一、概述

龙门铣床是加工较大型工件的机加设备，其电气控制系统包括工作台的主传动和进给机构的逻辑控制两大部分。河南焦作迈科公司有一台龙门铣床，从70年代至今使用了多年。龙门铣床的工作台主传动采用直流可逆调速拖动方式。原来的直流调速系统已经淘汰了，没有可能再对直流调速系统换新处理，进行技术改造是必然的选择。

二、改造方案

对直流调速系统改造，如果保留直流电机，调速系统可用数字式可控硅直流调速系统，如欧陆590A、西门子6RA70、ABBDCS400等。这种方案的优点就是利用原有的直流电机，经济上比较省，但缺点也是明显的，其缺点是直流电机较交流异步鼠笼电机的维护工作量大，特别是使用了多年的直流电机，整流子磨损严重，维修花费更多。另一种方案就采用交流调速系统，将主传动直流电机换为交流异步鼠笼电机，调速控制系统使用变频器。这种方案的缺点是除需要变频器外，还需要将直流电机换为交流电机，改造的费用相对高一些。但是，交流电机结构简单，维护量小，变频器性能优良，便于实现最优控制。比较两种方案的优劣后，选择用交流调速的改造方案。

三、龙门铣床的变频改造

1、变频器的选型和容量的计算

变频器的选型要根据交流电机的容量，交流电机的容量的选择又要以直流电机为参考依据。原工作台直流电机参数为：PN=18.5kW，nN=1000r/min，与此相对应的交流电机PN=18.5kW，nN=970r/min。龙门铣床经常工作在低速加工状态，为保证加工质量，要求电机低速时转矩大。考虑到交流电机的机械特性，在选择交流电机时适当增大容量。本例交流电机选为22kW 6极鼠笼电机。

选用希望森兰科技股份有限公司生产的SB61G+变频器。考虑到铣床工作台返回行程时间比较短，惯性较大，需要配用制动单元和制动电阻，制动电阻按100%制动转矩时的标准配置30Ω，5kW，考虑到制动比较频繁，适当加大电阻的容量到10kW。

2、变频器功能的设定

从龙门铣床工作台工作流程可知，工作台的运行速度有4段，即n1、n2、n3和返回运行速度。设SB61G+22KW变频器为多段速度控制方式，变频器的多段频率控制输入端子为X1、X2、X3、X4；多段速度的频率值由所加工的工件决定，加、减速的时间，由功能代码F009、F010、F631-F636决定，其控制信号取自铣床无触点开关，只要铣床工作台运动到相应的位置，无触点开关输出信号送到变频器相应的输入端口上，变频器就加速、减速、反向或恒速运行。

3、PLC的应用

由于控制线路和低压元器件老化，在对龙门铣床工作台主传动变频调速改造的同时，对铣床的控制线路进行改造。用PLC可大大地减少控制电路的复杂性，并可减低成本。PLC选用HOLLIAS-LEC G3 40点PLC，编程方式为梯形图，不很复杂，不再赘述。