據全國工業普查的統計資料介紹,截止到2000年底,數量較多涉及面較寬的金屬加工機床的擁有量約為384萬臺,其中役齡在6-15年約為153.2萬臺,約占39.9%,役齡在16年以上約為133.3萬臺,約占34.8%。這表明我國工業制造業的裝備,乃至各行各業的設備仍有相當大量比較落后,有待改造或更新。
龍夢刨床是機械加工車間大型金屬切削機床之一,主要加工大型工件或同時加工多個工件。從機床運動上看,龍門刨床的主運動是工作臺的直線往復運動,而進給運動則是刨刀的橫向或垂直間歇運動,其主要由床身、工作臺、立柱、頂梁、橫梁、垂直刀架、側刀架組成。
龍門刨床的工作臺沿床身水平導軌做往復運動,它由直流電機帶動,并可進行無級調速,運行平穩。為防止切入時撞擊刨刀和切出損壞工作邊緣,工作臺的往復運動是按下述程序自動進行的:工作臺向前,使其慢速接近刨刀,刨刀切入工件后,工作臺逐漸增速到規定的切削速度;在工件離開刨刀前,工作臺又降低速度,切出工作臺,工作臺快速返回。兩個垂直刀架由一臺電動機帶動,它既可在橫梁上做橫向進給,也可沿垂直刀架本身導軌做垂直進給,并能旋轉一定角度做斜向進給。側刀架由單獨電動機帶動,能沿立柱導軌做垂直進給,也可沿側刀架本身導軌做水平進給。橫梁可沿立柱垂直升降以適應加工不同高度的工件。所有刀架在水平和垂直方向都可平動。龍門刨床主要用來加工大平面,尤其是長而窄的平面,一般龍門刨床可刨削的工件寬度達1米,長度在3米以上。還可以用來加工溝槽。應用龍門刨床進行精刨,可得到較高的尺寸精度和良好的表面粗糙度。
我公司目前擁有龍門刨床二十幾臺,從1米到10米刨床不等。大都是五、六十年代的產品,主要機械部分如床身、立柱、橫梁、工作臺等經過大修后,都能達到使用精度,液壓系統及附件經更換保持使用效果。龍門刨床電氣系統比較復雜,共有各種電機13臺之多,既有連續控制的直流自動調速系統,又有繼電器接觸交流斷續控制系統,是一種很復雜的電氣控制線路。特別是直流調速部分大都采用交磁放大機自動調速系統,這種調速是三、四十年代的技術成果,由發電機組和擴大機組成,發電機組噪音大,開動時聽不見人說話,耗電量大,每個機組功率一般在40KW-120KW,故障率高。一些元件已經落后被淘汰買不到元件使用。所以,電氣系統改造已成為必然。舊機床剩余價值較大的是機械部分及配套附件,電氣系統往往都需要更新。
電氣部分的改造主要項目有以下幾方面:
1、將原交磁放大機自動調速機組拆除,改用6RA27系列全數字化晶閘管直流調速裝置,在配電柜里設一速度調整板,用可調電阻器手調來控制工作臺前進、后退、點動、自動速度。為了便于調整、觀察工作臺速度和電動機勵磁,在配電柜面板上安裝雙向指示的電流表和電壓表,以測主電路電流和電壓。在工作臺直流電動機的軸端安裝直流測速發電機,組成半閉環測速系統。抬刀電磁鐵電源由主回路接變壓器,用可控硅膠整流橋式交流變直流供抬刀線圈供電。
2、除主回路的工作臺冷卻風機、油泵電機、橫梁升降電機、橫梁夾緊電機、垂直刀架電機、左、右側刀架電機采用交流接觸器控制外,控制回路采用獨立型可編程序控制器PLC控制。此PLC選TYPE-CPM2AH-60CDRA型,擴展選TYPE-PM1A-40EDR。PLC模塊對零件程序中的開關功能和機床操作面板、機床測來的開關信號進行邏輯處理,實現機床電氣設備的起停,刀具交換,主軸轉速控制及各種功能操作方式間的連鎖等。將PLC的輸入輸出與相應的電氣設備相連,達到控制和檢測的目的。
PLC具有以下優點:①具有良好的柔性,采用面向過程的語言,編程方便,使用梯形圖指令語言,這種面向用戶的語言既延續了傳統線路的清晰直觀,又兼顧了電氣技術人員的讀圖習慣與計算機水平。②所容納的I/O點可以根據需要不斷增加,擴充方便,配置靈活,以免換件麻煩。③系統構成簡單,安裝調試方便。需要組成系統時,用簡單的編程方法將程序寫入存儲器內,接上相應的輸入輸出,便可構成一個完整的控制系統。它的輸出可以直接驅動執行機構,中間一般不需要轉換單元,從而大大地簡化了硬件接線,減少了控制元件的使用,減少了施工工作量,節約資金,方便維修。
3、對機床電氣操作面板進行改進,為了操作方便,配電柜面板設置電源指示、啟停指示、四處抬刀、油泵開關,按鈕站開關按鈕接PLC的輸入接口控制機床動作。
4、改動配電柜至機床的電氣走線,拆除原來多余的連線。
5、在配電柜每一組回路都設置短路器,控制回路的過載和短路。
通過電氣改造,不改變機床原有的機械性能,只改變電氣的控制元件,去掉交磁發電機組,減少噪音,少占空間,每年可節約用電40萬千瓦,節電資金就可再改造一臺刨床。出現故障時PLC接通電腦,顯示錯誤,一目了然。機床測試靜態和動態精度達到工作要求。(文自:齊齊哈爾二機床(集團)有限責任公司)
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