,即防止崩坏工件又可以提高刀具使用寿命。高速切削、返回以提高加工效率。

2.4传动系统

国产A系列龙门刨采用G-M(发电机组电动机)调速系统交流电机拖动直流发电机再拖动直流电动机,由交磁放大机控制发电机的励磁系统,结合机械传动,达到20:1的机电联合调速系统。进刀机构采用进刀继电器控制进刀,而继电器铁心和圆盘齿因频繁运动而磨损,使精度下降。

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