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THK滚动块导轨东莞HIR滑块LR2670ZRUS26102B

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LR76198Z LR104280Z LR124333Z

LR3475C LR47104C LR64140C   

電氣傳動選用PLC(可編程邏輯操控器)操控的全數字晶閘管可逆直流調速體系。電控系

統的PLC選用日本OMRON公司的CPM2A型整體式PLC，它擔任完結全數字直流調速設備外

圍的給定信號處理、機床按鈕站信號、各種限位信號和體系毛病信號的邏輯操控與處

理。 

全數字晶閘管可逆直流調速設備選用英國歐陸公司的590+系列500A四象限邏輯無

環流(可逆)全數字直流電機調速設備，它的內部主電路是由兩組反並聯的三相全控晶

閘管整流單元組成，兩者經過觸發脈衝邏輯互鎖構成四象限邏輯無環流(可逆)直流調

速電氣傳動體系。它一切的操控算法都由高速16位微處理器完結，以獲得優越的動態

操控功用;自整定算法可主動計算出電流環的P、I常數及電流斷續點，使體系獲得

動態功用;其電流環的自適應功用使體系改變較大時，也可獲得平穩的速度響應。此次

改造調速體系選用光電編碼器構成轉速負反應速度閉環操控，用以進步電氣調速體系

的速度平穩性、擴大體系調速規模、減小轉速靜差率。 

調速規模 

鋼軌刨床交磁擴大機操控的直流發電機組拖動方法(JF—F—D)選用電壓負反應、

電流正反應操控方法，其調速規模D≤20。全數字晶閘管可逆直流調速拖動方法(KZ—

D)選用光電編碼器做轉速負反應，其調速規模D≤50。 

穩態精度 

JF—F—D體系的穩態精度只能到達1%，而KZ—D體系的穩態精度卻能到達0.1%(光

電編碼器反應)。 

作業可靠性 

JF—F—D體系由于調整電阻多，選用的繼電器邏輯操控方法固有銜接接點多，從

而形成電路虛接的毛病幾率很高。JF—F—D體系的直流發電機、交磁擴大機、勵磁機

均有換向器和電刷，因電刷接觸不良形成的毛病頗多。高速微處理器操控的KZ—D體系

選用可編程序操控器(PLC)後，由于整個操控體系是適用于惡劣工業環境的工業計算機

來完結一切操控算法，所以整個電控體系比JF—F—D體系大爲簡化，原操控電路中的

繼電器邏輯操控硬觸點代之以PLC的軟觸點，原主電路中的直流發電機組、交磁擴大機

、勵磁機、發動電阻等代之以電路簡練的全數字晶閘管整流設備。操控電路的簡化、

大電流接點的削減，必將進一步進步鋼軌刨床電氣傳動體系的作業可靠性。 

可修理性 

JF—F—D體系可調電阻多，操控電機多，需調整的部位多，調試難度大，修理不

易。高速微處理器操控的KZ—D體系選用全數字設備，充沛發揮了計算機軟件靈敏的優

勢，具有完善的數字操控和維護功用;數字操控調整點少，調試參數自整定，發作毛病

後有精確的毛病信息顯現，縮短了修理時刻。 

功率及設備體積 

JF—F—D體系溝通異步電動機拖動的直流發電機組功率僅能到達93%左右;其電氣

傳動體系除了電氣操控櫃以外，還有占地面積達3平方米的直流發電機組、交磁擴大機

、勵磁機、發動電阻箱等外圍設備，並且機組作業噪音大。高速微處理器操控的KZ—D

電氣傳動體系功率高達98%以上;其悉數操控設備均設備在原電氣操控櫃內，無其它外

圍設備，並且作業無噪音。12米鋼軌刨床改造後操作人員反映，曾經擾人的機組噪音

沒有了，作業環境大爲改進。 

節能剖析及出資效益 

2005年8月27日，咱們分別在已改造的1號鋼軌刨床和未改造的2號鋼軌刨床上各安

裝了一台三相四線有功電度表和一台三相四線無功電度表進行節電數據的收集。兩台

鋼軌刨床的班次組織和所加工産品均接近相同。2005年9月28日，時隔一月後記載電度

表讀數。已改造的鋼軌刨床月耗電：有功爲43×60(電流互感器變比)=2580KW•h，無功

爲120×60(電流互感器變比)=7200KVar•h;未改造的2號鋼軌刨床月耗電：有功爲

98×60(電流互感器變比)=5880KW•h，無功爲398×60(電流互感器變比)=23880KVar•h

。

由以上數據可知，選用全數字晶閘管可逆直流調速體系的鋼軌刨床比選用直流發

電機組電氣傳動的鋼軌刨床平均月節電：有功爲3300KW•h，無功爲16680KVar•h。有功

節電的意義在于每年可直接節省電費：3300(KW•h/月)×12(月)×0.5(元/KW•h)

=19800(元)，按此預算就改造後直接節省電費一項，此次改造的9.3萬元出資就可5年

*收回。無功節電的意義在于降低車間供電母線的線路損耗，降低車間配電變壓器

的二次電流，節省的無功電流能夠出讓給電網中新設備的設備，然後化解了新增設備

後的車間配電變壓器增容問題。由以上節電數據能夠看出，鋼軌刨床改造後節省的無

功遠比有功大的多，無功節電給車間電網帶來的直接收益也是十分顯著的。
    M型磨床是M1050型無心磨床的簡稱，是一種主動化程度要求較高的機床設備，主

要對圓錐度小于1：20的圓錐體和各種成型反轉體零件的切入磨加工，附加通磨托架，

可作通磨加工。磨床操控體系一向選用繼電器邏輯操控方法，導輪的速度調理由直流

改換設備操控直流電動機得到，既不便利，功率又低。
    爲了處理上述磨床操控體系的缺陷，決定對其電氣操控體系實行新的設計。用PLC

和變頻調速技術改造傳統繼電器操控的磨床操控電路，改變了以時刻繼電器爲核心的

繼電器邏輯操控方法，完結了對磨床工序的主動操控。用變頻器操控磨床導轉電動機

的轉速後，把過去的直流電動機換成溝通電動機，可大幅度進步傳動功率，簡單便利

。

1 M型磨床操控的工藝要求及進程
    M型磨床由五台溝通電動機驅動，其中一台電動機需無級變速操控，用變頻器操控

該台電動機得到無級變速。主控電機操控的目標分別是光滑、冷卻、磨削輪、液壓和

導輪。
    根據M型磨床切入磨學工藝要求，在一個作業周期內由3個電磁閥分別操控4個作業

目標來完結，一個周期的操作流程如圖1所示。從圖1中能夠看出，4個作業目標分別是

導輪架快慢進、導輪架快退、推料杆推料、推料杆返回。

a.JPG

2 M型磨床電氣操控體系
2．1 M型磨床電動機主電路設計
    爲M型磨床變頻調速操控主電路接線原理圖，如圖2所示。

b.JPG
    圖中，QS爲空氣開關，液壓電動機M2和導輪電動機M5能夠隨機啓停，磨削輪電動

機M1和光滑電動機M3二者之間爲順序操控方法，即光滑電動機M3先發動，磨削輪電動

機M1後發動。導輪電動機M5由變頻器操控，無級調速。
    變頻器設定爲外部操控方法2，方法是把Pr．79的內容寫爲2即可。無級調速是由

變頻器上一個外接的電位器調理得到。
通常對于大車削直徑200～1000 mm，大車削長度至 5000 mm的數控臥式車床型

式通常按以下的要求進行空作業和功用查驗。

1、手動功用查驗：

用按鍵、開關或人工操作對機床進行功用實驗，實驗其動作的靈敏性、平穩性和

可靠性。

（1）、任選一種主軸轉速和動力*主軸轉速，發動主軸和動力刀架組織進行正轉、

反轉、中止(包括制動)的接連實驗，接連操作不少于7次。

（2）、主軸和動力*主軸做低、中、高轉速改換實驗，轉速的指令值與顯現值(或

實測值)之差不得大于5%。

（3）、任選一種進給量，將發動進給和中止動作接連操作，在Z軸、 X軸、C'軸的全

部行程上做作業進給和快速進給實驗, Z軸、X軸快速行程應大于1/2全行程。正、反方

向接連操作不少于7次。並丈量快速進給速度及加、減速特性。測驗伺服電機電流的波

動，其答應差值由制造廠規則。

（4）、在Z軸、X軸、C'軸的悉數行程上，做低、中、高進給量改換查驗。

（5）、用手搖脈衝發作器或單步移動溜板、滑板、C'軸的進給查驗。

（6）、用手動或機動使尾座和尾座主軸在其悉數行程上作移動查驗。

（7）、有鎖緊組織的運動部件，在其悉數行程的任意方位上作鎖緊實驗，傾斜和筆直

導軌的滑板，堵截動力後不應下落。

（8）、反轉刀架進行各種轉位夾緊查驗。

（9）、液壓、光滑、冷卻體系做密封、光滑、冷卻功用實驗，要求調整便利、動作靈

活、光滑傑出、冷卻充沛，各體系不得滲漏。

（10）、排屑、運屑設備查驗。

（11）、有主動裝夾換刀組織的機床，應進行主動裝夾換刀查驗。

（12）、有分度定位組織的C'軸應進行分度定位查驗。

（13）、數字操控設備的各種指示燈、程序讀入設備、通風體系等功用查驗。

（14）、卡盤的夾緊、松開，查驗其靈敏性及可靠性。

（15）、機床的安全、保險、防護設備功用查驗；

（16）、在主軸高轉數下，丈量制動時刻，取7次平均值；

（17）、主動監測、主動對刀、主動丈量、主動上下料設備等輔助功用查驗；

（18）、液壓光滑、冷卻體系做密封、光滑、冷卻功用查驗，要求操作便利、動作靈

活、光滑傑出、冷卻充沛、各體系無滲漏。

2、操控功用驗收

用CNC操控指令進行機床的功用查驗，查驗其動作的靈敏性和功用可靠性。

（1）、主軸進行正轉、反轉、中止及改換主軸轉速查驗（無級變速組織做低、中、高

速查驗；有級變速組織做各級轉速查驗）；

（2）、進給組織做低、中、高進給量及快速進給改換查驗；

（3）、C'軸、X軸和Z軸聯動查驗；

（4）、反轉刀架進行各種轉位夾緊實驗，選定一個工位測定相鄰刀位和反轉1800的轉

位時刻，接連7次，取其平均值；

（5）、實驗進給坐標的超程、手動數據輸人、坐標方位顯現、回基准點、程序序號指

示和檢索、程序停、程序結束、程序消除、單步進給、直線插補、圓弧插補、直線切

削循環、錐度切削循環、螺紋切削循環、圓弧切削循環、*方位補償、螺距補償、

間隙插補及其他說明書規則的面板及程序功用的可靠性和動作的靈敏性；

3、溫升查驗

丈量主軸高速和中速空作業時主軸軸承、光滑油和其他主要熱源的溫升及其改變

規則。查驗應連

續作業180分鍾。爲保證機床在冷態下開始實驗，實驗前16 小時內不得作業。試

驗不得半途停車。實驗前應檢查光滑油的數量和商標，並契合使用說明書的規則。

溫度丈量應在主軸軸承(前、中、後)處及主軸箱體，電機殼和液壓油箱等産生熱

量的當地。

主軸接連作業，每隔15分鍾丈量一次。後用被測部位溫度值繪成時刻-溫升曲線

圖，以接連作業180分鍾的溫增值作爲查核數據。

時刻-溫升曲線圖
時刻-溫升曲線圖

在實踐的查驗進程中，應該注意以下幾點：

（1）、溫度測點應選擇盡量靠近被測部件的方位。主軸軸承溫度應以測溫工藝孔爲測

點。在無測溫工藝孔的機床上，可在主軸前、後法蘭盤的緊固螺釘孔內裝熱電偶，螺

孔內灌注光滑脂，孔口用橡皮泥或膠布封住；

（2）、室溫測點應設在機床中心高處離機床 500mm的任意空間方位，油箱測溫點應盡

量靠近吸油口的當地。