B2012A龙门刨床电气线路分析全.doc

课题名称：B2012A龙门刨床电气线路
【实习目的】
A型龙门刨床电气控制系统既包括交、直流电动机、电器的继电器接触器控制，又包括连续反馈控制及扰动补偿前馈控制，属于复合控制系统。它概括电气控制技术的主要内容，具有一定的典型性、综合性与复杂性。通过实习使学生获得全面系统的基本训练，提高综合分析能力和测试维修技能。
【实习原理】
龙门刨床用来加工各种平面、斜面、槽、更适合于加工大型而狭小成批的机械零件，如：机床床身、导轧、箱体、立柱等。其生产工艺主要是刨削，控制目标是控制工作台自动往复循环运动和调速。控制要求如下：
1、调速范围宽
B2012A系统采用电压调速，并加一级机械变速（齿轮变速）

低速档：6-60m/min ；高速档：9-90m/min ；在低速档和高速档，均能实现无级变速。
2、静差度
在加工过程中，由于工件表面不平及材料不均匀度的影响，会导致切削力的变动，为保证工作台速度不致因切削力的变动而变化太大，以便保证加工精度。
B2012A静差度为10%
3、工作台的往复运动能适应切削工艺要求，应实现自动往返循环
(1) 在切削速度较高时，为减小刀具切入工件时的冲击，应使刀慢速切入，然后增加到规定速度。
(2) 若切削速度冲击刀具所能承受，可以取消慢速切入。
(3) 在工作台前进或返回行程的末尾，工作台能自动减速，以使刀具慢速离开工件，防止工件边缘剥裂。
(4) 工作台速度低于10m/min，减速环节不起作用。
(5) 工作台自动循环速度图

(6) 工作台没有慢速切入循环速度图

(7) 工作台速度低于10m/min速度图
4、满足磨削的要求
磨削速度 1m/min
5、调速方案满足负载性质的要求
25m/min以下为恒转矩；25m/min以上为恒功率；B2012A采用机电联合调速。
6、工作台正反向过渡过程要快，工作台运行要稳定
7、满足刀架运动的要求
如：刀架的移动，进刀、退刀、抬刀等都与工作台的运动有机的配合
8、设置必要的联锁
9、系统的机械特性应具有下垂特性，当负荷过大时，使电机转速迅速下降，保护电机及机械。
当主电路电流 I≥Ib=1.4Ie 下降
I≥Ib=2.5Ie 堵转
静特性如下图
10、运动形式
主运动——工作台连续重复往返运动
进给运动——刀架进给
辅助运动——横梁的夹紧、放松、上升、下降、抬刀和放刀
11、龙门刨床电气设备方框图

控制电路分六个：
（1）电机组启动 （4）进刀控制
（2）给定控制 （5）抬刀控制
（3）工作台控制 （6）横梁控制
交流控制电路——控制机组启动、刀架运动、横梁升降、刨台运动。
直流控制电路——控制刨台往返运动速度和抬刀运动。
【教学内容】
1、电机组启动控制电路分析
电机组主电路控制原理图如下：

电机组控制电路原理图如下：
由于电机组电动机容量比较大（55KW或60KW），采用“Y-△”降压启动
(1) 启动过程如下：
→ 接触器C-A线圈得电→A
合上UZ→交流电源指示灯2e亮→按起动2A → → 时间继电器 SJ-A线圈得电→B
→接触器Y线圈得电→C
→ 辅助触点C-A闭合(703-705)自锁
A → →主触点闭合→交流电机A “Y”形起动→L运转→UL↑（75%）→
→ 主触点闭合 SJ-△线圈得电→ D
C → → 常闭点断开→与“△”联锁
→（705-717）延时断开→为Y形断电作准备
B → → （705-723）延时闭合→为C-B得电作好准备
→ 主触点断开→切断Y形→A惯性运转
→（705-717）瞬时断开→Y线圈失电→ →（702-706）闭合→
D→ →（723-725）瞬时闭合 → C-B得电→E
→（723-705）闭合

→（705-725）闭合（自锁）
→（717-719）断开（联锁）
E→ →（717-721）闭合→为△得电形作准备
→主触点闭合→ 为B、FB作准备
→常闭点断开（51）→SJ-△线圈失电 →（705-717）延时闭合 →△线圈得电→F
→（723-725）延时断开
→ 主触点闭合→△形运转
F→ → （705-717）闭合
→常闭触点（704-702）断开→SJ-A线圈断电 → → 复位
→ （705-723）断开
(2) 停车过程如下
按1A按钮→ 电机组控制电路切断电源→交流电机A、B、FB停止→直流电机停止运行。
(3) 注意几个问题
1） 交流电机A“△”形运转后，起动过程结束，投入正常运行。
2） 直流时间继电器的作用（SJ-△）
① 保证交流电机 A“Y-△”转换有一定的时间，“Y”断电释放后△形通电，防止主电路短路事故发生。
② 只有L正常工作时，SJ-△及C-B接触器才能获电动作，交流电机A才能完成起动，直流电机D才能工作，防止D在没有磁场或弱磁场下运行，烧坏发电机F和直流电动机D。

③ 当工作台不磨削时，M常闭点是闭合 →
当工作台自动循环时，JI常开点闭合 → 保证电动机A、B、FB
当工作台后退换向时，1Q常闭触点断开→
中任一台过载时，工作台始终停在后退末了位置，以防损坏刀具和工件表面。
2、工作台控制线路分析
(1) 交磁放大机控制绕组的作用
1）0Ⅲ控制绕组的作用
——是给定信号、电压负反馈信号、电流截止负反馈信号的综合
①给定信号
选择R-Q或者R-H调速电位器手柄，那么加在0Ⅲ绕组上的电压为a1Ug(210-R-Q间或210-R-H间的电压)，作为给定信号

R-Q向左移→升速；R-Q向右移→减速
R-H向左移→减速；R-H向右移→升速
②电压负反馈
——2R（200-S2-F间的电压）两端的电压作为电压负反馈信号电压，它与F端电压成正比，与给定信号电压极性相反。
作用：调节系统自动稳速。
③电流截止负反馈
作用：使系统加快过渡过程，并得到下垂特性，缩短调速过程
由4R、1ZX、2ZX比较电压组成。
当直流电动机主回路电流I↑→电动机n↑→超过截止电流数值时，电压降Uab>Uc和整流管ZX的正向压降之和电流截止负反馈起作用，在0Ⅲ中产生去磁电流Iq →K↓→F端电压↓→主回路电流I↓→电机起动完毕后，恢复正常
　2）0Ⅱ控制绕组的作用
——0Ⅱ为电流正反馈绕组

补偿回路中，直流电阻引起的电压降产生的转速不稳定。
3）0Ⅰ控制绕组的作用（稳定环节）
电压微分负反馈

(2) 工作台自动循环控制
过程是：
慢速前进（刀具切入工件）→工作速度前进（刀具切削工件）→ 减速前进（刀具离开工件）→返回（制动、停止、反向起动到快速退回）→ 减速退回→ 制动、停止、起动，转下一个循环。
交流控制电路图如下：
直流控制电路图如下：

1） 工作台慢速前进
→ H-JS → H-JS1闭合
原始位置时，撞块压下行程开关 → → H-JS2断开
→ H-HX → H-HX1断开
→ H-HX2闭合
→（107-129）闭合自锁→1Q线圈得电→A
接前进按钮9A→JI线圈得电 → →（200-220）闭合 →（1-3）闭合→B
→（111-113）闭合 → Q线圈得电→
→（220-225）闭合
→（161-163）闭合→J线圈得电→225-237闭合 →C
A→→（230-250）断开 →（250-OⅢ2）断开
B →JS线圈得电→ （2-204）（1-201）闭合→
→ C→b-Q全部b-H部分电阻接入OⅢ回路
I0Ⅲ电流回路：
1⊕→JS→203(不经11RT) →R-Q→3RT→237→225→220→200→S2-F→OⅢ1→OⅢ2→b-Q全部、b-H部分→210→1R→JS→2○
I0Ⅲ较小，刀具在工作台慢速下切入工件
2)工作台以工作速度前进
→H-HX2断开
慢速前进完毕后，行程开关H-HX复位 → →
→H-HX1闭合
1Q线圈断电→J线圈失电→（225-237）断开→慢速前进回路断开→ 工作台速度加速到工作速度。
其励磁回路：

1⊕→JS→203(不经11RT) →221→1RT→223→225→220→200→S2-F→OⅢ1→OⅢ2→250→230→210→1R→JS→2○

3）工作台减速前进

→Q-JS1闭合
刀具将要离开工件时，撞块压下行程开关Q-JS →
→Q-JS2断开
→J线圈得电→工作台又减速前进（其回路同慢速切入）
这时b-H全部串入， b-Q部分接入。
4）工作台快速退回
减速前进结束后（刀具己离开工件），撞块压下Q-HX→
→（1-3）断开 →
Q-HX1断开→ Q线圈断电→ →（220-225）断开 → → 断开正向励磁回路
→（123-125）闭合→H线圈得电→2H线圈得电→A
→（220-226）闭合→ 接通0Ⅲ反向励磁回路
A→（1-11）（2-12）闭合→ 接通电磁铁电路
→（210-230）断开→ b-Q和b-H串接在回路中
Q-HX2闭合→1H线圈得电→ →（305-307）闭合
→（405-407）闭合 →刀具实行自动进刀
→（505-507）闭合
其励磁回路：
1⊕→JS→203→R-Q→210→b-Q部分、b-H全部→OⅢ2→OⅢ1→S2-F →200→220→226→2RT→R-H→204→2○

→K、F输出电压极性相反→ 电机 D反接制动→反向起动并加速，工作台退回
5）工作台减速后退

后退行程将要结束时，撞块压下行程开关H-JS，H-JS1闭合（129-159）→
J线圈得电→ →（224-226）断开 →断开高速回路
→（226-238）闭合→ 接通慢速回路→IoⅢ减小→电动机D减速
6）转为下一次循环
→H-HX2闭合→1Q线圈得电 →A
退回行程结速时，压合行程开关H-HX→ →H-HX1断开→H线圈断电→B
A→（161-163）闭合→J线圈得电→ →（223-225）断开
→（225-237）闭合→
→接通正向励磁回路
B→ →（113-115）闭合→Q线圈得电→（220-225）闭合→
→（220-226）断开→断开返回励磁回路
励磁回路：
1⊕→JS→203(不经11RT) →R-Q→3RT→237→225→220→200→S2-F→OⅢ1→OⅢ2→b-Q全部、b-H部分→210→1R→JS→2○
工作台立即制动并正向起动→慢速切入工件
重复以上过程，实现工作台自动循环工作。
(3) 工作台的步进，步退电路分析
1）步进
按步进按钮8A→Q线圈得电→（1-3）闭合→JS得电→接通步进回路
励磁回路：

1⊕→JS→203(不经11RT)→R-Q→→5RT→241→240→200→S2-F→OⅢ1→OⅢ2→250→230→210→1R→JS→2○

2）步退
按步退按钮12A→H线圈得电→（1-3）闭合→JS得电→接通步退回路
励磁回路：1⊕→JS→203(不经11RT) →R-Q→205→1R →210→230→250→OⅢ2→OⅢ1→S2-F→200→240→6RT→206→JS→2○
注意：调节5RT，6RT，207、208触头位置，可调节步退，步进速度。
(4) 停车制动及自消磁回路
1）作用：防止电机剩磁存在，停车后工作台出现“爬行”现象。
2）方法：采用电压负反馈和欠补偿环节组成自消磁电路
3）原理：

工作台停车时，OⅢ励磁电压立即消失，JS线圈失电，其触头（280-OⅢ2 ）延时闭合，将F电机剩磁电压的大部分从电阻2R上以电压负反馈的形式接入OⅢ中。其回路：280→JS→OⅢ2→OⅢ1→S2-F，这时使放大机去磁绕组改变输出电压极性，从而使发电机去磁，发电机剩磁电压迅速减小，输出电压随之减小，由于机械系统的惯性，直流电机的反电势暂时不变，因此电动机的反电势大于发电机电势，电枢回路电流反流电动机再生发电制动，工作台迅速制动。（4RT上分压流入OⅢ ，电流正反馈环节也对发电机消磁）
4）JS触头（270～S1-K）延时闭合，使7R并联在K电枢和换向绕组两端形成欠补偿回路
工作台工作时JS触头断开，7R不起作用，设 B1-K为“＋” H2-K 为“－”，停车时，电压负反馈环节使OⅢ中励磁反向，则 B1-K为“－” H2-K 为“＋”，同时JS触头闭合有电流IF，其回路：H2-K→7R→270→JS→S1-K，使K的补偿绕组中的电流更加小，使K处于过渡的欠补偿状态其输出电压迅

速下降，大大减小了F的励磁，加强停车稳定性。
(5) 工作台磨削控制 →（165-181）断开→切断慢速回路
需要磨削加工时，转换开关8KK接通→M得电 → (201-203)断开→串入11RT全部→A
→（4-W2-F）
→（290-294）→闭合→B
A→ I OⅢ ↓→降低磨削速度
B→ 加强电流正反馈和电桥稳定环节
(6) 工作台低速运行 → Q得电
调节R-Q和R-H使KK-Q、KK-H闭合，这时给定电压最小→ H得电 →JO线圈得电→A
A→（163-165）断开→ 切断减速回路
（294-290）闭合→ 加强电流正反馈
3、刀架控制电路
(1) 刀架控制线路能实现刀架的快速移动和自动进刀
刀架的快速移动，自动进刀及刀架的运动方向由装在刀架进刀箱上的机械手柄来选择
左侧刀架由接触器Q-Z、H-Z的触点控制电动机Z
右侧刀架由接触器Q-Y、H-Y的触点控制电动机Y

两个垂直刀架由接触器Q-C、H-C的触点控制电动机C
(2) 自动进刀 KK-C1
刀架配合工作台实现自动进刀时，应使行程开关→ KK-Y1 → 断开
KK-Y2 KK-Z1
KK-C2 →闭合
KK-Z2
当工作台按照工作行程前进时，撞块压合开关Q-HX →Q-HX2 闭合→1H得电→A
Q-HX1断开→B
A→（305-307）（405-407）（505-507）闭合→ H-C、H-Y、H-Z得电→电动机C、Y、Z 反转→带动紧张环复位→为进刀作好准备
B→Q线圈断电→（123-125）闭合→H线圈得电→触点（1-5）闭合→ 2H线圈得电→（1-11）（2-12）闭合→抬刀电磁铁线圈得电→刀架自行抬起同时工作台制动返回→ 返回行程末了撞块压合开关H-HX→ H-HX1断开→H线圈断电→（113-115）闭合→C
H-HX2闭合→1Q线圈得电→D
C→Q线圈得电→（5-7）断开→2H线圈断电→抬刀电磁铁失电→刀架放下
D→305-305、405-405、505-505闭合→Q-C、Q-Y、Q-Z线圈得电→电动机C、Y、Z 正转→带动三个紧张环旋转→ 完成进刀
(3) 刀架快速移动
为缩机床调整时间，刀架可进行快速移动，利用机械手柄使相应行程开关KK-C1、KK-Y1、KK-Z1 接通，按3A、4A或5A ，相应的刀架实现快速移动。
(4) 刀架控制线路的联锁
行程开关 KK-C1与KK-C2、KK-Y1与KK-Y2、KK-Z1与 KK-Z12， 实现快速移动与自动进给的联锁。
只有当工作台停止自动循环后，JI常闭触点（101-345）闭合，刀架方可进行快速移动。
4 横梁升降控制电路

(1) 横梁上升
上升→先自动放松横梁→在上升→横梁夹紧
操作过程：
→触点（601-613）断开→断开夹紧回路
按6A→ JO-H线圈得电→→触点（621-623）闭合→ H-J线圈得电→主触点闭合→
→电机J反转→ 放松横梁→ 压合行程开关6HXC→6HXC2断开→H-J断电→A
6HXC1闭合→Q-H得电→B
A→主触点断开→电机J停转
B→电动机H正转 →横梁上升→ 上升到希望位置时→松开按钮6A→
J0-H线圈断电→（601-605）断开→Q-H断电→主触点断开→电机H停转→停止上升
（601-613）闭合→Q-J线圈得电→主触点闭合→电机J正转→横梁夹紧（6HX复位）→随着不断夹紧→电动机电流增大→完全夹紧后→继电器JL-J动作→（101-617）断开→Q-J断电释放→电动机J停转→横梁上升完毕

(2)横梁下降
下降过程： →先自动放松横梁→下降→回升、夹紧
操作过程：
按7A→ 首先与上升时横梁放松动作相同→压合行程开关6HXC→6HXC2断开
6HXC1 闭合→H-H线圈得电→（101-191）闭合→JS-H线圈得电→（603-605）闭合→A
主触点闭合→电动机H反转→ 横梁下降→B
A→为回升作准备
B→下降到希望位置时→ 松开7A→JO-H断电→H-H断电→电机H停转→下降停止→
→H-H常开（101-191）断电→JS-H失电，其触点延时断开 →
→Q-J（601-605）闭合→Q-H得电→电动机H正转→ 横梁回升→（603-605）断开→ 回升停止
J0-H（601-613）闭合→Q-J通电→电机J正转→夹紧→JL-J动作→Q-J断电→完毕
(3) 注意
1）调节JS-H延时释放时间，可调节下降回升的距离。
2）改变JL-J动作值，可改变夹紧程度。
【实习内容】
在机床上或模拟板上进行故障分析与排除训练
1、电机组电路故障
1）电机组不能启动
2）电机组只有Y形启动
3）电机组Y形启动后不能转换成△形运行
2、工作台电路故障
1）工作台不能步进或步退，或者两者都不能
2）工作台不能前进或后退，或者两者都不能
3）按前进按钮工作台反而后退
4）工作台不能自动循环
5）工作台没有慢速切入
3、直流电路故障
1）工作台启动后产生飞车现象
2）工作台速度调不高
3）停车后工作台爬行
4）直流电机电刷火花太大
4、横梁电路故障
1）横梁放松后不能下降或上升
2）横梁放松后既不能下降也不能上升
3）横梁升降后不能夹紧
4）横梁下降后不能回升

第二节 A系列龙门刨床的控制电路
    一、龙门刨床的运动构成
    二、B201216A型龙门刨床交流主电路
    四、电机组起动控制电路
    五、横梁控制电路
    六、工作台控制电路
    七、电压负馈电路
    八、电流反正馈电路和稳定环节
    九、前进、后退、减速和步进、步退环节
    十、停车制动、自消磁和欠补偿能耗制动环节

B2231系列龙门铣、磨、刨床
技术参数/型号
B2231
最大加工工件尺寸(mm)
长L
4000
6000
8000
9000
12000
18000
宽W
3100
高H
2000
最大加工工件重量(T)
25
32
40
48
60
68
电源
380～Ｖ，50Hz
主电机功率(Kw)
2*60
主传动系统
采用多头蜗杆和齿条传动
工作台
行程速度(mm/min)
刨、磨
40-60(无级)
铣
0.045-1.5（无级）
工作台面积(mm)
长L
4000
6000
8000
9000
12000
18000
宽W
2400
T型槽数量(个)
9
T型槽宽度(mm)
36
T型槽间距(mm)
270
横梁刀架进给量(mm)
水平
0.2-30(无级)
垂直
0.08-11.3(无级)
侧刀架进给量(mm)
垂直
0.2-30(无级)
横粱刀架快速移动速度(mm/min)
水平
1230
垂直
460
侧刀架移动速度(mm/min)
1230
刨刀杆的最大截面(mm2)
80*80
横粱升降(mm/min)
500
润滑油泵流量（L/min）
10
机床外形尺寸（mm）
长L
9400
13400
17400
19400
25400
37400
宽W
6100
6100
6100
6100
6100
6100
高H
4500
4500
4500
4500
4500
4500

刨床是用刨刀对加工工件的平面、沟槽或成形表面进行刨削的机床。用刨床刨削窄长表面时具有较高的效率，它适用于中小批量生产和维修车间。
刨床主要有牛头刨床、龙门刨床和单臂刨床。常用的专门刨床有刨边机和刨模机等。牛头刨床是由滑枕带着刀架作直线往复运动；龙门刨床由工作台带着工件通过龙门框架作直线往复运动；单臂刨床与龙门刨床的区别是只有一个立柱，故适用于宽度较大而又不需在整个宽度上加工的工件；刨边机是利用置于床身侧面溜板上的刀架作直线往复运动，以刨削大钢板的边缘部分；刨模机主要用于刨削冲头和复杂形状的工件，其特点是刀具在刨削行程的终端，可摆动一个弧度而实现退刀。

系列龙门铣床
技术参数/型号
X208
X2012
X2018
最大加工工件尺寸(mm)
长L
1500
2000
4000
2000
3000
4000
6000
4000
6000
宽W
1200
1600
2400
高H
850
1300
2000
最大加工工件重量(T)
2
3
6
5
8
10.5
13.5
10
15
电源
380～Ｖ，50Hz
铣头功率(Kw)
7.5
11(侧铣头:7.5)
15(侧铣头:11)
刀盘最大直径(mm)
Φ200
Φ200
Φ250
主传动系统
采用进口滚珠丝杠副
工作台
行程速度(mm/min)
50～3000(无级)
50～5000(无级)
50～6000(无级)
工作台面积(mm)
长L
1500
2000
4000
2000
3000
4000
6000
4000
6000
宽W
800
1250
1820
T型槽数量(个)
5
5
7
T型槽宽度(mm)
22
28
36
T型槽间距(mm)
140
250
265
铣头横向移动传动系统
采用进口滚珠丝杠副
主铣头横向移动速度(mm/min)
20～2000(无级)
10～1000(无级)
10～1000(无级)
主铣头上下快送速度(mm/min)
360
360
540
侧铣头移动速度(mm/min)
/
10～1000(无级)
10～1000(无级)
侧铣头左右快送速度(mm/min)
/
360
360
横粱升降(mm/min)
387
440
440
润滑油泵流量（L/min）
6
6
6
机床外形尺寸（mm）
长L
5050
6000
10050
6200
8400
10600
14600
11000
14800
宽W
2700
2700
2700
3950
3950
4100
4100
4500
4500
高H
3100
3100
3100
4200
4200
4200
4200
4500
4500

1 引言
龙门刨床作为机械工业中的主要工作机床之一，在工业生产中占有重要的地位。其运动方式较多，结构复杂，拖动电路电机较多，控制繁杂，维护、检修困难。在实际中，龙门刨床的电路一直被作为考核技师的难题之一。随着工业自动化的发展，变频器、PLC在工厂设备改造中的广泛使用，对龙门刨床进行改造，已越来越普遍。
2 龙门刨床主拖动系统的运动特点
我国现行生产的龙门刨床其主拖动方式以直流发电机—电动机组及晶闸管—电动机系统为主，以A系列龙门刨床为例，它采用电磁扩大机作为励磁调节器的直流发电机—电动机系统，通过调节直流电动机电压来调节输出速度，并采用两级齿轮变速箱变速的机电联合调节方法。其主运动为刨台频繁的往复运动，在往复一个周期中，对速度的控制有一定要求，如图1所示。

图1 刨台的运动
图中：
t1段表示刨台起动，刨刀切入工件的阶段，为了减小刨刀刚切入工件的瞬间，刀具所受的冲击及防止工件被崩坏，此阶段速度较低。
t2段为刨削段，刨台加速至正常的刨削速度
t3段为刨刀退出工件段，为防止边缘被崩裂，同样要求速度较低。
t4段为返回段，返回过程中，刨刀不切削工件，为节省时间，提高加工效率，返回速度应尽可能高些。
t5段为缓冲区。返回行程即将结束，再反向到工作速度之前，为减小对传动机械的冲击，应将速度降低，之后进入下一周期。
3 刨台运动的机械特性曲线
与很多切削机床相同，刨台运动特性分两种情况分析。
3.1 低速区
刨台运动速度较低时，此时刨刀允许的切削力由电动机最大转矩决定。电动机确定后，即确定了低速加工时的最大切削力。因此，在低速加工区，电动机为恒转矩输出。
3.2 高速区
速度较高时，此时切削力受机械结构的强度限制，允许的最大切削力与速度成反比，因此，电动机为恒功率输出。
由此可得，主拖动系统直流电动机的运行机械特性曲线分为如图2所示两段。

图2 负载机械特性
4 对电动机机械特性的要求
为充分利用电动机容量，同时满足负载对电动机的要求，龙门刨床主拖动电动机运行时的机械特性应与负载机械特性配合，即电动机机械特性应靠近并位于负载机械特性之上。
5 变频调速机械特性
从电动机调速理论可知，若采用变频调速，在频率低于额定频率时，电动机调速具有恒转矩输出特性，而在高于额定频率区，电动机电压不能升高，具有恒功率输出特性。
比较可知，采用变频调速时，电动机的机械特性曲线刚好与刨台的运动所对应的特性曲线相符。因此，适宜于采用变频调速对龙门刨床主运动系统进行改造，并使电动机的工作频率适当提高至额定频率以上。
由于龙门刨床的传动机构从速度为45r/min分为两档，故电动机的机械特性也以45r/min分成曲线相似的两段。
6 采用变频调速的刨台运动控制
6.1 机械结构及控制要求
用于实现刨台往返控制的六个行程开关仍如原来所示安装，工作台侧面的燕尾槽安装四个撞块。依靠四个撞块碰撞相应的行程开关实现工作台的自动工作。前进撞块A、B，后退撞块C、D分布在行程开关两侧。图4所示为各行程开关的零位状态。

图3 变频调速机械特性

图4 工作台行程开关零位状态
运动控制过程如下：工作台前进时，撞块A撞击SQ3，B撞击SQ5，经过一段越位后，刨台后退。后退时，撞块B使SQ5复位，撞块A使SQ3复位。后退末了，工件退出刀具后，撞块C撞击SQ4使电机减速，D撞击SQ6使电机换向，经过一段越位后，刨台从后退换成前进。刨台即按此方式循环工作。SQ2、sQ1分别起前进、后退的限位保护。
为满足龙门刨床的加工要求，要求工作台具有调整的正反向点动控制和正常工作时的自动往返控制，并能进行低速的磨削工作。控制电路除包括刨台的往返运动外，还有刨台运动与横梁、刀架之间的配合。为简化控制电路，减小维护工作量，可采用PLC作为控制元件与变频器结合实现刨床的自动化控制。
6.2 控制电路
以下是刨台往返运动的PLC变频调速控制电路图。其中PLC采用三菱FX系列，变频器采用的是台安V2系列。
图中，SB1、SB2为起、停按钮SB3、SB4为正反向点动按钮；SB5为故障复位按钮。SQ1～SQ6为刨床上六个行程开关，X13接变频器故障输出端R2A，控制Y11、Y12；系统总起动由SA控制。

图5 主拖动系统PLC变频调速接线图
PLC输出信号中，Y0、Y1控制电动机正反向循环运转、点动及停止；Y2、Y3、Y4控制变频器三档转速，即低速(刨刀切入、刨刀退出、反向前)、中速(刨削加工速度)、高速(空刀返回)，Y10控制接触器KM，使变频器得电，PLC程序中，应使Y10动作后，Y0、Y1才能动作；Y11、Y12为变频器故障时进行声，光报警，同时应切断Y10的输出。
7 结束语
以上介绍了龙门刨床主运动系统的变频调速改造。经此改造，能大大简化主拖动系统，减小维护工作量，提高运行可靠性。龙门刨床的整个电气系统可在此基础上进行，根据系统所需I/O点数，选择合适的PLC型号，对应接线，并修改程序即可。

龙门刨床变频自动控制系统
　　目前国内外龙门刨床采用的主传动系统主要有三种形式：晶闸管-直流电动机系统（SCR-D系统）、直流发电机-直流电动机系统（F-D系统）和感应电动机-电磁离合器系统（I-C系统）。SCR-D系统技术上已很成熟，但因为要实现正反运行，使得电路复杂程度大大增加，工作可靠性降低，价格较高。F-D系统有良好的控制性能，在刨床中大量采用，但其设备庞大，价格昂贵且效率不高。I-C系统依靠电磁离合器实现正反转，离合器磨损严重，工作稳定性欠佳且不便于调速，仅用于轻型龙门刨床。

1． 选型
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。在实际应用中，我们从性价比上选择了美国EMERSON公司出产的高性能矢量控制变频器---TD3000系列产品。
TD3000系列变频器在性能上完全符合B2010A、B2025等型号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。
TD3000系列变频器是高品质、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。