【正文】 首先對(duì)徐偉、蔡田芳老師致以最崇高的敬意和誠(chéng)摯的感謝！是他們引導(dǎo)、鼓勵(lì)我在一個(gè)嶄新的領(lǐng)域里進(jìn)行了有意的探索，并幫助我克服了種種困難！徐老師嚴(yán)謹(jǐn)?shù)目蒲袘B(tài)度、平易近人的作風(fēng)、強(qiáng)烈的創(chuàng)新意識(shí)、敏銳的洞察力、淵博的知識(shí)、開闊的眼界，一絲不茍的敬業(yè)精神都一直是我學(xué)習(xí)的榜樣，從蔡老師那里我學(xué)到了許多有益的思想方法和寶貴的經(jīng)驗(yàn)，并將終生影響我對(duì)學(xué)習(xí)、工作和生活的態(tài)度。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 30 頁(yè) 共 31 頁(yè)參考文獻(xiàn)[1] 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 30 頁(yè) 共 31 頁(yè)第 5 章 設(shè)計(jì)總結(jié) 自動(dòng)鉆床的設(shè)計(jì)是在原有傳統(tǒng)鉆床的基礎(chǔ)上進(jìn)行改造和設(shè)計(jì)的，本設(shè)計(jì)主要是導(dǎo)入液壓進(jìn)給系統(tǒng)和 PLC 控制系統(tǒng),主軸的進(jìn)給由液壓控制，并且還涉及到電氣控制部分，但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(lái)減少生產(chǎn)力的投入和工時(shí)的消耗。 鉆床進(jìn)給系統(tǒng)電氣原理圖圖 42 鉆床進(jìn)給系統(tǒng)電氣原理圖基于 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 27 頁(yè) 共 31 頁(yè)圖 42 鉆床 PLC 硬件接線圖建立資源分配表對(duì) PLC 資源進(jìn)行分配表表 41輸入/I 輸出/Q SB0 KM1 SB1 KM2 SB2 KM3 SB3 KM4 SB4 KM5 KT2 1Y KT3 2Y SQ0 3Y SQ1 4Y SQ2 HL1 HL2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 28 頁(yè) 共 31 頁(yè) PLC 控制系統(tǒng)程序設(shè)計(jì)如下圖基于 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 29 頁(yè) 共 31 頁(yè) 本章小結(jié)生產(chǎn)完成自動(dòng)化控制是設(shè)計(jì)的目的所在，本章主要介紹了如何應(yīng)用控制元件來(lái)實(shí)現(xiàn)對(duì)執(zhí)行元件的自動(dòng)化控制。主軸快退停止：主軸快退至行程開關(guān) SQ2 處時(shí)，行程開關(guān) SQ2 閉合，三位四通電磁閥電磁鐵 2Y 失電復(fù)位，主軸停止快退。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 25 頁(yè) 共 31 頁(yè)主軸停留：鉆頭完成對(duì)工件的加工后，主軸工進(jìn)行程到達(dá)終點(diǎn)，工進(jìn)行程開關(guān) SQ1 閉合，計(jì)時(shí)器 T38 開始 5S 計(jì)時(shí)，三位四通電磁閥電磁鐵 1Y 失電復(fù)位，主軸停留對(duì)加工孔進(jìn)行修磨。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。主軸電機(jī)和液壓泵電機(jī)的啟動(dòng)控制：主軸電機(jī)和液壓泵電機(jī)的啟動(dòng)控制可分別通過主軸電機(jī)和液壓泵電機(jī)電路上的交流接觸器 KM1 和 KM2 控制。除此之外，PLC 豐富的編程資源，可以在使用 PLC 控制的同時(shí)，擴(kuò)充機(jī)床的功能，使它更方便的適合于機(jī)械工廠的需要。（6） 維修工作量少，維修方便。（4） 系統(tǒng)的設(shè)計(jì)、安裝、調(diào)試工作量少。（2） 硬件配套齊全，用戶使用方便，適應(yīng)性強(qiáng)。另一方面，一些復(fù)雜的控制如：時(shí)間，計(jì)數(shù)控制，用繼電器－接觸器控制方式不方便實(shí)現(xiàn)，甚至無(wú)法實(shí)現(xiàn)。[11]目前的機(jī)床普遍采用傳統(tǒng)的繼電器－接觸器控制方式。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)。第 4 章 自動(dòng)鉆床控制系統(tǒng)設(shè)計(jì) 自動(dòng)鉆床的自動(dòng)化控制要求根據(jù)課題設(shè)計(jì)任務(wù)，可總結(jié)自動(dòng)鉆床的控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)要求如下：（1） PLC 控制與手動(dòng)控制相結(jié)合的方式實(shí)現(xiàn)；（2） 對(duì)控制元件的合理選擇；（3） 完成 PLC 控制編程； 可編程控制器 PLC 的簡(jiǎn)述PLC 即可編程控制器，其英文全稱為 Programmable Controller。Kmin/r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 23 頁(yè) 共 31 頁(yè) 本章小結(jié)在本章節(jié)自動(dòng)鉆床進(jìn)給系統(tǒng)設(shè)計(jì)中，主要包括機(jī)床主軸的設(shè)計(jì)的進(jìn)給液壓缸系統(tǒng)的設(shè)計(jì)，是整個(gè)設(shè)計(jì)中的一個(gè)重點(diǎn)。KW液壓泵驅(qū)動(dòng)電機(jī)的選擇根據(jù)已選擇的液壓泵的規(guī)格，我們可知已選液壓泵需要的驅(qū)動(dòng)功率2 ，查電機(jī)樣本表可選液壓泵驅(qū)動(dòng)電機(jī)型號(hào)為： Y132S6。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 ≥ 。另外考慮到一定的壓力儲(chǔ)備量，并確保泵的壽命，因此選泵的額定壓力 應(yīng)滿足n～ ，中低壓系統(tǒng)取小值，高壓系統(tǒng)取大值。取 =1??0.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 22 頁(yè) 共 31 頁(yè)根據(jù)上式及數(shù)據(jù)值，可計(jì)算出 = 。快退時(shí)，電磁鐵 2Y，三位四通電磁閥 5 接入右位，液壓泵 3 供油到液壓缸9 下腔，回油經(jīng)二位二通電磁閥 三位四通電磁閥 二位三通電磁閥 6 和溢流閥 4 回油箱。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)。圖 38 自動(dòng)鉆床液壓進(jìn)給系統(tǒng)控制原理圖油箱 過濾器 變量液壓泵 溢流閥 三位四通電磁閥 二位三通電磁閥 二位二通電磁閥 調(diào)速閥 液壓缸基于 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 21 頁(yè) 共 31 頁(yè)快進(jìn)時(shí)，液壓系統(tǒng)在 PLC 自動(dòng)控制下啟動(dòng)，電磁鐵 1Y 得電，三位四通電磁閥 1 接入左位，液壓泵 3 供油經(jīng)二位二通電磁閥 7 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 溢流閥 4 回油箱。根據(jù)系統(tǒng)參數(shù)可知，液壓系統(tǒng)運(yùn)動(dòng)速度不是太大，負(fù)載也不大，因此，調(diào)整系統(tǒng)選擇進(jìn)口節(jié)流調(diào)整，該調(diào)整系統(tǒng)具有較好的低速穩(wěn)定性和速度負(fù)載特性；液壓泵選用單向定量液壓泵?？紤]到系統(tǒng)工進(jìn)完后，需要定時(shí)停留，因此，換向閥選擇具有中位封閉功能的三位四通電磁換向閥。（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)。bPaM自動(dòng)鉆床快進(jìn)和工進(jìn)時(shí)，液壓缸上油缸進(jìn)油下油缸回油；快退時(shí)液壓缸下油缸進(jìn)油上油缸回油。在計(jì)算時(shí)工進(jìn)時(shí)背壓按 = 代入，bPaM快退快進(jìn)時(shí)背壓按 = 代入計(jì)算。minA即： ≥4)(2dDA???miniVqA?式中， ——流量閥的最小穩(wěn)定流量， =——液壓缸的最低速度, =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 19 頁(yè) 共 31 頁(yè)由計(jì)算可得 A=2767 ≥ =294 ,因此，液壓系統(tǒng)基本尺寸滿足最2minA2m低速度的要求。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。為了便于采用標(biāo)準(zhǔn)的密封式元件，D查表 36 對(duì)液壓缸內(nèi)徑進(jìn)行圓整。深溝球軸承選用滾動(dòng)軸承 6208 GB/T 2761994，其外徑為 80mm，查表 35 活塞桿直徑系列表，活塞桿直徑選用 =100mm。查表 34 液壓缸參考背壓表，回油路背壓選擇= 。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。tvFm?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 16 頁(yè) 共 31 頁(yè)列出主軸系統(tǒng)各運(yùn)動(dòng)階段的液壓負(fù)載計(jì)算公式及大小如下表（表 32）：表 32 液壓缸各運(yùn)動(dòng)階段負(fù)載表運(yùn)動(dòng)階段 計(jì)算公式 負(fù)載大小（N）主軸快進(jìn) F=Gη 182主軸工進(jìn) F=（ G）/ηfF2742主軸快退 F=G/η 225根據(jù)液壓缸各運(yùn)動(dòng)階段負(fù)載計(jì)算結(jié)果和已知各階段的運(yùn)動(dòng)速度，我們可以畫出負(fù)載圖（F ）和速度圖(V )如下（圖 36）：ll圖 36 液壓系統(tǒng)負(fù)載及速度簡(jiǎn)圖 液壓缸執(zhí)行元件主要參數(shù)的確定(一)初選液壓缸的工作壓力表 33 液壓設(shè)備常用的工作壓力表機(jī)床設(shè)備類型 磨床 組合機(jī) 床龍門刨床拉床農(nóng)業(yè)機(jī)械或中型工程機(jī)械液壓機(jī)、重型機(jī)械起重運(yùn)輸機(jī)械工作壓力P1/（MPa）～2.03～5 2～8 8～1010～16 20～32F（N）0182225274270 72 )(mlV（m/min） )(