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1、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
2、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 INTRODUCTIONThis is designed to hydraulic system of drilling sh
3、aft combination of hydraulic system and plc control , solve traditional relay contactor electric control system of the existing ,reliable and stable performance is poor ,fault diagnosis and rules out problems are difficult ,because of the electrical control system and plc relay compared to contact d
4、evice ,commissioning period is short ,reliable performance is high ,failure rate.Plus hydraulic transmission relative to the mechanical transmission speaking, is a realize the work cycle, our country has produced many new and to design a series of products, such as electric-hydraulic Pulse motors an
5、d his new hydraulic components etc , Drill combination of multi-axis combination of the hydraulic system is used to control the hydraulic power slider ,sliding through the driving force to advice machine tool combination of the various actions to complete to processing of the work piece there are fo
6、ur hydraulic system in the hydraulic cylinder two of them work for the feed cylinder two for positioning ,clamping cylinder ,the system used in standard hydraulic power slider ,a high degree of automation ,positioning ,damping have hydraulic system ,to work into the ship around cam so realize the wo
7、rk cycle.KEY WORDS: multi shaft combination drilling machine，PLC, new hydraulic, positioning 目 录 一、设计课题处理11、设计课题分析12、设计要求2二、拟定液压系统原理图21、选择液压系统基本回路2（1）、设计选择缓冲回路2（2）、设计选择快速回路和换向回路2（3）、选择定位、夹紧回路3（4）、选择动作转换的控制方式42、液压基本回路的组合4（1）、组合成液压系统并画成液压系统图4三、液压装置设计8四、多轴钻床的工进PLC电气控制系统的设计101、PLC概述10（1）、可编程控制器的产生和发展102
8、、PLC的主要功能11（1）、PLC的硬件系统11（2）、PLC基本组成11（3）、PLC的特点123、 多轴钻床的工进PLC电气控制系统的硬件及软件设计14（1）、输入输出点分配14（2）、输入输出接线图16（3）、PLC控制的SFC图16（4）、梯形图17（5）、PLC仿真21(6) 、组态王仿真23设 计 总 结30致 谢31参考文献：32陕西工业职业技术学院毕业设计一、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
9、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，（），设计要求是进给平稳，不受外载干扰，孔钻透时
10、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：=，并为了达到=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
11、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：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
12、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。图2-5 液压系统仿真图(2)、液压系统的作用简要分析一、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
13、到6000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：滤油路变量泵油路换向阀油路机动滑阀油路液压缸腔。回油路：液压缸右腔油路阀油路单向阀阀油路液压缸左腔。这时形成差动联接回路，因为快进时载荷较小，系统速度较大，所以泵输出的流量大，实现快进。三、在工进中，在快进终了时，挡铁压下行程阀，使油路与油路断开，于是进油须经调速阀，所以系统压力升高，控制油路将液控顺序阀打开，这时的主油路是：进油路：滤油路变量泵油路换向阀油路调速阀电磁阀油路液压缸左腔。回油路：液压缸右腔油路三位五通电磁换
14、向阀油箱。因为工作进给时油压升高，所以变量泵的流量自动减小，进给量的大小由调速阀来调节。四、死档铁停留，当导轨滑以工进前进，碰到死档铁后，液压系统的压力进一步升高，使压力继电器发出信号给1DT及时间继电器，在未到达预定时间前，滑台因1DT失电阀中位连接而停留。五、快退，在到达预定时间后，时间继电器使电磁铁2DT通电右位工作，这时主油路如下所示：进油路：滤油器泵油路阀油路液压缸右腔。回油路：液压缸左腔油路单向阀油路阀油路油箱。因为这时系统压力较低，泵输出流量大，滑台快速返回。六、原位停止，当滑台退回到原始位置时，挡铁压下行程开关，这时电磁铁1DT、2DT、3DT都断电，阀4处在中间位置，滑台停止运动，油液压力升高，使泵的流量自动减到很小。七、拔销、松开，当给电磁铁4DT通电，阀换向成为左位工作，这时主油路是：进油路：滤油器泵油路减压阀单向阀阀油路液压缸腔拔销、液压缸腔松开。回油路：液压缸下腔、（液压缸下腔单向阀单向阀）油路阀油箱该回路结构简单，动作可靠，并且便于调整压力，来实现夹紧压力的变化，以及满足夹紧时间长短的可控下表是这个液压的电磁铁和行程阀的动作表（表中“+”号表示电磁铁或行程阀为压下状态，“”号表示电磁铁断电（未通电）或行程阀未动压下（初始）状态。表2-1 电磁铁
