《电气控制与PLC应用》综合实训典型案例龙门刨床电气控制系统原理

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1、《电气控制与PLC应用》综合实训典型案例龙门刨床电气控制系统原理与维修综合实训一、事实陈述二、案例来源三、情景模拟四、相关知识五、案例分析《电气控制与PLC应用》项目组机电一体化实训基地建设研究小组王少华2009、09、18>一、事实陈述龙门刨床主要用于加工大型或重型零件上的各种平面、沟槽和各种导轨面，也可在工作台上一次装夹数个中小型零件进行多件加工。龙门刨床刨削加工的主运动是固定在工作台上的工件所作的直线往复运动。当工件向刀具前进运动时，刀具切入工件进行切削。而当工件返冋时，不进行切削，并且刨刀抬起让刀，以避免损伤

2、己加工件表面和减轻刀具磨损。一般称加工吋的直线运动为工作行程，返回时为空行程。1•左侧刀架2.横梁3.左立柱4.顶梁5.左垂直刀架6.右垂直刀架7.右立柱8.右侧刀架9.工作台10.床身龙门刨床的外形及主要组成部分如图1所示。工作台9及其上的工件沿床身10上的水平导轨作直线往复运动即主运动。床身10的两侧固定有左右立柱3及7,立柱顶部由顶梁4连接，形成结构钢性较好的龙门框架。横梁2上装有两个垂直刀架5及6,可分别作横向或垂直方向的进给运动及快速移动。横梁可沿左右立柱的导轨作垂直升降，以调整垂直刀架的位置，适应不同高度

3、工件的加工筒要。加工吋横梁由夹紧机构夹持在两个立柱上。左右立柱上分别装有左侧刀架1及右侧刀架8,可分别沿垂直方向作自动进给和快速移动。二、案例来源湖南省劳动厅维修电工高级工培训考核装置。三、情景模拟任务1应用现场1龙门刨床的组成与运动规律任务2结构特点任务3控制要求学习情景一任务1电机放大机龙门刨床电气控制线路原理任务2自动调速系统任务3稳定环节学习情景二任务1交流控制电路龙门刨床运行维护故障检修任务2主拖动及工作台控制任务3抬刀控制学习情景三现场实训载体学习载体龙门刨床兀件布局图：1、左半部分元件布局QS1QS2Q

4、S3FU1FU1K.I1KM2KNYSQ12.右半部分元件布局3.控制按钮分布图四、相关知识1.机械基础知识；电机拖动基础知识；电机维修基础知识2.常用电工仪器仪表使用3.电气识图基础知识；常用低压电器检测维修；电气控制线路原理分析与故障排除4.龙门刨床的结构特点、运动规律基础知识5.龙门刨床主电路、控制电路工作原理与运动控制规律6.龙门刨床典型故障现象分析、故障检查、故障处理五、案例分析龙门刨床电气控制系统原理与维修综合实训（一）龙门刨床的控制特点1、主拖动系统主拖动系统是指拖动工作台及其上的工件作直线往复主运动

5、的电气系统。工作台主运动要求的运行速度如下图所示。TTI：'图a中0-1为工作台前进启动阶段；1-2为慢速切入阶段。这是为了减小工件对刀具切入时的冲击，以延长刀具的使用寿命；2-3为工件前进加速阶段，以加速到规定的工作速度;3-4为工作台稳定工作速度阶段。刀具以规定的速度切削工件；4-5为工作台前进减速阶段;5-6为工作台慢速前进阶段。使刀具以较低的速度离开工件，以避免某些脆性材料的工件边缘剥落；6-7为工作台前进制动，直至前进速度为0,即前进停止，然后开始返回；7-8为工作台反向或返回起动，并加速到一个较高的返冋速

6、度，从而达到加快空行程，提高工作效率的目的；8-9为工作台高速返回阶段；9-0为工作台返回减速阶段，直至返回停止，准备开始新的一轮工作循环。若切削速度和冲击对刀具和工件都不影响时，可取消慢速切入和慢速离开工件两个阶段的速度，如图b所示。龙门刨床的主运动是一个比较复杂的往复直线运动，它不仅要求起动快，制动快，还要求工作速度稳定，速度调节范围宽。在这种情况下，龙门刨床的主拖动系统没有选用构造简单，价格便宜，维修方便的三相交流异步电动机，而选用了调速性能比较好的直流电动机拖动。这是龙门刨床电气控制的一个最大特点。直流电动机

7、的直流电源方案：本电柜采用变流机组方案，即三相交流异步电动机拖动直流发电机，以直流发电机作为直流电源，优点是变流机组装置的电压、电流过载能力强，波形比较好，因而系统的可靠性高，同时它不会产生高次谐波分量影响电网的质量。2、横梁及刀架控制横梁控制包括横梁移动，放松及夹紧，横梁的升降由一台交流异步电动机拖动，夹紧与放松则由另一台交流电动机拖动。龙门刨床有四个刀架，两个垂直刀架，一个左侧刀架，一个右侧刀架。两个垂直刀架用同一台交流电动机拖动，而左、右侧刀架则各用一台交流电动机拖动。刀架的控制包括刀架的快速移动，自动进给与抬

8、刀。（二）直流发电机一一直流电动机调速系统直流发电机一一直流电动机调速系统的原理图如图2所示。图2直流发电机一一电动机系统原理图图中，三相交流异步电动机Ml拖动同轴连接的两台直流发电机G1和G2,并励直流发电机G2作为励磁机，G2为直流发电机G1和直流电动机M的励磁绕组提供直流电源。G1发出的电动势供给直流电动机M的电枢回路，最后由直流电动机拖