基于PLC的液压动力滑台控制系统设计

 基于PLC的液压动力滑台控制系统设计

摘要:组合机床上实成进给运动的通用部件是液压动力滑台。液压动力滑台可以通过液压传动实现较大范围的无极调速、平稳地往复运动以及快速并且无冲击。组合机床质量的优劣取决于它性能的好坏。
本设计在充分分析了组合机床动力滑台的液压系统以及其工作原理的情况下,结合PLC应用的基础理论编写的。
关键词:PLC: 液压: 动力滑台: 控制
 
 
 
 
 
 
 
 
The design of hydraulic power slide control system based on PLC.
Abstract:Hydraulic power sliding table is a kind of common component used in combination machine tool to realize feed motion.The hydraulic power sliding platform can achieve a wide range of step less speed regulation, smooth reciprocating movement and fast and without impact through hydraulic transmission. The quality of the combined machine tool depends on its performance.Based on the analysis of the hydraulic system of the power sliding platform of the combined machine tool and its working principle, this design is prepared according to the basic theory of PLC application.
Keywords:PLC, hydraulic, Power sliding table ,control
 
目录
前言
第1章 系统的方案选择
1.1系统控制要求
1.2系统方案确定
第2章PLC及液压传动简介
2.1 PLC的产生与发展
2.2 PLC的特点与应用领域  
2.3 液压传动工作原理与系统组成
2.4 液压传动的特点
2.5 液压传动的发展与应用
第3章系统硬件设计
3.1 元器件的选型
  3.1.1液压元件选型
3.1.2 PLC选型
3.2 I/O分配表
3.3 外部接线图
第4章系统件设计
 4.1 控制系统流程图
 4.2 PLC控制系统程序设计
设计小结
参考文献
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
前言
自从1785年瓦特发明了带飞、齿轮联动、双向高压蒸汽机以来,人类进入”电气时代”,开始大量使用机器。1911年,用作制造专用的汽车零件的组合机床在美国制造完成。由于不断发展地科学技术,组合机床应用领域不断地扩大,发展的速度越来越快,到现在,它已俨然是现代制造工程中的关键设备之一。
我国已经有40多年的机床发展历史了,应用在很多行业中。成为了当今机械制造商品升级换代,实成技术升级进步,生产率的进步以及疾速发展的必不可少的设施。因为组合机床的极高效率、极高质量、经济适用,它普遍的应用在机械设备、交通设施、能源制造、军工业、轻工业、家用电器等领域。我国大多数使用的组合机床皆是由电、气、液压进行控制的,大量生产地中大型箱体类零件以及轴类零件都是它的加工对象。加工各种各样的螺纹、各种各样的的孔内形状槽,铣、削平面或者成形面,钻、扩孔都可以用它完成。说起组合机床的种类,那是多种多样,从大小上说,可以分为小型组合机床和大型组合机床两种;从几何角度上说,可以分为立式、卧式、斜式、复合式、单面、双面、三面等种类。从工作方式上来讲,可以分为单工位、多工位回转。从工艺上讲,可用分为柔性组合机床组合机床加工中心、机床辅机、数控组合机床。柔性组合机床得到了人们的喜欢。原因如下,可以配可编程控制器(PLC)、数字控制(NC)能够随意改变驱动系统和工作循环控制、易调易变、适应性强。它被用在多工位、可换主轴箱,随行编码夹具、刀具的自行更换。因为组合机床和其自动化生产线涉及到夹具、刀具、装配、加工、监控、测量、诊断等方面的技术,所以我国在其方面的水平还是不如欧美俄等发达国家,需要向发达国家进口工艺设施,导致其商品价格上涨。
组合机床分为通用部件和专用部件这两大部分,因为它的效率高、操作方便,所以广泛的适用于成批和大量生产零件。组合机床完成进给运动是靠它的通用部件—动力滑台。动力滑台从工作方式来分,可以分为机械滑台和液压滑台两种。而本设计使用便是液压滑台。如果在液压滑台主轴、动力箱以及各种专用主轴头。就可以完成加工。
液压传动是工业传动的一种。自1795年世界上第一台水压机的诞生以来,已及有200多年历史了。在二战过后,由于军事领域的需求的刺激下,汽车、航天等行业的讯速发展起来,产品需求随之变高。传动系统技术也需要提高。因此,液压传动逐渐取代了机械传动,成为了工业传动的主流方式和机械设施先进程度的最要考核指标。液压传动技术在欧美俄等发达国家广泛使用。90%以上工程机械、自动化生产线、数控加工中心都选用了液压传动技术。
在我国液压传动技术发展较晚,开始于20世纪50年代。刚开始用在拉床、磨床等机床行业,随后慢慢地转向航天、工程机械、冶金机械。现在,世界上最大的液压市场和世界第二大液压产品生产国就是我国。
现在,液压传动技术具有的大功率、高效率、高压、高速、高度集成、寿命长、噪音低、体积小、重量轻等优势。与此同时,液压传动技术因为微电子技术密切配合,使其能够在尽可能小的空间情况下传递尽可能大的功率,而且还能进行精确的控制,从而能使液压传动发挥出了更加巨大的作用。其中最为突出的便是,近几年来,随着世界科学技术的不断进步,相关部门对液压传动技术的发展密切关注,实时监督液压传动产品的质量。液压传动技术通过与微电子技术相互配合,在航天航空、海洋开发、智能机器人、地震预测以及伺服系统等领域得到了巨大的进步,使其更快发展与完善。虽然从产值、市场销售额等方面来说,我国成为了液压传动方面的大国,但是技术方面并不完善。导致液压传动的低中档产品过多,资源的过度浪费,由此形成了低中层次的反复性建设。另一方面液压传动的高级产品制造不足,进而需要我国大量对外进口。于此同时,因为我国在液压传动领域的自主创新能力的缺乏,所以我国液压事业长期处于缓慢增长阶段,从而导致液压传动商品单价相对昂贵,因此,液压传动产值变低。致使液压传动产业远远地滞后于液压传动制造行业的发展,不能适应液压传动制造行业的发展需求,至此其成为了限制我国设施制造业的发展的主要问题。
本设计通过对PLC控制组合机床的液压动力滑台系统的分析,了解液压技术在机械零件加工方面的应用情况,加深理解各种液压元件在其系统中的应用。
 
 
 
 
 
 
第1章 系统的方案选择
1.1系统控制要求
本设计是以组合机床的液压动力滑台控制对象的液压系统。要求完成工作循环为快进→第一次工作给进(即一工进)→第二次工作给进(即二工进)→停留→快退→原位停止。本设计的液压系统的主要控制要求如下;最大进给力F1=45kN,滑台动力移动部件的总重量G=1kN;快进行程为200mm,工进行程为100mm(其中第一次工作给进80mm、第二次工作给进20mm),快进速度大约为6.5mm/min,工进速度范围为30~400mm/min,加减时间为0.2秒。该动力滑台选用水平放置的平滑导轨,其中静摩擦系数f1=0.2,其中动摩擦系数f2=0.1.本设计液压系统的执行元件为液压缸而不是液压马达。
 
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[4] 陈淑梅. Hydraulic and Pneumatic Transmission(English-Chinese Bilingual)液压与气压传动(英汉双语)[M]. 北京: 机械工业出版社, 2007
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