《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 .doc

PAGE PAGE 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。而当工件返回时，不进行切削，并且刨刀抬起让刀，以避免损伤已加工件表面和减轻刀具磨损。一般称加工时的直线运动为工作行程，返回时为空行程。 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，适应不同高度工件的加工需要。加工时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 学习载体 学习载体 龙门刨床 任务1 任务2 任务3 交流控制电路 主拖动及工作台控制 抬刀控制 龙门刨床的组成与运动规律 任务1 任务2 任务3 应用现场 结构特点 控制要求 学习情景一 龙门刨床电气控制线路原理 任务1 任务2 任务3 电机放大机的工作原理 自动调速系统 稳定环节 学习情景二 龙门刨床运行维护故障检修 学习情景三 现场实训载体 元件布局图： 1、左半部分元件布局 2、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的电气系统。工作台主运动要求的运行速度如下图所示。 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回速度，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，自动进给与抬刀。 （二）直流发电机——直流电动机调速系统 直流发电机——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——电动机系统原理图 图中，三相交流异步电动