偉創AC80B變頻器在B2010A龍門刨床改造上的應用

摘  要    本文介紹偉創電氣AC80B變頻器在B2010A龍門刨床改造上的應用。

關鍵詞    B2010A龍門刨床   變頻器   改造  電機擴大機

1、前言

    B2010A龍門刨床主要分為機械和電氣控制兩大組成部分，機械部分相對比較穩定，而使龍門刨床運行在最優狀態主要取決于電氣控制系統控制方式。在傳統龍門刨床中，其機械部分剛性好，精度較高，一般其基本性能可達到現代同類機械的水平，但控制和驅動部分則顯得不同程度的老化，對老式龍門刨床的改造有很大的實際意義。

    偉創電氣的AC80B系列變頻器，采用TI最新一代高速電機控制專用DSP，并創新使用三核處理技術平臺。超高速運算確保復雜的矢量計算完全實現；新一代無PG矢量控制，采用先進的電機模型算法，使開環轉矩控制以閉環算法實現。轉矩響應10ms,穩態精度＜=5%。調速比可達1：200，穩態轉速精度0.2%。0.5Hz可輸出180%額定轉矩；PG矢量控制，0Hz可輸出180%的額定轉矩，穩速精度可達0.02%，動態響應時間＜10ms；全方位的過流﹑過壓﹑過載抑制及失速防止功能；完善的上電自檢功能，寬電壓范圍設計；率先采用新一代英飛凌IGBT模塊，更高可靠性。

2、龍門刨床電氣控制改造總體要求

a)取消電機擴大機、發電機，以減少噪聲，克服諸多控制缺陷。

b)工作臺能實現自動循環工作和點動，可實時精確調節工作臺速度，平穩換向，并有自動和點動工作時的極限保護。

c)垂直刀架可方便地在水平和垂直兩個方向快速移動和進刀，并能進行快速移動和自動進給的切換。

d)左右側刀架可在上、下方向快速移動和進刀，能進行快移/自動切換。并有左右側刀架限位開關，防止其向上移動時與橫梁碰撞。

e)橫梁可方便地上下移動和夾緊放松，加緊程度可調;橫梁下降時有回升延時，延時時間可調。

f)潤滑泵有連續/自動切換開關，系統一得電，油泵即上油，至一定壓力時，油壓繼電器觸點閉合，為工作臺工作做準備。

g)有保護環節控制，保證工作臺停在后退末了，以免切削過程中發生故障而突然停車造成刀具損壞和影響加工工件表面的光潔度。

h)各回路均有自動空氣斷路器作短路保護和過載保護。

3、龍門刨床電氣控制改造方案

4、工作臺變頻調速及PLC控制

工作臺運動

    龍門刨床對電力拖動的技術要求－龍門刨床是頻繁往復運動的生產機械，它的工作方式為循環方式。前進進程是切削行程，后退不作切削，只讓工作臺為下一步切削做準備。

如圖所示龍門刨床工作臺自動運行，分為六段：

t1段表示刨臺起動，刨刀切入工件的階段，為了減小刨刀剛切入工件的瞬間，刀具所受的沖擊及防止工件被崩壞，此階段速度較低。頻率：10Hz

      t2段為刨削段，刨臺加速至正常的刨削速度 ，   頻率：40Hz。

      t3段為刨刀退出工件段，為防止邊緣被崩裂，同樣要求速度較低。頻率：10Hz。

      t4段為返回段，返回過程中，刨刀不切削工件，為節省時間，提高加工效率，返回速度應盡可能高些。頻率：120Hz。

      t5段為緩沖區。返回行程即將結束，再反向到工作速度之前，為減小對傳動機械的沖擊，應將速度降低，之后進入下一周期。頻率：10Hz。

工作臺調速要求

（1）低速區

    刨臺運動速度較低時，此時刨刀允許的切削力由電動機最大轉矩決定。電動機確定后，即確定了低速加工時的最大切削力。因此，在低速加工區，電動機為恒轉矩輸出。

（2）高速區

    速度較高時，此時切削力受機械結構的強度限制，允許的最大切削力與速度成反比，因此，電動機為恒功率輸出。

變頻器及PLC選擇

變頻器的選擇：AC80B-T3-075G + BU20-3-075 +9歐22KW電阻箱；

PLC的選擇：DVP60ES2OOR + DVP16XP2OOR  自帶RS485通訊口，方便和變頻器通訊，更改參數設置；

文本的選擇: TPO4G-BL-CU

5、B2010A龍門刨床電氣控制改造意義

    利用可編程控制器及AC80B變頻器實現對龍門刨床的自動控制和平滑調速，消除換向沖擊，提高工作效率，減少噪聲，取締原控制系統，從而達到既經濟又快捷地運行龍門刨床的目的。改造后，系統電氣控制變的簡單，清晰明了，便于維護。

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