专用多轴钻床液压-PLC控制系统设计

柳州职业技术学院

毕 业 设 计（论文）

题目： 专用钻床液压-PLC控制系统设计

姓名 钟健 学号 20110103028 专业 机电一体化技术 年级 2011级 指导教师 陆莲仕 完成时间 2013年11月

目 录

一、 绪 论...................................................... 3

1、液压的意义............................................... 3 2、目的：................................................... 3 3、任务：................................................... 3 二、负载与运动分析.............................................. 6

1、各执行元件的载荷力....................................... 6 2、液压缸各个运动阶段负载表................................. 8 三、确定液压系统主要参数........................................ 9

1、计算各进给液压缸主要结构参数............................. 9 2、各个液压缸的压力、流量和功率表.......................... 11 3、拟定液压原理图.......................................... 12 4、液压回路的组合.......................................... 16 5、液压系统原理图控制电路图................................ 17 6、液压元件设计选型........................................ 19 7、液压元件规格及型号...................................... 20 8、油管类型的选择...................................... - 21 - 9、油管尺寸的确定.......................... 错误！未定义书签。 10、验算系统压力损失并确定压力阀的调整值............... - 22 - 11、油液温升验算....................................... - 24 - 四、PLC 控制系统设计....................................... - 26 -

1、PLC型号选择及接线图 ................................ - 26 - 2、PLC顺序功能图和PLC梯形图 .......................... - 30 - 五、参考文献............................................... - 37 - 六、总结................................................... - 38 -

一、 绪 论

1.液压的意义

液压系统已经在各个部门得到越来越广泛的应用，而且越先进的设备，其应用液压系统的部门就越多。

液压传动是用液体作为来传递能量的，液压传动有以下优点：易于获得较大的力或力矩，功率重量比大，易于实现往复运动，易于实现较大范围的无级变速，传递运动平稳，可实现快速而且无冲击，与机械传动相比易于布局和操纵，易于防止过载事故，自动润滑、元件寿命较长，易于实现标准化、系列化。

液压传动的基本目的就是用液压介质来传递能量，而液压介质的能量是由其所具有的压力及力流量来表现的。而所有的基本回路的作用就是控制液压介质的压力和流量，因此液压基本回路的作用就是三个方面：控制压力、控制流量的大小、控制流动的方向。所以基本回路可以按照这三方面的作用而分成三大类：压力控制回路、流量控制回路、方向控制回路。

2.目的

本毕业设计是专业教学计划规定的一项重要实践教学环节，学生在教师指导下运用学过的有关课程（液压与气动技术、机床电气控制技术、可编程序控制技术），了解和解决生产实践中可能发生的技术问题，以达到如下目的：

（1）巩固、消化学过的基础理论知识，并适当扩大知识的深度和广度； （2)认识单机设计的一般程序；

（3）学会借助参考资料和技术手册，查找有关设计的技术数据和规范尺寸的方法；

（4）初步掌握运用制图和编写设计说明书来表达设计思想的能力。 3.任务

为某机械厂设计一台用于加工圆盘状零件的基于液压和PLC的专用钻床，以提高工效。内容包括：

（1）液压传动原理图； （2）液压系统的设计计算；

（3）液压元件、辅件的规格型号选择； （4）PLC控制系统设计； （5）整个系统的成本估算。 4.设计要求

（1）夹紧后在工作中突然停电时，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，各缸运动时不互相干扰； （3）钻削时速度平稳，不受外载干扰，孔钻透时不前冲。 5.设计步骤

（1）明确原始数据及液压系统设计要求，分析专机的工作循环； （2）列表计算工艺循环作用于各执行元件的载荷力；

（3）拟定液压系统原理图（包括调速回路、快速回路、换向回路、压力控制回路、定位夹紧回路、动作转换控制方式）；

（4）列表计算各液压缸的参数（工作压力、液压缸直径、活塞杆直径、流量）及选择其型号规格；

（5）考虑压力损失，计算液压泵的流量、压力，及选择其型号规格； （6）计算电动机参数及选择其型号规格；

（7）根据各油路的工作状态，列表计算出流经各管道和各液压阀的油压力和流量；

（8）根据各液压阀的工作压力和流量，选定其型号规格； （9）根据各管道的流量和流速要求，计算各油管的直径和壁厚； （10）根据液压油的散热要求，计算油箱尺寸，选用其他附件；

（11）验算液压系统（考虑压力损失），进一步校核及修改液压系统草图，然后绘出正式的液压系统原理图，并列出动作顺序表和液压元件表；

（12）根据专机的工作循环步骤，设计出PLC控制系统。

（13）进行PLC主程序设计，画出梯形图，再由梯形图转化为系统的指令程序。

（14）估算整个系统的成本。

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