【正文】 摘 要 在分析 和研究龍門刨床（ B2022A）原控制系統(tǒng)的基礎(chǔ)上，設(shè)計(jì)了龍門刨床直流脈寬調(diào)速系統(tǒng)。該系統(tǒng)以直流脈寬調(diào)速電路和可編程控制器為調(diào)速器件，能通過主電動(dòng)機(jī)實(shí)際轉(zhuǎn)速自動(dòng)調(diào)節(jié)，從而實(shí)現(xiàn)工作臺(tái)的可逆調(diào)速，克服了龍門刨床換向沖擊大、工作效率不高的一系列缺點(diǎn)。系統(tǒng)硬件結(jié)構(gòu)簡單，控制安全可靠，運(yùn)行平穩(wěn)，調(diào)速精度高，且經(jīng)濟(jì)實(shí)用，具有廣闊的應(yīng)用前景。 關(guān)鍵詞 ：龍門刨床；可編程控制器；直流脈寬；可逆調(diào)速 Abstract Base on the analysis and research of the original control system of double housing planer (B2022A), designed a pulse width type of direct current speed regulat system. The dircet current pulse width speed regulat and programmable control is in this system as the main speed governing device, it can automaincally regulate the speed according to the real rotalain speed, and realized reversibly regulating the speed of the work platform. It eliminated the impact of original system, improaed the work efficierrcy greatly. The structure of hardware is simple, the controlling is salf and dependable, the moving is smooth and the speed regulating is precies. Furthermore, this system is economical and practical, the outlook of it’s application is wide. Key words: double housing planer。 programmable control。 pulse width type of direct current。 reversibly speed regulating 目 錄 第一章 概論 ............................................................. 1 龍門刨床自動(dòng)控制技術(shù)的發(fā)展歷史及趨勢 .............................. 1 龍門刨床的工藝特點(diǎn) ................................................ 2 現(xiàn)有龍門刨床控制系統(tǒng)存在的問題 .................................... 3 課題的研究意義 .................................................... 3 本課題的主要任務(wù) .................................................. 4 第二章 系統(tǒng)方案設(shè)計(jì) ..................................................... 5 理想的速度運(yùn)行曲線 ................................................ 5 實(shí)現(xiàn)理想速度運(yùn)行曲線的方法 ........................................ 6 總體方案設(shè)計(jì) ...................................................... 6 系統(tǒng)方案論證 .................................................. 6 系統(tǒng)主要配置和使用方 法 ........................................ 8 系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì) ................................................. 11 系統(tǒng)工作流程和控制功能實(shí)現(xiàn) ................................... 12 系統(tǒng)重要參數(shù)測定和計(jì)算 ....................................... 13 第三章 雙閉環(huán)直流脈寬調(diào)速系統(tǒng) .......................................... 15 轉(zhuǎn)速電流雙閉環(huán)直流調(diào)速系統(tǒng) ....................................... 15 直流電動(dòng)機(jī)的 PWM控制原理 ......................................... 19 第四章 系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì) .................................................... 24 FXGP/WIN軟件介紹 .................................................. 24 程序設(shè)計(jì)分析 ..................................................... 24 編程用到的特殊指令 ............................................... 25 FROMTO 指令 ................................................... 25 PWM指令 ....................................................... 26 PLSY指令 ...................................................... 27 I/O分配列表 ....................................................... 27 部分程序設(shè)計(jì) ..................................................... 28 程序設(shè)計(jì)中應(yīng)注意的問題 ........................................... 29 系統(tǒng)接線圖 ....................................................... 30 第五章 系統(tǒng)調(diào)試 ........................................................ 31 調(diào)試中出現(xiàn)的問題 及解決方法 ....................................... 31 開關(guān)問題及元件好壞判定 ........................................... 31 第六章 結(jié)論 ............................................................ 33 結(jié)束語 ................................................................. 34 致謝 ................................................................... 35 參考文獻(xiàn) ............................................................... 36 附錄 .................................................... 錯(cuò)誤 !未定義書簽。 湖北汽車工業(yè)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 1 第一章 概論 龍門刨床自動(dòng)控制技術(shù)的發(fā)展歷史 及趨勢 在進(jìn)給系統(tǒng)（如橫梁、刀架）中， 用交流鼠籠電機(jī)拖動(dòng)，利用皮帶、齒輪傳動(dòng)或用電磁離合器來改變進(jìn)刀和退刀方向。這種傳動(dòng)方式電氣裝置簡單，但機(jī)械結(jié)構(gòu)較復(fù)雜并且調(diào)速困難，皮帶和離合器經(jīng)常損壞，這是比較古老的龍門刨床。 龍門刨床的電力傳動(dòng)系統(tǒng) [1~2]，由始至今一般有以下兩種方式： 1）工作臺(tái)主傳動(dòng)系統(tǒng)在歷史上曾經(jīng) 采用電機(jī)擴(kuò)大機(jī) 直流 發(fā)電機(jī) 直流 電動(dòng)機(jī)組成的直流調(diào)速系統(tǒng) ，簡稱 KFD系統(tǒng)。利用這種直流機(jī)組傳動(dòng)克服了古老刨床機(jī)械結(jié)構(gòu)復(fù)雜、難以調(diào)速的毛病，系統(tǒng)可靠性相對較高一些，調(diào)速范圍較寬，因它只受電樞壓 降的影響，但 KFD系統(tǒng)有擴(kuò)大機(jī)組和發(fā)電機(jī)組，故成本高，占地面積大，噪音大，且 KFD系統(tǒng)是機(jī)組變流，變流過程損耗大，效率低，其系統(tǒng)的慣性除受直流電動(dòng)機(jī)影響外，還受到發(fā)電機(jī)和電機(jī)擴(kuò)大機(jī)電磁慣性的影響，故慣性大，換向時(shí)沖擊大。 2）隨著電力電子技術(shù)的發(fā)展，從上世紀(jì)七八十年代起， 工作臺(tái)主傳動(dòng)系統(tǒng) 是以可控硅 直流 電動(dòng)機(jī)系統(tǒng)，簡稱 SCRD系統(tǒng) 為主 。 SCRD系統(tǒng)可省掉擴(kuò)大機(jī)組和發(fā)電機(jī)組，節(jié)省成本，其系統(tǒng)的效率幾乎與負(fù)載無關(guān)，適宜于負(fù)載變動(dòng)較大的情況，且可控硅基本上屬于無慣性環(huán)節(jié)，反應(yīng)速度較快，電磁慣性可 以減到很少，但 SCRD系統(tǒng)可靠性稍差。因可控硅電壓與電流過載能力小，在過壓、過流、電壓和電流上升率太大的情況下容易損壞，且受溫度影響，特性易變化，觸發(fā)部分用的半導(dǎo)體元件其特性受溫度影響也易發(fā)生變化，受外界干擾，易產(chǎn)生誤動(dòng)作。另外， SCRD系統(tǒng)的調(diào)速范圍，除了受電動(dòng)機(jī)電樞壓降影響外，還受可控整流線路參數(shù)的影響，在低速時(shí)可控硅控制角增大，管壓降增大，致使靜差度增大，調(diào)速范圍低。 龍門刨床的主拖動(dòng) 系統(tǒng) 在加工過程中起主要作用，而現(xiàn)有的龍門刨床主拖動(dòng)系統(tǒng)都存在著投資大、消耗量大、調(diào)節(jié)精度不高、換向沖擊大等一系列缺 點(diǎn)，因此對龍門刨床電控系統(tǒng)進(jìn)行改造勢在必行。 近些年來，隨著科學(xué)技術(shù)的高度發(fā)展，控制領(lǐng)域的數(shù)字化進(jìn)程加快，全數(shù)字直流調(diào)速技術(shù)不斷完善，部分龍門刨床己改造成各種各樣的數(shù)控機(jī)床，湖北汽車工業(yè)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 2 工作效率大大提高，老式龍門刨床的電控系統(tǒng)將逐步被淘汰，最終將被全數(shù)字控制系統(tǒng)完全取代。 龍門刨床的工藝特點(diǎn) 龍門刨床是制造大型機(jī)械設(shè)備不可缺少的工作母機(jī)。應(yīng)用非常廣泛，具有多種控制要求。其主要用來加工大型工件的各種平面、斜面、槽。特別適用于加工大型的、狹長的機(jī)械零件，如機(jī)床的床身、箱體、立柱、導(dǎo)軌等。其生產(chǎn)工藝的特點(diǎn)是工作臺(tái)與 工件頻繁的進(jìn)行往復(fù)運(yùn)動(dòng)。工件的切削加工僅在工作行程內(nèi)進(jìn)行，而返回行程只做空運(yùn)轉(zhuǎn)。在切削時(shí)沒有進(jìn)給運(yùn)動(dòng)，只在返回行程轉(zhuǎn)到工作行程的期間內(nèi)刀架才位移一定距離。因而龍門刨床的主運(yùn)動(dòng)是工作臺(tái)和工件的縱向往復(fù)運(yùn)動(dòng)。 龍門刨床工作臺(tái)速度運(yùn)行圖 [1~2]如圖 。 圖中： LQ—— 工作行程； LH—— 返回行程； VJ—— 慢速切入速度； VQ—— 切削速度； VH—— 返回速度； 圖 原龍門刨床工作臺(tái)速度運(yùn)行圖 0t1—— 工作臺(tái)前進(jìn)起動(dòng)階段； t1t2—— 刀具慢速切入階段； t2t3—— 加速至穩(wěn)定工作速度階 段； t3t4—— 穩(wěn)定工作速度階段； 湖北汽車工業(yè)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 3 t4t5—— 減速退出工作階段； t5t6—— 反接制動(dòng)到后退工作階段； t6t7—— 后退穗定速度階段； t7t8—— 后退減速階段； t8t9—— 后退反接制動(dòng)階段。 刀具切入工件之前減速的目的，是為了減少刀具在切入時(shí)所承受的沖擊，延長刀具的使用壽命，稱為慢速切入。切入工件后再加速到規(guī)定的切削速度 VQ。切出工件之前減速的目的是為了防止工件邊緣的崩裂。返回過程不切削工件，為提高生產(chǎn)率，反向時(shí)直接加速到高速返回速度 VH。返回行程再反向到工作速度之前，為了減少反向時(shí)的越 位，還要求有一個(gè)減速過程。 現(xiàn)有龍門刨床控制系統(tǒng)存在的問題 從速度運(yùn)行圖 ，在龍門刨床的工作過程中，對起動(dòng)、制動(dòng)特性要求很高，