英威腾CHV100在B2016A型龙门刨床上的应用

·引言
    B2016A型龙门刨床是机械初加工的大型机床，是制造重型设备，如大型轧钢机、汽轮机等不可缺少的工作母机，主要用来加工大型工件的各种平面、斜面和槽，在机加工行业应用非常广泛。由于技术的限制，五六十年代的龙门刨床工作台拖动采用了电机扩大机―直流发电机―直流电动机方式，造成故障率高，体积大、电耗大、控制精度差、效率低，而且它的工作方式是工作台前进时进行切削，后退时不切削，工作台后退是为下一次切削作准备，工作台后退相当于没有做有用功，且浪费时间。基于以上种种弊端、我们对山东某加工厂的B2016A型龙门刨床进行变频改造。
·刨床的基本构成
1、基本结构
龙门刨床包括，床身、工作台、横梁、左右垂直刀架、左右侧刀架、立柱、龙门顶等。
2、工作过程
龙门刨的刨削过程是工件与刨刀相对运动。因此工作台与工件必须频繁地进行往复运动，切削加工只在工作行程中，返回行程只是空转。在切削过程中没有进给运动，只有在返回行程中才有刀架的进给运动。其中，工作台与工件间的往复运动称为主运动，横梁、刀架的运动称作辅助运动。
3、运动特点主运动的速度图


其中
0-t1   工作台前进起动阶段
t1-t2  刀具慢速切入阶段
t2-t3  加速至稳定工作速度
t3-t4  工作速度阶段
t4-t5  减速退出工件阶段
t5-t9  返回阶段
慢速切入切出，即防止崩坏工件又可以提高刀具使用寿命。高速切削、返回以提高加工效率。
·设备组成
INVT-CHV100-022-4一台、多功能数字端子S3—S5的信号来自限位开关、制动单元采用INVT-B5-044、制动电阻R=27.2Ω（4800W）、其他辅助运动的控制根据现场而定。
  

龙门刨变频电气控制示意图
·参数设置
P0.01   1：端子指令通道
P0.03   5：多段速运行设定
P0.11   加速时间   (依据实际情况进行设定)
P0.12   减速时间   (依据实际情况进行设定)
P2.01   50：电机额定频率
P2.02   723：电机额定转速
P2.04   41：电机额定电流
P2.05   18.5：电机额定功率
P5.02   4：正转寸动
P5.03   5：反转寸动
P5.04   1：正转运行
P5.05   2：反转运行
P5.06  16：多段速端子1
P8.06   寸动运行频率  (依据实际情况进行设定)
P8.07   寸动加速时间  (依据实际情况进行设定)
P8.08   寸动减速时间  (依据实际情况进行设定)
PA.02   多段速0      (依据实际情况进行设定)
PA.04   多段速1      (依据实际情况进行设定)
·总结
改造前龙门刨采用K—F—D（发电机组电动机）调速系统交流电机拖动直流发电机再拖动直流电动机，由交磁放大机控制发电机的励磁系统，结合机械传动，达到20:1的机电联合调速系统。进刀机构采用进刀继电器控制进刀，由于继电器控制时有粘连发生使加工精度低、噪声大、体积大、耗电量多、故障率高、系统维护困难。
采用英威腾CHV100-022-4型矢量变频调速器改造以后，系统运行稳定、精度高(±0.1%最高速度)、低频转矩大(0.5Hz达150%)、可靠性强、噪声底、系统维护简单方便、调速范围可达1000:1，节能效果预计可达30%以上。而且更换不同的工作组件就可使刨床用于刨、铣一机两用。提高加工精度，工作台的速度不随切削量的变化而变化，静差度小于1%。CHV变频调速器的“多段速度”控制功能，能够很好地满足速度曲线的要求，提高加工质量与效率，延长了刀具的使用寿命。
·参考文献
  《CHV系列矢量变频器说明书》
  《B2016A型龙门刨床使用说明书》
  《龙门刨床的工作原理及控制技术》