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1、诚信声明本人郑重声明：本论文及其研究工作是本人在指导教师的指导下独立完成的，在完成论文时所利用的一切资料均已在参考文献中列出。 本人签名： 年 月 日毕业设计任务书设计题目： 基于PLC的组合机床液压系统设计 系部： 机械工程 专业： 机械电子 学号： 112012234 学生： 指导教师（含职称）： （副教授） 1 课题意义及目标可编程控制器（PLC）在机械制造领域的应用越来越广泛。该课题是将可编程控制器和液压系统结合起来，利用PLC的高效控制能力来实现组合机床液压系统的控制。通过本次毕业设计学生应该综合运用所学的基础理论知识，完成组合机床液压系统原理图的设计，编写PLC程序来控制液压回路，
2、并且能够利用液压实验台实现液压系统的控制，为以后从事机械方面的工作打好基础。2主要任务（1）根据工作条件设计液压系统原理图；（2）液压回路的程序设计；（3）利用液压实验台调试程序；（4）编写设计说明书。3主要参考资料1史宜巧，孙业明.PLC技术及应用项目教程M.机械工业出版社.2009,1.2周美兰.PLC电气控制与组态设计M.科学出版社.2003.3刘艳梅.三菱PLC基础与系统设计J.机械工业出版社.2009.4进度安排设计各阶段名称起 止 日 期1查阅资料，完成开题报告；2014.12.15至201412.312确定组合机床种类，确定PLC的型号；2015.3.3至2015.4.13编写P
3、LC程序和完成电路模块；2015.4.2至2015.4.74组合机床液压系统设计及电器控制系统设计；2015.4.10至2015.5.215撰写设计说明书，进行毕业答辩；2015.6.5审核人： 年 月 日基于PLC的组合机床液压系统的设计摘 要：组合机床是由通用部件和专用部件组成的一种自动化程度较高的机床，动力滑台是组合机床的通用部件，通过液压系统可使滑台完成一定的动作循环。本论文根据给定的工作条件首先完成了组合机床动力滑台液压系统的设计计算，拟定了液压系统原理图，选定了液压元件，并根据液压系统工作原理图完成了电气控制电路设计；再设计了PLC控制程序，绘制出梯形图，通过PLC的输入输出控制液
4、压回路中电磁阀工作，最后以液压实验台为平台实现组合机床液压系统控制。关键词：组合机床，液压系统，电气控制Design of hydraulic system for hydraulic system based on PLCAbstract: Combination of machine tools is a high degree of automation by the common parts and special components of the machine tools, power slide is a common component combination machine
5、， slip can be allowed to complete certain operation cycle through the hydraulic system. In this paper, according to the given operating conditions ，the first thing to have completed is the design and calculation of composite machine tool power sliding hydraulic system. Next, this design stood out a
6、hydraulic system diagram, selected hydraulic components and completed the electrical control circuit design based on the hydraulic systems operating principle; then, this paper designed the control program of PLC and mapped out the ladder chart, it made the hydraulic circuit solenoid valve work norm
7、ally by the inputs and outputs of PLC, and finally as a platform to hydraulic test stand to complete the combination of hydraulic system control.Keywords: Combined machine tool，Hydraulic system，Electrical control.目 录1 前言11.1 组合机床的概述11.2 可编程控制器PLC概述12 组合机床液压系统的设计32.1 明确设计要求给定工作参数32.2 工况分析32.2.1 根据已知条
8、件绘制运动部件的速度循环图32.2.2 进行负载运算42.3 确定液压缸的工作压力和尺寸52.4 拟定液压系统原理图72.4.1 初步模拟液压系统82.5 液压系统的验算113 电气控制及电路设计153.1 电路设计的步骤153.2 设计中的注意事项153.3 绘制电气图163.4 选择电气元件173.5 选用电气元件及建立输入输出变量184 PLC控制系统204.1 PLC液压控制系统在组合机床中的应用简述204.2 PLC控制简述224.3 PLC选择及电器电路的控制设计244.3.1 系统设计的原则244.3.2 选择PLC的型号244.3.3 PLC型号的确定244.4PLC的工作原理
9、及工作过程255 设计梯形图285.1 程序设计语句表285.2 根据电气图画出梯形图286 结论30参考文献31致 谢32II太原工业学院毕业设计1 前言1.1 组合机床的概述组合机床的出现使得近现代机械行业得到迅猛发展。其最早用于汽车零件的加工，各个机床制造厂都有其各自的通用部件标准。二十世纪五十年代才规范了标准的生产部件。组合机床自从诞生之日起，就以其特有的快速多变的重组性、灵活多样的可调性，在机械制造业中发挥着重要的作用，特别是组合机床在车辆、仪表、大型机械制造及军工等部门得到了广泛的应用。组合机床具有结构稳定、工作可靠，使用维修方便，设计和制造周期短，投资少，经济效益好，生产效率高，
10、产品质量稳定，劳动强度低。而且组合机床的通用部件和标准零件可以重复利用，不必另行设计和制造。况且由于组合机床采用专用夹具、刀具和导向装置等，对操作工人的技术要求不高，加工质量靠加工工艺保证，易于连成组合机床自动生产线，很适用于大规模的生产要求。组合机床的主要构成包括床身、底座、工作台、液压动力滑台、液压站、铣削动力头、工件松/紧油缸等。1.2 可编程控制器PLC概述随着组合机床的大量使用及其在生产中有着大量的需求，各个公司厂房制造出很多专用型号的机床。而液压系统又在组合机床中得到了大量的运用。使这些机床能够实行数控，可编程控制器的出现，采用可编程控制系统对液压系统进行对接控制，这样在性能和效率
11、上得到大大的提升。因此，采用PLC对机床实行液压控制进行技术改造很有必要。随着计算机技术的发展，存储逻辑开始进入工业控制领域。可编程序控制器作为通用的工业控制计算机，是存储逻辑在工业应用的代表性成果。在PLC的发展初期，由于其价格高于继电器控制装置，使得其应用受到限制。但近十年来，PLC的应用面越来越广，其主要原因：微处理器芯片及有关元件的价格大幅度下降，使得PLC的成本下降；PLC的功能大大增强，也能解决复杂的计算和通信问题。PLC的应用范围通常可分成五类：顺序控制、运动控制、过程控制、数据处理和通信网络。PLC的技术指标包括硬件指标和软件指标。硬件指标又包括一般指标、输入特性和输出特性。一
12、般指标主要体现在环境温度、环境湿度、使用环境、抗振、抗冲击、抗噪声、抗干扰和耐压等性能上。软件指标主要主要包括程序容量、编程语言、通信功能、运行速度，指令类型、元件种类和数量等。程序容量是指PLC的内存和外存大小，一般从几KB到上百KB。存储器的类型一般为RAM、EEPROM和EPROM.编程语言是指有多少种语言支持编制用户程序。通信功能是指PLC是否具有通信能力，具有何种通信能力。一般可分为远程I/O通信、计算机通信、点对点通信、高速总线、MAP网。当前，通信能力是衡量PLC性能的一项主要指标。运行速度是指操作处理时间的长短，可以用基本指令来衡量，时间越短越好，一般在微妙级以下。指令的功能越
13、强大，说明PLC的性能越好。元件的数量和种类的多少不仅反映了PLC的性能，也说明了PLC的规模。PLC在硬件上的组成由中央处理器（CPU）、存储器、输入/输出（I/O）接口、电源、外部设备等。输入单元接受和采集的输入信号一种是限位开关、操作按钮、选择开关、行程开关等开关量输入信号；另一种是电位器和其他一些传感器传来的模拟量输入信号。本课题主要是为了运用PLC来控制液压系统，通过液压回路能够实现组合机床的正常工作运转。 2 组合机床液压系统的设计2.1 明确设计要求给定工作参数选用型号XK6140的组合机床。工作循环：工作台快进工作台工进工作台快退停止给定运动部件的重量G=2000N，工进速度为
14、0.051m/min，最大行程为400mm,工进行程为200mm，最大切屑力为20000N，采用平面导轨。安全系数为。给定静摩擦系数i=0.2,动摩擦系数d=0.1。启动、制动时间为2.2 工况分析2.2.1 根据已知条件绘制运动部件的速度循环图如图2.1所示，然后计算出各阶段的负载并绘制负载图。图2.1 速度循环图2.2.2 进行负载运算液压缸在工作过程中各阶段的负载为：启动阶段F=Fi/=iG/=0.22000/0.9444（N）9加速阶段F=(Fd+Fa)/ =(0.12000+2000/9.84/0.2560)/0.9283(N)9快进、快退阶段F=Fd/=0.12000/0.9222(N)9工进阶段F=(Fd+Fc）/=（0.12000+20000）/0.922444（N)9根据上述计算结果，列出液压缸各工作阶段所受的外负载（见表2.1），并画出负载循环图（见图2.2）。图2.2 负载循环图 28表2.1工况计算公式速度（m/s）有效面积（)负载压力背压p2(MPa)差动快进启动p=F/A
