机体三面钻床的液压控制系统设计【字数：15159】
现代社会的机床逐渐走向高端化，许多工厂都引进了加工中心，然而加工中心价格极其昂贵，且大部分使用的都是小型加工中心，因此对于一些中型或者大型零件往往加工较为困难。三面组合机床是多是专用机床，设计方面应保证成本低廉，在此基础上提高机床的适用性以及控制自动化能力。本文首先给出了相应机床系统的设计方案，得出对应的液压原理图，直接通过液压阀连接控制三个液压缸对于运动电机提供动力。通过计算流量，压力以及油液温度等因素来计算验证液压原理图的选型和可靠性,尽量减少油耗，噪声等问题。该系统使用电气PLC系统作为控制电路，是典型的机电液一体化的设备，本文主要对于其主电路和控制电路进行设计，囊括了I/O表，接线图等，并给出编程梯形图方案以供选择，对于组态软件给出了相应说明。
目录
1. 绪论 1
1.1 目的 1
1.2 背景 1
1.3 结构简述 2
1.4 切削流程 3
2. 工况分析 3
2.1 负载分析 3
2.2 运动分析 5
2.3 主液压缸工况分析 6
2.4 夹紧缸负载 9
2.5 夹紧缸参数 10
3. 液压原理设计 11
3.1 确定液压系统方案 11
3.2 液压回路设计 13
3.3 完成液压原理图 15
4. 液压元件选择 17
4.1 液压泵 17
4.2 阀类元件及辅助元件 19
4.3 油管 20
4.4 油箱容积估算 21
4.5 挑选密封键 22
5. 液压验算 22
5.1 压力损失验算 22
5.2 验算油液温升 23
6. 液压模拟 24
6.1 AME仿真 24
6.2 建模 24
6.3 参数设置 27
6.4 结果分析 28
7. 电气硬件系统 31
7.1 确定方案 31
7.2 PLC优点 32
7.3 PLC与单片机比较 32
7.4 硬件元件设计 33 *好棒文|www.hbsrm.com +Q: ^351916072^
7.5 电气电路设计 37
8. PLC控制系统设计 37
8.1 PLC主要I/O信号 37
8.2 PLC外围接线图 38
8.3 PLC流程图 39
8.4 PLC程序编程 42
8.5 PLC程序调试 50
9. 组态王液压监控系统 53
9.1 组态王介绍 53
9.2 组态王实用 53
10. 参考文献 59
绪论
1.1目的
组合机床是对于工件其本身的加工，对某些针对元件专门设计的针对性机床。组合钻床则是有多机多钻的能力，而且有必须要有工件重复自动加工能力，对于进行针对性工件加工是非常适合的设备。组合钻床较为复杂，有多种结构构成，本系统动力部件决定使用液压系统驱动，这是因为使用液压系统时受到的力和力矩很大，液压元件体积较小，所以布局方便灵活，而且结构能够做的相对简单。由电气PLC系统进行自动循环的控制，编程更改更加方便，成本相对低廉。
1.2背景
现代是工业社会，所以如今为了高效生产各种一般产品，生产制造了多种设备产品。因此生产这些产品的设备的诞生就非常的必要，诸如机床，加工中心，生产线等。由于机械零件表面大体要求有光滑的表面，所以现在主要依靠磨削之类的进行加工，尤其是某些较为麻烦的零件，往往需要进行非常多次的重复磨削进行加工，这需要花费工人大量的时间。因此，自动机床的设计显得尤为重要。机床在现在工厂生产产中所需占的比率，大约达到了生产所需总量的40%～60%，所以可以说机床是现代工业生产的重中之重，甚至决定全国未来经济。可以说，如果没有机床的文明，如今只是南柯一梦。
现代企业多有针对汽车、摩托车、农业、工程、化工、军事、能源、轻工业提供多种不同的方案。在我国加入 WTO 后与世界进一步交流，组合机床的发展越来越多元化，人性化。从近两年情况来看，数控机床与加工中心的市场需求都在增加，而传统组合机床的情况则极为不利。根据不完全统计，在2001年，479台，就是我国仅有的加工中心产量，这些年来我国工业发展迅速，我国2015年底的时候，其产量就有46650台以上，这个数字与2001年相比接近97倍。相关协会经过市场调查从而发布的《中国加工中心行业现状调查分析及市场前景预测报告（2017年版）》提到，这些年，我国自产加工中心价格约为40万元/台，然而进口的加工中心远比国产的高，根据市场价2015年的时候国产加工中心产品价格在36.53万元/台左右，进口产品高了接近一倍，在59.90万元/台左右。
虽然我国现在越来越富足，但还是有起步晚，积累少等问题，与世界前列相比，还有很大差距。为了适应我国各方面的需要，为提高我国产品在国际上各国贸易的竞争力，必须深入进行对于机械电气方面的研发，对于各种机械加工工具都要进行发展推进，使得我国早日成为世界上不可忽视的一隅。
为了适应不同零件的加工,通用机床往往有无法精准加工，无法针对加工的弊病，而且能力高的工人越来越难找。这些都是目前的难题，因此一些专家推出了专用机床,其作用为一些特殊工件的专门加工。由于专用机床是根据单一工艺特别设计制造的，所以它通常用的都是自动化系统,生产效率也快。但是专用机床也有其弊病，那就是专用机床的造价昂贵,产品周期时间长,特别是产品更新换代，在不断创新时，原有的专用机床往往不能满足新产品加工所需的工艺。为了兼顾两种机床之间的优缺点,同时将其进行升华，人们设计出的就是组合机床。可以说,组合机床是通用机床与专用机床的结合，目前已得到越来越多的使用。
接下来说到的是组合机床及其集成线。它有着非常多的优点，包括高效率、高质量、经济实用，就这样它被用于多种不同的行业。现在我国的组合机床多采用一些传统的结构，包括机电液，机电一体化，气动诸如一类，它主要用于生产批量大的制式大型零件，同时能够做到多种工艺满座需求，在孔内能做到多种情形的镗槽，以及削平面和成型平面等。
对于机床性能进行恰当的评价，主要是根据其能够达到的品质及相关数据还有人们的评价进行评定。技术高超且能够有适用价值，也就是说众人所说的“物美价廉”才能被接受，被热卖，在国外市场上才会有受到客户们的推崇。对于机床设计可以从满足加工时所需的性能，客户要求和经费方面来考虑。
目录
1. 绪论 1
1.1 目的 1
1.2 背景 1
1.3 结构简述 2
1.4 切削流程 3
2. 工况分析 3
2.1 负载分析 3
2.2 运动分析 5
2.3 主液压缸工况分析 6
2.4 夹紧缸负载 9
2.5 夹紧缸参数 10
3. 液压原理设计 11
3.1 确定液压系统方案 11
3.2 液压回路设计 13
3.3 完成液压原理图 15
4. 液压元件选择 17
4.1 液压泵 17
4.2 阀类元件及辅助元件 19
4.3 油管 20
4.4 油箱容积估算 21
4.5 挑选密封键 22
5. 液压验算 22
5.1 压力损失验算 22
5.2 验算油液温升 23
6. 液压模拟 24
6.1 AME仿真 24
6.2 建模 24
6.3 参数设置 27
6.4 结果分析 28
7. 电气硬件系统 31
7.1 确定方案 31
7.2 PLC优点 32
7.3 PLC与单片机比较 32
7.4 硬件元件设计 33 *好棒文|www.hbsrm.com +Q: ^351916072^
7.5 电气电路设计 37
8. PLC控制系统设计 37
8.1 PLC主要I/O信号 37
8.2 PLC外围接线图 38
8.3 PLC流程图 39
8.4 PLC程序编程 42
8.5 PLC程序调试 50
9. 组态王液压监控系统 53
9.1 组态王介绍 53
9.2 组态王实用 53
10. 参考文献 59
绪论
1.1目的
组合机床是对于工件其本身的加工，对某些针对元件专门设计的针对性机床。组合钻床则是有多机多钻的能力，而且有必须要有工件重复自动加工能力，对于进行针对性工件加工是非常适合的设备。组合钻床较为复杂，有多种结构构成，本系统动力部件决定使用液压系统驱动，这是因为使用液压系统时受到的力和力矩很大，液压元件体积较小，所以布局方便灵活，而且结构能够做的相对简单。由电气PLC系统进行自动循环的控制，编程更改更加方便，成本相对低廉。
1.2背景
现代是工业社会，所以如今为了高效生产各种一般产品，生产制造了多种设备产品。因此生产这些产品的设备的诞生就非常的必要，诸如机床，加工中心，生产线等。由于机械零件表面大体要求有光滑的表面，所以现在主要依靠磨削之类的进行加工，尤其是某些较为麻烦的零件，往往需要进行非常多次的重复磨削进行加工，这需要花费工人大量的时间。因此，自动机床的设计显得尤为重要。机床在现在工厂生产产中所需占的比率，大约达到了生产所需总量的40%～60%，所以可以说机床是现代工业生产的重中之重，甚至决定全国未来经济。可以说，如果没有机床的文明，如今只是南柯一梦。
现代企业多有针对汽车、摩托车、农业、工程、化工、军事、能源、轻工业提供多种不同的方案。在我国加入 WTO 后与世界进一步交流，组合机床的发展越来越多元化，人性化。从近两年情况来看，数控机床与加工中心的市场需求都在增加，而传统组合机床的情况则极为不利。根据不完全统计，在2001年，479台，就是我国仅有的加工中心产量，这些年来我国工业发展迅速，我国2015年底的时候，其产量就有46650台以上，这个数字与2001年相比接近97倍。相关协会经过市场调查从而发布的《中国加工中心行业现状调查分析及市场前景预测报告（2017年版）》提到，这些年，我国自产加工中心价格约为40万元/台，然而进口的加工中心远比国产的高，根据市场价2015年的时候国产加工中心产品价格在36.53万元/台左右，进口产品高了接近一倍，在59.90万元/台左右。
虽然我国现在越来越富足，但还是有起步晚，积累少等问题，与世界前列相比，还有很大差距。为了适应我国各方面的需要，为提高我国产品在国际上各国贸易的竞争力，必须深入进行对于机械电气方面的研发，对于各种机械加工工具都要进行发展推进，使得我国早日成为世界上不可忽视的一隅。
为了适应不同零件的加工,通用机床往往有无法精准加工，无法针对加工的弊病，而且能力高的工人越来越难找。这些都是目前的难题，因此一些专家推出了专用机床,其作用为一些特殊工件的专门加工。由于专用机床是根据单一工艺特别设计制造的，所以它通常用的都是自动化系统,生产效率也快。但是专用机床也有其弊病，那就是专用机床的造价昂贵,产品周期时间长,特别是产品更新换代，在不断创新时，原有的专用机床往往不能满足新产品加工所需的工艺。为了兼顾两种机床之间的优缺点,同时将其进行升华，人们设计出的就是组合机床。可以说,组合机床是通用机床与专用机床的结合，目前已得到越来越多的使用。
接下来说到的是组合机床及其集成线。它有着非常多的优点，包括高效率、高质量、经济实用，就这样它被用于多种不同的行业。现在我国的组合机床多采用一些传统的结构，包括机电液，机电一体化，气动诸如一类，它主要用于生产批量大的制式大型零件，同时能够做到多种工艺满座需求，在孔内能做到多种情形的镗槽，以及削平面和成型平面等。
对于机床性能进行恰当的评价，主要是根据其能够达到的品质及相关数据还有人们的评价进行评定。技术高超且能够有适用价值，也就是说众人所说的“物美价廉”才能被接受，被热卖，在国外市场上才会有受到客户们的推崇。对于机床设计可以从满足加工时所需的性能，客户要求和经费方面来考虑。
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