机电大实验-PLC控制的液压系统开发流程并设计一个液压控制系统.docx

1、目 录第 1 章 实验目的要求内容1.1 实验目的1.2 实验器材1.3 实验要求1.4 实验内容第二章 系统工艺设计2.1 总体方案设计2.2 被加工零件图2.3 加工工艺示意图以及动作循环图2.3.1 零件加工工艺过程及其位置控制2.3.2 动作循环图第三章 系统液压油路设计3.1 液压回路设计3.2 液压回路得电顺序表第四章 PLC 控制系统设计4.1 系统功能设计4.2 实际器材的选型及价格4.3 I/O 口的点数及地址分配4.4 画出电气原理回路设计4.5 流程图4.6 PLC 程序设计第五章 PLC 系统程序调试5.1 理论上的 PLC 输出对应如上表所示5.2 实际遇到的困难第

2、6 章 结论及自我总结第一章 实验目的要求内容1.1 实验目的1. 能熟悉基于 PLC 控制的液压系统开发流程，并设计一个具体的液压控制系统。2. 熟悉并掌握各种液压元件的技术参数和使用方法。3. 熟悉掌握 PLC 的控制系统设计方法。4. 能熟悉使用阶梯图编写液压系统的控制软件。5. 搭配具体硬件连接，并完成软硬件的联调。1.2 实验器材计算机、液压泵、各种液压阀、油管。液压接头、PLC 实验板、导线等。1.3 实验要求自己设计某个零件的批量生产加工工艺流程方案，要求采用液压系统作为动力部件，设计系统的工艺动作循环及系统控制油路、电磁阀的得电顺序表、系统功能设计、PLC 控制电路原理图、PL

3、C 编程及系统调试。1.4 实验报告内容及要求1、详细说明本次实验实际思路、方案，画出动作循环、系统油路、电磁阀的得电顺序表、系统功能设计（自动/手动控制模式操作） 、PLC 选型及控制电路原理图设计，并文字说明。2、详细说明 PLC 控制流程，确定输入/输出口，作 I/O 规划。3、设计 PLC 控制梯形图，要求有自锁、定时器、MC 及 MCR 指令的应用。4、说明本次实验使用的传感器，与控制电路的接口。5、自我总结（说明在本次试验中所做的具体工作内容，从试验中所学到具体专业知识，有何感悟和体会）第二章 系统工艺设计2.1 总体方案设计图 1：总体方案设计图本小组设计是满足完成批量生产工件，

4、自动装夹，自动装卸零件的设计要求。将零件放置在传送带上，启动传送带后，工件右移，当零件到达传感器 1 时，液压缸 3 启动，夹具启动将工件推到挡板处，两处挡板装夹固定工件，装夹完成后，铣刀在 SQ0/ST0 处开始对工件进行铣削加工，当完成加工后，液压缸 3后退，夹具松开，当传感器 2 收到信号后，液压缸 3 后退停止，此时液压缸 2右移，工件掉落到零件箱中，挡板一定时间后复位，传送带启动，完成自动批量生产工件的设计。2.2 被加工零件图图 2：零件图2.3 加工工艺示意图以及动作循环图2.3.1 零件加工工艺过程及其位置控制（1）带传动带动工件，传感器 1 得到信号，带传动停止，工件到位。（

5、2）夹具装夹工件，夹具开始工进，夹紧工件。（3）达到设定压力后，压力继电器发出信号，通知工件装夹完毕。（4）原位传感器 ST0、SQ0 和压力继电器同时检测到信号，Y 快进。（5）Y 快进到位，传感器 ST2 检测到信号，X 工进。（6）X 工进到位，传感器 SQ1 检测到信号，Y 工进。（7）Y 工进到位，传感器 ST3 检测到信号，X 工进。（8）X 工进到位，传感器 SQ2 检测到信号，Y 工进。（9）Y 工进到位，传感器 ST1 检测到信号，Y 快退。（10）Y 快退到位，传感器 ST0 检测到信号，X 快退。（11）X 快退到位，传感器 SQ0 检测到信号，铣刀停止。（12）夹具松开

6、，传感器 2 检测到信号，夹具复位到位。（13）挡板右移 2 秒后自动停止。（14）挡板左移 2 秒后停止，同时传送带启动。2.3.动作循环图：图 3：动作循环图第三章 系统液压油路设计3.1 液压回路设计四个液压缸分别代表 X 轴移动，Y 轴移动，工件装夹和挡板液压缸。图 4：液压回路设计图3.2 液压回路得电顺序表表 1：液压回路得电顺序表X 轴（液压缸 1） Y 轴（液压缸 2） 装夹（液压缸3）装卸（液压缸4）1YA 2YA 3YA 4YA 5YA 6YA 7YA 8YA 9YA 10YA装夹 - - - - - - + - - -夹具松开 - - - - - - - + - -挡板右

7、移 - - - - - - - - + -挡板左移 - - - - - - - - - +X 快进 - + - - - - - - - -X 工进 - + + - - - - - - -X 快退 + - - - - - - - - -X 工退 + - + - - - - - - -Y 快进 - - - - + - - - - -Y 工进 - - - - + + - - - -Y 快退 - - - + - - - - - -Y 工退 - - - + - + - - - -第四章 PLC 控制系统设计4.1 系统功能设计本次小组设计是完成批量加工零件的设计，所设计系统为专机，针对某零件的批量加工设

8、计，可以完成零件的自动装夹，铣削加工，自动卸载工件和自动启动传动带等方面的设计。选择 PLC 作为系统的编辑执行控件，完成各个步骤以及执行铣削加工。4.2 设计器材的选型设计及其价格4.2.1 铣削力的计算：由于零件的加工方式为立式铣削，采用硬质合金立铣刀，工件的材料为碳钢，查机械设计手册得立铣时的铣削力计算公式为：zadfaFpze13.07.5.08.e1其中铣刀直径为 d=12mm，齿数为 4，为了计算最大铣削力，取最大铣削宽度 =15mm，背吃刀量为 5mm，每齿进给量为 f=0.1mm，铣刀转速ean=3000r/min，则最大铣削力： NF1873*0512*.012*8.73.0

9、5. 则可估算三个方向的铣削力分别为 =1305.7N， =451.06N， =296.75N，fFcfnF由于采用立铣，则 ，纵向铣削力 ，径向铣Fc6.4zNf7.1305x削力 。Nfn75.296y4.2.2 铣削功率的分析与计算：铣削过程中消耗的功率主要与圆周切削力 Fe 和铣削速度 相关。即 eV，其中液压缸的快进快退为 4m/min，工进速度为 0.5m/min，即eVFP=0.5m/minW6.9813.*17ePm5e4.2.3 铣刀主轴电机选型：由上式计算的功率选择上海犇马电机有限公司 Y2Y160-4 极 15W 三相异步电动机，由于转速与力矩的要求，故需要加用减速机。4.2.4 液压回路得计算：由上计算铣刀驱动电机功率 P=13.38KW，且铣刀直径 d=12mm，铣刀转速n=300r/min，假设铣刀台质量 m=50kg，静摩擦 =0.2，动摩擦 =0.1，静摩擦d负载 ，动摩擦负载 =50N，液压缸机械效率 =0.9，NgFs10mmgFd所以快进和快退中：流量计算：快进 smVAq /0814.*7.6125336快工进 I/84.2.5 液压缸的选型：e1382s启启 动 NF7.1380ei 恒 N6.5恒恒 速