龍門刨床介紹

龍門刨床具有門式框架和臥式長床身的刨床。

刨刀可在刀架上作垂直或斜向進給運動；橫梁可在兩立柱上作上下調(diào)整。一般在兩個立柱上還安裝可沿立柱上下移動的側(cè)刀架,以擴大加工范圍工作臺回程時能機動抬刀，以免劃傷工件表面。機床工作臺的驅(qū)動可用發(fā)電機－電動機組或用可控硅直流調(diào)速方式,調(diào)速范圍較大,在低速時也能獲得較大的驅(qū)動力。有的龍門刨床還附有銑頭和磨頭，變型為龍門刨銑床和龍門刨銑磨床，工作臺既可作快速的主運動，也可作慢速的進給運動，主要用于重型工件在一次安裝中進行刨削、銑削和磨削平面等加工。

龍門刨床國內(nèi)第一臺

中國第一臺龍門刨床于1953年4月在濟南第二機床廠問世。

龍門刨床技術(shù)性能

1、輸入電源：三相四線（～380V±10% 50Hz）2、工作環(huán)境：溫度-10℃～ 40℃ 相對濕度<85%(25℃) 海拔<4000m3、裝置容量：<1KW4、外形尺寸：1410mm×725mm×1535mm

龍門刨床控制系統(tǒng)要求

機床型號為BX2012，產(chǎn)地為濟南第二機床廠，要求改造后機床的調(diào)速范圍為5m/min一60m/min，系統(tǒng)運行的平滑性要好，能實現(xiàn)無級調(diào)速，且有很好的起制動性能。起制動時既能快速啟動和制動，又保證機械沖擊不過大，不對機械部件造成損害。能快速實現(xiàn)提速、降速和平穩(wěn)的調(diào)節(jié)速度，換向時要減小對齒輪的沖擊。能實現(xiàn)慢速切入，穩(wěn)速加工，快速換向，點動調(diào)節(jié)等各種加工工藝要求。

龍門刨床組成工作原理

A. 系統(tǒng)組成本系統(tǒng)由VVVF(變電壓變頻率)變頻器、交流電動機(Y280S一8，Pe =37KW ，I。=78-2A，n。=740r/min)、測速器組成閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)。采用閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)是為了對負載的波動和電網(wǎng)的波動有較強的抗干擾能力，以保證刨床的穩(wěn)定運行。刨床的電機均由PLC 給出的指令進行控制。設(shè)計時，主傳動用一臺異步電動機代替原K—F—D系統(tǒng)機型，進給機械執(zhí)行機構(gòu)則用變頻調(diào)速器取代原電磁離合器，實現(xiàn)對工作臺的各種不同速度的控制和往返換向。核心部件用PLC進行控制，它根據(jù)操作站指令和現(xiàn)場信號，按預先編制好的程序?qū)ψ冾l器、刀架、橫梁、磨頭的跟蹤狀況進行自動或人工控制。變頻器選用日本富士FRN45 Ggs一4JE電壓型通用變頻器。原系統(tǒng)采用機械式行程開關(guān)， 由于工作臺時頻繁的往復運動，擋塊頻繁地撞擊行程開關(guān)，導致行程開關(guān)容易發(fā)生故障，在不可靠的時候更可能產(chǎn)生事故，影響生產(chǎn)。改造中我們用光控無觸點接近開關(guān)代替機械式行程開關(guān)，經(jīng)使用效果很好。

B.工作原理龍門刨的刨削過程是工件(放在刨臺上)與刨刀之間做相對運動的過程。也就是刨臺頻繁的往復運動。刨臺的運動分為人工點動運行和自動往復循環(huán)運行。圖1是刨臺的往復周期運行圖。龍門刨床的刨削過程是工件(放在刨臺上)與刨刀之間做相對運動的過程。也就是刨臺頻繁的往復運動。刨臺的運動分為人工點動運行和自動往復循環(huán)運行。圖1是刨臺的往復周期運行圖。圖1 刨臺的往復周期

龍門刨床系統(tǒng)特點

經(jīng)過交流變頻調(diào)速改造后，BX2012龍門刨床的拖動系統(tǒng)大大簡化，減小了電動機的容量。加工的調(diào)速范圍變寬，達到3—70m/min，靜差率<3% ，且為無級調(diào)速，工作臺運行更加平穩(wěn)，尤其是換向迅速且沖擊小，加工效率提高。此外變頻調(diào)速有利于節(jié)電，且使現(xiàn)場的操作控制變得更為方便和可靠。而PLC的應(yīng)用充分體現(xiàn)了快速、靈活的控制特點。實現(xiàn)了以往難以作到的多種復雜控制和故障保護，使系統(tǒng)實現(xiàn)了操作維護簡單化和控制智能化

龍門刨床前言

長度較小的非圓柱面，可以采用數(shù)控銑床加工，也可以采用線切割加工（單件生產(chǎn)）。但當非圓柱面達到一定長度后，用上面的兩種方法就無能為力或加工成本太高了。如系列羅茨真空泵和羅茨鼓風機的轉(zhuǎn)子（圖1所示，其截面輪廓線由多段漸開線、外擺線和圓弧組成，長度在300mm以上）、大型水環(huán)泵葉輪模型的葉片（截面輪廓線由多段直線和圓弧組成，長度在500mm以上）。為了適應(yīng)截面輪廓線是復雜曲線的柱面工件的加工，筆者自行研制出了基于IPC的刨床CNC系統(tǒng)，并對某真空泵生產(chǎn)廠家的小型龍門刨床進行了數(shù)控改造。

1 小型龍門刨床的機械改造

圖2所示是用小型龍門刨床改造而成的數(shù)控刨床的示意圖。

小型龍門刨床數(shù)控改造的方法是將手動調(diào)節(jié)刀架變成由步進電動機驅(qū)動的數(shù)控刀架，Z步進電動機控制刀架在垂直方向的移動，X步進電動機控制刀架在水平方 向的移動。在滑臺底座靠近滑塊的部位安裝三個接近開關(guān)，在滑塊上固定一個與三個接近開關(guān)平行又在運動過程中與三個開關(guān)都能接近的滑塊位置標志塊（鐵塊）， 兩者共同用于滑塊運動方向和位置的檢測。另外，在滑臺上安裝一個簡易的對刀裝置。經(jīng)過負載（摩擦力、轉(zhuǎn)動慣量等）計算，驅(qū)動刀架上下移動（Z坐標軸）和左 右移動（X坐標軸）的步進電動機分別選用 110BF003型和 130BF003型。這兩個坐標移動的脈沖當量均為0.01mm。

龍門刨床系統(tǒng)硬件

該數(shù)控系統(tǒng)采用PC總線、主頻為100MHZ的486CPU工業(yè)控制機作主機，具有標準16位數(shù)據(jù)總線和擴展功能靈活的插板式結(jié)構(gòu)，可根據(jù)系統(tǒng)要求， 進行結(jié)構(gòu)最優(yōu)化配置（圖3）。 圖 3刨床CNC系統(tǒng)硬件結(jié)構(gòu) 該數(shù)控系統(tǒng)利用IO/TIMER（并行輸入輸出/定時器）接口板上的8255A來控制兩個步進電動機的運動，接收滑臺回程和位置傳感器信號、刀架限位開關(guān) 信號、功能選擇開關(guān)信號，接口板上的8253定時器用于步進電動機中斷運行服務(wù)程序，時鐘頻率為2MHz。

龍門刨床結(jié)束語

筆者用自行研制的刨床CNC系統(tǒng)為某企業(yè)的小型龍門刨床進行了數(shù)控化改造，成功地實現(xiàn)了系列水環(huán)泵葉輪葉片模型的加工和系列羅茨真空泵轉(zhuǎn)子大批量生 產(chǎn)，不僅加工效率高，而且加工質(zhì)量穩(wěn)定可靠。經(jīng)過的不斷改進和完善，該CNC系統(tǒng)已具有實時加工控制、圖形自動編程、復雜曲線和列表曲線擬合、編 程、刀具磨損補償、自動對刀、模擬仿真和加工軌跡跟蹤顯示等功能。該刨床CNC系統(tǒng)，不僅適用于小型龍門刨床的數(shù)控化改造，也適用于其它形式的刨床的數(shù)控 化改造。

龍門刨床主要加工大型工件或同時加工多個工件。與牛頭刨床相比，從結(jié)構(gòu)上看，其形體大，結(jié)構(gòu)復雜，剛性好，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，這剛好與牛頭刨床的運動相反。龍門刨床由直流電機帶動，并可進行無級調(diào)速，運動平穩(wěn)。龍門刨床的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，一般可刨削的工件寬度達1米，長度在3米以上。龍門刨床的主參數(shù)是最大刨削寬度。