畢業(yè)設(shè)計(jì)--三工位磨銑專用銑床控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)

1、<p>　　畢 業(yè) 設(shè) 計(jì)(論文)</p><p>　　題 目 三工位磨銑專用銑床控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)</p><p>　　二○一六年六月 </p><p>　院 系</p><p>　專業(yè)班級(jí)</p><p>　學(xué)生姓名</p><p>　指導(dǎo)教師</

2、p><p>　　三工位磨銑專用銑床控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)</p><p><b>　　摘要</b></p><p>　　本文主要是對(duì)三工位磨銑機(jī)床進(jìn)行了控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)。首先介紹了三工位旋轉(zhuǎn)工作臺(tái)的組成和工作原理，其主要包括升降油缸和旋轉(zhuǎn)液壓缸，并簡(jiǎn)述了三工位旋轉(zhuǎn)工作臺(tái)的工作流程。接著進(jìn)行了液壓傳動(dòng)回路設(shè)計(jì)，其中包括回轉(zhuǎn)工作臺(tái)的工作液壓回路和磨銑頭的工作液壓回

3、路，主要進(jìn)行了參數(shù)的計(jì)算，液壓元件的選擇，并設(shè)計(jì)了磨銑頭液壓缸的裝配圖。最后進(jìn)行了控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)，采用三菱的PLC來(lái)實(shí)現(xiàn)，設(shè)計(jì)了其電氣接線圖，I/O分配表和接線圖，設(shè)計(jì)了控制程序，使系統(tǒng)可以實(shí)現(xiàn)手動(dòng)和自動(dòng)的控制要求。</p><p>　　關(guān)鍵詞: 分度工作臺(tái)； PLC；液壓系統(tǒng) </p><p>　　THREE-POSITION MILLING SPECIFIC MACHINE CONT

4、ROL SYSTEM DESIGN</p><p><b>　　Abstract</b></p><p>　　This article is a three-position milling machine tools for the design of control systems. First introduced the composition and wor

5、king principle of the three-position rotary table, which includes the lift cylinder and the rotating cylinder, and outlines the three-position rotary table workflow. Followed by a hydraulic drive circuit design, includin

6、g rotary table grinding and milling work hydraulic circuit working hydraulic circuit, mainly for the calculation parameters, select hydraulic componen</p><p>　　Keywords: Indexing table; PLC; hydraulic syst

7、em.</p><p><b>　　目 錄</b></p><p><b>　　摘要I</b></p><p>　　AbstractII</p><p><b>　　1 緒論1</b></p><p><b>　　1.1前言

8、1</b></p><p>　　1.2數(shù)控工作臺(tái)的研究1</p><p>　　1.3本課題研究的內(nèi)容1</p><p>　　2 三工位分度工作臺(tái)設(shè)計(jì)3</p><p>　　2.1三工位分度工作臺(tái)原理3</p><p>　　3 液壓缸及液壓回路設(shè)計(jì)6</p><p><

9、b>　　3.1工況分析6</b></p><p>　　3.1.1工作負(fù)載分析6</p><p>　　3.1.2運(yùn)動(dòng)時(shí)間6</p><p>　　3.2負(fù)載圖與速度圖6</p><p>　　3.2.2液壓缸各階段負(fù)載情況7</p><p>　　3.2.3繪制液壓缸負(fù)載圖與速度圖7</p&

10、gt;<p>　　3.3確定液壓系統(tǒng)的主要參數(shù)8</p><p>　　3.3.1液壓缸的工作壓力8</p><p>　　3.3.2計(jì)算液壓缸內(nèi)徑D和活塞桿直接d8</p><p>　　3.3.3按最低工進(jìn)速度驗(yàn)算液壓缸的最小穩(wěn)定速度9</p><p>　　3.3.4計(jì)算在各個(gè)工作階段液壓缸所需的流量9</p>

11、;<p>　　3.3.5液壓缸壁厚和外徑的計(jì)算10</p><p>　　3.3.6缸體的外徑與壁厚10</p><p>　　3.3.7液壓缸工作行程的確定10</p><p>　　3.3.8缸蓋厚度的確定10</p><p>　　3.3.9最小導(dǎo)向長(zhǎng)度的確定11</p><p>　　3.3.10

12、液壓缸缸長(zhǎng)度的確定11</p><p>　　3.3.11活塞桿的強(qiáng)度核校11</p><p>　　3.4液壓缸各工作階段的壓力、流量和功率計(jì)算11</p><p>　　3.4.1液壓缸各工作階段的壓力、流量和功率計(jì)算11</p><p>　　3.4.2繪制液壓缸的工況圖12</p><p>　　3.5液壓缸的

13、結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)12</p><p>　　3.5.1液壓缸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)形式12</p><p>　　3.5.2液壓缸的類型選擇13</p><p>　　3.5.3液壓缸的缸筒和缸蓋的連接方式13</p><p>　　3.5.4活塞和活塞桿的連接方式13</p><p>　　3.5.5密封裝置的設(shè)計(jì)14</p&g

14、t;<p>　　3.5.6緩沖裝置的設(shè)計(jì)14</p><p>　　3.5.7排氣裝置的設(shè)計(jì)14</p><p>　　3.6擬定液壓系統(tǒng)原理圖14</p><p>　　3.6.1供油方式的設(shè)計(jì)14</p><p>　　3.6.2調(diào)速方式的設(shè)計(jì)15</p><p>　　3.6.3速度連接方式的設(shè)計(jì)

15、15</p><p>　　3.6.4工作臺(tái)升降回路的設(shè)計(jì)15</p><p>　　3.6.5回轉(zhuǎn)回路的設(shè)計(jì)15</p><p>　　3.6.6液壓回路的工作原理16</p><p>　　3.7選擇液壓元件17</p><p>　　3.7.1液壓閥的選擇17</p><p>　　3.7.

16、2液壓泵的計(jì)算17</p><p>　　3.7.3與液壓泵匹配的電動(dòng)機(jī)的選定18</p><p>　　3.8系統(tǒng)的驗(yàn)算18</p><p>　　3.8.1工作進(jìn)給時(shí)進(jìn)油路壓力損失18</p><p>　　3.8.2工作進(jìn)給時(shí)回油路的壓力損失19</p><p>　　3.8.單級(jí)葉片泵出口處的壓力19<

17、/p><p>　　3.8.4快進(jìn)時(shí)的壓力損失20</p><p>　　3.9系統(tǒng)溫升的驗(yàn)算20</p><p>　　4 PLC控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)22</p><p>　　4.1plc的基本組成和工作原理22</p><p>　　4.1.1plc的概述22</p><p>　　4.1.2plc的硬

18、件系統(tǒng)結(jié)構(gòu)22</p><p>　　4.1.3plc的工作原理22</p><p>　　4.2分度盤磨銑專用銑床主電路設(shè)計(jì)23</p><p>　　4.3控制系統(tǒng)的I/O點(diǎn)及地址分配23</p><p>　　4.4 PLC系統(tǒng)選型25</p><p>　　4.5 繪制 PLC 控制接線圖25</p&g

19、t;<p>　　4.6磨銑機(jī)床PLC梯形圖26</p><p><b>　　結(jié)論29</b></p><p><b>　　參考文獻(xiàn)30</b></p><p><b>　　致謝31</b></p><p><b>　　1 緒論</b>

20、</p><p><b>　　1.1前言</b></p><p>　　數(shù)控技術(shù)及裝備是發(fā)展新興高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)和尖端工業(yè)（如信息技術(shù)及其產(chǎn)業(yè)、生物技術(shù)及其產(chǎn)業(yè)、航空、航天等國(guó)防工業(yè)產(chǎn)業(yè)）的使能技術(shù)和最基本的裝備。制造技術(shù)和裝備就是人類生產(chǎn)活動(dòng)的最基本的生產(chǎn)資料，而數(shù)控技術(shù)又是當(dāng)今先進(jìn)制造技術(shù)和裝備最核心的技術(shù)。當(dāng)今世界各國(guó)制造業(yè)鋼釩采用數(shù)控技術(shù)，以提高制造能力和水平，提高

21、對(duì)動(dòng)態(tài)多變市場(chǎng)的適應(yīng)能力和競(jìng)爭(zhēng)能力。此外世界上各工業(yè)發(fā)達(dá)國(guó)家還將數(shù)控技術(shù)及數(shù)控裝備列為國(guó)家的戰(zhàn)略物資，不僅采取重大措施來(lái)發(fā)展自己的數(shù)控技術(shù)及其產(chǎn)業(yè)，而且在“高精尖”數(shù)控關(guān)鍵技術(shù)和裝備方面對(duì)我國(guó)實(shí)行封鎖和限制政策?？傊?，大力發(fā)展以數(shù)控技術(shù)為核心的先進(jìn)制造技術(shù)已成為世界各發(fā)達(dá)國(guó)家加速經(jīng)濟(jì)發(fā)展、提高綜合國(guó)力和國(guó)家地位的重要途徑。[18]</p><p>　　目前，我國(guó)的數(shù)控機(jī)床技術(shù)水平與世界上的西方國(guó)家相比，比較落后，

22、已經(jīng)影響了我國(guó)制造業(yè)水平的進(jìn)一步提高，并且制約個(gè)裝備制造業(yè)技術(shù)的發(fā)展，直接影響到我國(guó)大型機(jī)械產(chǎn)品的制造和國(guó)防軍工，航空航天事業(yè)的發(fā)展。根據(jù)世界上機(jī)床制造業(yè)的發(fā)展規(guī)律與經(jīng)驗(yàn)。我們發(fā)現(xiàn)，數(shù)控機(jī)床是快速發(fā)展裝備機(jī)械制造業(yè)的基礎(chǔ)，因此，加快發(fā)展我國(guó)數(shù)控機(jī)床制造產(chǎn)業(yè)，是具有基礎(chǔ)性、前瞻性、全局性的戰(zhàn)略意義。</p><p>　　1.2數(shù)控工作臺(tái)的研究</p><p>　　機(jī)床身、工作臺(tái)、液壓系統(tǒng)、包

23、括進(jìn)料機(jī)構(gòu)等組成數(shù)控機(jī)床。[2]工作臺(tái)作為數(shù)控機(jī)床的重要組成部分，也是對(duì)加工精度有重要影響的重要組成部分。從一開(kāi)始為了設(shè)計(jì)簡(jiǎn)單的XY方向直線運(yùn)動(dòng)工作臺(tái)，到現(xiàn)在為了實(shí)現(xiàn)多工位加工而制造的分度工作臺(tái)和回轉(zhuǎn)工作臺(tái)等，并且為了達(dá)到現(xiàn)在索引表旋轉(zhuǎn)臺(tái)的生產(chǎn)和多比特的處理。為了滿足現(xiàn)代制造工業(yè)的發(fā)展，以及對(duì)環(huán)境的要求，現(xiàn)在從臺(tái)驅(qū)動(dòng)裝置，和驅(qū)動(dòng)器的液壓驅(qū)動(dòng)器的原始機(jī)械，以更好地保護(hù)環(huán)境，節(jié)約資源，采用了更為節(jié)約的氣動(dòng)設(shè)備。</p><

24、;p>　　數(shù)控工作臺(tái)作為機(jī)床配件的一種，其現(xiàn)狀與機(jī)床的配件業(yè)和機(jī)床的發(fā)展密切相關(guān)。機(jī)床配件發(fā)展來(lái)進(jìn)行帶動(dòng)，這就不得不提到我國(guó)機(jī)床業(yè)發(fā)展前景，我國(guó)機(jī)床業(yè)要想進(jìn)行更穩(wěn)定且快速發(fā)展，必須進(jìn)行全面數(shù)控化改革及創(chuàng)新工作，這樣才能使一系列機(jī)床配件業(yè)不斷一起跟進(jìn)前進(jìn)。但我國(guó)大部分機(jī)床配件廠資金還比較緊張，這使技術(shù)創(chuàng)新改革帶動(dòng)了很大影響，這也是我國(guó)配件水平未能快速進(jìn)步重要一點(diǎn)。成為影響到機(jī)床業(yè)發(fā)展一個(gè)障礙。國(guó)產(chǎn)機(jī)床配件教國(guó)際技術(shù)來(lái)講，無(wú)論技術(shù)還質(zhì)

25、量或性能上還與發(fā)達(dá)國(guó)家有一定差距。</p><p>　　由于我們的經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)，中國(guó)機(jī)床附件行業(yè)的發(fā)展穩(wěn)定，顯示機(jī)床行業(yè)在中國(guó)市場(chǎng)上平穩(wěn)的走勢(shì)，機(jī)床產(chǎn)業(yè)的市場(chǎng)占有率，對(duì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展有帶動(dòng)作用，當(dāng)然，中國(guó)的機(jī)床附件行業(yè)發(fā)展良好，有很好的潛力，但還一直缺乏一定的底蘊(yùn)，日后機(jī)床產(chǎn)業(yè)在中國(guó)將繼續(xù)加大發(fā)展。[1]</p><p>　　1.3本課題研究的內(nèi)容</p><p>　　本畢業(yè)

26、設(shè)計(jì)是研究的是一臺(tái)小型三工位回轉(zhuǎn)工作臺(tái)式分度盤磨銑專用組合機(jī)床的控制系統(tǒng)。包括回轉(zhuǎn)工作臺(tái)的設(shè)計(jì)；液壓系統(tǒng)的設(shè)計(jì)；以及液壓系統(tǒng)的電氣控制與plc控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)。本次設(shè)計(jì)的具體內(nèi)容如下所示：</p><p>　?。?）設(shè)計(jì)并繪制液壓系統(tǒng)原理圖，計(jì)算和選擇液壓元件，并進(jìn)行液壓系統(tǒng)的性能驗(yàn)算；繪制非標(biāo)準(zhǔn)元件裝配圖；</p><p>　?。?）分度盤的機(jī)械結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。</p><p

27、>　?。?）進(jìn)行電氣控制電路設(shè)計(jì)，繪制電氣原理圖</p><p>　　2 三工位分度工作臺(tái)設(shè)計(jì)</p><p>　　多工位旋轉(zhuǎn)工作臺(tái)主要靠分度旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)實(shí)現(xiàn)，本文主要是設(shè)計(jì)三工位旋轉(zhuǎn)工作臺(tái)的控制系統(tǒng)，首先要了解工作臺(tái)的工作原理，本文主要針對(duì)鼠牙式三工位分度工作來(lái)來(lái)進(jìn)行控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)。[2]</p><p>　　2.1三工位分度工作臺(tái)原理</p>&l

28、t;p>　　鼠牙盤式三工位分度工作臺(tái)的結(jié)構(gòu)如圖2-1所示，其主要組成部分包括夾緊液壓缸、分度旋轉(zhuǎn)液壓缸和分度工作臺(tái)升降缸等。</p><p>　　圖2-1鼠牙盤式分度工作臺(tái)的結(jié)構(gòu)原理圖</p><p>　　1，2，-推桿；3-下齒盤；4-上齒盤；5，13-推力球軸承；6-活塞；7-工作臺(tái)；8-齒條活塞；9，10-加緊液壓缸上、下腔；11-齒輪；12-內(nèi)齒圈；14-密封圈</p&

29、gt;<p>　　圖2-2鼠牙盤式分度工作臺(tái)的升降液壓缸</p><p>　　9,10-加緊液壓缸上、下腔；22,23-升降液壓缸進(jìn)、回油管道</p><p>　　圖2-3鼠牙盤式分度工作臺(tái)的結(jié)構(gòu)原理圖</p><p>　　11-齒輪；17-齒輪；16-回轉(zhuǎn)液壓缸缸體；18,19-分度液壓缸左右腔；20,21-分度液壓缸進(jìn)、回油管道</p>

30、<p>　　鼠牙盤式分度工作臺(tái)，圖2-1，圖2-2，圖2-3所示是端齒盤式液壓分度工作臺(tái)的結(jié)構(gòu)原理圖。其工作過(guò)程如下：</p><p>　　1、分度工作臺(tái)抬起、松開(kāi)。當(dāng)銑刀完成了對(duì)工件的三次上下磨銑加工后，工件需要旋轉(zhuǎn)到下一個(gè)工位進(jìn)行加工。根據(jù)傳感器發(fā)出的分度指令，由電磁鐵控制液壓閥（圖中未標(biāo)出），使液壓油通過(guò)液壓管道23進(jìn)入分度工作臺(tái)7中央的夾緊油缸的油腔10，并推動(dòng)活塞6向上運(yùn)動(dòng)（油缸上腔9的油

31、通過(guò)管道22排出回油）?；钊?通過(guò)推力軸承5（軸承13與之配套使用），使工作臺(tái)7抬起，上端齒盤4和下端齒盤3脫離嚙合。在工作臺(tái)7向上移動(dòng)時(shí)帶動(dòng)內(nèi)齒圈12與齒輪11下部嚙合，完成分度前的準(zhǔn)備工作。同時(shí)，工總臺(tái)7向上抬起時(shí)，推桿2在彈簧的作用下向上移動(dòng)，使推桿1能在彈簧的作用下右移松開(kāi)微動(dòng)開(kāi)關(guān)D，發(fā)出松開(kāi)到位信號(hào)。</p><p>　　2、分度工作臺(tái)回轉(zhuǎn)、分度。控制系統(tǒng)在接到松開(kāi)到位信號(hào)后，控制電磁鐵（液壓閥）動(dòng)作，

32、使壓力油經(jīng)管道21進(jìn)入分度油缸左腔19，并推動(dòng)齒條8右移（分度油腔右腔18的油經(jīng)管道20排出回油）。齒條8帶動(dòng)齒輪11做回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，實(shí)現(xiàn)工作臺(tái)的回轉(zhuǎn)。改變油腔的行程，即可以改變齒輪11的回轉(zhuǎn)角度。圖中的分度工作臺(tái)為：油缸的行程150mm，齒輪回轉(zhuǎn)的角度為120°。齒輪11隨著齒條8的向右移動(dòng)開(kāi)始轉(zhuǎn)動(dòng)一定角度；當(dāng)120°回轉(zhuǎn)到位后，齒條8運(yùn)動(dòng)到右極限位置，分度油缸的右極限傳感器SQ5動(dòng)作，發(fā)出到位信號(hào)，回轉(zhuǎn)動(dòng)作結(jié)束。分度

33、工作臺(tái)的回轉(zhuǎn)速度可以通過(guò)液壓系統(tǒng)進(jìn)行調(diào)節(jié)。</p><p>　　3、分度工作臺(tái)落下、夾緊?？刂葡到y(tǒng)在接到回轉(zhuǎn)到位信號(hào)后，由電磁鐵控制液壓閥（圖中未標(biāo)出）,使壓力油經(jīng)管道22進(jìn)入分度工作臺(tái)的夾緊油缸的油腔9，并推動(dòng)活塞6下移（油缸下腔10的油經(jīng)管道23排出回油）?；钊?通過(guò)推力軸承5（軸承13與之配套使用），使工作臺(tái)7落下，上端齒盤4和下端齒盤3嚙合，夾緊、定位。工作臺(tái)夾緊后，壓下推桿2，使推桿1左移，壓上微動(dòng)開(kāi)關(guān)

34、D，發(fā)出夾緊完成信號(hào)。</p><p>　　4、分度油缸返回。控制系統(tǒng)在接到夾緊完成信號(hào)后，控制電磁鐵（液壓閥）動(dòng)作使壓力油經(jīng)管道20進(jìn)入分度油缸右腔18，并推動(dòng)8左移（分度油缸左腔19的油經(jīng)管道21排出回油），齒條8返回。這時(shí)，因?yàn)辇X輪11的內(nèi)齒圈已經(jīng)脫開(kāi)，分度工作臺(tái)不動(dòng)，同時(shí)齒條8運(yùn)動(dòng)到左極限位置，傳感器SQ4動(dòng)作，發(fā)出分度結(jié)束信號(hào)。</p><p>　　3 液壓缸及液壓回路設(shè)計(jì)<

35、;/p><p><b>　　3.1工況分析</b></p><p>　　3.1.1工作負(fù)載分析</p><p>　　工作負(fù)載 （3-1）</p><p><b>　　摩擦阻力</b></p><p>　　靜

36、摩擦阻力 （3-2）</p><p>　　動(dòng)摩擦阻力 （3-3）</p><p><b>　　G1-工作臺(tái)重量</b></p><p>　　G2-工件和夾具最大重量</p><p><b>　　慣性負(fù)載</b

37、></p><p><b>　?。?-4）</b></p><p>　　g –重力加速度9.8m/s2</p><p><b>　　–快進(jìn)速度</b></p><p>　　t –往返加減速時(shí)間[4]</p><p><b>　　3.1.2運(yùn)動(dòng)時(shí)間</b&

38、gt;</p><p>　　快進(jìn) =4.2s （3-5）</p><p>　　工進(jìn) (3-6)</p><p>　　快退

39、 (3-7)</p><p>　　3.2負(fù)載圖與速度圖</p><p>　　取液壓缸的機(jī)械效率η=0.9，計(jì)算液壓缸各工作階段的負(fù)載情況[3]</p><p>　　啟動(dòng)：F=Ffs=920N (3-8)</p>

40、<p>　　F‵=F/η=920/0.9 N=1022.2 N (3-9)</p><p>　　加速：F=Ffd+Fa=460+391N=851 N (3-10)</p><p>　　F‵=F/η=851/0.9=

41、945.6 N (3-11)</p><p>　　快進(jìn)：F=Ffd=460 N (3-12)</p><p>　　F‵=F/η=580/0.9=511.1 N

42、 (3-13)</p><p>　　工進(jìn)：F=Ffd+FL=580+3183=3643.1 N (3-14)</p><p>　　F‵=F/η=3763/0.9=4047.9 N (3-15)&

43、lt;/p><p>　　快退：F=Ffd=460 N (3-16)</p><p>　　F‵=F/η=460/0.9=511.1 N (3-17)</p><p>　　3.2.2

44、液壓缸各階段負(fù)載情況</p><p>　　表3-1液壓缸各階段負(fù)載情況</p><p>　　3.2.3繪制液壓缸負(fù)載圖與速度圖</p><p>　　圖3-1銑床液壓缸負(fù)載圖</p><p>　　根據(jù)快進(jìn)速度ν1、工進(jìn)速度v2和行程S，繪制速度圖[5]：</p><p>　　圖3-2銑床液壓缸速度圖</p>

45、<p>　　3.3確定液壓系統(tǒng)的主要參數(shù)</p><p>　　3.3.1液壓缸的工作壓力</p><p>　　由以上計(jì)算可以知道，銑床的最大負(fù)載F=4047.9N，根據(jù)下表3-2可得：</p><p>　　表 3-2 按負(fù)載選擇液壓執(zhí)行元件的工作壓力</p><p>　　選系統(tǒng)的工作壓力P1=2Mpa。</p>&l

46、t;p>　　鑒于動(dòng)力滑臺(tái)要求快進(jìn)、快退速度相等，可選用單桿式差動(dòng)液壓缸。無(wú)桿腔工作面積A1，有桿腔工作面積A2，并使。因管路中有壓力損失，快進(jìn)時(shí)回油路壓力損失取，快退時(shí)回油路壓力損失亦取 。工進(jìn)時(shí)，為使運(yùn)動(dòng)平穩(wěn)，在液壓缸回路油路上須加背壓閥，背壓力值一般為Pa,選取背壓Pa。[6-8]</p><p>　　3.3.2計(jì)算液壓缸內(nèi)徑D和活塞桿直接d</p><p>　　可求出液壓缸大腔

47、面積A1為：</p><p><b>　　(3-18)</b></p><p><b>　　(3-19)</b></p><p><b>　　(3-20)</b></p><p>　　表3-3液壓缸內(nèi)徑尺寸系列 </p><p>　　表3-4 液壓缸活

48、塞桿外徑尺寸系列</p><p>　　根據(jù)表3-5圓整成就近的標(biāo)準(zhǔn)值，得D=63mm，液壓缸活塞桿直徑根據(jù)表3-6就近圓整成標(biāo)準(zhǔn)值d=45mm，于是液壓缸 </p><p><b>　　實(shí)際有效工作面積為</b></p><p><b>　　(3-21) </b></p><p><

49、b>　　(3-22)</b></p><p>　　3.3.3按最低工進(jìn)速度驗(yàn)算液壓缸的最小穩(wěn)定速度</p><p><b>　　=0.001</b></p><p>　　式中 是由產(chǎn)品樣本查的GE系列調(diào)速閥AQF30-E10B的最小穩(wěn)定流量為。</p><p>　　調(diào)速閥是安裝在回油路上，故液壓缸節(jié)流

50、腔有效工作面積應(yīng)選取液壓缸有桿腔的實(shí)際面積，即</p><p>　　A=A2 =0.0015</p><p>　　可見(jiàn)上述不等式能滿足，液壓缸能達(dá)到所需低速。</p><p>　　3.3.4計(jì)算在各個(gè)工作階段液壓缸所需的流量</p><p>　　= (3-23)</p><

51、;p><b>　　(3-24)</b></p><p><b>　　(3-25)</b></p><p>　　3.3.5液壓缸壁厚和外徑的計(jì)算</p><p>　　液壓缸的壁厚由液壓缸的強(qiáng)度條件來(lái)計(jì)算。工程機(jī)械的液壓缸，一般是用無(wú)縫鋼管材料，大多屬于薄壁圓筒結(jié)構(gòu)，其壁厚按薄壁圓筒公式計(jì)算[7]</p>

52、<p>　　式中 ——液壓缸壁厚(m)；</p><p>　　——液壓缸內(nèi)徑(m)；</p><p>　　——試驗(yàn)壓力，取最大工作壓力的1.5倍（MPa）；</p><p>　　——缸筒材料的許用應(yīng)力。無(wú)縫鋼管。</p><p><b>　　(3-26)</b></p><p>　　

53、3.3.6缸體的外徑與壁厚 </p><p>　　液壓缸壁厚算出后，可求出缸體的外徑</p><p><b>　　(3-27)</b></p><p>　　按照工程機(jī)械標(biāo)準(zhǔn)液壓缸外徑尺寸系列，所以取外徑為75mm，。</p><p&g

54、t;　　3.3.7液壓缸工作行程的確定</p><p>　　液壓缸工作行程長(zhǎng)度，可根據(jù)執(zhí)行機(jī)構(gòu)實(shí)際工作的最大行程確定，參照液壓缸活塞行程參數(shù)系列選用工作行程為500mm。[4]</p><p>　　3.3.8缸蓋厚度的確定</p><p>　　一般液壓缸多為平底缸蓋</p><p><b>　　有孔時(shí)</b></p

55、><p><b>　　無(wú)孔時(shí)</b></p><p>　　式中 t——缸蓋有效厚度(m)；</p><p>　　——缸蓋止口內(nèi)徑(m)；</p><p>　　——缸蓋孔的直徑(m)。</p><p><b>　　在本設(shè)計(jì)中有孔時(shí)</b></p><p>

56、;<b>　　(3-28)</b></p><p><b>　　無(wú)孔時(shí)</b></p><p><b>　　(3-29)</b></p><p>　　3.3.9最小導(dǎo)向長(zhǎng)度的確定 </p><p>　　當(dāng)活塞桿全部外伸時(shí)，從活塞支承面中點(diǎn)到導(dǎo)向套滑動(dòng)面中點(diǎn)的距離稱為最小導(dǎo)向長(zhǎng)度

57、H</p><p><b>　　(3-30)</b></p><p>　　活塞寬度B取 一般為(0.6～1)D</p><p>　　(3-31) </p><p>　　一般缸蓋滑動(dòng)支承面的長(zhǎng)度A，在D<80mm時(shí)，取A(0.6～1.0)D；在D>80mm時(shí)，取A(0.6～1.0)d。<

58、;/p><p><b>　　(3-32)</b></p><p><b>　　隔套的長(zhǎng)度</b></p><p>　　3.3.10液壓缸缸長(zhǎng)度的確定</p><p>　　液壓缸剛體內(nèi)部長(zhǎng)度應(yīng)等于活塞的行程與活塞的寬度之和。缸體外形長(zhǎng)度還要考慮到兩短端蓋的厚度。一般液壓缸缸體長(zhǎng)度不應(yīng)大于內(nèi)徑的20~30倍

59、。[9]</p><p><b>　　因此取缸體長(zhǎng)度</b></p><p>　　L=S+A+B+C=500+37.8+37.8+18.7=594.3mm (3-33)</p><p>　　3.3.11活塞桿的強(qiáng)度核校</p><p>　　對(duì)液壓缸活塞

60、桿直徑 進(jìn)行核校。</p><p><b>　　(3-34)</b></p><p>　　設(shè)計(jì)取d=45mm，強(qiáng)度足夠。</p><p>　　3.4液壓缸各工作階段的壓力、流量和功率計(jì)算</p><p>　　3.4.1液壓缸各工作階段的壓力、流量和功率計(jì)算</p><p>　　表3-5液壓缸各工作

61、階段的壓力、流量和功率計(jì)算</p><p>　　3.4.2繪制液壓缸的工況圖</p><p>　　工況圖如圖3-3所示。</p><p>　　圖3-3繪制液壓缸的工況圖</p><p>　　3.5液壓缸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)</p><p>　　3.5.1液壓缸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)形式</p><p>　　液壓缸的結(jié)

62、構(gòu)形式是指它的類型、安裝方法、密封形式、緩沖結(jié)構(gòu)，排氣等。液壓缸的裝配圖如圖3-4所示。</p><p>　　圖3-4液壓缸的裝配圖</p><p>　　1-前端蓋；2-排氣裝置；3,9-進(jìn)出油口；4-缸體；5，11-密封圈；6-活塞；7-緩沖套；8-活塞桿；10-后端蓋；12-導(dǎo)向套</p><p>　　3.5.2液壓缸的類型選擇</p><p

63、>　　液壓缸按作用不同，分為單作用缸和雙作用缸。在單作用式液壓缸中，是通過(guò)液壓油只進(jìn)入缸的一腔，利用液壓力推動(dòng)活塞進(jìn)行單方向運(yùn)動(dòng)，反方向運(yùn)動(dòng)必須通過(guò)外力。雙作用液壓缸中，壓力油教體進(jìn)入液壓缸兩腔，其往返運(yùn)動(dòng)通過(guò)液壓油實(shí)現(xiàn)。</p><p>　　液壓缸按結(jié)構(gòu)形式的不同，分為活塞式，柱塞式，擺動(dòng)式，伸縮式等形式。</p><p>　　按照設(shè)計(jì)要求，要保證“快速接近”和“快速退回”的速度相

64、等。本課題采用單桿差動(dòng)連接雙作用式活塞缸。[10]</p><p>　　3.5.3液壓缸的缸筒和缸蓋的連接方式</p><p>　　缸筒和缸蓋的結(jié)構(gòu)形式和其使用的材料有關(guān)。工作壓力p20MPa時(shí)，使用鑄鋼或鍛鋼，時(shí)使用無(wú)縫鋼管，時(shí)，使用鑄鐵。缸筒和缸蓋常見(jiàn)的連接方式有法蘭式連接，連接結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，易于加工，也容易裝拆，常用于鑄鐵式的缸筒上；半環(huán)式連接，容易加工和裝拆，重量較輕，常用于無(wú)縫鋼管或

65、鍛鋼制的缸筒上；螺紋式連接，鋼筒端部結(jié)構(gòu)復(fù)雜，裝拆要使用專門工具，外部尺寸和重量較小，常用語(yǔ)無(wú)縫鋼管和鍛鋼制的缸筒上；拉桿式連接，結(jié)構(gòu)的通用性大，易于加工和裝拆；焊接式連接，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，尺寸小，但缸底處不易加工，且可能引起變形。</p><p>　　由于工作壓力小于10MPa，所以采用鑄鐵材料的拉桿式連接。</p><p>　　3.5.4活塞和活塞桿的連接方式</p><

66、p>　　活塞與活塞桿常見(jiàn)的連接方式分為：螺紋連接；卡環(huán)式連接；徑向銷式連接等。螺紋連接適用于負(fù)載較小，受力無(wú)沖擊的液壓缸中。本課題設(shè)計(jì)中的工作負(fù)載較小，因此采用螺紋連接的方式。為了防止螺母發(fā)生松動(dòng)所以設(shè)置了螺母防松裝置。</p><p>　　3.5.5密封裝置的設(shè)計(jì)</p><p>　　液壓缸中常見(jiàn)的密封裝置包括以下幾種類型：間隙密封；摩擦環(huán)密封；密封圈密封等。密封圈密封是利用橡膠或

67、塑料的彈性是各個(gè)截面的環(huán)形圈緊貼在靜、動(dòng)配合面之間來(lái)防止泄露。本課題如圖-1使用O形密封圈進(jìn)行密封。</p><p><b>　　圖3-5密封裝置</b></p><p>　　3.5.6緩沖裝置的設(shè)計(jì)</p><p>　　為了防止活塞在行程終點(diǎn)時(shí)和缸蓋相互碰撞，引起噪音、沖擊，一般液壓缸都設(shè)置緩沖裝置。緩沖裝置的工作原理是封住活塞與缸蓋之間的油

68、液，并使其從小孔或細(xì)縫中排出，從而產(chǎn)生一個(gè)阻力，使活塞運(yùn)動(dòng)速度降低，起到緩沖作用。本課題采用如圖-2所示的緩沖方式，當(dāng)活塞運(yùn)行到行程終端時(shí)，孔中的油液只能從間隙見(jiàn)間排出，使活塞速度下降。</p><p><b>　　圖3-6緩沖裝置</b></p><p>　　3.5.7排氣裝置的設(shè)計(jì)</p><p>　　一般我們通常在液壓缸的最高處安裝排氣裝

69、置來(lái)把缸和系統(tǒng)中的氣體排出。是為了防止由于液壓缸在安裝過(guò)程或長(zhǎng)時(shí)間不用，缸和管道中混入的氣體使液壓缸出現(xiàn)爬行、發(fā)熱、噪音等不正?，F(xiàn)象。本課題采用如圖-3示，在液壓缸的最高位置安裝排氣閥的方法進(jìn)行排氣。</p><p><b>　　圖3-7排氣裝置</b></p><p>　　3.6擬定液壓系統(tǒng)原理圖</p><p>　　3.6.1供油方式的設(shè)計(jì)

70、</p><p>　　本設(shè)計(jì)中，當(dāng)銑床進(jìn)行進(jìn)給工作時(shí)，工作負(fù)載較大，運(yùn)動(dòng)速度較低。當(dāng)銑床進(jìn)行快進(jìn)、快退運(yùn)動(dòng)時(shí)，銑床的負(fù)載較小，運(yùn)動(dòng)速度較高。從降低溫度和節(jié)約能源的方向考慮，泵原系統(tǒng)適合應(yīng)用雙泵供油或者變量泵供油。本課題采用但壓力反饋的限壓式變量液壓泵。[9]</p><p>　　3.6.2調(diào)速方式的設(shè)計(jì)</p><p>　　一般的中小型機(jī)床的液壓控制系統(tǒng)中，都采用節(jié)

71、流閥或者調(diào)速閥進(jìn)行僅給速度的調(diào)節(jié)和控制。專用銑床在工作時(shí)，對(duì)速度負(fù)載特性和低速性能都有一定的要求，所以本課題采用限壓式變量葉片閥和調(diào)速閥組成的節(jié)流調(diào)速。這種調(diào)速回路有著速度剛性好、發(fā)熱量小、工作效率高等特點(diǎn)，當(dāng)調(diào)速閥安裝在回油路上的時(shí)候，還可以承受油路中的負(fù)切削力。</p><p>　　3.6.3速度連接方式的設(shè)計(jì)</p><p>　　本課題中的控制系統(tǒng)采用的是電磁閥的快慢速換接回路，它具

72、有調(diào)節(jié)行程簡(jiǎn)單方便，閥體易于安裝，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單等優(yōu)點(diǎn)。但是它的速度換接回路的穩(wěn)定性較差。使用行程閥切換的速度換接回路可以提高系統(tǒng)的穩(wěn)定性。[11]</p><p>　　3.6.4工作臺(tái)升降回路的設(shè)計(jì)</p><p>　　本次設(shè)計(jì)中的控制系統(tǒng)是采用三位四通電磁閥進(jìn)行控制，回路中安裝了節(jié)流閥進(jìn)行調(diào)速，同時(shí)安裝了單向閥進(jìn)行保壓?；芈分械臏p壓閥是為了保持壓力的穩(wěn)定。通過(guò)微動(dòng)開(kāi)關(guān)控制行程的位置。<

73、/p><p>　　3.6.5回轉(zhuǎn)回路的設(shè)計(jì)</p><p>　　采用三位四通電磁閥來(lái)對(duì)回轉(zhuǎn)回路進(jìn)行控制。為了防止油路中的壓力變化，同時(shí)可以調(diào)整工作臺(tái)回轉(zhuǎn)的時(shí)間，所以回路中接入了單向閥進(jìn)行保壓和節(jié)流閥進(jìn)行調(diào)速。回路中還安裝了減壓閥，來(lái)保持壓力的穩(wěn)定和大小。</p><p>　　根據(jù)以上的分析，將所選的液壓回路進(jìn)行組合，得到如圖3-8所示的液壓原理圖</p>

74、<p>　　表3-6液壓回路工作原理</p><p>　　圖3-8液壓系統(tǒng)原理圖</p><p>　　1-油箱；2-溢流閥；3-液壓表；4，8，15-三位四通方向控制閥；5,7,16-可調(diào)節(jié)流量控制閥；6-兩位三通方向控制閥；9,14-單向閥；10-濾油器；11-單行旋轉(zhuǎn)定量泵；12，13-減壓閥；；</p><p>　　3.6.6液壓回路的工作原理<

75、;/p><p>　　當(dāng)工件被放在工作臺(tái)上并夾緊后；按動(dòng)啟動(dòng)按鈕，使銑床開(kāi)始加工，電磁鐵1YA工作，三位四通電磁換向閥左側(cè)接通，磨銑頭進(jìn)行快進(jìn)工；，當(dāng)磨銑頭到達(dá)SQ2位置時(shí)，電磁鐵3YA得電工作，電磁鐵1YA不變，兩位三通方向控制閥右側(cè)工作，磨銑頭進(jìn)行工進(jìn)運(yùn)動(dòng)；當(dāng)磨銑頭運(yùn)動(dòng)到SQ3位置時(shí)，電磁鐵1YA、3YA失電，2YA得電，三位四通電磁換向閥右側(cè)接通，磨銑頭進(jìn)行快退工作，當(dāng)磨銑頭運(yùn)動(dòng)到SQ1位置時(shí)，磨銑頭運(yùn)動(dòng)停止；磨

76、銑頭對(duì)工件重復(fù)加工三次后，工作臺(tái)轉(zhuǎn)動(dòng)1200，進(jìn)行下一個(gè)工作位置的加工。首先，電磁鐵4YA得電，三位四通方向控制閥左側(cè)得電，工作臺(tái)上升，下端齒3和上端齒4嚙合分離，回轉(zhuǎn)工作臺(tái)放松，內(nèi)齒圈12與齒輪11下部嚙合，當(dāng)活塞運(yùn)動(dòng)到上極限位置時(shí)，微動(dòng)開(kāi)關(guān)松開(kāi)微動(dòng)開(kāi)關(guān)D，發(fā)出放松信號(hào)；電磁鐵6YA得電，三位四通電磁換向閥左側(cè)接通，回轉(zhuǎn)缸開(kāi)始動(dòng)作，齒條8向右運(yùn)動(dòng)，工作臺(tái)轉(zhuǎn)動(dòng)；到齒條8運(yùn)動(dòng)到右極限SQ6位置，工作臺(tái)轉(zhuǎn)動(dòng)了1200；電磁鐵5YA得電，6Y

77、A失電，三位四通電磁換向閥右側(cè)接通，工作臺(tái)下降，下端齒3和上端齒4嚙合，回轉(zhuǎn)工作臺(tái)夾緊，下端齒3和上端齒4嚙合分離，當(dāng)活塞運(yùn)動(dòng)到下極限位置，壓緊微動(dòng)開(kāi)關(guān)D；7Y</p><p><b>　　3.7選擇液壓元件</b></p><p>　　3.7.1液壓閥的選擇</p><p>　　本課題的液壓系統(tǒng)采用GE系列的閥。根據(jù)圖3-8的液壓系統(tǒng)原理圖，

78、按通過(guò)遠(yuǎn)見(jiàn)的最大流量為依據(jù)，來(lái)選擇液壓元件的規(guī)格。所選的液壓元件如表3-7所示。[12]</p><p>　　表3-7 液壓元件表</p><p>　　3.7.2液壓泵的計(jì)算</p><p>　　根據(jù)工況圖圖3-3和表3-5可以查的液壓缸的最大工作壓力為p1=1.69Mpa。由于進(jìn)油路的元件較少，流量較小，所以進(jìn)油璐的壓力損失取0.5Mpa。[13]則液壓泵的最高工

79、作壓力pp為：</p><p><b>　　(3-35) </b></p><p>　　考慮到壓力儲(chǔ)備，液壓泵的最大壓力為：</p><p><b>　　(3-36)</b></p><p>　　液壓泵的最大供油量根據(jù)液壓缸的最大流量進(jìn)行估計(jì)，去泄露系數(shù)K=1.2，則</p><

80、p><b>　　(3-37)</b></p><p>　　根據(jù)表3-8得；YB1-10型單級(jí)葉片泵能滿足上述的要求。該泵的額定壓力為6.3Mpa，公稱排量V=10mL/min,額定轉(zhuǎn)速為；n=1450r/min?，F(xiàn)估取泵的容積效率為。當(dāng)選用</p><p>　　n=1400r/min的驅(qū)動(dòng)電機(jī)時(shí)，泵的流量為：</p><p><b&

81、gt;　　(3-38)</b></p><p>　　表3-8 單級(jí)葉片泵的型號(hào)與參數(shù)</p><p>　　3.7.3與液壓泵匹配的電動(dòng)機(jī)的選定</p><p>　　首先分別算出快進(jìn)與工進(jìn)兩種不同工況的功率，去兩者較大值座位選擇電動(dòng)機(jī)規(guī)格的依據(jù)。</p><p>　　快進(jìn)時(shí)的外負(fù)載為945.6N，進(jìn)油路的壓力損失定位0.3MPa，&

82、lt;/p><p><b>　　(3-39) </b></p><p>　　快進(jìn)時(shí)所需電動(dòng)機(jī)功率為</p><p><b>　　(3-40)</b></p><p>　　工進(jìn)時(shí)所需電動(dòng)機(jī)功率為</p><p><b>　　(3-41)</b></p&g

83、t;<p>　　查詢電動(dòng)機(jī)產(chǎn)品樣本，選用Y90S-4型電動(dòng)機(jī)，其額定功率為1.1kW，額定轉(zhuǎn)速為1400r/min。</p><p><b>　　3.8系統(tǒng)的驗(yàn)算</b></p><p>　　已知本設(shè)計(jì)液壓系統(tǒng)中進(jìn)、回油管的內(nèi)徑均為12mm。選用L-HL32液壓油，考慮到油的最低溫度為15℃，查得15℃時(shí)該液壓油的運(yùn)動(dòng)粘度，油的密度。</p>

84、<p>　　3.8.1工作進(jìn)給時(shí)進(jìn)油路壓力損失</p><p>　　運(yùn)動(dòng)部件工作進(jìn)給時(shí)的最大速度為0.8m/min，進(jìn)給時(shí)的最大流量為8L/min，則液壓油在管內(nèi)流速為</p><p>　　(3-42) </p><p><b>　　管道流動(dòng)雷諾數(shù)為</b></p>

85、<p><b>　　(3-43) </b></p><p>　　可見(jiàn)油管在管內(nèi)流態(tài)為層流，其沿程阻力系數(shù)為</p><p><b>　　(3-44) </b></p><p>　　進(jìn)油管道的沿程壓力損失</p><p><b>　　(3-45)</b></p&g

86、t;<p>　　查得換向閥34EF30-E10B的壓力損失</p><p><b>　　(3-46)</b></p><p>　　忽略油液通過(guò)管接頭、油路板等處的局部壓力損失，則進(jìn)油路總壓力損失為</p><p><b>　　(3-47)</b></p><p>　　3.8.2工作進(jìn)給

87、時(shí)回油路的壓力損失</p><p>　　由于單活塞桿液壓缸，且液壓缸有桿腔的工作面積為無(wú)桿腔的工作面積的一半，則回油管道的力量為進(jìn)油管道的一半。則</p><p><b>　　(3-48)</b></p><p><b>　　(3-49)</b></p><p><b>　　(3-50)&

88、lt;/b></p><p>　　回油管道的沿程壓力損失為</p><p><b>　　(3-51)</b></p><p>　　查得換向閥23EF3B-E10B的壓力損失，換向閥34EF30-E10B的壓力損失，調(diào)速閥ALF-E10B的壓力損失。</p><p><b>　　回油路總壓力損失為</

89、b></p><p>　　3.8.單級(jí)葉片泵出口處的壓力</p><p>　　+0.1771.7 (3-52) </p><p>　　3.8.4快進(jìn)時(shí)的壓力損失</p><p>　　快進(jìn)時(shí)液壓缸為差動(dòng)連接，流量為液壓泵出口流量的兩倍即40L/min。所以沿程壓力損失、和分別為</p><p>　　查得

90、流經(jīng)各閥的局部壓力損失為：</p><p>　　23EF3B-E10B的壓力損失</p><p>　　34EF30-E10B的壓力損失</p><p>　　所以，泵的出口壓力為</p><p>　　上述驗(yàn)算表明，無(wú)需修改原設(shè)計(jì)。</p><p>　　3.9系統(tǒng)溫升的驗(yàn)算</p><p>　　在整

91、個(gè)工作循環(huán)中，工進(jìn)階段所占的時(shí)間最長(zhǎng)，為了簡(jiǎn)化計(jì)算，主要考慮工進(jìn)時(shí)的發(fā)熱量。一般情況下，工進(jìn)速度大時(shí)發(fā)熱量較大，由于單級(jí)葉片式液壓泵在流量不同時(shí)，效率相差極大，所以分別計(jì)算最大、最小時(shí)的發(fā)熱量，然后加以比較，取小值進(jìn)行分析。</p><p>　　當(dāng)=0.05m/min時(shí)</p><p><b>　　(3-53)</b></p><p>　　此時(shí)

92、泵的效率為0.7，泵的出口壓力為2.29MPa，則有</p><p>　　=0.46kW (3-54)</p><p><b>　　(3-55)</b></p><p><b>　　此時(shí)的功率損失為</b></

93、p><p><b>　　(3-56) </b></p><p><b>　　當(dāng)，時(shí) </b></p><p><b>　　W </b></p><p><b>　　(3-57)</b></p><p>　　(3-58)

94、 </p><p>　　可見(jiàn)在工進(jìn)速度低時(shí)，功率損失為0.426kW，發(fā)熱量最大。</p><p>　　假設(shè)系統(tǒng)的散熱狀況一般，取,油箱的散熱面積A為</p><p>　　系統(tǒng)溫升為 </p><p><b>　　(3-59)<

95、/b></p><p>　　驗(yàn)算表明系統(tǒng)的溫升在許可范圍內(nèi)。</p><p>　　4 PLC控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)</p><p>　　4.1plc的基本組成和工作原理</p><p>　　4.1.1plc的概述</p><p>　　PLC是可編程序控制器的縮寫(xiě)。它是一個(gè)以微處理器為核心的數(shù)字運(yùn)算操作的電子系統(tǒng)裝置，專為在

96、工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用而設(shè)計(jì)，它采用可編程序的存儲(chǔ)器，用以在其內(nèi)部存儲(chǔ)執(zhí)行邏輯運(yùn)算、順序控制、定時(shí)/計(jì)數(shù)和算術(shù)運(yùn)算等操作指令，并通過(guò)數(shù)字式或模擬式的輸入、輸出接口，控制各種類型的機(jī)械或生產(chǎn)過(guò)程。PLC是微機(jī)技術(shù)與傳統(tǒng)的繼電接觸控制技術(shù)相結(jié)合的產(chǎn)物，它克服了繼電接觸控制系統(tǒng)中的機(jī)械觸點(diǎn)的接線復(fù)雜、可靠性低、功耗高、通用性和靈活性差的缺點(diǎn)，充分利用了微處理器的優(yōu)點(diǎn)，又照顧到現(xiàn)場(chǎng)電氣操作維修人員的技能與習(xí)慣，特別是PLC的程序編制，不需要專門的計(jì)算機(jī)編

97、程語(yǔ)言知識(shí)，而是采用了一套以繼電器梯形圖為基礎(chǔ)的簡(jiǎn)單指令形式，使用戶程序編制形象、直觀、方便易學(xué)；調(diào)試與查錯(cuò)也都很方便。用戶在購(gòu)到所需的PLC后，只需按說(shuō)明書(shū)的提示，做少量的接線和簡(jiǎn)易的用戶程序編制工作，就可靈活方便地將PLC應(yīng)用于生產(chǎn)實(shí)踐。[14]</p><p>　　4.1.2plc的硬件系統(tǒng)結(jié)構(gòu)</p><p>　　PLC的類型繁多，功能和指令系統(tǒng)也不盡相同，但結(jié)構(gòu)與工作原理則大同小

98、異，通常由主機(jī)、輸入/輸出接口、電源擴(kuò)展器接口和外部設(shè)備接口等幾個(gè)主要部分組成。PLC的硬件系統(tǒng)結(jié)構(gòu)如下圖所示：[15]</p><p>　　圖4-1PLC的硬件系統(tǒng)結(jié)構(gòu)</p><p>　　4.1.3plc的工作原理</p><p>　　PLC是采用“順序掃描，不斷循環(huán)”的方式進(jìn)行工作的。即在PLC運(yùn)行時(shí)，CPU根據(jù)用戶按控制要求編制好并存于用戶存儲(chǔ)器中的程序，按

99、指令步序號(hào)（或地址號(hào)）作周期性循環(huán)掃描，如無(wú)跳轉(zhuǎn)指令，則從第一條指令開(kāi)始逐條順序執(zhí)行用戶程序，直至程序結(jié)束。然后重新返回第一條指令，開(kāi)始下一輪新的掃描。在每次掃描過(guò)程中，還要完成對(duì)輸入信號(hào)的采樣和對(duì)輸出狀態(tài)的刷新等工作。</p><p>　　4.2分度盤磨銑專用銑床主電路設(shè)計(jì)</p><p>　　分度盤磨銑專用銑床主電路電氣控制系統(tǒng)主電路圖如圖4-2所示。</p><p

100、>　　1) 主回路中交流接觸器KM1、KM2分別控制冷卻泵電動(dòng)機(jī)M1、油泵電動(dòng)機(jī)M2；交流接觸器KM3、KM4分別控制磨銑頭電動(dòng)機(jī)的正反轉(zhuǎn)。</p><p>　　2) 電動(dòng)機(jī)M1、M2、M3分別由熱繼電器FR1、FR2、FR3實(shí)現(xiàn)過(guò)載保護(hù)。</p><p>　　3) S為電源總開(kāi)關(guān)，既可完成主電路的短路保護(hù)，又起到分?jǐn)嗳嘟涣麟娫吹淖饔?，同時(shí)使用和維修比較方便。</p>

101、<p>　　圖4-2分度盤磨銑專用銑床主電路電氣控制系統(tǒng)主電路圖</p><p>　　4.3控制系統(tǒng)的I/O點(diǎn)及地址分配</p><p>　　系統(tǒng)的I/O分配表如表4-1和4-2所示。</p><p>　　表4-1磨銑機(jī)床電氣控制系統(tǒng)PLC輸入接口功能表</p><p>　　表4-2磨銑機(jī)床電氣控制系統(tǒng)PLC輸出接口功能</

102、p><p>　　4.4PLC系統(tǒng)選型</p><p>　　從上面分析可知道，系統(tǒng)共有開(kāi)關(guān)量輸入點(diǎn)21個(gè)，開(kāi)關(guān)量輸出點(diǎn)11個(gè)，所以選用FX2N-48MR，繼電器輸出型。</p><p>　　4.5 繪制 PLC 控制接線圖</p><p>　　1) 根據(jù)上述硬件選型及工藝要求，繪制PLC控制電路原理圖，繪制PLC控制電路。圖4-3為分度盤磨銑專

103、用銑床PLC控制電路原理圖。</p><p>　　3) PLC輸入回路中，信號(hào)電源由PLC本身的24V直流電源提供，所有輸入COM端短接后接入PLC電源DC24V的（＋）端。輸入口如果有有源信號(hào)裝置，根據(jù)驅(qū)動(dòng)的負(fù)載的電壓來(lái)選擇合適的交、直流電源。</p><p>　　4) PLC采用繼電器輸出，每個(gè)輸出點(diǎn)額定控制容量為AC250V，2A。</p><p>　　5)

104、根據(jù)上述設(shè)計(jì)，對(duì)照主回路檢查交流控制回路、PLC控制回路、各種保護(hù)聯(lián)鎖電路、PLC控制程序等，全部符合設(shè)計(jì)要求后，繪制出最終的電氣原理圖。</p><p>　　6）輸出端應(yīng)根據(jù)外部負(fù)載額定電壓設(shè)定，還要設(shè)定必要的短路保護(hù)；</p><p>　　輸入端電源由PLC自身24V直流電源提供。[16-17]</p><p>　　圖4-3分度盤磨銑專用銑床PLC控制電路原理圖

105、</p><p>　　4.6磨銑機(jī)床PLC梯形圖</p><p><b>　　結(jié)論</b></p><p>　　經(jīng)過(guò)半年時(shí)間的努力工作，畢業(yè)設(shè)計(jì)就要結(jié)束了。也預(yù)示著我們的大學(xué)生活就要結(jié)束，我們即將迎來(lái)繽紛的社會(huì)生活的洗禮。</p><p>　　做畢業(yè)設(shè)計(jì)的過(guò)程，也相當(dāng)于我們利用大學(xué)的專業(yè)知識(shí)進(jìn)行了一次獨(dú)立的課題設(shè)計(jì)的實(shí)

106、踐。這在社會(huì)工作中是一個(gè)不可缺少的工作過(guò)程，為我們?cè)谏鐣?huì)工作中積累了一定的經(jīng)驗(yàn)。提醒我們?cè)诙苏ぷ鲬B(tài)度的重要性，一定要踏踏實(shí)實(shí)做事，才能把事情做好。</p><p>　　在畢業(yè)設(shè)計(jì)過(guò)程中，我們首先要明確設(shè)計(jì)的要求與目的，弄清楚自己應(yīng)該做什么，然后再去思考如何實(shí)現(xiàn)我們的目的。</p><p>　　本次畢業(yè)設(shè)計(jì)是對(duì)磨銑專用銑床的控制系統(tǒng)進(jìn)行設(shè)計(jì)。首先，我進(jìn)行了對(duì)課題要求的詳細(xì)分析，明確設(shè)計(jì)目的

107、。本次涉及的內(nèi)容包括：分度工作臺(tái)的設(shè)計(jì)；液壓缸及液壓回路的設(shè)計(jì)；基于PLC的銑床控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)。在本次的設(shè)計(jì)中，我用到了GX works2進(jìn)行電氣回路的梯形圖的編輯，對(duì)的選型進(jìn)行了選型和接線圖繪制。我在電氣回路設(shè)計(jì)中還有一些不足之處，希望以后能夠加強(qiáng)這方面的知識(shí)。 </p><p><b>　　參考文獻(xiàn)</b></p><p>　　[1] 王積偉主編，液壓傳動(dòng)[M]，

108、北京，機(jī)械工業(yè)出版社，2010</p><p>　　[2] 左健民，液壓與氣壓傳動(dòng)[M]，北京，機(jī)械工業(yè)出版社，2005</p><p>　　[3]張利平主編，液壓傳動(dòng)設(shè)計(jì)指南，北京，化學(xué)工業(yè)出版社，2009</p><p>　　[4] 王守城，液壓元件及選用[M]，北京，化學(xué)工業(yè)出版社，2007</p><p>　　[5] 馬永輝，工程機(jī)械

109、液壓系統(tǒng)設(shè)計(jì)計(jì)算，北京：機(jī)械工業(yè)出版社，1985</p><p>　　[6] 張仁杰， 液壓缸的設(shè)計(jì)制造和維修，北京：機(jī)械工業(yè)出版社，1989</p><p>　　[7]容一鳴，陳傳艷，液壓傳動(dòng)[M]，北京，化學(xué)工業(yè)出版社，2009</p><p>　　[8]朱育權(quán).立式回轉(zhuǎn)工作臺(tái)式組合機(jī)床液壓系統(tǒng)設(shè)計(jì)[J].液壓與氣動(dòng).2005(10).</p>&

110、lt;p>　　[9]吳宗澤,羅圣國(guó). 機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)手冊(cè)[M]. 高等教育出版社. 2006</p><p>　　[10]張展.實(shí)用機(jī)械傳動(dòng)設(shè)計(jì)手冊(cè)[M].科學(xué)出版社.1995.</p><p>　　[11]周世昌，液壓系統(tǒng)設(shè)計(jì)圖集[M],機(jī)械工業(yè)出版社</p><p>　　[12] 廖常初, PLC基礎(chǔ)及應(yīng)用[M], 北京：機(jī)械工業(yè)出版社, 2003<

111、;/p><p>　　[13] 夏田，陳嬋娟，祁廣利, PLC電氣控制技術(shù)[M], 北京：化學(xué)工業(yè)出版社, 2008</p><p>　　[14] 張廣明，李果，朱煒, 機(jī)電系統(tǒng)PLC控制技術(shù)[M], 北京：國(guó)防工業(yè)出版社,2009</p><p>　　[15] 殷洪義，吳建華,PLC原理與實(shí)踐[M], 北京：清華大學(xué)出版社,2008</p><p&g

112、t;　　[16] 孫平主編,電氣控制與PLC,2004年12月 第一版</p><p>　　[17]王永華,現(xiàn)代電氣控制與PLC應(yīng)用技術(shù)（第二版）,北京航空航天大學(xué)出版社2007年11月</p><p>　　[18] 唐克巖，我國(guó)數(shù)控機(jī)床產(chǎn)業(yè)發(fā)展現(xiàn)狀與展望，2012年5期</p><p><b>　　致謝</b></p><

113、p>　　經(jīng)過(guò)三個(gè)月的忙碌和工作，本次畢業(yè)設(shè)計(jì)已經(jīng)接近尾聲。由于我經(jīng)驗(yàn)的匱乏，難免有許多考慮不周全的地方，如果沒(méi)有導(dǎo)師的督促指導(dǎo)，以及一起工作的同學(xué)們的支持，想要完成這個(gè)設(shè)計(jì)是難以想象的。所以要向給予此次畢業(yè)設(shè)計(jì)幫助的*老師，以及同學(xué)們以誠(chéng)摯的謝意，在整個(gè)設(shè)計(jì)過(guò)程中，他們也給我很多幫助和無(wú)私的關(guān)懷，更重要的是為我們提供不少技術(shù)方面的資料，是我完成了這次的畢業(yè)設(shè)計(jì)。最后要特別感謝我的母校四年來(lái)對(duì)我的教育和培養(yǎng)，使我學(xué)會(huì)了生活、學(xué)會(huì)了做