鉆鏜兩用組合機(jī)床的液壓控制系統(tǒng)及電氣控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)【2張CAD圖紙+畢業(yè)論文+任務(wù)書】

鉆鏜兩用組合機(jī)床的液壓控制系統(tǒng)及電氣控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)【2張CAD圖紙+畢業(yè)論文+任務(wù)書】26頁(yè) 8800字?jǐn)?shù)+論文說(shuō)明書【詳情如下】任務(wù)書.pdf液壓系統(tǒng)原理圖.dwg電氣控制系統(tǒng)圖.dwg鉆鏜兩用組合機(jī)床的液壓控制系統(tǒng)及電氣控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)說(shuō)明書.doc目  錄摘要1Abstract21、緒論1 1.1、課題的背景1  1.2、組合機(jī)床概述1  1.3、專用組合機(jī)床的介紹3  1.4、 PLC簡(jiǎn)介4    1.4.1 PLC的定義5    1.4.2 PLC的基礎(chǔ)知識(shí)6    1.4.3 PLC的用途82、鉆鏜兩用組合機(jī)床控制概述9  2.1、鉆鏜兩用組合機(jī)床主電路原理圖10  2.2、鉆鏜兩用組合機(jī)床的工作流程圖11  2.3、鉆鏜兩用組合機(jī)床的控制過(guò)程11    2.3.1各電磁閥動(dòng)作狀態(tài)12    2.3.2專用組合機(jī)床的總控制過(guò)程123、鉆鏜兩用組合機(jī)床的液壓系統(tǒng)設(shè)計(jì)12  3.1、確定系統(tǒng)方案13  3.2、擬定液壓系統(tǒng)圖14  3.3、液壓缸的設(shè)計(jì)計(jì)算14   3.3.1液壓缸的類型及結(jié)構(gòu)形式15   3.3.2液壓缸的工作壓力15   3.3.3計(jì)算液壓缸的尺寸16   3.3.4液壓缸各工作階段的壓力、流量和功率計(jì)算17  3.4、液壓缸工況圖18  3.5、液壓缸推力的計(jì)算19  3.6、液壓系統(tǒng)的壓力損失計(jì)算194、專用鉆孔機(jī)床的PLC設(shè)計(jì)19   4.1、輸入輸出點(diǎn)分配21   4.2 、PLC的選擇22    4.3、專用組合機(jī)床PLC控制系統(tǒng)接線圖235、鉆鏜兩用組合機(jī)床PLC控制程序24結(jié)論25致謝26參考文獻(xiàn)27摘  要    鉆鏜兩用組合機(jī)床，屬于機(jī)械加工用機(jī)床。它由工作臺(tái)、安裝在工作臺(tái)兩端及一側(cè)的導(dǎo)軌，導(dǎo)軌與工作臺(tái)的邊緣平行，鉆架通過(guò)吊鐵和鎖緊螺釘安裝在導(dǎo)軌上；導(dǎo)軌上設(shè)有燕尾，鉆架可在導(dǎo)軌上水平移動(dòng)；鉆架包括溜板、溜板上裝有傳動(dòng)機(jī)構(gòu)，溜板底面上設(shè)有與導(dǎo)軌上的燕尾相配合的燕尾槽，機(jī)械滑臺(tái)上裝有主支撐架，主支撐架上裝有縱向機(jī)械滑臺(tái)及控制系統(tǒng)，控制系統(tǒng)連接一控制活動(dòng)按鈕站，縱向機(jī)械滑臺(tái)上裝有附屬支撐架，附屬支撐架上通過(guò)機(jī)械滑臺(tái)裝有水平方向的鉆削動(dòng)力頭。它解決了現(xiàn)有的鉆床加工大型零部件特別是回轉(zhuǎn)體直徑較大時(shí)操作不方便、加工困難等技術(shù)問(wèn)題。關(guān)鍵詞：組合鉆床；PLC；可編程控制器；問(wèn)題1、緒論1.1、課題的背景    隨著生產(chǎn)的發(fā)展，產(chǎn)品精度的提高，機(jī)床加工的自動(dòng)化程度也越來(lái)越高。數(shù)控機(jī)床，加工中心已構(gòu)成現(xiàn)代加工方法之代表。但是根據(jù)我國(guó)的實(shí)際情況，對(duì)現(xiàn)有機(jī)床進(jìn)行全部更新?lián)Q代，幾乎是不可能的。因此為提高機(jī)床的生產(chǎn)率，改善工人的勞動(dòng)條件，提高一般機(jī)床切削加工的自動(dòng)化程度，提高控制系統(tǒng)的可靠性，對(duì)現(xiàn)有機(jī)床進(jìn)行PC改造，仍然具有非?，F(xiàn)實(shí)的意義，正是利用了PC控制技術(shù)具有功能強(qiáng)，速度快，可靠性高，經(jīng)濟(jì)實(shí)用等特點(diǎn)，針對(duì)雙面組合鉆床的控制部分進(jìn)行了改造，并分析了系統(tǒng)的性能。1.2、組合機(jī)床概述    組合機(jī)床及其自動(dòng)線是集機(jī)電于一體的綜合自動(dòng)化程度較高的制造技術(shù)和成套工藝裝備。它的特征是高效、高質(zhì)、經(jīng)濟(jì)實(shí)用，因而被廣泛應(yīng)用于工程機(jī)械、交通、能源、軍工、輕工、家電等行業(yè)。我國(guó)傳統(tǒng)的組合機(jī)床及組合機(jī)床自動(dòng)線主要采用機(jī)、電、氣、液壓控制，它的加工對(duì)象主要是生產(chǎn)批量比較大的大中型箱體類和軸類零件，完成鉆孔、擴(kuò)孔、鉸孔，加工各種螺紋、鏜孔、車端面和凸臺(tái)，在孔內(nèi)鏜各種形狀槽，以及銑削平面和成形面等。隨著技術(shù)的不斷進(jìn)步，一種新型的組合機(jī)床柔性組合機(jī)床越來(lái)越受到人們的青睞，它應(yīng)用多位主軸箱、可換主軸箱、編碼隨行夾具和刀具的自動(dòng)更換，配以可編程序控制器（PLC）、數(shù)字控制（NC）等，能任意改變工作循環(huán)控制和驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)，并能靈活適應(yīng)多品種加工的可調(diào)可變的組合機(jī)床。1.3、專用組合機(jī)床的介紹    專用組合鉆床是一種鉆削較厚工件的加工鉆床，加工要求雙面同時(shí)鉆削，并同軸鉆孔，加工精度要求高，采用傳統(tǒng)的繼電器-接觸器控制，要用大量的中間繼電器，時(shí)間繼電器，計(jì)數(shù)器，存在線路復(fù)雜，故障率高，控制柜體積大，成本高等特點(diǎn)，而采用可編程控制器S7-200，不僅可以提高控制系統(tǒng)的可靠性，降低運(yùn)行故障率，而且改變程序即可實(shí)現(xiàn)不同工件的加工鉆削工藝要求，充分發(fā)揮組合鉆床的多種加工功能。1.4、PLC簡(jiǎn)介1.4.1 PLC的定義   PLC即可編程控制器（Programmable Logic Controller），是指以計(jì)算機(jī)技術(shù)為基礎(chǔ)的新型工業(yè)控制裝置。在1987年國(guó)際電工委員會(huì)（InternationalElectrical Committee頒布的PLC標(biāo)準(zhǔn)草案中對(duì)PLC做了如下定義;PLC英文全稱Programmable Logic Controller，中文全稱為可編程邏輯控制器，定義是：一種數(shù)字運(yùn)算操作的電子系統(tǒng)，專為在工業(yè)環(huán)境應(yīng)用而設(shè)計(jì)的。它采用一類可編程的存儲(chǔ)器，用于其內(nèi)部存儲(chǔ)程序，執(zhí)行邏輯運(yùn)算，順序控制，定時(shí)，計(jì)數(shù)與算術(shù)操作等面向用戶的指令，并通過(guò)數(shù)字或模擬式輸入/輸出控制各種類型的機(jī)械或生產(chǎn)過(guò)程。PLC是可編程邏輯控制電路，也是一種和硬件結(jié)合很緊密的語(yǔ)言，在半導(dǎo)體方面有很重要的應(yīng)用，可以說(shuō)有半導(dǎo)體的地方就有PLC。1.4.2 PLC的基礎(chǔ)知識(shí)    PLC的發(fā)展歷程在工業(yè)生產(chǎn)過(guò)程中，大量的開(kāi)關(guān)量順序控制，它按照邏輯條件進(jìn)行順序動(dòng)作，并按照邏輯關(guān)系進(jìn)行連鎖保護(hù)動(dòng)作的控制，及大量離散量的數(shù)據(jù)采集。在傳統(tǒng)上，這些功能是通過(guò)氣動(dòng)或電氣控制系統(tǒng)來(lái)實(shí)現(xiàn)的。PLC最基本最廣泛的用于開(kāi)關(guān)量的邏輯控制，它取代傳統(tǒng)的繼電器電路，實(shí)現(xiàn)邏輯控制，順序控制，既可用于單臺(tái)設(shè)備的控制，也可用于多機(jī)群控及自動(dòng)化流水線。如注塑機(jī)，印刷機(jī)，訂書機(jī)，組合機(jī)床，磨床，包裝等。目前，PLC在國(guó)內(nèi)外已廣泛應(yīng)用于鋼鐵，石油，化工，電力，建材，機(jī)械制造，汽車，輕紡，交通運(yùn)輸，環(huán)保及文化娛樂(lè)等各個(gè)行業(yè)，使用廣泛。結(jié)  論本次畢業(yè)設(shè)計(jì)的題目是鉆鏜兩用組合機(jī)床的液壓控制系統(tǒng)及電氣控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)，直到今天，畢業(yè)設(shè)計(jì)總算接近尾聲了，通過(guò)這次對(duì)于鉆鏜兩用組合機(jī)床的液壓控制系統(tǒng)及電氣控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)，使我們充分把握的設(shè)計(jì)方法和步驟，不僅復(fù)習(xí)所學(xué)的知識(shí)，而且還獲得新的經(jīng)驗(yàn)與啟示，在各種軟件的使用找到的資料或圖紙?jiān)O(shè)計(jì)，會(huì)遇到不清楚的作業(yè)，老師和學(xué)生都能給予及時(shí)的指導(dǎo)，確保設(shè)計(jì)進(jìn)度，本文所設(shè)計(jì)的是鉆鏜兩用組合機(jī)床的液壓控制系統(tǒng)及電氣控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)，通過(guò)初期的方案的制定，查資料和開(kāi)始正式做畢設(shè)，讓我系統(tǒng)地了解到了所學(xué)知識(shí)的重要性，從而讓我更加深刻地體會(huì)到做一門學(xué)問(wèn)不易，需要不斷鉆研，不斷進(jìn)取才可要做的好，總之，本設(shè)計(jì)完成了老師和同學(xué)的幫助下，在大學(xué)研究的最感謝幫助過(guò)我的老師和同學(xué)，是大家的幫助才使我的論文得以通過(guò)。致  謝在此論文完成之際，我的心里感到特別高興和激動(dòng)，在這里，我打心里向我的導(dǎo)師和同學(xué)們表示衷心的感謝！因?yàn)橛辛死蠋煹恼佌伣虒?dǎo)，才讓我學(xué)到了很多知識(shí)和做人的道理，由衷地感謝我親愛(ài)的老師，您不僅在學(xué)術(shù)上對(duì)我精心指導(dǎo)，在生活上面也給予我無(wú)微不至的關(guān)懷支持和理解，在我的生命中給予的靈感，所以我才能順利地完成大學(xué)階段的學(xué)業(yè)，也學(xué)到了很多有用的知識(shí)，同時(shí)我的生活中的也有了一個(gè)明確的目標(biāo)。知道想要什么，不再是過(guò)去的那個(gè)愛(ài)玩的我了。導(dǎo)師嚴(yán)謹(jǐn)?shù)闹螌W(xué)態(tài)度，創(chuàng)新的學(xué)術(shù)風(fēng)格，認(rèn)真負(fù)責(zé)，無(wú)私奉獻(xiàn)，寬容豁達(dá)的教學(xué)態(tài)度都是我們應(yīng)該學(xué)習(xí)和提倡的。通過(guò)近半年的設(shè)計(jì)計(jì)算，查找各類鉆鏜兩用組合機(jī)床的液壓控制系統(tǒng)及電氣控制系統(tǒng)的相關(guān)資料，論文終于完成了，我感到非常興奮和高興。雖然它是不完美的，是不是最好的，但在我心中，它是我最珍惜的，因?yàn)槲沂窃趺聪氲模@是我付出的汗水獲得的成果，是我在大學(xué)四年的知識(shí)和反映。四年的學(xué)習(xí)和生活，不僅豐富了我的知識(shí)，而且鍛煉了我的個(gè)人能力，更重要的是來(lái)自老師和同學(xué)的潛移默化讓我學(xué)到很多有用的知識(shí)，在這里，謝謝老師以及所有關(guān)心我和幫助我的人，謝謝大家另外也感謝我的父母，朋友和同學(xué)們的幫助。在做設(shè)計(jì)感覺(jué)受挫，枯燥與迷茫時(shí)，是他們?cè)谙ば牡臑槲裔尫艍毫?，鼓?lì)我不要?dú)怵H，勇敢面對(duì)。每周一次和父母的通話，與朋友和同學(xué)的長(zhǎng)談后都使我精神放松，斗志倍增，以飽滿的熱情重新投入到工作中去，感謝他們，正是他們的不懈支持和充分理解才能使我順利完成畢業(yè)設(shè)計(jì)。參考文獻(xiàn)1張福學(xué)編著.鉆鏜兩用組合機(jī)床的液壓控制系統(tǒng)及電氣控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)及其應(yīng)用J.北京：電子工業(yè)出版社，2000.2何發(fā)昌著，邵遠(yuǎn)編著.智能 液壓控制系統(tǒng)的原理及應(yīng)用J.北京：高等教育出版社，1996.3張利平著. 液壓技術(shù)速查手冊(cè)M.  北京：化學(xué)工業(yè)出版社，2011 (07):42-714李寶仁著. 液壓技術(shù)低成本綜合自動(dòng)化D. 北京：機(jī)械工業(yè)出版社，1999.9.5宋學(xué)義著.鉆鏜兩用組合機(jī)床液壓系統(tǒng)的設(shè)計(jì)速查手冊(cè)M. 北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2010 (09):11-306陳奎生著. 液壓與氣壓傳動(dòng)M. 武漢：武漢理工大學(xué)出版社，2012 (07):20-457SMC（中國(guó)）有限公司. 專用組合機(jī)床液壓系統(tǒng)的設(shè)計(jì)實(shí)用技術(shù)J. 北京：機(jī)械工業(yè)出版社.2006 (04):22-278徐文燦著. 專用組合機(jī)床液壓系統(tǒng)的設(shè)計(jì)J. 北京：機(jī)械工業(yè)出版社，1995.9曾孔庚.液壓控制系統(tǒng)的發(fā)展趨勢(shì)J. 機(jī)器人技術(shù)與應(yīng)用論壇，2011.10高微,楊中平,趙榮飛等.鉆鏜兩用組合機(jī)床的設(shè)計(jì)與創(chuàng)新. 機(jī)械設(shè)計(jì)與制造2006.1.11孫兵,趙斌,施永輝.鉆鏜兩用組合機(jī)床的設(shè)計(jì)與研制D. 中國(guó)期刊全文數(shù)據(jù)庫(kù)，2012.12馬光,申桂英.工業(yè)機(jī)器人的現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢(shì)M,化學(xué)工業(yè)出版社，2010：42-55-68-120，40-6513李如松.液壓控制系統(tǒng)的應(yīng)用現(xiàn)狀與展望D. 中國(guó)期刊全文數(shù)據(jù)庫(kù)1994年第4期.14李明.鉆鏜兩用組合機(jī)床液壓系統(tǒng)的工作原理J.制造技術(shù)與機(jī)床2005年第7期.15李杜莉，武洪恩，劉志海.液壓控制系統(tǒng)的運(yùn)動(dòng)學(xué)分析J. 煤礦機(jī)械2007年2月.16Hirohiko Arai, Kazuo Tanie, and Susumu Tachi. Dynamic Control of a Manipulator with Passive Joints in Operational Space.Vo1.9.No.1.1993. 屆畢業(yè)設(shè)計(jì)任務(wù)書 設(shè)計(jì)題目 鉆鏜兩用組合機(jī)床的液壓控制系統(tǒng)及電氣控制系統(tǒng)設(shè)計(jì) （二） 指導(dǎo)教師姓名 職 稱 聯(lián)系電話 學(xué)生姓名 專業(yè)（方向） 機(jī)電一體化技術(shù) 設(shè)計(jì)的目標(biāo)與任務(wù) 設(shè)計(jì)目標(biāo)： 設(shè)計(jì)一臺(tái) 鉆鏜兩用組合機(jī)床 進(jìn)給缸 的液壓控制系統(tǒng) 及電氣控制系統(tǒng) 。要求工作循環(huán)是：快進(jìn) 工進(jìn) 延時(shí)停留 快退 停止。假設(shè)工件部件（含工件）重量 G=9810N，最大切削阻力 R=30500N，快進(jìn)、快退速度 s，工進(jìn)速度 s。動(dòng)力滑臺(tái)采用平面導(dǎo)軌，靜、動(dòng)摩擦系數(shù)： 復(fù)運(yùn)動(dòng)的加速 、 減速時(shí)間 t 時(shí)時(shí)間 為 10s?？爝M(jìn)行程 00進(jìn)行程 0 設(shè)計(jì)任務(wù)： 1 設(shè)計(jì)液壓 控制 系統(tǒng)，繪制液壓系統(tǒng)原理圖一張（ 2號(hào)圖紙） ； 2 設(shè)計(jì)液壓系統(tǒng)的電氣控制系統(tǒng) ， 繪制電氣控制系統(tǒng)原理圖（ 2號(hào)圖紙） ； 3 編寫設(shè)計(jì)方案、成果報(bào)告書、設(shè)計(jì)說(shuō)明書各 1份。 實(shí)施步驟和 方法 1 分析 畢業(yè)設(shè)計(jì) 課題、明確任務(wù)，根據(jù)設(shè)計(jì)思路編寫畢業(yè)設(shè)計(jì)方案 ； 2 液壓 系統(tǒng)參數(shù)的計(jì)算； 3 初擬液壓系統(tǒng)原理圖 ，交指導(dǎo)老師審閱 ； 4 初擬電氣控制原理圖，交指導(dǎo)老師審閱； 5 根據(jù)參數(shù)，查閱設(shè)計(jì)手冊(cè)，選擇液壓和電氣元件； 6 繪制液壓系統(tǒng)原理圖； 7 繪制電氣控制原理圖 ； 8 編寫畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書 ； 9 編寫畢業(yè)設(shè)計(jì)成果報(bào)告書。 時(shí)間進(jìn)度要求 2015年 10月 26日至 10月 31日 2015年 11月 1日至 11月 5日 2015年 12月 15日之前 2015年 12月 31之前 2016年 1月 4日至 1月 10日。 預(yù) 期成果及 表現(xiàn)形式 1 液壓系統(tǒng)原理圖（含：工作循環(huán)圖、電磁鐵動(dòng)作表、液壓系統(tǒng)原理圖、液壓元件目錄表）； 2. 電氣控制系統(tǒng)原理圖（含：電磁鐵動(dòng)作表、電氣控制系統(tǒng)原理圖、電器元件目錄表）； 3. 設(shè)計(jì)說(shuō)明書一份（含：封面、誠(chéng)信聲明、目錄、摘要、正文、參考文獻(xiàn)等內(nèi)容）。 工作小組意見(jiàn) 指導(dǎo)委員會(huì)審核意見(jiàn) 畢業(yè)設(shè)計(jì)成果（產(chǎn)品、作品、方案） 設(shè)計(jì)題目 : 鉆鏜兩用組合機(jī)床的液壓控制系統(tǒng)及電氣控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)說(shuō)明書 二級(jí)學(xué)院 專 業(yè) 班 級(jí) 學(xué) 號(hào) 姓 名 指導(dǎo)老師 - 2 - 目 錄 摘要 . 1 . 2 1、緒論 . 1 題的背景 . 1 合機(jī)床概述 . 1 用組合機(jī)床的介紹 . 3 介 . 4 定義 . 5 基礎(chǔ)知識(shí) . 6 用途 . 8 2、鉆鏜兩用組合機(jī)床控制概述 . 9 鏜兩用組合機(jī)床主電路原理圖 . 10 鏜兩用組合機(jī)床的工作流程圖 . 11 鏜兩用組合機(jī)床的控制過(guò)程 . 11 電磁閥動(dòng)作狀態(tài) . 12 用組 合機(jī)床的總控制過(guò)程 . 12 3、鉆鏜兩用組合機(jī)床的液 壓系統(tǒng)設(shè)計(jì) . 12 定系統(tǒng)方案 . 13 定液壓系統(tǒng)圖 . 14 壓缸的設(shè)計(jì)計(jì)算 . 14 壓缸的類型及結(jié)構(gòu)形式 . 15 壓缸的工作壓力 . 15 算液壓缸的尺寸 . 16 壓缸各工作階段的壓力、流量和功率計(jì)算 . 17 壓缸工況圖 . 18 壓缸推力的計(jì)算 . 19 壓系統(tǒng)的壓力損失計(jì) 算 . 19 4、專用鉆孔機(jī)床的 計(jì) . 19 入輸出點(diǎn)分配 . 21 選擇 . 22 - 3 - 用組合機(jī)床 制系統(tǒng)接線圖 . 23 5、鉆鏜兩用組合機(jī)床 制程序 . 24 結(jié)論 . 25 致謝 . 26 參考文獻(xiàn) . 27 - 4 - 摘 要 鉆鏜兩用組合機(jī)床，屬于機(jī)械加工用機(jī)床。它由工作臺(tái)、安裝在工作臺(tái)兩端及一側(cè)的導(dǎo)軌，導(dǎo)軌與工作臺(tái)的邊緣平行，鉆架通過(guò)吊鐵和鎖緊螺釘安裝在導(dǎo)軌上；導(dǎo)軌上設(shè)有燕尾，鉆架可在導(dǎo)軌上水平移動(dòng)；鉆架包括溜板、溜板上裝有傳動(dòng)機(jī)構(gòu)，溜板底面上設(shè)有與導(dǎo)軌上的燕尾相配合的燕尾槽，機(jī)械滑臺(tái)上裝有 主支撐架，主支撐架上裝有縱向機(jī)械滑臺(tái)及控制系統(tǒng)，控制系統(tǒng)連接一控制活動(dòng)按鈕站，縱向機(jī)械滑臺(tái)上裝有附屬支撐架，附屬支撐架上通過(guò)機(jī)械滑臺(tái)裝有水平方向的鉆削動(dòng)力頭。它解決了現(xiàn)有的鉆床加工大型零部件特別是回轉(zhuǎn)體直徑較大時(shí)操作不方便、加工困難等技術(shù)問(wèn)題。 關(guān)鍵詞： 組合鉆床 ； 可編程控制器 ；問(wèn)題 - 1 - 1、緒論 題的背景 隨著生產(chǎn)的發(fā)展，產(chǎn)品精度的提高，機(jī)床加工的自動(dòng)化程度也越來(lái)越高。數(shù)控機(jī)床，加工中心已構(gòu)成現(xiàn)代加工方法之代表。但是根據(jù)我國(guó)的實(shí)際情況，對(duì)現(xiàn)有機(jī)床進(jìn)行全部更新 換代，幾乎是不可能的。因此為提高機(jī)床的生產(chǎn)率， 改善工人的勞動(dòng)條件，提高一般機(jī)床切削加工的自動(dòng)化程度，提高控制系統(tǒng)的可靠性，對(duì)現(xiàn)有機(jī)床進(jìn)行 造，仍然具有非常現(xiàn)實(shí)的意義，正是利用了 制技術(shù)具有功能強(qiáng)，速度快，可靠性高，經(jīng)濟(jì)實(shí)用等特點(diǎn)，針對(duì)雙面組合鉆床的控制部分進(jìn)行了改造，并分析了系統(tǒng)的性能。 合機(jī)床概述 組合機(jī)床及其自動(dòng)線是集機(jī)電于一體的綜合自動(dòng)化程度較高的制造技術(shù)和成套工藝裝備。它的特征是高效、高質(zhì)、經(jīng)濟(jì)實(shí)用，因而被廣泛應(yīng)用于工程機(jī)械、交通、能源、軍工、輕工、家電等行業(yè)。我國(guó)傳統(tǒng) 的組合機(jī)床及組合機(jī)床自動(dòng)線主要采用機(jī)、電、氣、液壓控制，它的加工對(duì)象主要是生產(chǎn)批量比較大的大中型箱體類和軸類零件，完成鉆孔、擴(kuò)孔、鉸孔，加工各種螺紋、鏜孔、車端面和凸臺(tái)，在孔內(nèi)鏜各種形狀槽，以及銑削平面和成形面等。隨著技術(shù)的不斷進(jìn)步，一種新型的組合機(jī)床 柔性組合機(jī)床越來(lái)越受到人們的青睞，它應(yīng)用多位主軸箱、可換主軸箱、編碼隨行夾具和刀具的自動(dòng)更換，配以可編程序控制器（ 數(shù)字控制（ ，能任意改變工作循環(huán)控制和驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)， 并能靈活適應(yīng)多品種加工的可調(diào)可變的組合機(jī)床。 用組合機(jī)床的介紹 專用組合鉆床是一種鉆削較厚工件的加工鉆床，加工要求雙面同時(shí)鉆削， 并同軸鉆孔，加工精度要求高，采用傳統(tǒng)的繼電器 要用大量的中間繼電器，時(shí)間繼電器，計(jì)數(shù)器，存在線路復(fù)雜，故障率高，控制柜體積大，成本高等特點(diǎn)，而采用可編程控制器 僅可以提高控制系統(tǒng)的可靠性，降低運(yùn)行故障率，而且改變程序即可實(shí)現(xiàn)不同工件的加工鉆削工藝要求，充分發(fā)揮組合鉆床的多種加工功能。 - 2 - 介 定義 是指以計(jì)算機(jī)技術(shù)為基礎(chǔ)的新型工業(yè)控制裝置。在 1987 年國(guó)際電工委員會(huì)（ 布的 準(zhǔn)草案中對(duì) 文全稱 文全稱為可編程邏輯控制器，定義是：一種數(shù)字運(yùn)算操作的電子系統(tǒng)，專為在工業(yè)環(huán)境應(yīng)用而設(shè)計(jì)的。它采用一類可編程的存儲(chǔ)器，用于其內(nèi)部存儲(chǔ)程序，執(zhí)行邏輯運(yùn)算，順序控制，定時(shí)，計(jì)數(shù)與算術(shù)操作等面向用戶的指令，并通過(guò)數(shù)字或模擬式輸入 /輸出控制各種類型的 機(jī)械或生產(chǎn)過(guò)程。 可編程邏輯控制電路，也是一種和硬件結(jié)合很緊密的語(yǔ)言，在半導(dǎo)體方面有很重要的應(yīng)用，可以說(shuō)有半導(dǎo)體的地方就有 基礎(chǔ)知識(shí) 發(fā)展歷程在工業(yè)生產(chǎn)過(guò)程中，大量的開(kāi)關(guān)量順序控制，它按照邏輯條件進(jìn)行順序動(dòng)作，并按照邏輯關(guān)系進(jìn)行連鎖保護(hù)動(dòng)作的控制，及大量離散量的數(shù)據(jù)采集。在傳統(tǒng)上，這些功能是通過(guò)氣動(dòng)或電氣控制系統(tǒng)來(lái)實(shí)現(xiàn)的。 基本最廣泛的用于開(kāi)關(guān)量的邏輯控制，它取代傳統(tǒng)的繼電器電路，實(shí)現(xiàn)邏輯控制，順序控制，既可用于單臺(tái)設(shè)備的控制，也可用于多機(jī)群控及自動(dòng)化 流水線。如注塑機(jī)，印刷機(jī)，訂書機(jī)，組合機(jī)床，磨床，包裝等。目前， 國(guó)內(nèi)外已廣泛應(yīng)用于鋼鐵，石油，化工，電力，建材，機(jī)械制造，汽車，輕紡，交通運(yùn)輸，環(huán)保及文化娛樂(lè)等各個(gè)行業(yè)，使用廣泛。 用途 目前， 國(guó)內(nèi)外已廣泛應(yīng)用于鋼鐵、石油、化工、電力、建材、機(jī)械制造、汽車、輕紡、交通運(yùn)輸、環(huán)保及文化娛樂(lè)等各個(gè)行業(yè)，使用情況大致可歸納為如下幾類。 1、開(kāi)關(guān)量的邏輯控制 這是 基本、最廣泛的應(yīng)用領(lǐng)域，它取代傳統(tǒng)的繼電器電路，實(shí)現(xiàn)邏輯控制、順序控制，既可用于單臺(tái)設(shè)備的控制， 也可用于多機(jī)群控及自動(dòng)化流水線，如注塑。 2、模擬量控制 在工業(yè)生產(chǎn)過(guò)程當(dāng)中，有許多連續(xù)變化的量，如溫度、壓力、流量、液位和速度等都是模擬量。為了使可編程控制器處理模擬量，必須實(shí)現(xiàn) - 3 - 模擬量（ 數(shù)字量（ 間的 A/D 轉(zhuǎn)換及 D/A 轉(zhuǎn)換。 ，使可編程控制器用于模擬量控制。 3、運(yùn)動(dòng)控制 以用于圓周運(yùn)動(dòng)或直線運(yùn)動(dòng)的控制。從控制機(jī)構(gòu)配置來(lái)說(shuō)，早期直接用于開(kāi)關(guān)量 I/O 模塊連接位置傳感器和執(zhí)行機(jī)構(gòu)，現(xiàn)在一般使用專用的運(yùn)動(dòng)控制模塊。如可 驅(qū)動(dòng)步進(jìn)電機(jī)或伺服電機(jī)的單軸或多軸位置控制模塊。世界上各主要 家的產(chǎn)品幾乎都有運(yùn)動(dòng)控制功能，廣泛用于各種機(jī)械、機(jī)床、機(jī)器人、電梯等場(chǎng)合。 4、過(guò)程控制 過(guò)程控制是指對(duì)溫度、壓力、流量等模擬量的閉環(huán)控制。作為工業(yè)控制計(jì)算機(jī)， 編制各種各樣的控制算法程序，完成閉環(huán)控制。 中型 有 塊，目前許多小型 具有此功能模塊。 理一般是運(yùn)行專用的程序。過(guò)程控制在冶金、化工、熱處理、鍋爐控制等場(chǎng)合有非常廣泛的應(yīng)用。 - 4 - 2、鉆鏜兩用組合機(jī)床控制概述 鏜兩用組合機(jī)床主電路原理圖 液壓系統(tǒng)在組合機(jī)床上主要是用于實(shí)現(xiàn)工作臺(tái)的直線運(yùn)動(dòng)和回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，如圖 1 所示，如果動(dòng)力滑臺(tái)要實(shí)現(xiàn)二次進(jìn)給，則動(dòng)力滑臺(tái)要完成的動(dòng)作循環(huán)通常包括：原位停止 死擋鐵停留 原位停止，其電氣控制原理圖如圖 2所示。 圖 1 組合機(jī)床動(dòng)力滑臺(tái)工作循環(huán) 圖 2 電氣控制原理圖 鏜兩用組合機(jī)床的工作流程圖 組合鉆床工作流程圖如圖 3 所示，鉆鏜兩用組合機(jī)床各電動(dòng)機(jī)控制要求： 鉆鏜兩用組合機(jī)床各電動(dòng)機(jī)只有在液壓泵電動(dòng)機(jī) 臺(tái)液壓系統(tǒng)只有在液壓泵工作后，才能啟動(dòng)。刀具電動(dòng)機(jī) 3應(yīng)在滑臺(tái)進(jìn)給循環(huán)開(kāi)始時(shí)啟動(dòng)運(yùn)轉(zhuǎn)，滑臺(tái)退回原位后停止運(yùn)轉(zhuǎn)。切削液壓泵電動(dòng)機(jī) 以在滑臺(tái)工進(jìn)時(shí)自動(dòng)啟動(dòng)，在工進(jìn)結(jié)束后自動(dòng) 停止，也可以用手動(dòng)方式控制啟動(dòng)和停止。 - 5 - 圖 3 工作流程圖 鏜兩用組合機(jī)床的控制過(guò)程 電磁閥動(dòng)作的控制 機(jī)床動(dòng)力滑臺(tái)、工件定位、加緊裝置控制要求：機(jī)床動(dòng)力滑臺(tái)、工件定位、加緊裝置由液壓系統(tǒng)驅(qū)動(dòng)。電磁閥 制定位銷液壓缸的運(yùn)動(dòng)方向； 左機(jī)滑臺(tái)油路的換向電磁閥； 右機(jī)滑臺(tái)油路中的換向電磁閥。如表 1示： - 6 - 從表 1可以看出，電磁閥 圈通電時(shí)，機(jī)床工件定位裝置將工件定位；當(dāng)電磁閥 電時(shí)，機(jī)床工件夾緊裝置將工件夾緊；當(dāng)電磁閥 電時(shí)，左機(jī)滑臺(tái)快速移動(dòng)；當(dāng)電磁閥 電時(shí)，右機(jī)滑臺(tái)快速移動(dòng)；當(dāng)電磁閥 機(jī)滑臺(tái)或右機(jī)滑臺(tái)工進(jìn)；當(dāng)電磁閥 電時(shí)，左機(jī)滑臺(tái)或右機(jī)滑臺(tái)快速后退；當(dāng)電磁閥 開(kāi)定位銷；當(dāng)電磁閥 床撥開(kāi)定位銷；定位銷松開(kāi)后，撞擊行程開(kāi)關(guān) 床停止運(yùn)行。 鏜兩用組合機(jī)床的總控制過(guò)程 當(dāng)需要機(jī)床工作時(shí)，將工件裝入定位夾緊裝置，按下液壓系統(tǒng)啟動(dòng)按鈕 床按如下步驟工作 : 按下液壓系統(tǒng)啟動(dòng)按鈕 位停止 死擋鐵停留 原位停止。在左、右兩面動(dòng)力滑臺(tái)快速進(jìn)給的同時(shí)，左機(jī)刀具電動(dòng)機(jī) 機(jī)刀具電動(dòng)機(jī) 動(dòng)運(yùn)轉(zhuǎn)工作，提供切削動(dòng)力 ；在左、右兩面動(dòng)力滑臺(tái)工進(jìn)時(shí)，切削液電動(dòng)機(jī) 工進(jìn)結(jié)束時(shí)切削液泵電動(dòng)機(jī)自動(dòng)停止。在滑臺(tái)退回原位后，左、右機(jī)刀具電動(dòng)機(jī) 止運(yùn)轉(zhuǎn)。 - 7 - 3、鉆鏜兩用組合機(jī)床的液 壓系統(tǒng)設(shè)計(jì) 定系統(tǒng)方案 a) 執(zhí)行機(jī)構(gòu)的確定 液壓執(zhí)行元件大體分為液壓缸和液壓馬達(dá)，前者實(shí)現(xiàn)直線運(yùn)動(dòng)，后者完成回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)。本系統(tǒng)選擇雙作用單活塞桿液壓缸。 b) 執(zhí)行機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)控制回路 液壓執(zhí)行元件確定后，其運(yùn)動(dòng)方向和速度的控制是擬定液壓回路的核心問(wèn)題。由于本系統(tǒng)工作在小 流量場(chǎng)合，因此采用適合此流量的方向控制回路，即通過(guò)換向閥的有機(jī)組合實(shí)現(xiàn)所要求的動(dòng)作。速度控制的相應(yīng)調(diào)速方式有節(jié)流調(diào)速、容積調(diào)速以及二者結(jié)合的容積節(jié)流調(diào)速。節(jié)流調(diào)速一般定量泵供油，用流量控制閥改變輸入或輸出液壓執(zhí)行元件的流量來(lái)調(diào)節(jié)速度，這種調(diào)速方式結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，適用于功率不大的場(chǎng)合，本系統(tǒng)就是采用這種方式。缺點(diǎn)是效率低，發(fā)熱量交大，但是對(duì)于不是頻繁工作的系統(tǒng)來(lái)說(shuō)，只要按發(fā)熱功率計(jì)算出合適的油箱即可解決。正是因?yàn)槠浒l(fā)熱量大，所以節(jié)流調(diào)速一般用開(kāi)式循環(huán)。在開(kāi)式系統(tǒng)中，液壓泵從油箱吸油，壓力油經(jīng)系統(tǒng)釋放能量后，再排回油 箱。開(kāi)式回路，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，散熱性好，但就是油箱體積大。 c) 其它回路 因?yàn)闉榱吮ＷC整個(gè)系統(tǒng)的可靠性和安全性，所以必須設(shè)置安全鎖止機(jī)構(gòu)。這需要鎖緊即保壓回路。鎖緊回路的主要功用是使液壓缸能在任意位置上停留，且不因外力作用而移動(dòng)位置，本系統(tǒng)采用液控單向閥的鎖緊回路。壓力油經(jīng)左邊液控單向閥進(jìn)入液壓缸左腔，同時(shí)通過(guò)控制口打開(kāi)右邊液控單向閥，使液壓缸右腔的回路可經(jīng)右邊液控單向閥及換向閥流回油箱，活塞向上運(yùn)動(dòng)。反之，活塞則向下運(yùn)動(dòng)。到了需要停留的位置，只要使換向閥處于中位，因閥的中位為 H 型機(jī)能，所以兩個(gè)液控單向閥均關(guān)閉 ，使活塞雙向鎖緊?；芈分杏捎谝嚎貑蜗蜷y的密封性好，泄漏極少，鎖緊的精度主要取決于液壓缸的泄漏。為加強(qiáng)安全系數(shù)，還用到了平衡回路，功用是機(jī)構(gòu)不工作時(shí)，不致因受負(fù)載重力作用而使執(zhí)行機(jī)構(gòu)自行下落。本系統(tǒng)采用液控單向閥串連單向節(jié)流閥的平衡回路，這種回路鎖定性好，工作可靠。卸荷回路采用 M 型中位機(jī)能，切換時(shí)液壓沖擊小。 - 8 - 定液壓系統(tǒng)圖 液壓執(zhí)行元件及各基本回路確定之后，把它們有機(jī)地組合在一起，去掉重復(fù)多余的元件即可。具體的液壓系統(tǒng)圖如下圖 4所示： 圖 4液壓系統(tǒng)圖 本液壓系統(tǒng)主要實(shí)現(xiàn)動(dòng)力滑臺(tái)的上升、下降等幾個(gè)動(dòng)作，它的液壓油流向不一樣。要實(shí)現(xiàn)液壓缸的上升動(dòng)作，首先要把三位四通換向閥打到左位液壓油從油箱通過(guò)過(guò)濾器過(guò)濾被液壓泵吸收。經(jīng)過(guò)換向閥左位運(yùn)行到節(jié)流閥和單向閥的交接處，因?yàn)閱蜗蜷y只允許液壓油從上往下流動(dòng)，所以液壓油經(jīng)過(guò)節(jié)流閥，同時(shí)節(jié)流閥可以通過(guò)調(diào)節(jié)流量來(lái)調(diào)節(jié)舉升機(jī)舉升的速度。液壓油流到雙控液壓閥左邊液控單向閥經(jīng)過(guò)單向閥進(jìn)入液壓缸左腔，同時(shí)通過(guò)控制口打開(kāi)右邊液控單向閥，使液壓缸右腔的回路可經(jīng)右邊液控單向閥及換向閥流回油箱，活塞向右運(yùn)動(dòng)，實(shí) 現(xiàn)舉升機(jī)舉升的動(dòng)作。要實(shí)現(xiàn)液壓缸的下降動(dòng)作，則要把三位四通換向閥打到右位液壓油從油箱通過(guò)過(guò)濾器過(guò)濾被液壓泵吸收。經(jīng)過(guò)換向閥右位流到雙控液壓閥右邊液控單向閥進(jìn)入液壓缸右，同時(shí)通過(guò)控制口打開(kāi)右邊液控單向閥，使液壓缸左腔的回路經(jīng)過(guò)節(jié)流閥，液控單向閥，單向閥及換向閥流回油箱，活塞向左運(yùn)動(dòng)，實(shí)現(xiàn)舉升機(jī)下降的動(dòng)作。液壓缸和液控單向閥之間的節(jié)流閥可以改變舉升機(jī)下降的速度。要實(shí)現(xiàn)鎖止的動(dòng)作，舉升機(jī)動(dòng)作時(shí)到了需要停留的位置，只要使換向閥處于中位，因閥的中位為 以兩個(gè)液控單向閥均關(guān)閉，使活塞雙向鎖緊?；芈分杏捎谝嚎貑?向閥的密封性好，泄漏極少，鎖緊的精度主要取決于液壓缸的泄漏。 對(duì)于此液壓系統(tǒng)一般都是把換向閥至于中位，打開(kāi)液壓泵，由于換 - 9 - 向閥中位卸荷能力，所以液壓泵打開(kāi)之后液壓油也會(huì)流到油箱。而如果先開(kāi)液壓泵，換向閥沒(méi)有調(diào)整，則可能會(huì)引起事故，如果換向閥左位舉升機(jī)就會(huì)舉升，如果在右位舉升機(jī)就會(huì)下降。所以液壓泵的開(kāi)啟要等換向閥調(diào)到中位才可以。 壓缸的設(shè)計(jì)計(jì)算 壓缸的類型及結(jié)構(gòu)形式 液壓缸有多種類型。按作用方式可分為單作用式和雙作用式兩種；按結(jié)構(gòu)形式可分為活塞式、柱塞式、組合式和擺動(dòng)式四大類。 其中，單作用液壓缸分為：?jiǎn)位钊麠U液壓缸、雙活塞桿液壓缸、柱塞式液壓缸、差動(dòng)液壓缸和伸縮液壓缸。但是，差動(dòng)式液壓缸和柱塞式液壓缸只能單作用而不能雙作用。組合液壓缸包括：彈簧復(fù)位式、齒條式、串聯(lián)式和增壓式四種。擺動(dòng)液壓缸又分為：?jiǎn)稳~片式和雙葉片式兩種。下面以一種典型液壓缸為例，說(shuō)明液壓缸的基本組成。 空心活塞式液壓缸如上圖所示。它由缸筒，活塞，活塞桿，缸蓋，密封圈，導(dǎo)向套，壓板等主要零件成。這種液壓缸活塞桿固定，缸筒帶動(dòng)工作臺(tái)作往復(fù)運(yùn)動(dòng)?；钊缅F銷與空心活塞桿連接，并用堵頭堵死活塞桿的一頭。缸筒兩端外圓上套有鋼絲環(huán)，用于阻止壓板向外移動(dòng)，從而通過(guò)螺栓將缸蓋與壓板相連（圖中沒(méi)有畫出），并把缸蓋壓緊在缸筒的兩端。為了減少泄漏，在液壓缸中可能發(fā)生泄漏的結(jié)合面安放了密封圈和紙墊。空心活塞桿和其上的油口 a、 c 提供了液壓缸的進(jìn)、出油口。 - 10 - 當(dāng)缸筒移動(dòng)到左、右終端時(shí)，油口 a、 c 的開(kāi)度逐漸減小，造成回油阻力逐漸增 大，對(duì)運(yùn)動(dòng)部件起到制動(dòng)緩沖作用。在缸蓋上設(shè)有與排氣閥（圖中沒(méi)有畫出）相連的排氣孔，可以排出液壓缸中的空氣，使運(yùn)動(dòng)更加平穩(wěn)。 表 2類型 速度 作用力 特點(diǎn) 單 作 用 液 壓 缸 雙活塞桿液壓缸 U=q/=塞的兩側(cè)都裝有活塞桿，只能向活塞一側(cè)供給壓力油，由外力使活塞反向運(yùn)動(dòng) 單活塞桿液壓缸 U=q/1=塞僅單向運(yùn)動(dòng)，返回行程利用自重或負(fù)荷將活塞推回 柱塞式液壓缸 U=q/1=塞僅單向運(yùn)動(dòng)，由外力使柱 塞反向運(yùn)動(dòng) - 11 - 差動(dòng)液壓缸 U3=q/3=使速度加快，但作用力相應(yīng)減小 伸縮液壓缸 短缸獲得長(zhǎng)行程；缸由大到小逐節(jié)推出，靠外力由小到大逐節(jié)縮回 雙 作用液壓缸 雙活塞桿液壓缸 U1=q/2=q/1=（ 1 2 雙邊有桿，雙向液壓驅(qū)動(dòng)，雙向推力和速度均相等 單活塞桿液壓缸 U1=q/2=q/1=（ 1 2 單邊有桿，雙向液壓驅(qū)動(dòng)，V 2 - 12 - 伸縮液壓缸 向液壓驅(qū)動(dòng)，由大到小逐節(jié)推出，由小到大逐節(jié)縮回 組 合 液 壓 缸 彈簧復(fù)位液壓缸 向由液壓驅(qū)動(dòng)，回程彈簧復(fù)位 串聯(lián)液壓缸 U1=q/（ 2） U2=1=1=22） 用于缸的直徑受限制，而長(zhǎng)度不受限制處，可獲得在的推力 增 壓 缸 活塞缸和柱塞缸組合而成，低壓油送入 A 腔， - 13 - 齒條液壓缸 塞的移動(dòng)通過(guò)傳動(dòng)機(jī)構(gòu)變成齒輪的往復(fù)回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng) 擺動(dòng)液壓缸 單葉片液壓缸 W =8q/（ b（ T=p（ D2）b/8 把液壓能變?yōu)榛剞D(zhuǎn)的機(jī)械能，輸出軸擺動(dòng)角 300度 雙葉片液壓缸 W =4q/（ b（ T=p（ D2）b/4 把液壓能變?yōu)榛剞D(zhuǎn)的機(jī)械能，輸出軸擺動(dòng)角 150度 注： b 葉片寬度； D 葉片的底端 、頂端直徑； w 葉片軸的角速度；論轉(zhuǎn)矩 壓缸的工作壓力 根據(jù)負(fù)載并查表，初選工作壓力 算液壓缸的尺寸 鑒于磨頭要求快進(jìn)、快退速度相等，可選用單桿式輕負(fù)載型油缸。無(wú)桿腔工作面積 桿腔工作面積 且 即活塞桿直徑 d 與缸筒直徑 D 呈 d=關(guān)系。 回油路上背壓 - 14 - 油路壓力損失 ()=4182 10)= /)14( A =d= 2348D=50mm d=35油缸兩腔的實(shí)際有效面積為： =102= (4=10據(jù)上述 D 與 估算油缸在各個(gè)工作階段中的壓力。 壓缸各工作階段的壓力、流量和功率計(jì)算 工況 推力 F/N 回油腔壓力 油腔壓力 入流量/ L/ 輸入功率/P 計(jì)算公式 快進(jìn) 啟動(dòng) 1289 0 - 2112F A 1 2 1 A 1P p Q加速 1193 1p p p P= - 恒速 645 進(jìn) 4182 211F p 12Q P p Q快 啟 1289 0 - 2112F p - 15 - 退 動(dòng) 2Q 1P p Q加速 1193 - 恒速 645 壓缸工況圖 壓缸推力的計(jì)算 根據(jù)系統(tǒng)工況，可知油壓范圍介于 14間 ，故根據(jù)油缸推力計(jì)算公式可知： F= 壓系統(tǒng)的壓力損失計(jì)算 1）快進(jìn) 滑臺(tái)快進(jìn)時(shí)，油缸差動(dòng)連接，進(jìn)油路上通過(guò)單向閥 3 的流量是6L/過(guò)電液換向閥 4，油缸有桿腔的回油與進(jìn)油路匯合， 并進(jìn)入無(wú)桿腔。因此進(jìn)油路上的總壓降為 (6/63)2+(6/80)2+(3)2 =( 壓力閥不會(huì)被打開(kāi) ，油泵的流量全部進(jìn)入油缸。回油路上，油缸有桿腔中的油液通過(guò)電液換向閥 4 和單向閥 9 的流量都是 - 16 - 后與液壓泵的供油合并，經(jīng)行程閥 5 流入無(wú)桿腔。由此可算出快進(jìn)時(shí)有桿腔壓力 p=(0)2+(3)2+(3)2 =(值小于原估計(jì)值 以是安全的。 2）工進(jìn) 工進(jìn)時(shí)，油液在進(jìn)油路上通過(guò)電液換向閥 4 的流量為 調(diào)速閥 7處得壓力損失為 液在回油路上通過(guò)換向閥 4的流量是 背壓閥 10 處得壓力損失為 過(guò)順序閥 11 的流量為（ 6+=此這時(shí)油缸回油腔的壓力 (0)2+(3)2 =(值小于原估計(jì)值 重新計(jì)算工進(jìn)時(shí)油缸進(jìn)油腔壓力 p1 F+(4182+106 10106 10數(shù)值與 近。 3）快退 快退時(shí)，油液在進(jìn)油路上通過(guò)換向閥 4 的流量為 6L/液在回油路上通過(guò)單向閥 7、換向閥 4 和單向閥 13的流量都是 此進(jìn)油路上總壓降為 (6/63)2+(6/80)2=(值較小，所以液壓泵驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)的功率是足夠的?；赜吐飞峡倝航禐?(3)2+(0)2+ 3） 2 =( 此值與 近，不必重算。所以快退時(shí)液壓泵的最大工作壓力pp= 因此液壓泵卸荷的順序閥 11 的調(diào)壓應(yīng)大于 4、鉆鏜兩用組合機(jī)床的 計(jì) 入輸出點(diǎn)分配 - 17 - 列出鉆鏜兩用組合機(jī)床 輸入 輸出點(diǎn)分配表，見(jiàn)表 2選擇 由表 知， 24 個(gè)輸入點(diǎn)， 16 個(gè)輸出點(diǎn)，根據(jù)電壓的不同選用輸入有 4 個(gè)點(diǎn)的輸入模塊，分別為 輸出有 4 個(gè)點(diǎn)的模塊分別為 合鉆孔組合機(jī)床 制接線圖 根據(jù)表 如上所述，畫出鉆鏜兩用組合機(jī)床 制接線 - 18 - 圖如圖 5 所示 : 圖 5 - 19 - 5、鉆鏜兩用組合機(jī)床 制程序 計(jì)鉆鏜兩用組合機(jī)床自動(dòng)控制圖 根據(jù)鉆鏜兩用組合機(jī)床的控制要求，設(shè)計(jì)鉆鏜兩用組合機(jī)床 圖 6、 7 所示： 圖 6 圖 7 - 20 - 結(jié) 論 本次畢業(yè)設(shè)計(jì)的題目是鉆鏜兩用組合機(jī)床的液壓控制系統(tǒng)及電氣控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)，直到今天，畢業(yè)設(shè)計(jì)總算接近尾聲了，通過(guò)這次對(duì)于鉆鏜兩用組合機(jī)床的液壓控制系統(tǒng)及電氣控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)，使我們充分把握的設(shè)計(jì)方法和步驟，不僅復(fù)習(xí)所學(xué)的知識(shí)，而且還獲得新的經(jīng)驗(yàn)與啟示，在各種軟件的使用找到的資料或圖紙?jiān)O(shè)計(jì)，會(huì)遇到不清楚的作業(yè)，老師和學(xué)生都能給予及時(shí)的指導(dǎo)，確保設(shè)計(jì)進(jìn)度，本文所設(shè)計(jì)的是鉆鏜兩用組合機(jī)床的液壓控制系統(tǒng)及電氣控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)，通過(guò)初期的方案的制定，查資料和開(kāi)始正式做畢設(shè)，讓我系統(tǒng)地了解到了所學(xué)知識(shí)的重要性，從而讓我更 加深刻地體會(huì)到做一門學(xué)問(wèn)不易，需要不斷鉆研，不斷進(jìn)取才可要做的好，總之，本設(shè)計(jì)完成了老師和同學(xué)的幫助下，在大學(xué)研究的最感謝幫助過(guò)我的老師和同學(xué)，是大家的幫助才使我的論文得以通過(guò)。 - 21 - 致 謝 在此論文完成之際，我的心里感到特別高興和激動(dòng)，在這里，我打心里向我的導(dǎo)師和同學(xué)們表示衷心的感謝！因?yàn)橛辛死蠋煹恼佌伣虒?dǎo)，才讓我學(xué)到了很多知識(shí)和做人的道理，由衷地感謝我親愛(ài)的老師，您不僅在學(xué)術(shù)上對(duì)我精心指導(dǎo)，在生活上面也給予我無(wú)微不至的關(guān)懷支持和理解，在我的生命中給予的靈感，所以我才能順利地完成大學(xué)階段 的學(xué)業(yè)，也學(xué)到了很多有用的知識(shí)，同時(shí)我的生活中的也有了一個(gè)明確的目標(biāo)。知道想要什么，不再是過(guò)去的那個(gè)愛(ài)玩的我了。導(dǎo)師嚴(yán)謹(jǐn)?shù)闹螌W(xué)態(tài)度，創(chuàng)新的學(xué)術(shù)風(fēng)格，認(rèn)真負(fù)責(zé)，無(wú)私奉獻(xiàn)，寬容豁達(dá)的教學(xué)態(tài)度都是我們應(yīng)該學(xué)習(xí)和提倡的。通過(guò)近半年的設(shè)計(jì)計(jì)算，查找各類鉆鏜兩用組合機(jī)床的液壓控制系統(tǒng)及電氣控制系統(tǒng)的相關(guān)資料，論文終于完成了，我感到非常興奮和高興。雖然它是不完美的，是不是最好的，但在我心中，它是我最珍惜的，因?yàn)槲沂窃趺聪氲?，這是我付出的汗水獲得的成果，是我在大學(xué)四年的知識(shí)和反映。四年的學(xué)習(xí)和生活，不僅豐富了我的知識(shí)，而且 鍛煉了我的個(gè)人能力，更重要的是來(lái)自老師和同學(xué)的潛移默化讓我學(xué)到很多有用的知識(shí)，在這里，謝謝老師以及所有關(guān)心我和幫助我的人，謝謝大家。 另外也感謝我的父母，朋友和同學(xué)們的幫助。在做設(shè)計(jì)感覺(jué)受挫，枯燥與迷茫時(shí)，是他們?cè)谙ば牡臑槲裔尫艍毫Γ膭?lì)我不要?dú)怵H，勇敢面對(duì)。每周一次和父母的通話，與朋友和同學(xué)的長(zhǎng)談后都使我精神放松，斗志倍增，以飽滿的熱情重新投入到工作中去，感謝他們，正是他們的不懈支持和充分理解才能使我順利完成畢業(yè)設(shè)計(jì)。 - 22 - 參考文獻(xiàn) 1 張福學(xué)編著 及其應(yīng)用J子工業(yè)出版社， 2000. 2 何發(fā)昌著，邵遠(yuǎn)編著 液壓控制系統(tǒng)的原理及應(yīng)用 J等教育出版社， 1996. 3張利平著 . 液壓技術(shù)速查手冊(cè) M. 北京：化學(xué)工業(yè)出版社， 2011 (07):42 4李寶仁著 . 液壓技術(shù) 低成本綜合自動(dòng)化 D. 北京：機(jī)械工業(yè)出版社， 5宋學(xué)義著 M. 北京：機(jī)械工業(yè)出版社， 2010 (09):11 6陳奎生著 . 液壓與氣壓傳動(dòng) M. 武漢：武漢理 工大學(xué)出版社， 2012 (07):20 7國(guó)）有限公司 . 專用組合機(jī)床液壓系統(tǒng)的設(shè)計(jì)實(shí)用技術(shù) J. 北京：機(jī)械工業(yè)出版社 04):22 8徐文燦著 . 專用組合機(jī)床液壓系統(tǒng)的設(shè)計(jì) J. 北京：機(jī)械工業(yè)出版社， 1995. 9曾孔庚 J. 機(jī)器人技術(shù)與應(yīng)用論壇， 2011. 10高微 ,楊中平 ,趙榮飛等 11孫兵 ,趙斌 ,施永輝 D. 中國(guó) 期刊全文數(shù)據(jù)庫(kù)， 2012. 12馬光 ,申桂英 M,化學(xué)工業(yè)出版社， 2010：4240 13李如松 D. 中國(guó)期刊全文數(shù)據(jù)庫(kù) 1994 年第 4期 . 14李明 J005 年第 7期 . 15李杜莉，武洪恩，劉志海 J. 煤礦機(jī)械 2007 年 2月 . 16of a 屆畢業(yè)設(shè)計(jì)任務(wù)書 設(shè)計(jì)題目 鉆鏜兩用組合機(jī)床的液壓控制系統(tǒng)及電氣控制系統(tǒng)設(shè)計(jì) （二） 指導(dǎo)教師姓名 職 稱 聯(lián)系電話 學(xué)生姓名 專業(yè)（方向） 機(jī)電一體化技術(shù) 設(shè)計(jì)的目標(biāo)與任務(wù) 設(shè)計(jì)目標(biāo)： 設(shè)計(jì)一臺(tái) 鉆鏜兩用組合機(jī)床 進(jìn)給缸 的液壓控制系統(tǒng) 及電氣控制系統(tǒng) 。要求工作循環(huán)是：快進(jìn) 工進(jìn) 延時(shí)停留 快退 停止。假設(shè)工件部件（含工件）重量 G=9810N，最大切削阻力 R=30500N，快進(jìn)、快退速度 s，工進(jìn)速度 s。動(dòng)力滑臺(tái)采用平面導(dǎo)軌，靜、動(dòng)摩擦系數(shù)： 復(fù)運(yùn)動(dòng)的加速 、 減速時(shí)間 t 時(shí)時(shí)間 為 10s?？爝M(jìn)行程 00進(jìn)行程 0 設(shè)計(jì)任務(wù)： 1 設(shè)計(jì)液壓 控制 系統(tǒng)，繪制液壓系統(tǒng)原理圖一張（ 2號(hào)圖紙） ； 2 設(shè)計(jì)液壓系統(tǒng)的電氣控制系統(tǒng) ， 繪制電氣控制系統(tǒng)原理圖（ 2號(hào)圖紙） ； 3 編寫設(shè)計(jì)方案、成果報(bào)告書、設(shè)計(jì)說(shuō)明書各 1份。 實(shí)施步驟和 方法 1 分析 畢業(yè)設(shè)計(jì) 課題、明確任務(wù)，根據(jù)設(shè)計(jì)思路編寫畢業(yè)設(shè)計(jì)方案 ； 2 液壓 系統(tǒng)參數(shù)的計(jì)算； 3 初擬液壓系統(tǒng)原理圖 ，交指導(dǎo)老師審閱 ； 4 初擬電氣控制原理圖，交指導(dǎo)老師審閱； 5 根據(jù)參數(shù)，查閱設(shè)計(jì)手冊(cè)，選擇液壓和電氣元件； 6 繪制液壓系統(tǒng)原理圖； 7 繪制電氣控制原理圖 ； 8 編寫畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書 ； 9 編寫畢業(yè)設(shè)計(jì)成果報(bào)告書。 時(shí)間進(jìn)度要求 2015年 10月 26日至 10月 31日 2015年 11月 1日至 11月 5日 2015年 12月 15日之前 2015年 12月 31之前 2016年 1月 4日至 1月 10日。 預(yù) 期成果及 表現(xiàn)形式 1 液壓系統(tǒng)原理圖（含：工作循環(huán)圖、電磁鐵動(dòng)作表、液壓系統(tǒng)原理圖、液壓元件目錄表）； 2. 電氣控制系統(tǒng)原理圖（含：電磁鐵動(dòng)作表、電氣控制系統(tǒng)原理圖、電器元件目錄表）； 3. 設(shè)計(jì)說(shuō)明書一份（含：封面、誠(chéng)信聲明、目錄、摘要、正文、參考文獻(xiàn)等內(nèi)容）。 工作小組意見(jiàn) 指導(dǎo)委員會(huì)審核意見(jiàn) 畢業(yè)設(shè)計(jì)成果（產(chǎn)品、作品、方案） 設(shè)計(jì)題目 : 鉆鏜兩用組合機(jī)床的液壓控制系統(tǒng)及電氣控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)說(shuō)明書 二級(jí)學(xué)院 專 業(yè) 班 級(jí) 學(xué) 號(hào) 姓 名 指導(dǎo)老師 - 2 - 目 錄 摘要 . 1 . 2 1、緒論 . 1 題的背景 . 1 合機(jī)床概述 . 1 用組合機(jī)床的介紹 . 3 介 . 4 定義 . 5 基礎(chǔ)知識(shí) . 6 用途 . 8 2、鉆鏜兩用組合機(jī)床控制概述 . 9 鏜兩用組合機(jī)床主電路原理圖 . 10 鏜兩用組合機(jī)床的工作流程圖 . 11 鏜兩用組合機(jī)床的控制過(guò)程 . 11 電磁閥動(dòng)作狀態(tài) . 12 用組 合機(jī)床的總控制過(guò)程 . 12 3、鉆鏜兩用組合機(jī)床的液 壓系統(tǒng)設(shè)計(jì) . 12 定系統(tǒng)方案 . 13 定液壓系統(tǒng)圖 . 14 壓缸的設(shè)計(jì)計(jì)算 . 14 壓缸的類型及結(jié)構(gòu)形式 . 15 壓缸的工作壓力 . 15 算液壓缸的尺寸 . 16 壓缸各工作階段的壓力、流量和功率計(jì)算 . 17 壓缸工況圖 . 18 壓缸推力的計(jì)算 . 19 壓系統(tǒng)的壓力損失計(jì) 算 . 19 4、專用鉆孔機(jī)床的 計(jì) . 19 入輸出點(diǎn)分配 . 21 選擇 . 22 - 3 - 用組合機(jī)床 制系統(tǒng)接線圖 . 23 5、鉆鏜兩用組合機(jī)床 制程序 . 24 結(jié)論 . 25 致謝 . 26 參考文獻(xiàn) . 27 - 4 - 摘 要 鉆鏜兩用組合機(jī)床，屬于機(jī)械加工用機(jī)床。它由工作臺(tái)、安裝在工作臺(tái)兩端及一側(cè)的導(dǎo)軌，導(dǎo)軌與工作臺(tái)的邊緣平行，鉆架通過(guò)吊鐵和鎖緊螺釘安裝在導(dǎo)軌上；導(dǎo)軌上設(shè)有燕尾，鉆架可在導(dǎo)軌上水平移動(dòng)；鉆架包括溜板、溜板上裝有傳動(dòng)機(jī)構(gòu)，溜板底面上設(shè)有與導(dǎo)軌上的燕尾相配合的燕尾槽，機(jī)械滑臺(tái)上裝有 主支撐架，主支撐架上裝有縱向機(jī)械滑臺(tái)及控制系統(tǒng)，控制系統(tǒng)連接一控制活動(dòng)按鈕站，縱向機(jī)械滑臺(tái)上裝有附屬支撐架，附屬支撐架上通過(guò)機(jī)械滑臺(tái)裝有水平方向的鉆削動(dòng)力頭。它解決了現(xiàn)有的鉆床加工大型零部件特別是回轉(zhuǎn)體直徑較大時(shí)操作不方便、加工困難等技術(shù)問(wèn)題。 關(guān)鍵詞： 組合鉆床 ； 可編程控制器 ；問(wèn)題 - 1 - 1、緒論 題的背景 隨著生產(chǎn)的發(fā)展，產(chǎn)品精度的提高，機(jī)床加工的自動(dòng)化程度也越來(lái)越高。數(shù)控機(jī)床，加工中心已構(gòu)成現(xiàn)代加工方法之代表。但是根據(jù)我國(guó)的實(shí)際情況，對(duì)現(xiàn)有機(jī)床進(jìn)行全部更新 換代，幾乎是不可能的。因此為提高機(jī)床的生產(chǎn)率， 改善工人的勞動(dòng)條件，提高一般機(jī)床切削加工的自動(dòng)化程度，提高控制系統(tǒng)的可靠性，對(duì)現(xiàn)有機(jī)床進(jìn)行 造，仍然具有非?，F(xiàn)實(shí)的意義，正是利用了 制技術(shù)具有功能強(qiáng)，速度快，可靠性高，經(jīng)濟(jì)實(shí)用等特點(diǎn)，針對(duì)雙面組合鉆床的控制部分進(jìn)行了改造，并分析了系統(tǒng)的性能。 合機(jī)床概述 組合機(jī)床及其自動(dòng)線是集機(jī)電于一體的綜合自動(dòng)化程度較高的制造技術(shù)和成套工藝裝備。它的特征是高效、高質(zhì)、經(jīng)濟(jì)實(shí)用，因而被廣泛應(yīng)用于工程機(jī)械、交通、能源、軍工、輕工、家電等行業(yè)。我國(guó)傳統(tǒng) 的組合機(jī)床及組合機(jī)床自動(dòng)線主要采用機(jī)、電、氣、液壓控制，它的加工對(duì)象主要是生產(chǎn)批量比較大的大中型箱體類和軸類零件，完成鉆孔、擴(kuò)孔、鉸孔，加工各種螺紋、鏜孔、車端面和凸臺(tái)，在孔內(nèi)鏜各種形狀槽，以及銑削平面和成形面等。隨著技術(shù)的不斷進(jìn)步，一種新型的組合機(jī)床 柔性組合機(jī)床越來(lái)越受到人們的青睞，它應(yīng)用多位主軸箱、可換主軸箱、編碼隨行夾具和刀具的自動(dòng)更換，配以可編程序控制器（ 數(shù)字控制（ ，能任意改變工作循環(huán)控制和驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)， 并能靈活適應(yīng)多品種加工的可調(diào)可變的組合機(jī)床。 用組合機(jī)床的介紹 專用組合鉆床是一種鉆削較厚工件的加工鉆床，加工要求雙面同時(shí)鉆削， 并同軸鉆孔，加工精度要求高，采用傳統(tǒng)的繼電器 要用大量的中間繼電器，時(shí)間繼電器，計(jì)數(shù)器，存在線路復(fù)雜，故障率高，控制柜體積大，成本高等特點(diǎn)，而采用可編程控制器 僅可以提高控制系統(tǒng)的可靠性，降低運(yùn)行故障率，而且改變程序即可實(shí)現(xiàn)不同工件的加工鉆削工藝要求，充分發(fā)揮組合鉆床的多種加工功能。 - 2 - 介 定義 是指以計(jì)算機(jī)技術(shù)為基礎(chǔ)的新型工業(yè)控制裝置。在 1987 年國(guó)際電工委員會(huì)（ 布的 準(zhǔn)草案中對(duì) 文全稱 文全稱為可編程邏輯控制器，定義是：一種數(shù)字運(yùn)算操作的電子系統(tǒng)，專為在工業(yè)環(huán)境應(yīng)用而設(shè)計(jì)的。它采用一類可編程的存儲(chǔ)器，用于其內(nèi)部存儲(chǔ)程序，執(zhí)行邏輯運(yùn)算，順序控制，定時(shí)，計(jì)數(shù)與算術(shù)操作等面向用戶的指令，并通過(guò)數(shù)字或模擬式輸入 /輸出控制各種類型的 機(jī)械或生產(chǎn)過(guò)程。 可編程邏輯控制電路，也是一種和硬件結(jié)合很緊密的語(yǔ)言，在半導(dǎo)體方面有很重要的應(yīng)用，可以說(shuō)有半導(dǎo)體的地方就有 基礎(chǔ)知識(shí) 發(fā)展歷程在工業(yè)生產(chǎn)過(guò)程中，大量的開(kāi)關(guān)量順序控制，它按照邏輯條件進(jìn)行順序動(dòng)作，并按照邏輯關(guān)系進(jìn)行連鎖保護(hù)動(dòng)作的控制，及大量離散量的數(shù)據(jù)采集。在傳統(tǒng)上，這些功能是通過(guò)氣動(dòng)或電氣控制系統(tǒng)來(lái)實(shí)現(xiàn)的。 基本最廣泛的用于開(kāi)關(guān)量的邏輯控制，它取代傳統(tǒng)的繼電器電路，實(shí)現(xiàn)邏輯控制，順序控制，既可用于單臺(tái)設(shè)備的控制，也可用于多機(jī)群控及自動(dòng)化 流水線。如注塑機(jī)，印刷機(jī)，訂書機(jī)，組合機(jī)床，磨床，包裝等。目前， 國(guó)內(nèi)外已廣泛應(yīng)用于鋼鐵，石油，化工，電力，建材，機(jī)械制造，汽車，輕紡，交通運(yùn)輸，環(huán)保及文化娛樂(lè)等各個(gè)行業(yè)，使用廣泛。 用途 目前， 國(guó)內(nèi)外已廣泛應(yīng)用于鋼鐵、石油、化工、電力、建材、機(jī)械制造、汽車、輕紡、交通運(yùn)輸、環(huán)保及文化娛樂(lè)等各個(gè)行業(yè)，使用情況大致可歸納為如下幾類。 1、開(kāi)關(guān)量的邏輯控制 這是 基本、最廣泛的應(yīng)用領(lǐng)域，它取代傳統(tǒng)的繼電器電路，實(shí)現(xiàn)邏輯控制、順序控制，既可用于單臺(tái)設(shè)備的控制， 也可用于多機(jī)群控及自動(dòng)化流水線，如注塑。 2、模擬量控制 在工業(yè)生產(chǎn)過(guò)程當(dāng)中，有許多連續(xù)變化的量，如溫度、壓力、流量、液位和速度等都是模擬量。為了使可編程控制器處理模擬量，必須實(shí)現(xiàn) - 3 - 模擬量（ 數(shù)字量（ 間的 A/D 轉(zhuǎn)換及 D/A 轉(zhuǎn)換。 ，使可編程控制器用于模擬量控制。 3、運(yùn)動(dòng)控制 以用于圓周運(yùn)動(dòng)或直線運(yùn)動(dòng)的控制。從控制機(jī)構(gòu)配置來(lái)說(shuō)，早期直接用于開(kāi)關(guān)量 I/O 模塊連接位置傳感器和執(zhí)行機(jī)構(gòu)，現(xiàn)在一般使用專用的運(yùn)動(dòng)控制模塊。如可 驅(qū)動(dòng)步進(jìn)電機(jī)或伺服電機(jī)的單軸或多軸位置控制模塊。世界上各主要 家的產(chǎn)品幾乎都有運(yùn)動(dòng)控制功能，廣泛用于各種機(jī)械、機(jī)床、機(jī)器人、電梯等場(chǎng)合。 4、過(guò)程控制 過(guò)程控制是指對(duì)溫度、壓力、流量等模擬量的閉環(huán)控制。作為工業(yè)控制計(jì)算機(jī)， 編制各種各樣的控制算法程序，完成閉環(huán)控制。 中型 有 塊，目前許多小型 具有此功能模塊。 理一般是運(yùn)行專用的程序。過(guò)程控制在冶金、化工、熱處理、鍋爐控制等場(chǎng)合有非常廣泛的應(yīng)用。 - 4 - 2、鉆鏜兩用組合機(jī)床控制概述 鏜兩用組合機(jī)床主電路原理圖 液壓系統(tǒng)在組合機(jī)床上主要是用于實(shí)現(xiàn)工作臺(tái)的直線運(yùn)動(dòng)和回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，如圖 1 所示，如果動(dòng)力滑臺(tái)要實(shí)現(xiàn)二次進(jìn)給，則動(dòng)力滑臺(tái)要完成的動(dòng)作循環(huán)通常包括：原位停止 死擋鐵停留 原位停止，其電氣控制原理圖如圖 2所示。 圖 1 組合機(jī)床動(dòng)力滑臺(tái)工作循環(huán) 圖 2 電氣控制原理圖 鏜兩用組合機(jī)床的工作流程圖 組合鉆床工作流程圖如圖 3 所示，鉆鏜兩用組合機(jī)床各電動(dòng)機(jī)控制要求： 鉆鏜兩用組合機(jī)床各電動(dòng)機(jī)只有在液壓泵電動(dòng)機(jī) 臺(tái)液壓系統(tǒng)只有在液壓泵工作后，才能啟動(dòng)。刀具電動(dòng)機(jī) 3應(yīng)在滑臺(tái)進(jìn)給循環(huán)開(kāi)始時(shí)啟動(dòng)運(yùn)轉(zhuǎn)，滑臺(tái)退回原位后停止運(yùn)轉(zhuǎn)。切削液壓泵電動(dòng)機(jī) 以在滑臺(tái)工進(jìn)時(shí)自動(dòng)啟動(dòng)，在工進(jìn)結(jié)束后自動(dòng) 停止，也可以用手動(dòng)方式控制啟動(dòng)和停止。 - 5 - 圖 3 工作流程圖 鏜兩用組合機(jī)床的控制過(guò)程 電磁閥動(dòng)作的控制 機(jī)床動(dòng)力滑臺(tái)、工件定位、加緊裝置控制要求：機(jī)床動(dòng)力滑臺(tái)、工件定位、加緊裝置由液壓系統(tǒng)驅(qū)動(dòng)。電磁閥 制定位銷液壓缸的運(yùn)動(dòng)方向； 左機(jī)滑臺(tái)油路的換向電磁閥； 右機(jī)滑臺(tái)油路中的換向電磁閥。如表 1示： - 6 - 從表 1可以看出，電磁閥 圈通電時(shí)，機(jī)床工件定位裝置將工件定位；當(dāng)電磁閥 電時(shí)，機(jī)床工件夾緊裝置將工件夾緊；當(dāng)電磁閥 電時(shí)，左機(jī)滑臺(tái)快速移動(dòng)；當(dāng)電磁閥 電時(shí)，右機(jī)滑臺(tái)快速移動(dòng)；當(dāng)電磁閥 機(jī)滑臺(tái)或右機(jī)滑臺(tái)工進(jìn)；當(dāng)電磁閥 電時(shí)，左機(jī)滑臺(tái)或右機(jī)滑臺(tái)快速后退；當(dāng)電磁閥 開(kāi)定位銷；當(dāng)電磁閥 床撥開(kāi)定位銷；定位銷松開(kāi)后，撞擊行程開(kāi)關(guān) 床停止運(yùn)行。 鏜兩用組合機(jī)床的總控制過(guò)程 當(dāng)需要機(jī)床工作時(shí)，將工件裝入定位夾緊裝置，按下液壓系統(tǒng)啟動(dòng)按鈕 床按如下步驟工作 : 按下液壓系統(tǒng)啟動(dòng)按鈕 位停止 死擋鐵停留 原位停止。在左、右兩面動(dòng)力滑臺(tái)快速進(jìn)給的同時(shí)，左機(jī)刀具電動(dòng)機(jī) 機(jī)刀具電動(dòng)機(jī) 動(dòng)運(yùn)轉(zhuǎn)工作，提供切削動(dòng)力 ；在左、右兩面動(dòng)力滑臺(tái)工進(jìn)時(shí)，切削液電動(dòng)機(jī) 工進(jìn)結(jié)束時(shí)切削液泵電動(dòng)機(jī)自動(dòng)停止。在滑臺(tái)退回原位后，左、右機(jī)刀具電動(dòng)機(jī) 止運(yùn)轉(zhuǎn)。 - 7 - 3、鉆鏜兩用組合機(jī)床的液 壓系統(tǒng)設(shè)計(jì) 定系統(tǒng)方案 a) 執(zhí)行機(jī)構(gòu)的確定 液壓執(zhí)行元件大體分為液壓缸和液壓馬達(dá)，前者實(shí)現(xiàn)直線運(yùn)動(dòng)，后者完成回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)。本系統(tǒng)選擇雙作用單活塞桿液壓缸。 b) 執(zhí)行機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)控制回路 液壓執(zhí)行元件確定后，其運(yùn)動(dòng)方向和速度的控制是擬定液壓回路的核心問(wèn)題。由于本系統(tǒng)工作在小 流量場(chǎng)合，因此采用適合此流量的方向控制回路，即通過(guò)換向閥的有機(jī)組合實(shí)現(xiàn)所要求的動(dòng)作。速度控制的相應(yīng)調(diào)速方式有節(jié)流調(diào)速、容積調(diào)速以及二者結(jié)合的容積節(jié)流調(diào)速。節(jié)流調(diào)速一般定量泵供油，用流量控制閥改變輸入或輸出液壓執(zhí)行元件的流量來(lái)調(diào)節(jié)速度，這種調(diào)速方式結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，適用于功率不大的場(chǎng)合，本系統(tǒng)就是采用這種方式。缺點(diǎn)是效率低，發(fā)熱量交大，但是對(duì)于不是頻繁工作的系統(tǒng)來(lái)說(shuō)，只要按發(fā)熱功率計(jì)算出合適的油箱即可解決。正是因?yàn)槠浒l(fā)熱量大，所以節(jié)流調(diào)速一般用開(kāi)式循環(huán)。在開(kāi)式系統(tǒng)中，液壓泵從油箱吸油，壓力油經(jīng)系統(tǒng)釋放能量后，再排回油 箱。開(kāi)式回路，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，散熱性好，但就是油箱體積大。 c) 其它回路 因?yàn)闉榱吮ＷC整個(gè)系統(tǒng)的可靠性和安全性，所以必須設(shè)置安全鎖止機(jī)構(gòu)。這需要鎖緊即保壓回路。鎖緊回路的主要功用是使液壓缸能在任意位置上停留，且不因外力作用而移動(dòng)位置，本系統(tǒng)采用液控單向閥的鎖緊回路。壓力油經(jīng)左邊液控單向閥進(jìn)入液壓缸左腔，同時(shí)通過(guò)控制口打開(kāi)右邊液控單向閥，使液壓缸右腔的回路可經(jīng)右邊液控單向閥及換向閥流回油箱，活塞向上運(yùn)動(dòng)。反之，活塞則向下運(yùn)動(dòng)。到了需要停留的位置，只要使換向閥處于中位，因閥的中位為 H 型機(jī)能，所以兩個(gè)液控單向閥均關(guān)閉 ，使活塞雙向鎖緊?；芈分杏捎谝嚎貑蜗蜷y的密封性好，泄漏極少，鎖緊的精度主要取決于液壓缸的泄漏。為加強(qiáng)安全系數(shù)，還用到了平衡回路，功用是機(jī)構(gòu)不工作時(shí)，不致因受負(fù)載重力作用而使執(zhí)行機(jī)構(gòu)自行下落。本系統(tǒng)采用液控單向閥串連單向節(jié)流閥的平衡回路，這種回路鎖定性好，工作可靠。卸荷回路采用 M 型中位機(jī)能，切換時(shí)液壓沖擊小。 - 8 - 定液壓系統(tǒng)圖 液壓執(zhí)行元件及各基本回路確定之后，把它們有機(jī)地組合在一起，去掉重復(fù)多余的元件即可。具體的液壓系統(tǒng)圖如下圖 4所示： 圖 4液壓系統(tǒng)圖 本液壓系統(tǒng)主要實(shí)現(xiàn)動(dòng)力滑臺(tái)的上升、下降等幾個(gè)動(dòng)作，它的液壓油流向不一樣。要實(shí)現(xiàn)液壓缸的上升動(dòng)作，首先要把三位四通換向閥打到左位液壓油從油箱通過(guò)過(guò)濾器過(guò)濾被液壓泵吸收。經(jīng)過(guò)換向閥左位運(yùn)行到節(jié)流閥和單向閥的交接處，因?yàn)閱蜗蜷y只允許液壓油從上往下流動(dòng)，所以液壓油經(jīng)過(guò)節(jié)流閥，同時(shí)節(jié)流閥可以通過(guò)調(diào)節(jié)流量來(lái)調(diào)節(jié)舉升機(jī)舉升的速度。液壓油流到雙控液壓閥左邊液控單向閥經(jīng)過(guò)單向閥進(jìn)入液壓缸左腔，同時(shí)通過(guò)控制口打開(kāi)右邊液控單向閥，使液壓缸右腔的回路可經(jīng)右邊液控單向閥及換向閥流回油箱，活塞向右運(yùn)動(dòng)，實(shí) 現(xiàn)舉升機(jī)舉升的動(dòng)作。要實(shí)現(xiàn)液壓缸的下降動(dòng)作，則要把三位四通換向閥打到右位液壓油從油箱通過(guò)過(guò)濾器過(guò)濾被液壓泵吸收。經(jīng)過(guò)換向閥右位流到雙控液壓閥右邊液控單向閥進(jìn)入液壓缸右，同時(shí)通過(guò)控制口打開(kāi)右邊液控單向閥，使液壓缸左腔的回路經(jīng)過(guò)節(jié)流閥，液控單向閥，單向閥及換向閥流回油箱，活塞向左運(yùn)動(dòng)，實(shí)現(xiàn)舉升機(jī)下降的動(dòng)作。液壓缸和液控單向閥之間的節(jié)流閥可以改變舉升機(jī)下降的速度。要實(shí)現(xiàn)鎖止的動(dòng)作，舉升機(jī)動(dòng)作時(shí)到了需要停留的位置，只要使換向閥處于中位，因閥的中位為 以兩個(gè)液控單向閥均關(guān)閉，使活塞雙向鎖緊。回路中由于液控單 向閥的密封性好，泄漏極少，鎖緊的精度主要取決于液壓缸的泄漏。 對(duì)于此液壓系統(tǒng)一般都是把換向閥至于中位，打開(kāi)液壓泵，由于換 - 9 - 向閥中位卸荷能力，所以液壓泵打開(kāi)之后液壓油也會(huì)流到油箱。而如果先開(kāi)液壓泵，換向閥沒(méi)有調(diào)整，則可能會(huì)引起事故，如果換向閥左位舉升機(jī)就會(huì)舉升，如果在右位舉升機(jī)就會(huì)下降。所以液壓泵的開(kāi)啟要等換向閥調(diào)到中位才可以。 壓缸的設(shè)計(jì)計(jì)算 壓缸的類型及結(jié)構(gòu)形式 液壓缸有多種類型。按作用方式可分為單作用式和雙作用式兩種；按結(jié)構(gòu)形式可分為活塞式、柱塞式、組合式和擺動(dòng)式四大類。 其中，單作用液壓缸分為：?jiǎn)位钊麠U液壓缸、雙活塞桿液壓缸、柱塞式液壓缸、差動(dòng)液壓缸和伸縮液壓缸。但是，差動(dòng)式液壓缸和柱塞式液壓缸只能單作用而不能雙作用。組合液壓缸包括：彈簧復(fù)位式、齒條式、串聯(lián)式和增壓式四種。擺動(dòng)液壓缸又分為：?jiǎn)稳~片式和雙葉片式兩種。下面以一種典型液壓缸為例，說(shuō)明液壓缸的基本組成。 空心活塞式液壓缸如上圖所示。它由缸筒，活塞，活塞桿，缸蓋，密封圈，導(dǎo)向套，壓板等主要零件成。這種液壓缸活塞桿固定，缸筒帶動(dòng)工作臺(tái)作往復(fù)運(yùn)動(dòng)?；钊缅F銷與空心活塞桿連接，并用堵頭堵死活塞桿的一頭。缸筒兩端外圓上套有鋼絲環(huán)，用于阻止壓板向外移動(dòng)，從而通過(guò)螺栓將缸蓋與壓板相連（圖中沒(méi)有畫出），并把缸蓋壓緊在缸筒的兩端。為了減少泄漏，在液壓缸中可能發(fā)生泄漏的結(jié)合面安放了密封圈和紙墊。空心活塞桿和其上的油口 a、 c 提供了液壓缸的進(jìn)、出油口。 - 10 - 當(dāng)缸筒移動(dòng)到左、右終端時(shí)，油口 a、 c 的開(kāi)度逐漸減小，造成回油阻力逐漸增 大，對(duì)運(yùn)動(dòng)部件起到制動(dòng)緩沖作用。在缸蓋上設(shè)有與排氣閥（圖中沒(méi)有畫出）相連的排氣孔，可以排出液壓缸中的空氣，使運(yùn)動(dòng)更加平穩(wěn)。 表 2類型 速度 作用力 特點(diǎn) 單 作 用 液 壓 缸 雙活塞桿液壓缸 U=q/=塞的兩側(cè)都裝有活塞桿，只能向活塞一側(cè)供給壓力油，由外力使活塞反向運(yùn)動(dòng) 單活塞桿液壓缸 U=q/1=塞僅單向運(yùn)動(dòng)，返回行程利用自重或負(fù)荷將活塞推回 柱塞式液壓缸 U=q/1=塞僅單向運(yùn)動(dòng)，由外力使柱 塞反向運(yùn)動(dòng) - 11 - 差動(dòng)液壓缸 U3=q/3=使速度加快，但作用力相應(yīng)減小 伸縮液壓缸 短缸獲得長(zhǎng)行程；缸由大到小逐節(jié)推出，靠外力由小到大逐節(jié)縮回 雙 作用液壓缸 雙活塞桿液壓缸 U1=q/2=q/1=（ 1 2 雙邊有桿，雙向液壓驅(qū)動(dòng)，雙向推力和速度均相等 單活塞桿液壓缸 U1=q/2=q/1=（ 1 2 單邊有桿，雙向液壓驅(qū)動(dòng)，V 2 - 12 - 伸縮液壓缸 向液壓驅(qū)動(dòng)，由大到小逐節(jié)推出，由小到大逐節(jié)縮回 組 合 液 壓 缸 彈簧復(fù)位液壓缸 向由液壓驅(qū)動(dòng)，回程彈簧復(fù)位 串聯(lián)液壓缸 U1=q/（ 2） U2=1=1=22） 用于缸的直徑受限制，而長(zhǎng)度不受限制處，可獲得在的推力 增 壓 缸 活塞缸和柱塞缸組合而成，低壓油送入 A 腔， - 13 - 齒條液壓缸 塞的移動(dòng)通過(guò)傳動(dòng)機(jī)構(gòu)變成齒輪的往復(fù)回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng) 擺動(dòng)液壓缸 單葉片液壓缸 W =8q/（ b（ T=p（ D2）b/8 把液壓能變?yōu)榛剞D(zhuǎn)的機(jī)械能，輸出軸擺動(dòng)角 300度 雙葉片液壓缸 W =4q/（ b（ T=p（ D2）b/4 把液壓能變?yōu)榛剞D(zhuǎn)的機(jī)械能，輸出軸擺動(dòng)角 150度 注： b 葉片寬度； D 葉片的底端 、頂端直徑； w 葉片軸的角速度；論轉(zhuǎn)矩 壓缸的工作壓力 根據(jù)負(fù)載并查表，初選工作壓力 算液壓缸的尺寸 鑒于磨頭要求快進(jìn)、快退速度相等，可選用單桿式輕負(fù)載型油缸。無(wú)桿腔工作面積 桿腔工作面積 且 即活塞桿直徑 d 與缸筒直徑 D 呈 d=關(guān)系。 回油路上背壓 - 14 - 油路壓力損失 ()=4182 10)= /)14( A =d= 2348D=50mm d=35油缸兩腔的實(shí)際有效面積為： =102= (4=10據(jù)上述 D 與 估算油缸在各個(gè)工作階段中的壓力。 壓缸各工作階段的壓力、流量和功率計(jì)算 工況 推力 F/N 回油腔壓力 油腔壓力 入流量/ L/ 輸入功率/P 計(jì)算公式 快進(jìn) 啟動(dòng) 1289 0 - 2112F A 1 2 1 A 1P p Q加速 1193 1p p p P= - 恒速 645 進(jìn) 4182 211F p 12Q P p Q快 啟 1289 0 - 2112F p - 15 - 退 動(dòng) 2Q 1P p Q加速 1193 - 恒速 645 壓缸工況圖 壓缸推力的計(jì)算 根據(jù)系統(tǒng)工況，可知油壓范圍介于 14間 ，故根據(jù)油缸推力計(jì)算公式可知： F= 壓系統(tǒng)的壓力損失計(jì)算 1）快進(jìn) 滑臺(tái)快進(jìn)時(shí)，油缸差動(dòng)連接，進(jìn)油路上通過(guò)單向閥 3 的流量是6L/過(guò)電液換向閥 4，油缸有桿腔的回油與進(jìn)油路匯合， 并進(jìn)入無(wú)桿腔。因此進(jìn)油路上的總壓降為 (6/63)2+(6/80)2+(3)2 =( 壓力閥不會(huì)被打開(kāi) ，油泵的流量全部進(jìn)入油缸?；赜吐飞?，油缸有桿腔中的油液通過(guò)電液換向閥 4 和單向閥 9 的流量都是 - 16 - 后與液壓泵的供油合并，經(jīng)行程閥 5 流入無(wú)桿腔。由此可算出快進(jìn)時(shí)有桿腔壓力 p=(0)2+(3)2+(3)2 =(值小于原估計(jì)值 以是安全的。 2）工進(jìn) 工進(jìn)時(shí)，油液在進(jìn)油路上通過(guò)電液換向閥 4 的流量為 調(diào)速閥 7處得壓力損失為 液在回油路上通過(guò)換向閥 4的流量是 背壓閥 10 處得壓力損失為 過(guò)順序閥 11 的流量為（ 6+=此這時(shí)油缸回油腔的壓力 (0)2+(3)2 =(值小于原估計(jì)值 重新計(jì)算工進(jìn)時(shí)油缸進(jìn)油腔壓力 p1 F+(4182+106 10106 10數(shù)值與 近。 3）快退 快退時(shí)，油液在進(jìn)油路上通過(guò)換向閥 4 的流量為 6L/液在回油路上通過(guò)單向閥 7、換向閥 4 和單向閥 13的流量都是 此進(jìn)油路上總壓降為 (6/63)2+(6/80)2=(值較小，所以液壓泵驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)的功率是足夠的?；赜吐飞峡倝航禐?(3)2+(0)2+ 3） 2 =( 此值與 近，不必重算。所以快退時(shí)液壓泵的最大工作壓力pp= 因此液壓泵卸荷的順序閥 11 的調(diào)壓應(yīng)大于 4、鉆鏜兩用組合機(jī)床的 計(jì) 入輸出點(diǎn)分配 - 17 - 列出鉆鏜兩用組合機(jī)床 輸入 輸出點(diǎn)分配表，見(jiàn)表 2選擇 由表 知， 24 個(gè)輸入點(diǎn)， 16 個(gè)輸出點(diǎn)，根據(jù)電壓的不同選用輸入有 4 個(gè)點(diǎn)的輸入模塊，分別為 輸出有 4 個(gè)點(diǎn)的模塊分別為 合鉆孔組合機(jī)床 制接線圖 根據(jù)表 如上所述，畫出鉆鏜兩用組合機(jī)床 制接線 - 18 - 圖如圖 5 所示 : 圖 5 - 19 - 5、鉆鏜兩用組合機(jī)床 制程序 計(jì)鉆鏜兩用組合機(jī)床自動(dòng)控制圖 根據(jù)鉆鏜兩用組合機(jī)床的控制要求，設(shè)計(jì)鉆鏜兩用組合機(jī)床 圖 6、 7 所示： 圖 6 圖 7 - 20 - 結(jié) 論 本次畢業(yè)設(shè)計(jì)的題目是鉆鏜兩用組合機(jī)床的液壓控制系統(tǒng)及電氣控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)，直到今天，畢業(yè)設(shè)計(jì)總算接近尾聲了，通過(guò)這次對(duì)于鉆鏜兩用組合機(jī)床的液壓控制系統(tǒng)及電氣控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)，使我們充分把握的設(shè)計(jì)方法和步驟，不僅復(fù)習(xí)所學(xué)的知識(shí)，而且還獲得新的經(jīng)驗(yàn)與啟示，在各種軟件的使用找到的資料或圖紙?jiān)O(shè)計(jì)，會(huì)遇到不清楚的作業(yè)，老師和學(xué)生都能給予及時(shí)的指導(dǎo)，確保設(shè)計(jì)進(jìn)度，本文所設(shè)計(jì)的是鉆鏜兩用組合機(jī)床的液壓控制系統(tǒng)及電氣控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)，通過(guò)初期的方案的制定，查資料和開(kāi)始正式做畢設(shè)，讓我系統(tǒng)地了解到了所學(xué)知識(shí)的重要性，從而讓我更 加深刻地體會(huì)到做一門學(xué)問(wèn)不易，需要不斷鉆研，不斷進(jìn)取才可要做的好，總之，本設(shè)計(jì)完成了老師和同學(xué)的幫助下，在大學(xué)研究的最感謝幫助過(guò)我的老師和同學(xué)，是大家的幫助才使我的論文得以通過(guò)。 - 21 - 致 謝 在此論文完成之際，我的心里感到特別高興和激動(dòng)，在這里，我打心里向我的導(dǎo)師和同學(xué)們表示衷心的感謝！因?yàn)橛辛死蠋煹恼佌伣虒?dǎo)，才讓我學(xué)到了很多知識(shí)和做人的道理，由衷地感謝我親愛(ài)的老師，您不僅在學(xué)術(shù)上對(duì)我精心指導(dǎo)，在生活上面也給予我無(wú)微不至的關(guān)懷支持和理解，在我的生命中給予的靈感，所以我才能順利地完成大學(xué)階段 的學(xué)業(yè)，也學(xué)到了很多有用的知識(shí)，同時(shí)我的生活中的也有了一個(gè)明確的目標(biāo)。知道想要什么，不再是過(guò)去的那個(gè)愛(ài)玩的我了。導(dǎo)師嚴(yán)謹(jǐn)?shù)闹螌W(xué)態(tài)度，創(chuàng)新的學(xué)術(shù)風(fēng)格，認(rèn)真負(fù)責(zé)，無(wú)私奉獻(xiàn)，寬容豁達(dá)的教學(xué)態(tài)度都是我們應(yīng)該學(xué)習(xí)和提倡的。通過(guò)近半年的設(shè)計(jì)計(jì)算，查找各類鉆鏜兩用組合機(jī)床的液壓控制系統(tǒng)及電氣控制系統(tǒng)的相關(guān)資料，論文終于完成了，我感到非常興奮和高興。雖然它是不完美的，是不是最好的，但在我心中，它是我最珍惜的，因?yàn)槲沂窃趺聪氲?，這是我付出的汗水獲得的成果，是我在大學(xué)四年的知識(shí)和反映。四年的學(xué)習(xí)和生活，不僅豐富了我的知識(shí)，而且 鍛煉了我的個(gè)人能力，更重要的是來(lái)自老師和同學(xué)的潛移默化讓我學(xué)到很多有用的知識(shí)，在這里，謝謝老師以及所有關(guān)心我和幫助我的人，謝謝大家。 另外也感謝我的父母，朋友和同學(xué)們的幫助。在做設(shè)計(jì)感覺(jué)受挫，枯燥與迷茫時(shí)，是他們?cè)谙ば牡臑槲裔尫艍毫?，鼓?lì)我不要?dú)怵H，勇敢面對(duì)。每周一次和父母的通話，與朋友和同學(xué)的長(zhǎng)談后都使我精神放松，斗志倍增，以飽滿的熱情重新投入到工作中去，感謝他們，正是他們的不懈支持和充分理解才能使我順利完成畢業(yè)設(shè)計(jì)。 - 22 - 參考文獻(xiàn) 1 張福學(xué)編著 及其應(yīng)用J子工業(yè)出版社， 2000. 2 何發(fā)昌著，邵遠(yuǎn)編著 液壓控制系統(tǒng)的原理及應(yīng)用 J等教育出版社， 1996. 3張利平著 . 液壓技術(shù)速查手冊(cè) M. 北京：化學(xué)工業(yè)出版社， 2011 (07):42 4李寶仁著 . 液壓技術(shù) 低成本綜合自動(dòng)化 D. 北京：機(jī)械工業(yè)出版社， 5宋學(xué)義著 M. 北京：機(jī)械工業(yè)出版社， 2010 (09):11 6陳奎生著 . 液壓與氣壓傳動(dòng) M. 武漢：武漢理 工大學(xué)出版社， 2012 (07):20 7國(guó)）有限公司 . 專用組合機(jī)床液壓系統(tǒng)的設(shè)計(jì)實(shí)用技術(shù) J. 北京：機(jī)械工業(yè)出版社 04):22 8徐文燦著 . 專用組合機(jī)床液壓系統(tǒng)的設(shè)計(jì) J. 北京：機(jī)械工業(yè)出版社， 1995. 9曾孔庚 J. 機(jī)器人技術(shù)與應(yīng)用論壇， 2011. 10高微 ,楊中平 ,趙榮飛等 11孫兵 ,趙斌 ,施永輝 D. 中國(guó) 期刊全文數(shù)據(jù)庫(kù)， 2012. 12馬光 ,申桂英 M,化學(xué)工業(yè)出版社， 2010：4240 13李如松 D. 中國(guó)期刊全文數(shù)據(jù)庫(kù) 1994 年第 4期 . 14李明 J005 年第 7期 . 15李杜莉，武洪恩，劉志海 J. 煤礦機(jī)械 2007 年 2月 . 16of a