1 引言
B2016A型龍門刨床是機械初加工的大型機床,是制造重型設備,如大型軋鋼機、汽輪機等不可缺少的工作母機,主要用來加工大型工件的各種平面、斜面和槽,在機加工行業應用非常廣泛。由于技術的限制,五六十年代的龍門刨床工作臺拖動采用了電機擴大機―直流發電機―直流電動機方式,造成故障率高,體積大、電耗大、控制精度差、效率低。而且它的工作方式是工作臺前進時進行切削,后退時不切削,工作臺后退是為下一次切削作準備,工作臺后退相當于沒有做有用功,且浪費時間。基于以上種種弊端、我們對山東某機床廠的B2016A型龍門刨床進行變頻改造。
2 原刨床的基本情況
2.1基本結構
龍門刨床包括,床身、工作臺、橫梁、左右垂直刀架、左右側刀架、立柱、龍門頂等。
2.2工作過程
龍門刨的刨削過程是工件與刨刀相對運動。因此工作臺與工件必須頻繁地進行往復運動,切削加工只在工作行程中,返回行程只是空轉。在切削過程中沒有進給運動,只有在返回行程中才有刀架的進給運動。其中,工作臺與工件間的往復運動稱為主運動,橫梁、刀架的運動稱作輔助運動。
2.3運動特點主運動的速度圖
如圖1所示

其中
0-t1 工作臺前進起動階段
t1-t2 刀具慢速切入階段
t2-t3 加速至穩定工作速度
t3-t4 工作速度階段
t4-t5 減速退出工件階段
t5-t9 返回階段
慢速切入切出,即防止崩壞工件又可以提高刀具使用壽命。高速切削、返回以提高加工效率。
3 設備組成
INVT-CHV100-022-4一臺、多功能數字端子S3—S5的信號來自限位開關、制動單元采用INVT-B5-044、制動電阻R=27.2Ω(4800W)、其他輔助運動的控制根據現場而定。(見圖一)

主拖動變頻器參數設置如下:
P0.00 0:無PG矢量控制
P0.01 1:端子指令通道
P0.03 5:多段速運行設定
P0.11 加速時間 (依據實際情況進行設定)
P0.12 減速時間 (依據實際情況進行設定)
P0.17 1:參數自學習(正確輸入電機參數在電機不帶負載以后)
P1.08 0:減速停車
P2.00 0:變頻器類型
P2.01 50:電機額定頻率
P2.02 723:電機額定轉速
P2.04 41:電機額定電流
P2.05 18.5:電機額定功率
P5.02 4:正轉寸動
P5.03 5:反轉寸動
P5.04 1:正轉運行
P5.05 2:反轉運行
P5.06 16:多段速端子1
P8.06 寸動運行頻率 (依據實際情況進行設定)
P8.07 寸動加速時間 (依據實際情況進行設定)
P8.08 寸動減速時間 (依據實際情況進行設定)
PA.02 多段速0 (依據實際情況進行設定)
PA.04 多段速1 (依據實際情況進行設定)
4 系統總結
改造前龍門刨采用K—F—D(發電機組電動機)調速系統交流電機拖動直流發電機再拖動直流電動機,由交磁放大機控制發電機的勵磁系統,結合機械傳動,達到20:1的機電聯合調速系統。進刀機構采用進刀繼電器控制進刀,由于繼電器控制時有粘連發生使加工精度低、噪聲大、體積大、耗電量多、故障率高、系統維護困難。
采用英威騰CHV100-022-4型矢量變頻調速器改造以后,系統運行穩定、精度高(±0.1%最高速度)、低頻轉矩大(0Hz達180%)、可靠性強、噪聲底、系統維護簡單方便、調速范圍可達1000:1,節能效果預計可達30%以上。而且更換不同的工作組件就可使刨床用于刨、銑一機兩用。提高加工精度,工作臺的速度不隨切削量的變化而變化,靜差度小于1%。CHV變頻調速器的“多段速度”控制功能,能夠很好地滿足速度曲線的要求,提高加工質量與效率,延長了刀具的使用壽命。