1、 本 本 科 科 毕 毕 业 业 设 设 计 计 （ （ 2014 届）届） 题题 目目 龙门刨床主拖动控制系统的改造龙门刨床主拖动控制系统的改造 系系 别别 机电动力与信息工程系机电动力与信息工程系 专专 业业 机械电子应用及自动化机械电子应用及自动化 年年 级级 学生姓名学生姓名 指导教师指导教师 20142014 年年 5 5 月月 4 4 日日 中文题目：龙门刨床主拖动控制系统的改造 毕业设计共 37 页 图纸共 2 张 完成日期：2014 年 5 月 4 日 答辩日期：2014 年 5 月 8 日 I 摘 要 在分析和研究龙门刨床（B2012A）原控制系统的基础上，设计了龙门刨床双闭
2、环直流 调速系统。该系统根据调压调速和自动控制的理论基础，通过改变直流电动机的电枢电流 进行调速，从而实现工作台的可逆调速，起制动时既能快速启动和制动，保证机械冲击不 过大。能实现慢速切入，稳速加工，快速换向，点动调节等各种加工工艺要求。克服了龙 门刨床换向冲击大、工作效率不高的一系列缺点。 关键词：龙门刨床；双闭环直流调速系统；调压调速 目 录 1 概论. 1 1.1 龙门刨床的基本情况 1 1.2 龙门刨床自动控制技术的发展历史及趋势 . 1 1.3 龙门刨床的工艺特点. 2 1.4 现有龙门刨床控制系统存在的问题 . 3 1.5 课题的研究意义 4 1.6 本课题的主要任务 4 2 调速
3、系统方案设计 5 2.1 理想的速度运行曲线 5 2.2 理想运行状态下龙门刨床对自动控制系统的要求 5 2.3 调压调速的选择 7 2.4 主拖动电动机供电方式的选择 . 8 2.5 双闭环控制系统的选择 9 2.6 触发电路的选择 10 2.7 调压调速控制系统主回路的选择 .10 2.8 电动机直流调速的介绍 11 3 调速系统主回路的设计 13 3.1 主回路的电气原理图 13 3.2 主电路的过电压和过电流保护 .14 3.3.1 确定变压器 T的参数,变压器为了消除三次谐波而采用/Y 接法。 15 3.3.2 元件参数的选择：.15 3.3.3 平波电感器的参数计算： .16 3.
4、3.4 电动机电枢电感的计算 .17 3.3.5 变压器漏电感 B L的计算 .17 3.3.6 快速熔断器的选择.17 3.3.7 主拖动电动机的容量 .18 4 调速系统的控制电路设计 19 4.1 转速电流双闭环系统速度 19 4.1.1 系统组成及工作原理 .19 4. 2 逻辑无环流系统 .20 4. 3 逻辑装置的组成与分析 22 5 调速系统的计算 .29 5.1 电流环中电流调节器的设计 .30 5.2 速度调节器的设计 32 6 结论 .36 致谢 37 参考文献 .38 中国矿业大学银川学院毕业设计 1 1 概 论 1.1 龙门刨床的基本情况 B2012A 型龙门刨床主要有
5、 8 部分组成，包括床身，工作台，横梁，垂直刀架，侧刀 架，立柱，龙门顶梁，刨刀。如图 1-1 中刨床左右立柱上托有可上下 移动的横梁，横梁上装有可在横梁 上横向移动并垂直进给的左右俩个 垂直刀架，左右俩立柱上分别设有 可上下移动并横向进给的左侧刀架 和右侧刀架工作台安装在底座上， 可做往复运动。 龙门刨床的运动分为主运动， 进给运动，辅助运动。 图 1-1 结构示意图 主运动是指工作台连续往返的直线运动。工作台前进时为工作行程，即切削行程，此 时带动工作台的电动机有负载；工作台后退时，即返回行程，刀具抬起，主电动机空载运 行。 进给运动是指刀架的进给。当返回行程结束，工作行程将要开始的时候，
6、道具相对于 工作台有一个位移，这个位移也叫进刀量。 辅助运动是指横梁的加紧和放松，横梁的上下移动。刀架的快速移动，以及返回行程 时的抬刀运动等。 1.2 龙门刨床自动控制技术的发展历史及趋势 在进给系统（如横梁、刀架）中，用交流鼠笼电机拖动，利用皮带、齿轮传动或用电 磁离合器来改变进刀和退刀方向。这种传动方式电气装置简单，但机械结构较复杂并且调 速困难，皮带和离合器经常损坏，这是比较古老的龙门刨床。 龙门刨床的电力传动系统，由始至今一般有以下两种方式： 1）工作台主传动系统在历史上曾经采用电机扩大机-直流发电机-直流电动机组成的 直流调速系统，简称K-F-D系统。利用这种直流机组传动克服了古老刨床机械结构复杂、 难以调速的毛病，系统可靠性相对较高一些，调速范围较宽。但其有如下缺点：调速系 统占地面积大，噪音大
