车床液压系统PLC控制系统设计.pdf

第 3 期 总第 4 O 期 2 0 1 0年 5月 流体锘动与 控副 Fl u i d P o we r T mn s mi s s i o n a n d Co n t r o l N o 3 S e r i a l N o 4 0 Ma y 2 01 0 车床液压系统 P L C 控制系统设计 朱绍 胜 淮安信息职业技术学院江苏淮安2 2 3 0 0 3 摘要 介绍了一种车床的典型液压控制回路 给 i 了液压控制回路图及其工作原理 然后用 P L C进行液压控制系统 设计 提供了硬件及软件设计方案 关键词 液压控制回路 可编程序控制器 设计 中图分类号 T H1 3 7 文献标识码 B 文章编号 1 6 7 2 8 9 0 4 2 0 1 0 0 3 0 0 4 0 0 0 3 引 言 在机械工业中 传统普通车床仍 占有相 当比例 其 中部分车床采用液压 系统来控制刀具 的 自动切 换 机床 电气控制部分多应用继 电器 接触器控 制来实现 这类系统元器件多 体积大 连线复杂 可 靠性和可维护性低 故障率高 工作效率低 而随着 计算机技术 电子技术等的发展 计算机控制技术在 液压传动控制中也得到了广泛 的应用 以计算机技 术为核心的 P L C 可编程序控制器 具有抗干扰性 强 运行可靠等诸多优点在工业 自动化领域已被广 泛应用 1 J 本文即是利用 P L C控制技术 对传统液压 回路进行系统控制设计 变传统 电气控制为 P L C控 制 1 工 作原 理 1 1车 床 液 压 控 制 回路 的 液 压 元 件 构 成 此车床液压控制 回路主要 由以下原件组成 左 夹紧液压缸用于夹紧工件和卸下工件 中横向进给 液压缸带动刀具横向进给 右纵向进给液压缸带动 刀具纵向进给 6个 电磁换 向阀控制进 给液压缸 的 前进与后退 2个调速阀控制进给液压缸进给速度 双联泵提供液压油输出 另外采用 3 个单向阀控制 液压油流动方向 减压阀和压力继电器监控夹紧缸 的油压 1 2车床 液压 控制 回路 的 T 作 原理 液压控制 回路如图 1 所示 其作用主要是能够 控制车床完成完整的切削加工过程 并且工作一个 循环 分为 8 个步聚 1 装件夹紧 2 横快进 3 横工 进 4 纵工进 5 横快退 6 纵快退 7 卸下工件 8 原位停 止 各步 骤 的切换分别 由行 程开 关 S Q1 收稿 日期 2 0 0 9 0 8 2 4 作者简介 朱 绍胜 1 9 7 5 一 男 江苏淮安 人 硕士 主要从事 金属切 削加工 先进制造技术 的教学与科研 工作 图 1 车床液压控制系统 S Q 2 S Q 3 S Q 4 S Q 5 S Q 6 S Q 7控制 具体工作循环 如图 2所示 行程开关用于控制液压 回路中 6个电 磁换向阀电磁铁的通电与否 进而改变液压油流向 影响液压缸实现动作顺序 完成切削过程 断电情况 如表 I 所示 原 位 停 止 装件夹紧 l 卸下工件 图 2 工 作循 环 图 1 装件夹紧 接通液压回路电源 按下启动按 钮 S B 1 电磁铁 6 Y A 7 Y A通 电 5 Y A失电 两阀右 位接人液压回路 双联泵左侧高压小流量泵提供高 压液压油 保证夹紧力 此时夹紧液压缸右腔进油 活塞左移 完成T件的夹紧 朱绍胜 车床液压系统 P L C控制系统设 计 4 1 表 1电磁 铁 动 作 顺 序 表 电磁铁 电磁铁通 电情况 工 作 环 磊 1 Y A 2 Y A 3 Y A 4 Y A 5 Y A 6 Y A 7 Y A 一 一 一 1 装件夹紧 一 一 2 横快进 十 一 一 一 一 一 3 横丁进 一 一 一 4 纵工进 一 十 5 横快退 一 一 一 一 6 纵快退 一 一 一 一 一 一 7 卸下工件 一 一 一 一 8 原位停止 一 一 一 一 一 一 2 横快进 活塞左移到一定位置 工件夹紧后 压下行程开关 S Q1 此时 7 Y A断电使双联泵右侧低 压大流量泵提供大流量液压油 1 Y A通电使该 阀左 位接通 横 向进给液压缸下腔进油 带动刀具快进 实现横向快进动作 3 横工进 当横 向进给液压缸到达切削加工 区 域时 压下行程开关 S Q 2 此时电磁铁 1 Y A 3 Y A 6 Y A 7 Y A通电 此处快速油路 切断 液压油从其右 侧调速阀经过 从而控制横向液压缸进给速度 完成 横向工进 对工件进行横向切削加工 4 纵工进 横 向进 给液 压缸到达一定位置 时 压 下行 程开关 S Q 3 此 时 电磁 铁 1 Y A 2 Y A 3 Y A 4 YA 6 Y A 7 Y A通 电 纵 向进 给液压缸右腔进 油 回油从调速阀经过 液压缸带动刀具进行纵 向切 削加工 完成纵工进给动作 5 横快退 纵向切削加工完成后 进给液压缸 压下行程开关 S Q 4 I Y A 3 Y A 7 Y A断 电 使双联泵 低压大流量提供液压油 横 向液压缸带动刀具快速 后 退 6 纵快退 横快退完成后 液压缸压下行程开 关 S Q 5 此时电磁铁 2 Y A 4 Y A断电 使两 阀右位接 通 纵 向进给液压缸左腔进油 带动刀具完成纵 向快 速后退动作 7 卸下工件 纵快退动作完成后 液压缸压下 行程开关 S Q 6 此 时电磁铁 5 Y A 7 YA得 电 6 Y A断 电 使双联泵左侧高压小流量泵提供高压液压油 保 证卸下工件动作平稳进行 完成卸下工件动作 8 原位停止 卸下T件后 活塞杆退 回原位 压 下行程开关 S Q 7 此时所有电磁铁都断 电 液压系统 恢复原始停止状态 2 P L C控 制 系统设计 P L C是一种专 门为在工业环境下应用而设计的 数字运算操作的电子装置 它采用可编程序的存储 器 用来在其 内部存储执行逻辑运算 顺序运算 计 时 计数和算术运算等操作的指令 并能通过数字式 或模拟式 的输入和输 出 控制各种类型的机械或生 产过程 目前 P L C在国内外已广泛应用于钢铁 石油 化工 电力 建材 机械制造 汽车 轻纺 交通运输 环保及文化娱乐等各个行业 在各个领域 的应用都 得到了广泛的发展 P L C具有自己的特点 1 可靠性 高 抗干扰能力强 P L C由于采用现代大规模集成 电 路技术 采用严格 的生产工艺制造 内部电路采取了 先进 的抗干扰技术 具有很高的可靠性 例如三菱公 司生产的 F系列 P L C平均无故障时问高达 3 0万小 时 2 配套齐全 功能完善 适用性强 现代 P L C大 多具有完善的数据运算能力 可用于各种数字控制 领域 目前 已经渗透到 了位置控制 温度控制 C N C 等各种工业控制 中 3 易学易用 深受工程技术人员 欢迎 P L C作为通用工业控制计算机 接 口容易 编 程语言简单 容易掌握 4 系统的设计 建造工作量 小 维护方便 容易改造 5 体积小 重量轻 能耗f 玛 本设 计采用 三菱 F X2 N一 3 2 MR型 P L C进行控 制设计 2 1液 压回路 控 制 系统硬 件设 计 系统 中输入信号 由行程开关及按钮产生 其中 按钮 S B 1 控制系统启动 按钮 S B 2控制 系统停止 输出信号主要控制液压回路中的7个电磁阀 P L C 硬件具体输入输 出分配如表 2所示 2 2液压 回路 控 制 系统软 件设 计 根据前文所述 的控制要求 可绘制 出 P L C梯形 图 如 图 3所示 3 结 束 语 4 2 流体锋动与 控副 2 0 1 0 年 第3 期 图 3 PL C 控 制 梯 形 图 表 2 输入输 出分配表 工作循环 输入 输出 外设 名称 输入端子 外设名称 输出端子 启动 S B 1 X 8 Y A1 Y 1 停止 S B 2 X 9 Y A 2 Y 2 横快进 S QI X 1 Y A 3 Y 3 横工进 S Q 2 X 2 Y A 4 Y 4 纵工进 S Q 3 X 3 Y A 5 Y 5 横快退 S Q 4 X 4 Y A 6 Y 6 纵快退 S Q 5 X 5 Y A7 Y 7 卸下工件 S Q 6 X 6 原位停 止 S Q 7 X 7 对传统的液压 回路控制 由继电器 接触器控 制系统变为 P L C控制 可充分利用 P L C控制的优 点 增加控制的灵活性 让 电磁 阀与计算机相联接 可实现数据处理 的自动化 使得 自动化程度越来越 高 P L C控制系统具有很好的柔性 特别是改变工艺 路线时 只需改变控制程序 系统元件不需重新安 装 不需改变电气控制柜中继 电器硬接线逻辑 投资 较少 灵活性大大提高 故障率低 使用起来更加方 便 3 1 参 考 文 献 1 孙小权 基于 P L C的液压实验台控制系统改造设计 J 应 用科技 2 0 0 6 3 3 1 1 2 3 2 5 2 P L C百度百科 E B O L h t t p b a i k e b a i d u c o m v i e w 1 3 5 6 1 ht m 2 00 9 0 8 1 8 3 许焰 基于 P L C的液压动力滑台控制系统改造 J 液压与 气 动 2 0 0 4 1 2 6 6 6 7 De s i g n o f PLC Co n t r o l f o r La t he Hy d r a ul i c S y s t e m Zh u S h a o s he n g 中国液气密工业协会第二次在辽宁阜新 召开会议 授予阜新 泸州 奉化三个国家产业集群示范基地 2 0 1 0 年 3 月 2 6 13 到2 7日 中国液压气动密封件工业协会六届一次常务理事会议在辽宁阜新市 召开 上海液压气动密封行业协会顾智毅会长 袁才