【正文】 是還有許多需要改進(jìn)的地方，比如沒有能實(shí)現(xiàn)自動(dòng)送料來減少生產(chǎn)力的投入和工時(shí)的消耗。主軸快進(jìn)控制：當(dāng)工件檢測(cè)器檢測(cè)到工件后，工件檢測(cè)開關(guān) SB1 閉合，進(jìn)行工件的夾緊計(jì)時(shí)，定時(shí)器 T37 計(jì)時(shí) 2S 完成后，三位四通電磁閥電磁鐵 1Y 得電，液壓控制系統(tǒng)接入快進(jìn)油路，主軸快速進(jìn)給。（4） 系統(tǒng)的設(shè)計(jì)、安裝、調(diào)試工作量少。經(jīng)過 30多年的發(fā)展，可編程控制器已經(jīng)成為重要、可靠、應(yīng)用場(chǎng)合最廣泛的工業(yè)控制微型計(jì)算機(jī)。如果這時(shí)溢流閥正在進(jìn)行工作，需加上溢流閥的最小溢流量 ～ ；查表 3523/minL取 = ；?maxqi/ ——系統(tǒng)泄漏系數(shù)，一般取 ～ ，?；?所以計(jì)算出 ≥ 。主軸停留，三位四通電磁閥 5 處于中位，液壓泵 3 供油在達(dá)到一定壓力的條件下回油箱，液壓系統(tǒng)處于穩(wěn)定平衡狀態(tài)。（四）液壓系統(tǒng)原理圖基于 PLC 的臺(tái)式鉆床控制系統(tǒng)改造及其進(jìn)給系統(tǒng)設(shè)計(jì) 作者：田素坤 第 20 頁(yè) 共 31 頁(yè)自動(dòng)鉆床要完成快進(jìn)、工進(jìn)和快退的工作循環(huán)。m表 34 液壓缸內(nèi)徑尺寸系列（GB234880）(mm)8 10 12 16 20 25 3240 50 63 80 （90） 100 （110）125 （140） 160 （180） 200 220 250320 400 500 630液壓缸基本尺寸確定后，要按最低工進(jìn)速度驗(yàn)算液壓缸的尺寸。雙桿活塞缸的活塞桿兩側(cè)都可伸出，根據(jù)工作需要，選用活塞缸采用缸筒固定式。T?aT? 進(jìn)給液壓系統(tǒng)設(shè)計(jì) 負(fù)載分析負(fù)載分析中，暫且不考慮回油腔的背時(shí)壓力，所以需要考慮的力有：工作阻力、系統(tǒng)摩擦阻力、重力和慣性力。對(duì)要求高或要求耐磨的軸或軸段要進(jìn)行表面處理，以及表面強(qiáng)化處理(如噴丸、輻壓等)和化學(xué)處理(如滲碳、滲氮、氮化等)，以提高其強(qiáng)度（尤其疲勞強(qiáng)度）和耐磨、耐腐蝕等性能。查《金屬切削手冊(cè)》選擇標(biāo)準(zhǔn)圓柱錐柄麻花鉆中等長(zhǎng)度第一系列，刀具直徑為 10mm,鉆頭與主軸用莫氏錐孔連接。由此可確定鉆床主軸行程為 100mm，也就是液壓缸行程為 100mm。 [15]鉆床在加工時(shí)，主軸要作高速的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)和進(jìn)給運(yùn)動(dòng)。與單片機(jī)相比，它的輸入/輸出端更接近現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備，不需添加太多的中間部件，這樣可以大大的節(jié)省用戶的開發(fā)時(shí)間與生產(chǎn)成本。（二）傳動(dòng)類型的選擇機(jī)械傳動(dòng)類型的選擇關(guān)系到傳動(dòng)系統(tǒng)的方案設(shè)計(jì)和工作性能參數(shù)。這方面的工作稱為執(zhí)行系統(tǒng)的協(xié)調(diào)設(shè)計(jì)。基于 PLC 的臺(tái)式鉆床控制系統(tǒng)改造及其進(jìn)給系統(tǒng)設(shè)計(jì) 作者：田素坤 第 4 頁(yè) 共 31 頁(yè) 執(zhí)行系統(tǒng)的功能原理設(shè)計(jì)功能原理設(shè)計(jì)決定產(chǎn)品的技術(shù)水平、工作質(zhì)量、傳動(dòng)方案、結(jié)構(gòu)型式、制造成本等。為了實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化控制的要求，主軸進(jìn)給機(jī)構(gòu)改進(jìn)主要有：主軸旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)依然由電動(dòng)機(jī)傳入，而進(jìn)給則由液壓傳動(dòng)替代手動(dòng)的齒條傳動(dòng)，通過液壓控制系統(tǒng)來實(shí)現(xiàn)進(jìn)給動(dòng)作?；?PLC 的臺(tái)式鉆床控制系統(tǒng)改造及其進(jìn)給系統(tǒng)設(shè)計(jì) 作者：田素坤 第 2 頁(yè) 共 31 頁(yè) 當(dāng)前傳統(tǒng)鉆床問題的存在主要在于自動(dòng)化程度、生產(chǎn)效率、工作環(huán)境及產(chǎn)品質(zhì)量。通常鉆頭旋轉(zhuǎn)為主運(yùn)動(dòng)，鉆頭軸向移動(dòng)為進(jìn)給運(yùn)動(dòng)。設(shè)計(jì)的重點(diǎn)在于進(jìn)給系統(tǒng)的設(shè)計(jì)和 PLC 控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)。最后，利用 PLC 可編程控制器對(duì)液壓回路等進(jìn)行控制。鉆床的特點(diǎn)是工件固定不動(dòng)，刀具做旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng).由現(xiàn)存的狀況分析我們可以看出，在機(jī)床加工中鉆床的加工工作量在總制造工作量中占有很大的比重。通過對(duì)鉆床機(jī)構(gòu)的改造來實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化控制的要求，提高產(chǎn)品的加工精度及質(zhì)量；通過導(dǎo)入先進(jìn)的控制系統(tǒng)來進(jìn)行自動(dòng)操控，從而實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化，便于導(dǎo)入到其它生產(chǎn)流程中去。（3）控制系統(tǒng) 當(dāng)前機(jī)床控制系統(tǒng)主要由計(jì)算機(jī)數(shù)控、繼電器電氣控制和 PLC控制等，由于繼電器電氣控制系統(tǒng)，其聯(lián)動(dòng)關(guān)系復(fù)雜，維修困難，故障率高，經(jīng)常影響正常生產(chǎn)，計(jì)算機(jī)數(shù)控造價(jià)高、系統(tǒng)復(fù)雜，而 PLC 控制系統(tǒng)可靠性好、造價(jià)低、抗干擾能力強(qiáng)、柔性好、編程簡(jiǎn)單、使用方便、擴(kuò)充靈活、功能完善，所以我們利用 PLC 控制技術(shù)來實(shí)現(xiàn)對(duì)進(jìn)給系統(tǒng)和夾緊系統(tǒng)的控制。改造后全自動(dòng)鉆床能實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化連續(xù)生產(chǎn)，提高了生產(chǎn)率，符合了工廠的生產(chǎn)需求，適應(yīng)了現(xiàn)代機(jī)械加工業(yè)的發(fā)展要求。 [5]在完成了執(zhí)行系統(tǒng)的方案設(shè)計(jì)和原動(dòng)機(jī)的預(yù)選型后，即可根據(jù)執(zhí)行機(jī)構(gòu)所需要的運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力條件及原動(dòng)機(jī)的類型和性能參數(shù)，進(jìn)行傳動(dòng)系統(tǒng)的方案設(shè)計(jì)。 2）原動(dòng)機(jī)的機(jī)械特性和調(diào)速性能?；?PLC 的臺(tái)式鉆床控制系統(tǒng)改造及其進(jìn)給系統(tǒng)設(shè)計(jì) 作者：田素坤 第 8 頁(yè) 共 31 頁(yè)第 3 章 鉆床進(jìn)給系統(tǒng)的設(shè)計(jì) 進(jìn)給系統(tǒng)概述與分析 傳統(tǒng)的臺(tái)式鉆床主軸進(jìn)給系統(tǒng)主要由主軸、主軸套筒、主軸套筒鑲套、齒輪齒條和軸承等組成。圖 31 普通臺(tái)式鉆床進(jìn)給系統(tǒng)簡(jiǎn)圖主軸套筒鑲套 推力球軸承 主軸套筒 主軸 深溝球軸承齒輪齒條手動(dòng)進(jìn)給系統(tǒng) 主軸箱1 1 234567基于 PLC 的臺(tái)式鉆床控制系統(tǒng)改造及其進(jìn)給系統(tǒng)設(shè)計(jì) 作者：田素坤 第 9 頁(yè) 共 31 頁(yè) 進(jìn)給系統(tǒng)方案圖的確定全自動(dòng)鉆床是在原有臺(tái)式鉆床的結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)上進(jìn)行改造設(shè)計(jì)的，所以，我們首先要對(duì)普通臺(tái)式鉆床的進(jìn)給系統(tǒng)仔細(xì)的研究。主軸進(jìn)給液壓缸在工作中受到作用力可以分為三個(gè)階段分析。 切削力的計(jì)算鉆床切削力的計(jì)算包括鉆床主軸轉(zhuǎn)矩計(jì)算和主軸軸向切削力的計(jì)算。M,液壓力為對(duì)稱受為，合力方向沿鉆床主軸方向，大小與進(jìn)給切削力 相fF互抵消。 [7]工進(jìn)時(shí)，液壓缸要克服工作阻力（主軸軸向切削力）和系統(tǒng)摩擦力，此時(shí)系統(tǒng)重力起到動(dòng)力作用。2PaM表 34 液壓缸參考背壓系統(tǒng)類型 背壓 （ ）2PaM回油路上有節(jié)流閥的調(diào)速系統(tǒng) ～回油路上有調(diào)速閥的調(diào)速系統(tǒng) ～回油路上裝有背壓閥 ～帶補(bǔ)油泵的閉式回路 ～基于 PLC 的臺(tái)式鉆床控制系統(tǒng)改造及其進(jìn)給系統(tǒng)設(shè)計(jì) 作者：田素坤 第 18 頁(yè) 共 31 頁(yè)由表 31 主軸零件選用表可知，活塞桿兩端要裝軸承。（三）液壓缸各工作階段的工作壓力、流量和功率計(jì)算根據(jù)液壓缸的負(fù)載圖和速度圖以及上述液壓缸的計(jì)算數(shù)值，可以計(jì)算出液壓缸工作各階段的壓力、流量和功率。 [10]由于快進(jìn)快退和工進(jìn)時(shí)的速度不一樣，所以系統(tǒng)要有調(diào)整裝置。工作循環(huán)過程中電磁鐵動(dòng)作表（表 36）：表 36 電磁鐵動(dòng)作表工作階段 1Y 2Y 3Y 4Y快進(jìn) + 工進(jìn) + + +停留 + +快退 + （五）液壓元件的選擇液壓泵的選擇液壓泵的最高工作壓力可按下式計(jì)算： ????Pp1式中， ——液壓泵的最高工作壓力pP——液壓缸的最大工作壓力；查表 35 = 1PaM——進(jìn)油管路總壓力損失；初算時(shí)簡(jiǎn)單系統(tǒng)可?取 ～ ，復(fù)雜系統(tǒng)可取 ～。其額定功率為 3，滿載轉(zhuǎn)速為 960 。由于它采用傳統(tǒng)的繼電器和接觸器的聯(lián)鎖觸點(diǎn)構(gòu)成順序控制，該觸點(diǎn)的壽命與接觸不良常常使得機(jī)器的故障率提高，發(fā)生故障時(shí)又很難找到故障。（7） 體積小，能耗低。 [16]主軸快退：計(jì)時(shí)器 T38 完成 5S 計(jì)時(shí)后，三位四通電磁閥電磁鐵 2Y 得電，二位二通電磁閥電磁鐵 3Y 和二位三通電磁閥 4Y 失電復(fù)位，液壓控制系統(tǒng)接入快退油路，主軸快退。液壓傳動(dòng)[M].北京：化學(xué)工業(yè)出版社，2022. 281742[2] [M].電工技術(shù)（第五版）.北京：高等教育出版式社，1999. 336391[3] 許福玲，[M].北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2022. 6193[4] [M].北京：機(jī)械工業(yè)出版社，1993. 111—337[5] 席偉光，楊光，[M].北京：高等教育出版社，2022. 163210[6] 鐘毅芳，吳昌林，[M].：華中科技大學(xué)出版社， [7] [M].廣洲：華南理工大學(xué)出版社，1998. 645[8] 鄧則名，鄺穗芳，[M].北京：機(jī)械工業(yè)出版社，[9] 鄧則名，鄺穗芳. 電器與可編程控制器應(yīng)用技術(shù)[M].北京：機(jī)械工業(yè)出版社，[10] [M].上海:上海科學(xué)技術(shù)出版社，[11]王巍，[M].北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2022. 2255[12][M].：機(jī)械工業(yè)出版社，2022. 5880[13][M].：機(jī)械工業(yè)出版社，2022. 2652[14][M].重慶：重慶大學(xué)出版社，1994. 5241[15][M].北京：機(jī)械工業(yè)出版社，1026[16][M].遼寧：遼寧科學(xué)技術(shù)出版社，[17][M].北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2022. 138782[18][M].北京：機(jī)械工業(yè)出版社，1996. 1446[19] PLC 應(yīng)用[M].北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2022. 38182[20][M].上海：上?？茖W(xué)技術(shù)出版社，基于 PLC 的臺(tái)式鉆床控制系統(tǒng)改造及其進(jìn)給系統(tǒng)設(shè)計(jì) 作者：田素坤 第 31 頁(yè) 共 31 頁(yè)致謝本文論文的主要內(nèi)容寫作始終都是在導(dǎo)師徐偉、蔡田芳老師的悉心指導(dǎo)下完成的。章節(jié)中包括控制設(shè)備的選取、控制過程的分析、控制原理的說明、控制元件的選擇和控制程序的編寫等。 [8]為了使 PLC 在寫入控制程序后進(jìn)入穩(wěn)定狀態(tài)后執(zhí)行和便于操作人員進(jìn)行初態(tài)監(jiān)控，在寫入控制程序 5S 后，主軸電機(jī)和液壓泵電機(jī)電路上的交流接觸器 KM1 和 KM2閉合，主軸電機(jī)和液壓泵電機(jī)啟動(dòng)。（3） 可靠性高，抗干擾能力強(qiáng)。PLC 舉起于 20 世紀(jì) 70 年代，是微機(jī)技術(shù)與繼電器常規(guī)控制技術(shù)相結(jié)合的產(chǎn)物。所以泵的額定壓力(?.6)pP為：= =液壓泵的最大流量 應(yīng)滿足下面公式：pq)(maxqKLP??式中， ——液壓泵的最大流量p ——同時(shí)動(dòng)作的各執(zhí)行元件所需流量之和的最大maxq值。工進(jìn)時(shí)，電磁鐵 1Y、3Y 和 4Y 得電，三位四通電磁閥 6 接入左位，二位二通換向閥 7 接入左位，二位三通電磁閥 6 位入左位，液壓泵 3 供油經(jīng)調(diào)整閥 8進(jìn)入液壓缸 9 上腔，回油經(jīng)三位四通電磁閥 二位三通電磁閥 6 和溢流閥 4回油箱。因此計(jì)算液壓缸工作各階段的壓力、流量和功率如下表示（表 35）：表 35 液壓缸所需的實(shí)際流量、壓力和功率進(jìn)油壓力 回油壓力 所需流量 輸入功率工作循環(huán) 計(jì)算公式 jP（ ）aMn（ ）aPq（ min/L）P（ ）kw