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1、河 南 工 业 职 业 技 术 学 院毕业设计论文基于深孔钻床的电气控制设计系别：机电工程系专业：机电一体化技术姓名：张辉学号：06324048指导老师：田林红目录毕业设计论文（任务书）.2摘要.4第一章 绪论.61.1 本次设计的目的.6 1.2 深孔钻床的简介及发展趋势.61.3 本次设计的主要内容.11第2章 深孔钻床的电气控制设计方案. .122.1 钻床的结构和运动过程分析.122.2 钻床的电气控制方案.132.3 钻床的液压控制系统.16第3章 深孔钻床上的电气控制设计.173.1 plc控制硬件电路设计.173.2 plc控制软件设计.253.2.1 程序流程图.273.2.2
2、 程序梯形图.283.3 液压控制系统的设计.29第4章 安装及调试说明.33结束语.34致谢.3520082009年度毕业设计（论文）任务书一、 设计题目 深孔钻床的电气控制设计二、 设计的目的掌握机床的深孔钻床液压控制的功能。1） 掌握深孔钻的加工动作流程。2） 掌握电气控制元件的选择与计算方法。3、 设计要求 一台深孔钻床用于零件的深孔加工，实现定时自动排屑。进给速度分为快进和二次工进，进给采用液压控制。主轴采用2000kw电机，液压系统是1000kw电机，设计要求：1） 钻头作往复运动，采用直流24v电磁阀，行程开关位置检测。2） 液压泵电动机才能启动主轴电动机。3） 有工作状态指示及
3、照明。4） 有必要的电气保护和连锁。4、 完成的任务 要求说明详细，字迹工整，原理正确，元件选择有理。图纸规范，图形清晰，符号标准，线条均匀。设计与绘制电气控制原理图，元件安装布置图、接线图。毕业设计说明书（8000字以上） 1）设计题目 2）控制原理说明设计方案论证 3）主要器件选择依据与计算 4）元件明细表 5）设计总结及改进意见 6主要参考资料5、 参考文献工厂电气控制技术 机械工业出版社 主编 方承远工厂电气控制技术 机械工业出版社 主编 许廖机床电气控制技术 机械工业出版社 主编 王炳实可编程控制器的应用技术 机械工业出版社 主编 王兆义可编程控制器的原理继及程序设计 电子工业出版社
4、 主编 崔亚军 摘要 本次毕业设计是基于深孔钻床的电气控制设计，其中最主要的部分当然是设计plc的电路设计和plc的硬件选择以及编制程序。论文当中说明了深孔钻床的结构、运动特点、工作原理和发展趋势，最主要的是根据深孔加工的特点进行设计了深孔钻床的电气控制。 论文是按照深孔钻床的实际工作来编写的，从什么钻床的工作原理及工作特点来进行设计plc电路以及进行plc程序的编制。第一章是绪论，介绍了：本次设计的目的、深孔钻床的简介及发展趋势、本次设计的主要内容。第2章 深孔钻床的电气控制设计方案介绍了：钻床的结构和运动过程分析、 钻床的电气控制方案、钻床的液压控制系统。第3章 介绍了：深孔钻床上的电气控
5、制设计、plc控制硬件电路设计、plc控制软件设计、程序流程图、程序梯形图、液压控制系统的设计。第4章 安装及调试说明。通过它我了解到了深孔钻床在机械工业中有着非常重要的作用，从中让我来从一个新的角度了解生产的需要和未来的发展方向，让我们跟上生产的步履，也提醒我们要做到老学到老。第1章 绪论1.1 本次设计的目的1掌握机床的深孔钻床液压控制的功能。2.掌握深孔钻床的加工动作流程。3.掌握电气控制元件的选择与计算方法。4. 巩固、扩大、深化以前所学的基础和专业知识；5. 培养综合分析、理论联系实际的能力；6.培养调查研究、正确熟练运用国家标准、规范、手册等工具书的能力；锻炼进行设计计算、数据处理
6、、编写技术文件、绘图等独立工作能力。1.2 深孔钻床的简介及发展趋势深孔钻床简介:深孔钻床是一种新型组合钻床，属于机械加工用钻床。它由工作台、安装在工作台两端及一侧的导轨，导轨与工作台的边缘平行，钻架通过吊铁和锁紧螺钉安装在导轨上；导轨上设有燕尾，钻架可在导轨上水平移动；钻架包括溜板、溜板上装有传动机构，溜板底面上设有与导轨上的燕尾相配合的燕尾槽，机械滑台上装有主支撑架，主支撑架上装有纵向机械滑台及控制系统，控制系统连接一控制活动按钮站，纵向机械滑台上装有附属支撑架，附属支撑架上通过机械滑台装有水平方向的钻削动力头。它解决了现有的钻床加工大型零部件特别是回转体直径较大时操作不方便、加工困难等技
7、术问题。 深孔钻床加工特点：加工过程中工件不动，让刀具移动，将刀具中心对正孔中心，并使刀具转动(主运动)。钻床的特点是工件固定不动，刀具做旋转运动，并沿主轴方向进给，操作可以是手动，也可以是机动。 深孔钻床发展趋势:广泛地在我国纺织机械、石油机械、印刷机械、包装机械、医疗器械、航空航天、汽车拖拉机、橡塑模具以及发电机制造、机床制造等行业有关零件的深孔加工得到应用。基本上可以分三大类:（一）普通型单座标深孔钻床。我国于1989年我公司的前身德州机床厂为了满足国内加工的需要，自行设计制造了最大钻孔直径20毫米、最大加工深度500、1000毫米的Z2102型深孔钻床，这是我国第一台利用枪钻法钻削的深
8、孔钻床，1990年通过原机械工业部部级鉴定，并评为国家级新产品，填补国内空白，真正投入市场用于生产是在半年以后，中间经过用户批量试验认同，才逐渐推上市场，到目前我公司仅深孔钻床产品年产值已达千万元。该产品已由普通继电器控制的Z2102、可编程控制器控制的ZP2102、发展到现在由电气数字控制系统控制和应用其他先进技术的ZK2102、ZK2102A，其中为了提高加工效率,满足大批量生产的要求,又开发了双主轴的ZP2102X2、ZK2102X2数控深孔钻床系列及其他专机等。上世纪70年代初，深孔钻床在世界上还是采用普通继电器控制的。如70年代80年代进入我国的美国的ELDORADO公司的MEGA5
9、0，德国TBT公司的T30-3-250，NAGEL公司的B4-H30-C/L，日本神崎高级精工制作所的DEG型等深孔钻床都是采用继电器控制的。80年代后期由于数控技术的出现才逐渐开始在深孔钻床上得到应用，特别是90年以后这种先进技术才得到推广。如TBT公司90年代初上市的ML系列深孔钻床除进给系统由机械无级变速器改为采用交流伺服电机驱动滚珠丝杠副，进给用滑台导轨采用滚动直线导轨以外，钻杆箱传动为了保证高速旋转、精度平稳，由交换皮带轮及皮带，和双速电机驱动的有级传动变为无级调速的变频电机到电主轴驱动，为钻削小孔深孔钻床和提高深孔钻床的水平质量创造了有利条件。这可以从下述对比的几项主要技术参数看出
10、，深孔钻床发展情况:（ML系列是近期的、T30系列是过去的）型号项目 ML200 ML250 T30-3-250 单位钻孔范围1轴 0.915 225 418 mm2轴 0.910 218 mm3轴 111 111 mm4轴 110 110 mm进给速度范围 015000(无级) 015000(无级) 35320(无级) mm/min主轴功率 2.4 7.5/2X4 KW快速移动速度 15000 15000 3500 mm/min主轴转速 100024000(无级) 10009000(无级) 13756100(无级) r/min 钻削孔径向小方向延伸，说明技术含量高，质量要求严格。 主轴向多轴
11、发展,可以同时加工多件工件，提高加工效率。主轴转速高，应用先进的电主轴，运转平稳、精度提高。进给速度范围广且大，因此深孔钻床这些年来由于先进技术的应用，水平提高很快。 （二）专用型深孔钻床。近些年来为了加工某些零件上的相互交叉或任意角度、或与加工零件中心线成一定角度的斜孔，垂直孔或平行孔等需要，各个国家而专门开发研制多种专用深孔钻床。例如专门为了加工曲轴上的油孔，连杆上的斜油孔，平行孔和饲料机械上料模的多个径向出料孔等。如：TBT公司生产的特别适用于加工摩托车到轻型卡车的各种中小型曲轴油孔的BW200-KW深孔钻床；特别适用于大中型卡车曲轴油孔的BW250-KW深孔钻床，它们均具有X、Y、Z、W四轴数控。该公司为了客户需要,在一条生产线上可以加工多种不同品种的曲轴油孔，于2000年设计制造了第一台柔性曲轴加工中心，可以加工212缸不同曲轴上所有的油孔。英国MOLLART公司生产制造的专为加工颗粒挤出模具而开发的具有六等分六根主轴同时加工同一工件上六个孔的专用深孔钻床。该工件孔数量多达 36000个。全都是数控系统控制的。 （三）三座标数控深孔钻床。随着家电市场销售量增大，塑料制品增
