半自动专用钻床液压电控系统设计_图文

1、 液压与气动 2009年第 9期 术 , 2001, 3(2 :33-35.3 干浙民 , 杨生华 . 旋转喷嘴头射程的试验研究及计算公式 J .农林机械学报 , 1998, 29(4 :145-149.4 刘萍 , 张东速 . 喷嘴几何参数对射流流场性能影响的计算研究 J .机械设计 , 2007, 24(11 :50-52.5 林府进 , 夏永军 . 高压水射流冲击压力分布规律的研究J .矿业安全与环保 , 2008, 35(1 , 8-11.6 王红霞 . 改进消防水枪性能的实验研究 D.重庆 :重庆大学 , 2004.7 Fitzgerald Janice A, Gari m ella

2、 Suresh V. A Study of the fl owfield of a confined and sub merged i m p inging jetJ .I nt . J. HeatM ass Transfer, 1998, 41(9 :1025-1034.半自动专用钻床液压电控系统设计贾玉景 , 程广振P LC Contr ol Syste m of S pecial Driller Base on Sequential Fucti on Diagra mJ I A Yu 2jing, CHE NG Guang 2zhen(湖州师范学院 信息与工程学院 , 浙江 湖州 313

3、000摘 要 :介绍了一种法兰盘孔加工专用半自动钻床的液压系统和电气控制系统 。主要讨论了液压系统的组成部份原理 , 液压执行机构的动作顺序 , 电气控制 P LC 程序的编写 , 指出了可编程控制器顺序功能图的 优点 , 以及用 P LC 继电器功能实现的方法 。关键词 :液压系统 ; 电气控制 ; P LC 程序 ; 顺序功能中图分类号 :T H13713 文献标识码 :B 文章编号 :24858( 2031 前言及电气控制系统 。 给排水 、 , 用管道系统 一 , 利用法兰联接方式 , 便于安装 、 拆卸 、 运输 , 密封可 靠 , 性能稳定 。 而且 , 对于一些易燃易爆场合 ,

4、不允许 现场焊接 , 法兰盘和管道的焊接可在加工车间完成 , 现 场施工时只需装加密封圈 , 用螺栓拧紧即可 , 大大减少 现场施工量 , 保证安全生产 。 因此法兰联接应用广泛 , 法兰盘加工量大 , 为提高加工效率 , 我们设计了法兰孔 加工专用半自动钻床 , 实现一个工作循环的自动完成 。 2 加工过程要求该专用钻床为同时在工件上钻两个孔 , 法兰盘上 均布的偶数个孔 , 在一个加工循环内自动完成 。加工 过程要求以 8孔均匀分布法兰盘为例 , 待钻孔法兰盘 手工放在机床的回转工作台上 , 夹紧缸把法兰盘定位 夹紧在回转工作台上 , 动力头双钻头转动 , 进给缸带动 动力头快速接近工件

5、, 达到规定位置时 , 由快进变为工 作进给 , 达到要求深度后 , 进给缸和动力头快速退回原 位 ; 转位缸带动回转工作台转位 45°, 进给缸带动动力, , 由快进变为工作, , 进给缸和动力头快速退回原 这样转位 3次后 , 完成一个法兰盘的加工 , 夹进缸 松开法兰盘 , 人工取下法兰盘 , 放上下一个待钻孔法兰 盘 , 开始下一个待钻孔法兰盘的加工循环 。 3 液压系统液压系统原理如图 1所示 。执行机构有 :工件夹 紧与松开缸 YG1; 动力头前进与后退缸 YG2; 回转工 作台转位缸 YG3。 3个三位四通电磁换向阀分别控制 工件夹紧与松开 、 动力头前进与后退 、 回

6、转工作台转 位 。 KP 为夹紧到位 , 开始快进信号 , S Q2为快进转工 进信号 , S Q3为工进转快退信号 , S Q1为快退到位 , 回 转工作台开始转位信号 , S Q4为回转工作台转位到位 , 开始钻下一组孔信号 , S Q5为工件松开到位 , 机床返回 初始状态信号 。 二位二通电磁换向阀与节流阀并联 , 由行程开关 S Q2控制电磁铁 Y A7的通断电 , 实现工作 进给与快进快退的转换要求 。 收稿日期 :2009202205 作者简介 :贾玉景 (1962 , 女 , 河南平顶山人 , 副教授 , 主要 从事机械设计与控制方面的教学和科研工作 。4 2009年第 9期

7、液压与气动图 1 液压系统原理图4 电气控制程序设计由前述加工过程要求可知 , 机床工作过程是有顺 序的循环动作 , 采用 P LC 的顺序功能图语言编程 , 将 一个动作周期按顺序划分为若干相连的步 , 每步用状 态器 S 表示 , 动作的顺序实现对应着状态器 S 转移 , 本步的结束信号 , , , 动作逻辑 关系清楚 , 。但是 , 步进梯形指令 ST L 是专门为顺序控制设计的专用指令 , 通用性较差 , 而任 何可编程控制器的编程语言都具有辅助继电器 , 结合 启保停电路的记忆功能 , 用辅助继电器 M 代表步设计 顺序功能图 , 使用启保停电路对其进行梯形图转换 , 是 通用性最强

8、的一种顺序控制设计方法 。 图 2为使用该 方法设计的半自动专用钻床顺序控制梯形图 。 考虑使 用要求和经济性 , 选用日本某电机公司型号为 FX 0S 220MR 2001的可编程控制器 。半自动专用钻床电气控制系统所用输入输出信 号 , 对应元件 , 信号功能见表 1。表 1 元件信号功能表元件输入功能 元件输出功能S B1X1启动夹紧 Y A1Y1YG1前进 KP X2快进信号 Y A3Y2YG2快进S Q2X3工进信号 K M Y3钻头旋转S Q3X4快退信号 Y A6Y4YG3反转 S Q1X5转位信号 Y A7Y5YG2工进 S Q4X6回转到位 Y A4Y6YG2快退 S Q5X

9、7松开到位Y A5Y7YG3转位 Y A2Y8YG1后退图 2 电控梯形图5 加工循环工艺流程钻孔过程在电气系统的控制下进行 , 执行机构的动作过程为 :(1 人工放好工件后 , 按下启动按钮 S B1, 电磁铁 Y A1通电 , 液压缸 YG1活塞杆伸出 , 夹紧工件 ;(2 夹紧后压力继电器 KP 发出信号 , 动力头起动带动钻头旋转 , 同时电磁铁 Y A3通电 , 高压油通过中间的三位四通电磁换向阀左位 、 二位二通电磁换向 阀右位 , 进入液压缸 YG2上腔 , 活塞杆伸出 , 实现快 进 。 当动力头碰块压下行程开关 S Q2时 , 电磁铁 Y A7通电 , 二位二通电磁换向阀截止

10、 , 高压油通过节流阀进 入 YG1上腔 , 快进变为工作进给 ;(3 动力头碰块压下 S Q3, 两个钻头钻到由行程 开关 S Q3设定的深度 , 停止下行 , 同时电磁铁 Y A4通 电 、 Y A7断电 , 高压油通过中间的三位四通电磁换向 阀右位 , 进入液压缸 YG2下腔 , YG2上腔的回油通过 二位二通电磁换向阀右位回油箱 , 实现快退 。直到压 下 S Q1, 快速退回停止 ;(4 快速退回停止的同时 , S Q1使电磁铁 Y A5通 电 , 摆动缸 YG3正向转动通过超越离合器 、 齿轮副传 动带动回转工作台转动 45°5 液压与气动 2009年第 9期 (5 回转

11、工作台转到位时 , 压下行程开关 S Q4, 设 定值为 4的计数器 C0的当前值加 1, 电磁铁 Y A3通 电 , 系统开始下一对孔的钻孔循环 。同时电磁铁 Y A6通电 , 摆动缸 YG3反向转动 , 由于超越离合器的单向 性 , 齿轮副和回转工作台不转动 , 摆动缸 YG3为下一 次转位做好准备 ;(6 8个孔钻完后 , 计数器 C0的当前值等于设定 值 4, 动力头停止旋转 , 同时电磁铁 Y A2通电 , 使工件 松开 ;(7 松开到位时 , 压下行程开关 S Q5, 系统返回到 初始状态 , 为下一个工件加工做好准备 。人工卸下加 工完毕工件 , 再装上待加工法兰盘 , 按下启动

12、按钮便开 始了新的工件加工循环周期 。6 结论(1 半自动专用钻床采用可编程控制器 , 工作可靠 , 一个加工循环自动完成 , 效率高 ;(2 对于不同型号尺寸的法兰盘 , 更改程序方便 , 适应性强 ;(3 用状态器 S 代表步设计顺序功能图 , 使用了步进梯形指令 ST L, 必须选用支持 ST L 指令的可编程 控制器 ;(4 对于不支持 ST L 指令的可编程控制器 , 可用 辅助继电器 M 代表步设计顺序功能图 , 此时转换的前 级步变为不活动步需靠编程实现 ;(5 编程软件不支持顺序功能图语言时 , 需人工 把设计好的顺序功能图程序转化为梯形图程序 , 然后 写入可编程控制器 。参

13、考文献 :1 容一鸣 , 尹腾飞 . 电液比例控制技术在混凝土泵中的应用 J .液压与气动 , 2006(10 :64-66.2 程广振 , 郑运廷 . 托辊加工专用机 P LC 控制系统设计J .机械设计与制造 , 2006(1 :152-153.3 章宏甲 . 金属切削机床液压传动 M.南京 :江苏科学技术出版社 , 1980.4 范永胜 . 电气控制与 P LC 应用 M.北京 :中国电力出版社 , 2004.5 吴圣庄 . 金属切削机床 M.北京 :机械工业出版社 , 1980. 6 齐占庆 . 机床电气控制技术 M.北京 :机械工业出版社 , 2002.电液伺服控制六自由度力反馈手柄

14、设计巩明德 , 赵丁选Design of Electr on 2hydraulic Serv o Six Degree 2of 2freedo mMasterMani pulat or with Force FeedbackG ONG M ing 2de, ZHAO D ing 2xuan(吉林大学 机械科学与工程学院 , 吉林 长春 130022摘 要 :设计了一种电液伺服控制的并联六自由度力反馈手柄 , 使用该手柄能够向遥操纵从机械手传送 位置 、 姿态 、 速度和力等多种信息 , 同时可以接收从机械手的力 /力矩信息 , 为操作者提供力觉临场感 。并对 所设计手柄的操作性能进行了评价研究 。关键词 :遥控手柄 ; 电液伺服控制