液压动力滑台的控制.docx

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液压动力滑台的控制

题目液压动力滑台的控制

【摘要】

本论文主要阐述了液压动力滑台是组合机床用来实现进给运动的通用部件，液压动力滑台在组合机床中已得到广泛的应用。

液压动力滑台通过液压传动系统可以方便地进行无级调速，正反向平稳，冲击力小，便于频繁地换向工作。

配置相应的动力头、主轴箱及刀具后可以对工件完成各种孔加工、端面加工等工序，它的性能直接关系到机床质量的优劣。

本设计是在充分分析了液压动力滑台的液压传动系统及工作原理的基础上，通过继电器一接触器控制与PLC控制方案的对比我选择了PLC控制，根据控制要求选择了PLC的型号，在硬件设计中画出了PLC的外部接线图；在软件设计中，设计了液压动力滑台PLC控制系统的软件流程图和梯形图，实现了控制要求。

关键词：

液压，动力滑台，PLC，控制

Abstract:

ThecaptionHydraulicPowerSlidingTableisacombinationoftoolsusedtoachievethefeedmovementofthegeneralcomponents,hydraulicpowerslideinthemodularmachinetoolhasbeenwidelyused.HydraulicPowerSlidingTablebyhydraulicvariablespeeddrivesystemcanbeeasilycarriedher,positiveandnegativetostable,theimpactforceissmall,easytoworkfrequentlychange.Configurationcorrespondingpowerhead,spindleandtoolboxontheworkpiececanbecompletedaftertheprocessingofvariousholes,faceprocessingandotherprocesses,itsperformanceisdirectlyrelatedtothemeritsofqualitymachinetools.

Thedesignisafullanalysisofthehydraulicpowertransmissionandhydraulicslidesetsbasedontheprinciple,byacontactorcontrolrelayandPLCcontrolprogramforcomparisonIchosethePLCcontrolandPLCbasedcontrolrequirementsofthemodelchosen,InthehardwaredesigntodrawtheexternalwiringdiagramofPLC;insoftwaredesign,thedesignoftheHydraulicPowerSlidingTablePLCcontrolsoftwareflowchartandladder,toachievethecontrolrequirements.

Keywords:

Hydraulic,PowerSlidingTable，PLC，control

前　言

液压动力滑台是组合机床用来实现进给运动的通用部件，液压动力滑台在组合机床中已得到广泛的应用。

液压动力滑台通过液压传动系统可以方便地进行无级调速，正反向平稳，冲击力小，便于频繁地换向工作。

配置相应的动力头、主轴箱及刀具后可以对工件完成各种孔加工、端面加工等工序[1~2]，它的性能直接关系到机床质量的优劣。

它利用液压传动系统实现滑台向前或向后的运动，由液压缸的左右运动来拖动滑台在滑座上移动，再由电气控制系统控制液压传动系统，实现滑台的工作循环。

传统的液压传动系统是由电气控制线路控制，由于这种控制线路的触点多，接线复杂，可靠性低，灵活性差，功耗高，而且维修困难，其大量的硬件接线使系统可靠性降低，也间接地降低了设备的工作效率影响了加工质量，因此越来越满足不了现代化生产过程的复杂多变的控制要求。

现采用PLC对此系统进行控制，能很方便的实现多种复杂的自动工作循环，使用简单，编程方便，可靠性高，通用性和灵活性强，采用PLC控制液压系统完成基本的动作—液压缸的自由进退，从而实现液压动力滑台的进给运动。

YT4543型液压动力滑台的工作循环是：

快进→一工进→二工进→死挡铁停留→快退→原位停止六种工况。

1概述

1.1液压动力滑台的应用

液压动力滑台是组合机床用来实现进给运动的通用部件，液压动力滑台在组合机床中已得到广泛的应用。

液压动力滑台通过液压传动系统可以方便地进行无级调速，正反向平稳，冲击力小，便于频繁地换向工作。

配置相应的动力头、主轴箱及刀具后可以对工件完成各种孔加工、端面加工等工序，它的性能直接关系到机床质量的优劣。

为了满足不同工艺方法的要求，动力滑台除提供足够大的进给力外，还应能实现“快进→工进→停留→快退→原位停止”等工作循环。

其中，除快进和快退的速度不可改变外，用户可根据工艺要求，对工进速度的大小进行调节。

由于液压动力滑台的机械结构简单，配上电气后实现进给运动的自动工作循环容易，又可以很方便地对工进速度进行调节。

其中尤以YT4543型液压动力滑台应用最广。

液压传动，具有功率密度高、结构紧凑、运动平稳、有利于系统传动链的简化和实现无级调速等优点，因而在一些中、大型机床中应用广泛。

但由于国内液压技术水平及液压传动本身的缺陷，如油液的可压缩性、泄漏等，许多液压机床都存在液压动力滑台精度不高、柔性差和控制水平不高的问题。

液压动力滑台，作为广为使用的基础件，如何充分利用其优势，克服或改善其不足，是一个急需解决的问题。

自80年代中期以来，国内外开始将微电子技术、计算机控制技术等，用来改进、发展和拓宽液压技术的水平及其应用范围，液压动力滑台的性能得到了一定的改善提高。

1.2液压与气动的特点

1.2.1液压传动有以下一些优点

1.在同等体积下，液压装置比电气装置产生更高的动力。

在同等功率下，液压装置体积小，重量轻，功率密度大，结构紧凑。

液压马达的体积和重量只有同等功率的电动机12%左右。

2.液压装置工作比较平稳。

由于重量轻、惯性小、反应快，液压装置易于实现快速启动、制动和频繁的换向。

3.液压装置能在大范围内实现无级调速（调速范围可达2000），它还可以在运行过程中进行调速。

4.液压传动易于实现自动化，它对液体压力、流量或流动方向易于进行调节或控制。

当将液压控制和电气控制、电子控制或气动控制结合起来使用时，整个传动装置能实现复杂的顺序动作，也能方便地实现远程控制。

5.液压装置易于实现过载保护，这是电气传动装置和机械传动装置无法办到的。

6.由于液压元件已实现了标准化、系列化和通用化，液压系统的设计、制造和使用都比较方便。

7.用液压传动实现直线运动远比用机械传动简单。

1.2.2液压传动的缺点

1.由于流体流动的阻力损失和泄漏是不可避免的，所以液压传动在工作过程中常有较多的能量损失。

2.工作性能易受温度变化的影响，因此不宜在很高或很低的温度条件下工作。

3.为了减少泄漏，液压元件的制造精度要求很高，因而价格较贵。

4.液压传动出现故障时不易找出原因。

1.2.3气压传动的优点

1.空气可以从大气中取得，同时，用过的空气可直接排放到大气中去，处理方便，万一空气管路有泄漏，除引起部分功率损失外，不致产生不利于工作的严重影响，也不会污染环境。

2.空气的粘度小，在管道中的压力损失很小，因此压缩空气便于集中供应和远距离输送。

3.因压缩空气的工作压力较低（一般为0.3~0.8MPa），因此，对气体元件的材料和制造精度上的要求较低。

4.气体系统维护简单，管道不易堵塞。

5.使用安全，并且便于实现过载保护。

1.2.4气压传动的缺点

1.由于空气具有可压缩的特性，因此运动速度的平稳性不如液压传动。

2.因为工作压力较低和结构尺寸不宜过大，因而气压传动装置的总推力一般不可能很大。

3.传动效率较低。

总的来说，液压与气压传动的优点是主要的，而它们的缺点通过技术条件进步和多年的不懈努力，已得到克服或得到了恨得的改善。

1.3液压系统实例

液压传动系统是根据机械设备的工作要求，选用适当的液压基本回路经过有机组合而成。

阅读一个较复杂的液压系统图，可分为以下几个步骤：

1.了解机器设备的工作原理，从而了解机械设备的工况对液压系统的要求;了解在工作循环中的各个工况对力、速度和方向这三个参数的要求。

2.初读液压系统图，了解系统中包含那些元件，并且以执行元件为中心，将系统分解为若干个子系统。

3.逐个分析每一个子系统，了解其执行元件与相应的阀、泵之间的关系和由那些基本回路组成。

参照电磁铁动作表和执行元件的动作要求，理清其液流路线。

4.工作系统的安全性。

5.动作效率。

6.在全面读懂液压系统的基础上，根据系统所使用的基本回路的性能，对系统作综合分析，归纳总结整个液压系统的特点，以加深对液压系统的理解。

1.4继电器—接触器控制与PLC控制方案的比较

1.4.1继电器—接触器控制的优缺点

液压动力滑台传统上多用继电器—接触器控制，其优点是结构简单、易于掌握、价格便宜等。

在工业生产上应用较广。

但是这些控制装置体积大、动作速度较慢、耗点较多、功能少，特别是由于它靠硬接线构成系统，接线复杂，当生产工艺或控制对象改变时，原有的接线和控制盘（柜）就必须随之改变或更换，通用性和灵活性较差。

1.4.2PLC在液压动力滑台中的应用

随着制造业的发展和新技术的应用，工业生产对控制设备的可靠性和灵活性的要求越来越高，传统的继电器一接触器控制由于其自身的缺陷将越来越不适应生产的需要。

PLC是可编程控制器的简称，是专为工业应用而设计的电子控制装置，具有抗干扰能力强、可靠性高、功能强、体积小、编程简单、维护方便等优点。

因此，在工业生产中用PLC代替继电器一接触器控制将是必然的，现采用PLC对YT4543型液压动力滑台进行控制系统的设计。

2液压动力滑台液压传动系统及工作原理

2.1功能结构

YT4543型动力滑台是众所周知的一种组合机床通用部件，有液压缸驱动，可实现快进→一工进→—二工进→死挡铁停留→快退→原位停止6个工况的自动控制，现对其原有液压系统进行了改进，液压动力滑台的结构简图如图2-1所示。

图2-1液压动力滑台的结构简图

2.2液压传动系统及工作原理

2.2.1液压传动部分的工作原理

图2-2

液压系统工作循环图如图2-2所示，工作原理图如图2-3所示。

系统仍采用单向变量泵供油，执行器采用缸固定活塞式液压缸10。

采用综合性能好的标准电磁换向阀7和8代替了原系统电液换向阀实现动力滑台自动工作循环，采用回油路调速阀调速保证工作进给速度稳定。

表2-1所列为动力滑台自动工作循环时各换向阀电磁铁和压力继电器动作顺序表，结合表2-1对系统在各工况下的油液流动路线说明如下。

图2-3液压系统工作原理图

1液压泵；2溢流阀；3单向阀；4，12二位二通电磁换向阀；5，6调速阀；7，8二位五通电磁换向阀；9压力继电器；10液压缸；11单向阀和调速阀

液压传动部分作出如下讲解：

1.快进按下自动工作循环按钮，电磁铁1YA和2YA通电，使换向阀7和8均切换至右位