多轴组合钻床液压系统与PLC电气控制系统设计

陕西工业职业技术学院毕业设计设计（论文）题目：多轴组合钻床液压系统与PLC电气控制系统设计题目下达日期：2012年11月15日开始日期：2012年12月01日完成日期：2013年01月05日指导教师：罗枚专业：机电一体化技术班级：机电1005学生姓名：熊宗朋教研室主任：段文洁数控工程学院多轴组合钻床液压系统与PLC电气控制系统设计摘要本设计主要是对多轴组合钻床的液压系统的液压系统和plc电气控制，解决传统的继电器——接触器电气控制系统存在的线路复杂，可靠稳定性能差，故障诊断和排除问题困难，具有结构简单，编程方便，调试周期短，可靠性能高，故障率低。再加之液压传动相对于机械传动来说，是一门新技术，我国已产生了许多新型和自行设计的系列产品，如电液伺服阀，电液脉冲马达以及他新型液压元件等，多轴组合钻床的控制液压动力滑台的，通过动力滑台实现组合机床的各个动作从而完成工件的加工，液压系统有四个缸，其中两个为工作进给缸，两个为定位加紧缸，该系统自动化程度高，定位，夹紧均为液压系统实现，进行工作近给的左右的滑台也可以实现工作循环。关键词：多轴组合钻床，PLC，液压系统，自动化Thisisdesignedtohydraulicsystemofdrillingshaftcombinationofhydraulicsystemandplccontrol,solvetraditionalrelaycontactorelectriccontrolsystemoftheexisting,reliableandstableperformanceispoor,faultdiagnosisandrulesoutproblemsaredifficult,becauseoftheelectricalcontrolsystemandplcrelaycomparedtocontactdevice,commissioningperiodisshort,reliableperformanceishigh,failurerate.Plushydraulictransmissionrelativetothemechanicaltransmissionspeaking,isarealizetheworkcycle,ourcountryhasproducedmanynewandtodesignaseriesofproducts,suchaselectric-hydraulicPulsemotorsandhisnewhydrauliccomponentsetc,Drillcombinationofmulti-axiscombinationofthehydraulicsystemisusedtocontrolthehydraulicpowerslider,slidingthroughthedrivingforcetoadvicemachinetoolcombinationofthevariousactionstocompletetoprocessingoftheworkpiecetherearefourhydraulicsysteminthehydrauliccylindertwoofthemworkforthefeedcylindertwoforpositioning,clampingcylinder,thesystemusedinstandardhydraulicpowerslider,ahighdegreeofautomation,positioning,dampinghavehydraulicsystem,toworkintotheshiparoundcamsorealizetheworkcycle.KEYWORDS:multishaftcombinationdrillingmachine，PLC,newhydraulic,positioning......................................目录一、设计课题处理...........................................................11、设计课题分析.........................................................12、设计要求.............................................................1二、拟定液压系统原理图.....................................................11、选择液压系统基本回路.................................................1（1）、设计选择缓冲回路..............................................1（2）、设计选择快速回路和换向回路.....................................2（3）、选择定位、夹紧回路............................................2（4）、选择动作转换的控制方式........................................32、液压基本回路的组合...................................................3（1）、组合成液压系统并画成液压系统图.................................3三、液压装置设计...........................................................7四、多轴钻床的工进PLC电气控制系统的设计....................................91、PLC概述.............................................................9（1）、可编程控制器的产生和发展.......................................92、PLC的主要功能......................................................10（1）、PLC的硬件系统................................................10（2）、PLC基本组成..................................................10（3）、PLC的特点....................................................113、多轴钻床的工进PLC电气控制系统的硬件及软件设计.....................12（1）、输入输出点分配...............................................12（2）、输入输出接线图...............................................14（3）、PLC控制的SFC图..............................................14（4）、梯形图.......................................................15（5）、PLC仿真......................................................19(6)、组态王仿真...................................................21设计总结...............................................................28致谢..................................................................29参考文献：................................................................30一、设计课题处理1、设计课题分析设计一台卧式单面多轴钻孔机床的液压系统。其工作循环为：“定位→夹紧→快进→工进→原位停止”。“卧式”，在液压系统设计时不考虑主轴箱的自重，计算液压缸参数时简便；“单面”，只考虑从同一个方向往复进给，钻床的工作循环、执行机构的运动方式属于在铸铁平导轨上移动式。（机床运动方式还有转动或摆动），则应有一个活塞缸作为液压系统的执行元件，要求有定位、夹紧，则应分别有定位缸和夹紧缸，设计中为了系统的安全、可靠的停车，则应在行程中设置限位装置，即死挡停留。2、设计要求（1）、夹紧后在工作中如突然停电时，要保证安全可靠，当主油路压力瞬时下降时，夹紧缸保持夹紧力。（2）、快进转工进时要平稳可靠。（3）、钻削时速度平稳，不受外载干扰，孔钻透时不前冲。二、拟定液压系统原理图1、选择液压系统基本回路（1）、设计选择缓冲回路根据“工况图”可知，此系统为小功率系统，（KWN5.1），设计要求是进给平多轴组合钻床液压系统与PLC电气控制系统设计2稳，不受外载干扰，孔钻透时不前冲，则应在系统回路中应设有缓冲装置，使液压缸话塞在行程中以及两端能平滑移动与停止。（2）、设计选择快速回路和换向回路根据设计要求：快进V=快退V，并为了达到快进V=5m/min的要求，而尽量采用较小规格的液压泵，可选择差动连接快速回路，由“工况图”可知，快速时流量不大，运动部件的重量也较小，在换向方面又没有什么特殊要求，所以可选择电磁换向阀控制回路，为了便于差动连接，选择三位五通的电磁换向阀。设计如下：图2-1快速回路和换向回路图（3）、选择定位、夹紧回路按选定位后夹紧的要求，可选择用单向顺序动作回路。由计算知，夹紧缸的工作压力低于进给缸的工作压力，并由同一液压泵供油，所以在夹紧回路中应设减压阀减压，同时还需要满足夹紧时间可调，在进给供油路瞬时下降能保持夹紧力，所以要接入节流调速和单向阀保压。换向阀可连接成失电夹紧方式，也可采用带定位的电磁换向阀以免工作突然失电而松开。定位夹紧回路实质上是由：陕西工业职业技术学院毕业设计3图2-2换向回路图图2-3顺序动作回路图（4）、选择动作转换的控制方式为了保证工件夹紧与进给的顺序动作应采用压力继电器控制。当工作进给结束转换为快退时，由于加工零件是通孔，位置精度不高，转换控制方式可采用行程开关控制。2、液压基本回路的组合（1）、组合成液压系统并画成液压系统图将已选择的液压回路，组合成符合设计要求的液压系统并画成液压系统图。在组合时应全面考虑各执行元件间的先后动作顺序。各回路间如何防止干扰，减少液压冲击以连锁等安全措施，并在此基础上尽可能减少多轴组合钻床液压系统与PLC电气控制系统设计4元件和提高系统效率。下图为组合后的液压系统原理图，在组合时，除了应用回路中原有的元件外，又增加了液控顺序阀和单向阀等。图2-4液压系统原理图下图为组合后的液压系统仿真图，在组合时，除了应用回路中原有的元件外，又增加了液控顺序阀和单向阀等。陕西工业职业技术学院毕业设计5图2-5液压系统仿真图(2)、液压系统的作用简要分析多轴组合钻床液压系统与PLC电气控制系统设计6一、定位、夹紧，液压油经单向阀、两位两通电磁阀和二位四通换向阀右位后，油路分位两支路。一支路直接进入定位缸下腔，实现定位；另一支待油压升高能打开单向顺序阀、在经单向节流阀后进入夹紧缸，完成夹紧动作。当油压超过压力继电器的调定压值时，也就是使夹紧力到6000Ｎ时的压力时，压力继电器发出电信号使夹紧力不再升高。二、快进，电磁铁1DT得电阀4左位工作，由于系统压力低于液控顺序阀的调整压力，阀不能打开，这时的主油路是：进油路：滤油路→变量泵→油