一、概述

龍門銑床是加工較大型工件的機加設備，其電氣控制系統包括工作臺的主傳動和進給機構的邏輯控制兩大部分。河南焦作邁科公司有一臺龍門銑床，從70年代至今使用了多年。龍門銑床的工作臺主傳動采用直流可逆調速拖動方式。原來的直流調速系統已經淘汰了，沒有可能再對直流調速系統換新處理，進行技術改造是必然的選擇。

二、改造方案

對直流調速系統改造，如果保留直流電機，調速系統可用數字式可控硅直流調速系統，如歐陸590A、西門子6RA70、ABBDCS400等。這種方案的優點就是利用原有的直流電機，經濟上比較省，但缺點也是明顯的，其缺點是直流電機較交流異步鼠籠電機的維護工作量大，特別是使用了多年的直流電機，整流子磨損嚴重，維修花費更多。另一種方案就采用交流調速系統，將主傳動直流電機換為交流異步鼠籠電機，調速控制系統使用變頻器。這種方案的缺點是除需要變頻器外，還需要將直流電機換為交流電機，改造的費用相對高一些。但是，交流電機結構簡單，維護量小，變頻器性能優良，便于實現最優控制。比較兩種方案的優劣后，選擇用交流調速的改造方案。

三、龍門銑床的變頻改造

1、變頻器的選型和容量的計算

變頻器的選型要根據交流電機的容量，交流電機的容量的選擇又要以直流電機為參考依據。原工作臺直流電機參數為：PN=18.5kW，nN=1000r/min，與此相對應的交流電機PN=18.5kW，nN=970r/min。龍門銑床經常工作在低速加工狀態，為保證加工質量，要求電機低速時轉矩大。考慮到交流電機的機械特性，在選擇交流電機時適當增大容量。本例交流電機選為22kW 6極鼠籠電機。

選用希望森蘭科技股份有限公司生產的SB61G+變頻器。考慮到銑床工作臺返回行程時間比較短，慣性較大，需要配用制動單元和制動電阻，制動電阻按100%制動轉矩時的標準配置30Ω，5kW，考慮到制動比較頻繁，適當加大電阻的容量到10kW。

2、變頻器功能的設定

從龍門銑床工作臺工作流程可知，工作臺的運行速度有4段，即n1、n2、n3和返回運行速度。設SB61G+22KW變頻器為多段速度控制方式，變頻器的多段頻率控制輸入端子為X1、X2、X3、X4；多段速度的頻率值由所加工的工件決定，加、減速的時間，由功能代碼F009、F010、F631-F636決定，其控制信號取自銑床無觸點開關，只要銑床工作臺運動到相應的位置，無觸點開關輸出信號送到變頻器相應的輸入端口上，變頻器就加速、減速、反向或恒速運行。

3、PLC的應用

由于控制線路和低壓元器件老化，在對龍門銑床工作臺主傳動變頻調速改造的同時，對銑床的控制線路進行改造。用PLC可大大地減少控制電路的復雜性，并可減低成本。PLC選用HOLLIAS-LEC G3 40點PLC，編程方式為梯形圖，不很復雜，不再贅述。