两工位钻孔攻丝组合机床液压控制系统的设计.doc
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1、 学号: 毕业设计说明书设计题目:两工位钻孔、攻丝组合机床 液压控制系统的设计 系 部 机械电子系 专 业 机电一体化 班 级 机电102班 姓 名 指导教师 2012年10月17日摘 要本课题主要研究的是用PLC控制的两工位钻孔攻丝组合机床的运作。两工位钻孔攻丝组合机床经系统通电后能自动完成工件的钻孔和攻丝加工,此机床主要由床身、移动工作台、夹具、钻孔滑台、钻孔动力头、攻丝滑台、攻丝动力头、滑台移动控制凸轮和液压系统组成。工作台的移动包括左移、右移及夹具的动作包括加紧和放松,钻孔滑台的移动包括前移和后移,均由液压系统执行,其中钻孔滑台和攻丝滑台的移动是通过控制凸轮来控制滑台移动液压系统的液压
2、阀实现的,电气系统不参与。只需启动控制凸轮点击即可,但要注意凸轮转动的周期。该系统由PLC的控制,工作台和滑台的移动将严格的按规定的时序同步进行,使两种运动密切配合,提高实际生产的工作效率。关键词 组合机床 PLC控制 程序编程 调试 Abstract The main research of this paper is to use PLC to control the two position drilling combined machine tool operation. Two position drilling combined machine tool the system po
3、wer can automatically complete the drilling and tapping machine, which is mainly composed of a bed body, movable bench, fixture, drilling, drilling, tapping power head slider slider, tapping power head, slider mobile control cams and hydraulic system. Work bench mobile includes shift left, right and
4、 jig moves include a stepped up and relax, drilling the movement of the sliding platform includes forward and backward, implementation by the hydraulic system, wherein the drilling platform and tapping the movement of the sliding platform is controlled by a cam to control a slider mobile hydraulic s
5、ystem hydraulic valve, electrical system does not participate in. Just start the control cam click, but attention should be paid to the cam rotation cycle. The system consists of a PLC control, work station and the movement of the sliding platform will be strictly in accordance with the provisions o
6、f the timing synchronization, the two movement closely, improve production efficiency.Key words combination machine tool control procedures PLC programming debugging目 录摘 要.错误!未定义书签。Abstract.I前言.(1)正 文1 组合机床设计简介1.1 组合机床加工方式.(2) 1.2 组合机床的发展.(2) 1.3 组合机床部件分类.(2)1.4 组合机床的发展.(3)1.5 在中小批量生产组合机床是如何应用.(3)2可
7、编程控制器的概述2.1 可编程控制器的由来.(4)2.2 可编程控制器的特点(5)2.3 可编程控制器的应用领域(6)2.4 可编程控制器的发展趋势(6)2.5 PLC的结构(7)2.6 PLC的基本技术特征.(9)3两工位钻孔攻丝组合机床的设计3.1 两工位钻孔攻丝组合机床示意图(10)3.2 两工位钻孔攻丝组合机床的控制要求(11)3.3 动力滑台液压系统的工作原理(13)3.4 液压缸参数的计算.(14) 3.5 各液压缸工作循环时的工作参数表.(16)3.6 液压系统的发热和温升验算.(18)3.7 组合机床控制系统设计.(18)3.8 硬件接线图设计.(19)3.9 软件系统设计.(
8、19)4系统的调试4.1 FXGP/WIN软件应用(21)4.2 上机调试步骤(22)5 小 结(23)致 谢(24)参考文献(25)前言组合机床 transfer and unit machine 组合机床是以通用部件为基础 配以按工件特定形状和加工工艺设计的专用部件和夹具 组成的半自动或自动专用机床。 二十世纪 70 年代以来 随着可转位刀具、密齿铣刀、镗孔尺寸自动检测和刀具自动补偿技术的发展 组合机床的加工精度也有所提高。铣削平面的平面度可达0.05毫米1000毫米表面粗糙度可低达0.63微米镗孔精度可达IT76级孔距精度可达 0.02微米。专用机床是随着汽车工业的兴起而发展起来的。在专
9、用机床中某些部件因重复使用逐步发展成为通用部件因而产生了组合机床。 最早的组合机床是1911年在美国制成的用于加工汽车零件。初期各机床制造厂都有各自的通用部件标准。为了提高不同制造厂的通用部件的互换性,便于用户使用和维修1953年美国福特汽车公司和通用汽车公司与美国机床制造厂协商确定了组合机床通用部件标准化的原则即严格规定各部件间的联系尺寸,但对部件结构未作规定。组合机床是以通用部件为基础配以按工件特定外形和加工工艺设计的专用部件和夹具组成的半自动或自动专用机床。它一般采用多轴、多刀、多工序、多面或多工位同时加工的方式生产效率比通用机床高几倍至几十倍。由于通用部件已经标准化和系列化可根据需要灵
10、活配置能缩短设计和制造周期。因此组合机床兼有低成本和高效率的优点 在大批、大量生产中得到广泛应用 并可 用以组成自动生产线。组合机床一般用于加工箱体类或非凡外形的零件。加工时工件一般不旋转由刀具的旋转运动和刀具与工件的相对进给运动来实现钻孔、扩孔、锪孔、铰 孔、镗孔、铣削平面、切削内外螺纹以及加工外圆和端面等。有的组合机床采用车削头夹持工件使之旋转由刀具作进给运动也可实现某些回转体类零件 ( 如飞轮、汽车后桥半轴等)的外圆和端面加工。专用机床是随着汽车工业的兴起而发展起来的。在专用机床中某些部件因重 复使用逐步发展成为通用部件因而产生了组合机床。 第一章 组合机床设计简介组合机床(transf
11、er and unit machine)组合机床是以通用部件为基础,配以按工件特定形状和加工工艺设计的专用部件和夹具,组成的半自动或自动专用机床。 1.1 组合机床加工方式组合机床一般采用多轴、多刀、多工序、多面或多工位同时加工的方式,生产效率比通用机床高几倍至几十倍。由于通用部件已经标准化和系列化,可根据需要灵活配置,能缩短设计和制造周期。因此,组合机床兼有低成本和高效率的优点,在大批、大量生产中得到广泛应用,并可用以组成自动生产线。组合机床一般用于加工箱体类或特殊形状的零件。加工时,工件一般不旋转,由刀具的旋转运动和刀具与工件的相对进给运动,来实现钻孔、扩孔、锪孔、铰孔、镗孔、铣削平面、切
12、削内外螺纹以及加工外圆和端面等。有的组合机床采用车削头夹持工件使之旋转,由刀具作进给运动,也可实现某些回转体类零件(如飞轮、汽车后桥半轴等)的外圆和端面加工。 1.2 组合机床的发展史二十世纪70年代以来,随着可转位刀具、密齿铣刀、镗孔尺寸自动检测和刀具自动补偿技术的发展,组合机床的加工精度也有所提高。铣削平面的平面度可达0.05毫米1000毫米,表面粗糙度可低达2.50.63微米;镗孔精度可达IT76级,孔距精度可达O.03O.02微米。专用机床是随着汽车工业的兴起而发展起来的。在专用机床中某些部件因重复使用,逐步发展成为通用部件,因而产生了组合机床。最早的组合机床是1911年在美国制成的,
13、用于加工汽车零件。初期,各机床制造厂都有各自的通用部件标准。为了提高不同制造厂的通用部件的互换性,便于用户使用和维修,1953年美国福特汽车公司和通用汽车公司与美国机床制造厂协商,确定了组合机床通用部件标准化的原则,即严格规定各部件间的联系尺寸,但对部件结构未作规定。 1.3 组合机床部件分类通用部件按功能可分为动力部件、支承部件、输送部件、控制部件和辅助部件五类。动力部件是为组合机床提供主运动和进给运动的部件。主要有动力箱、切削头和动力滑台。支承部件是用以安装动力滑台、带有进给机构的切削头或夹具等的部件,有侧底座、中间底座、支架、可调支架、立柱和立柱底座等。输送部件是用以输送工件或主轴箱至加
14、工工位的部件,主要有分度回转工作台、环形分度回转工作台、分度鼓轮和往复移动工作台等。控制部件是用以控制机床的自动工作循环的部件,有液压站、电气柜和操纵台等。辅助部件有润滑装置、冷却装置和排屑装置等。 1.4 组合机床的发展为了使组合机床能在中小批量生产中得到应用,往往需要应用成组技术,把结构和工艺相似的零件集中在一台组合机床上加工,以提高机床的利用率。这类机床常见的有两种,可换主轴箱式组合机床和转塔式组合机床。组合机床未来的发展将更多的采用调速电动机和滚珠丝杠等传动,以简化结构、缩短生产节拍;采用数字控制系统和主轴箱、夹具自动更换系统,以提高工艺可调性;以及纳入柔性制造系统等。 1.5 在中小
15、批量生产中组合机床是如何应用的组合机床是以通用部件为基础,配以按工件特定外形和加工工艺设计的专用部件和夹具,组成的半自动或自动专用机床。它一般采用多轴、多刀、多工序、多面或多工位同时加工的方式,生产效率比通用机床高几倍至几十倍。由于通用部件已经标准化和系列化,可根据需要灵活配置,能缩短设计和制造周期。因此,组合机床兼有低成本和高效率的优点,在大批、大量生产中得到广泛应用,并可用以组成自动生产线。组合机床一般用于加工箱体类或非凡外形的零件。加工时,工件一般不旋转,由刀具的旋转运动和刀具与工件的相对进给运动,来实现钻孔、扩孔、锪孔、铰孔、镗孔、铣削平面、切削内外螺纹以及加工外圆和端面等。有的组合机
16、床采用车削头夹持工件使之旋转,由刀具作进给运动,也可实现某些回转体类零件(如飞轮、汽车后桥半轴等)的外圆和端面加工。专用机床是随着汽车工业的兴起而发展起来的。在专用机床中某些部件因重复使用,逐步发展成为通用部件,因而产生了组合机床。最早的组合机床是1911年在美国制成的,用于加工汽车零件。初期,各机床制造厂都有各自的通用部件标准。为了提高不同制造厂的通用部件的互换性,便于用户使用和维修,1953年美国福特汽车公司和通用汽车公司与美国机床制造厂协商,确定了组合机床通用部件标准化的原则,即严格规定各部件间的联系尺寸,但对部件结构未作规定。通用部件按功能可分为动力部件、支承部件、输送部件、控制部件和
17、辅助部件五类。动力部件是为组合机床提供主运动和进给运动的部件。主要有动力箱、切削头和动力滑台。为了使组合机床能在中小批量生产中得到应用,往往需要应用成组技术,把结构和工艺相似的零件集中在一台组合机床上加工,以提高机床的利用率。这类机床常见的有两种,可换主轴箱式组合机床和转塔式组合机床。组合机床未来的发展将更多的采用调速电动机和滚珠丝杠等传动,以简化结构、缩短生产节拍;采用数字控制系统和主轴箱、夹具自动更换系统,以提高工艺可调性;以及纳入柔性制造系统等。第二章 可编程控制器的概述可编程序控制器是以微处理器为核心的工业自动控制通用装置,其种类繁多,不同厂家的产品各有特点,且有一定的区别,但作为工业
18、标准设备,可编程序控制器具有一定的共性。2.1可编程序控制器的由来20世纪60年代,人们曾试图用小型计算机来实现工业控制代替传统的继接触器控制,但因价格昂贵、输入输出电路布匹配、编程复杂等原因,而没能得到推广和应用。60年代末,美国通用汽车公司(GM)为了适应汽车型号不断翻新的需要,提出需要有这样一种靠在设备,即它的继电控制系统设计周期短,更改容易,接线简单,成本低;它能把计算机的许多功能和继电控制系统结合起来,但编程又比计算机简单易学,操作方便;系统通用性强。1969年美国DEC公司研制出第一台可编程控制器,用在GM公司生产线上获得成功。其后日本、德国等相继引入,可编程控制器迅速发展起来。这
19、一时期它主要用于顺序控制。虽然也采用了计算机的设计思想,但实际上只能进行逻辑控制,故称为“可编程序逻辑控制器(Programmable Logic Cntroller)”,简称为PLC。2.2 可编程序控制器的特点 (1)抗干扰能力强,可靠性高 继电接触器控制系统虽有较好的抗干扰能力,但使用了大量的机械触头,使设备连线复杂,由于器件的老化、脱焊、触头的抖动及触头在开闭时受电弧的损害大大降低了系统的可靠性。而PLC采用微电子技术,大量的开关动作由无触点的电子存储器件来完成,大部分继电器和繁杂的连线被软件程序所取代,故寿命长,可靠性大大提高。微机虽然具有很强的功能,但抗干扰能力差,工业现场的电磁干
20、扰,电源波动,机械振动,温度和湿度的变化,都可能使一般通用微机不能正常工作。而 PLC在电子线路、机械结构以及软件结构上都吸取了生产控制经验,主要模块均采用了大规模与超大规模集成电路,I/O系统设计有完善的通道保护与信号调理电路;在结构上对耐热、防潮、防尘、抗震等都有精确考虑;在硬件上采用隔离、屏蔽、滤波、接地等抗干扰措施;在软件上采用数字滤波等抗干扰和故障诊断措施。所有这些使PLC具有较高的抗干扰能力,目前各生产厂家生产的PLC,平均无故障时间都大大超过了IEC规定的10万小时,有的甚至达到了几十万小时。 (2)控制系统结构简单、通用性强、应用灵活 PLC产品均成系列化生产,品种齐全,外围模
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