刨台运动的变频调速改造设计.doc

天津职业技术师范大学 课 程 设 计 说 明 书 题目：龙门刨台的变频调速改造 指导老师： 班 级：机 检1112 班 组 员： 天津工程师范学院 课 程 设 计 任 务 书 机械工程 学院 机检1112 班 学生 课程设计课题： 刨台运动的变频调速改造设计 一、课程设计工作日自 2015 年 1 月 12 日至 2015 年 1 月 23 日 二、同组学生： 三、课程设计任务要求（包括课题来源、类型、目的和意义、基本要求、完成时间、主要参考资料等）： 1、目的和意义 是一门重要的专业必修课，它具有很强的实践性。为了加深对所学课程（模拟电子技术、数字电子技术、电机与拖动、电力电子变流技术等）的理解以及灵活应用所学知识去解决实际问题，培养学生设计实际系统的能力，特开设为期一周的课程设计。写出设计说明书，内容包括： （1）； （2）整个系统的工作原理； （3）画出一张详细的电气原理图； 考核方式 1．采用口试方式进行考核（以小组为单位），成绩按百分制评定。其中小组分数占60%，个人成绩占40%（包括口试情况和上交材料内容）； ．每:30--11:30在房间答疑。、参考文献 陈伯时．电力拖动自动控制系统----运动控制系统（第3版）．机械工业出版社，2003第一章：改造方案 2 第二章、刨台运动分析 2 第三章：系统各部分工作原理 4 3.1 接近开关 4 3.2 PLC 5 3.2.1 PLC的工作原理 5 3.2.2 PLC选型 6 3.2.3 PLC外部接线 6 3.3.4 PLC控制程序 8 3.3变频器 10 3.3.1变频器基本原理 10 3.3.2 变频器选型 12 3.3.3 变频器的接线情况 12 3.3.4 变频器参数设置 13 3.4电气控制部分 15 第四章 总结 16 第一章：改造方案 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。本设计主要目的是用异步交流电机代替直流电机，并简化控制方式[1]。控制系统结构原理图如图1所示： 图1.控制系统的结构原理图 第二章、刨台运动分析 大多数刨床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2所示。 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。 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。[2] （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。 （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3所示两段。 第三章：系统各部分工作原理 3.1 接近开关 接近开关又称无触点接近开关，是理想的电子开关量传感器。当金属检测体接近开关的感应区域，开关就能无接触，无压力、无火花、迅速发出电气指令，准确反应出运动机构的位置和行程，即使用于一般的行程控制，其定位精度、操作频率、使用寿命、安装调整的方便性和对恶劣环境的适用能力，是一般机械式行程开关所不能相比的。它广泛地应用于机床、冶金、化工、轻纺和印刷等行业。在自动控制系统中可作为限位、计数、定位控制和自动保护环节等[1]。 本次设计共采用三个接近开关S1、S2、和S3。它们被安装在刨床的床身上，其中S1、S2、的感应头朝向外侧面，S3的感应头朝上。 A、B是两块感应挡板、C、D为上挡板。挡板与感应头之间距离为5mm左右。 具体结构如下图图3.