深孔钻床液压系统电气控制的技术改造设计.pdf

液 压 气 动 与 密 封 ／ 2 O l 2年 第 4期 深孔钻床液压系统电气控制的技术改造设计 王秋菊 大连职业技术学院， 辽宁 大连 1 1 6 0 3 7 摘要 介绍 了深孑 L 钻床液压系统 的组成和工作原理 ， 对液压系统的电气控制进行了 P L C改造 ， 给 出了相应的硬件 和软件设计。 关键词 深孑 L 钻床 ； 液压 ； P L C 中图分类号 T H1 3 7 ．9 文献标识码 B 文章编号 1 0 0 8 0 8 1 3 2 0 1 2 0 4 0 0 6 4 0 3 Te c h ni c a l I m p r o v e m e n t De s i g n o f El e c t r i c a l Co n t r o l o f Hy d r a u h c S y s t e m i n De e p Ho l e Dr i l l i n g M a c h i n e WA NG Q i u - j u D a l i a n V o c a t i o n a l T e c h n i c a l C o l l e g e ，D a l i a n 1 1 6 0 3 7 ， C h i n a Ab s t r a c t T h e c o mp o s i t i o n a n d p r i n c i p l e o f h y d r a u l i c s y s t e m i n d e e p h o l e d ri l l i n g ma c h i n e a r e i n t r o d u c e d ．El e c t ri c a l c o n t r o l o f h y d r a u l i c s y s t e m i s i mp r o v e d wi t h P L C Ha r d w a r e a n d s o f t w a r e a r e d e s i g n e d ． Ke y wo r d s d e e p h o l e d ri l l i n g ma c h i n e； h y d r a u l i c ； P L C O 引言 深孔钻削加工 孔深 和孔径 的比值 1 0 在机械加 工领域 中占有非常重要 的地位 ，约 占孔加工量的 4 0 ％ 收稿 日期 2 0 1 2 0 2 1 4 作者简介 王秋菊 1 9 7 9 一 ， 女 ， 河南南阳人 ， 讲师 ， 硕士 ， 主要从事液 压教 学工作。 一 一 一 一 一 一一 ● 一 一 一 a 传统去除毛刺后效果 b 无毛刺同步磨削后效果 图 9 经过 3 0 0 x电子显微镜测量后的 比较 图 5 KE L L E N B E RG E R公 司 T S C H UD I N伺 服滑阀方案 自动配磨技术总结 5 ． 1 测 量技 术 1 通过 完整的磨前 、 在线 及磨后测量 技术实 现 1 0 0 ％过程及质量控制 。 2 磨削实现在线控制 ， 确保精度要求。 3 在线控制径向及轴向尺寸。 4 测量及定位采用气动及动态压力测量技术 。 64 以上。深孔钻床是一种高效率、 高 自动化的深孔加工专 用机床 ， 依靠先进的孔加工技术 ， 通过一次连续 的钻削 即可达到一般需钻 、 扩 、 铰工序才能达到的加工精度和 表面粗 糙度 。 目前深孔钻床液压系统的电气控制采用继 电器接 触器的硬件控制方式 ，这种采用继 电器接触器 的控制 电路 由于继电器和接触器数量多 ，造成设备的故障率 。卜 。 t一。十 一。t一。 十一。 十一一 ’一-’ 一一 ’ 一-十 一十一 十一十一十一十-十一十一十一十--I - -一十- 5 整个工艺可优化至 自动分组 、 自动配对 ， 尺寸 及公差 的趋势控制， 磨削结果分析 ． 连接 中央计算机及 通讯 ， 实现与液力配磨台的数据通讯等等。 5 _ 2 选 配上 下料装 置 I 可使用全 自动 内置上下料装置或独立 的上下 料装置。 2 零件的装入及移 出滑轨可集成于机床。 3 模块化、 高柔性上下料装置 。 4 高度 自动化。 参 考 文 献 【 1 】 李惟 祥， 邓斌， 刘 晓红 ． 液压滑 阀内部 温度特性的研究[ J 】 ． 液压 气动与密封 ， 2 0 1 1 ． 7 ． 【 2 】 王世民， 陈吉红， 梁建成， 宁德初 ． 滑 阀副配磨参数 微机控制测 量系统的研究[ J ] ． 国防科技大学学报 ， 1 9 9 1 ， 1 ． 【 3 】 张建锋， 周永 强， 王广林． 微机控制伺服 阀液动配磨精 密测量 技术『 J 1 ． 液压与气动 ， 1 9 9 9 ， 2 ． Hv d r a u l i c s Pn e u ma t i c s＆ Se a l s ／ No ． 4．201 2 高 、 维修困难 。而且由于设备陈旧， 部分电路老化严重 ， 常出现按钮烧蚀 、 电磁阀烧毁等故 障， 给系统稳定运行 带来很大影响。随着生产对其要求 日益提高 ， 原有的电 气控制 系统已明显落后 ，不能实现快速准确控制设备 满足生产工 艺要求 ， 且现有系统的控制精度不高 、 控制 模式单一。 本文在满足深孑 L 钻床原有功能的基础上 ，对液压 系统的电气控制进行 P L C改造 。 1 深孔钻床 液压 系统 的组成 和工作原理 图 l所示为深孔钻床的液压系统原理图。系统的 液压执行器为驱动工件旋转的摆线液压马达和驱动钻 杆钻头 连 同推进装置的滑座 进退 快进 、 工进 、 快退 、 停止 的液压缸 1 3 ； 系统 的油源为定量液压泵 1 ， 泵 的 供油压力和卸荷 由电磁溢流阀 2控制 ，压力可由压力 表及其开关 8显示 ；液压马达的进油和转速由电磁换 向阀 6和节流阀 9控制调节 ； 压力继电器 1 2用于液压 马达的扭矩保护 ， 在钻头不断屑 、 切屑排 出困难导致堵 塞而使系统压力过高时发信 。液压缸的工作压力 由减 压 阀 3设定并通过压力表及其开关 4显示 缸的运动 方 向由电磁换向阀 7控制 ，快慢速换接 由电磁换 向阀 1 1 控制 。 进给通过节流阀 1 O回油节流调速。系统总的 回油管设有冷却器 5 ， 用于系统油液的散热。该系统既 能单独工作 ， 又能 自动工作。 1 一 液压泵2 一 电磁溢流阀 3 一 减压阀4 、 8开关5 一 冷却器 6、 7、 1 l 一 电磁换向阀9、 1 0 一 节流阀 1 2 一 压力继电器 1 3 一 液压缸 图 1 深 L 钻床液压系统的组成和工作原理 各电磁阀的电磁铁动作循环表如表 l 所示 。 表 1 电磁铁动作顺序表 2 液压系统 电气 控制 的 P L C改造 2 ． 1 控制 系统 配置及 P L C选 型 该液压系统共有输入信号 9个， 输出信号 6个， 都为 开关量。根据输入输出信号的数量 、 类型及控制要求 ， 同 时考虑到系统维护 、 功能扩展和经济型等诸多因素， 决定 选用三菱公司 F X 2 N 一 3 2 M可编程控制器作为主控部件 ， 其共有 l 6个输人点和 1 6个输出点， 满足控制要求 。 现场信号与 P L C地址对照表如表 2所示 。 表 2现 场 信 号 与 PL C 地 址 对 照 表 2 _ 2 P L C控 制 系统硬 件设计 根据系统的功能和控制要 求 ， P L C控制 系统外部 接线图如图 2所示。 2 ． 3 P L C控 制 系统软 件设计 根据系统的控制要求 ，系统的运行分为 自动动作 和单独动作两种模式 。按下 自动启动按钮 S B 0 。 系统工 作在 自动工作模式 ，自动完成 “ 快进工进快 6 5 液 压 气 动 与 密 -J ／ 2 01 2年 第 4期 退停止”的工作循 环。若分别按下手动快进按钮 S B 2 、 手动工进按钮 S B 3和手动快退按钮 S B 4 ， 则系统 单独完成快进 、 工进和快退动作 ， 到遇到相应的限位开 关或者按下停止按钮 S B 1时停止动作 。 自动动作的梯形图如图3所示。 v ． o _ _ [ 卜 X O C o M l - 0 【 X 1 6 2 2 0 V X2 l Y A X 3 Y 1 _ _ [ 卜 2 ’ X4 Y 2 _ _ [ 卜 X5 3、 rA X 6 Y 3 _ - [ ]_ - 4 蛸 X 7 Y 4 _ _ [ ]一 X1 0 5 Y A Y 5 _ _ [ 卜 CoM C O M 2 - _ l ， 图 2 P L C控制系统外部接线图 M l F U 图 3 深 L 钻床液压系统 自动工作梯形图 3 结束语 改造 后 的 深孔 钻 床 液压 系统依 托 性 能 优 良的 P L C、 硬件和软件的设计 ， 使改造后的电控系统具有较 高的先进性和 自动化程度 ，实现了工作过程的 自动控 制 ， 同时该 系统还可 以手动控制 ， 既简化 了电控系统 ， 结构简单紧密 ， 体积小巧， 又可 以直接安装于现场操作 台内， 调试维护方便 ， 更便于功能扩展。 参考 文献 [ 1 】 李清香 ， 丁时锋， 熊俭． P L C控制 的液压剪板机 系统设计[ J 】 ， 机 械设计与制造， 2 0 0 7 ， 1 1 ． 【 2 】 郭 国选 ， 孙应元 ， 张婷． P L C在液压顺序动作回路中的应用【 J 1 ． 煤 矿机械， 2 0 0 9 ， 5 ． 【 3 ] 姜万 录， 赵静一 ， 张齐生． P L C在 1 0 M N液压机技术改造 中的 应用[ J ] ． 机床与液压， 2 0 0 1 ， 2 ． [ 4 ] 曹宏强 ， 马丽霞 ， 刘卫华， 赵军． P L C在液压机控制系统改造中 的应用[ J 1 ． 锻压技术， 2 0 0 8 ， 1 2 ． 【 5 】 熊顺源 ， 万宇杰 ， 童幸生． 基于 P I E 的台式钻床的 自动化改造 【 J 】 ． 制造技术与机床， 2 0 0 8 ， 1 2 ． [ 6 ] 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 ． [ 7 】 周兰． 摇臂钻床主轴变速 电液 比例调速系统的模糊控制[ J ] ． 液 压气动与密封 ， 2 0 1 0 ， 6 ． 【 8 】 贾 玉景， 程广振 ． 半 自动 专用钻床液 压电控系统设 计[ J ] ． 液压 与气动 ， 2 0 0 9 ， 9 ． [ 9 】 李淑敏． 全 自动专用钻床 液压系统设计【 J ] ． 科学大众 科学教 育 ， 2 0 0 7 ， 1 0 ． [ 1 0 】张 昕． 双头 深孑 L 钻 床控 制 系统 的设计 与改 造[ J 】 ． 机 床 电器 ， 2 0 0 7， 2 ． 【 1 1 】戚 兆铮． 多轴深孔 钻床 的特 殊要 求设 计[ J 1 ． 精 密制造 与 自动 化 ． 2 0 0 7 ， 2 ． 徐工一批新液压件产品 暨项 目通过科技成果鉴定 1月 1 7日． 徐工液压件有限公司的 5项新产品及 1 个项 目全部通过鉴定委员会鉴定。分别为新 型高压 自减振挖掘机斗杆液压缸 、 双螺距螺纹防松型挖掘机动臂液压缸等 5项新产 品和“ 1 3 t 一 7 0 t 履 带式液压挖掘机液压缸研发及产业化” 项 目。由来 自中国科学技术大学 、 江苏省机械工业联合会等单 位专家组成的鉴定委员会一致认为 5项新产品及 1 个项 目主要性能指标达到国内领先水平 。 摘 自2 0 1 2年液压 、 液力 、 气动、 密封行业信息第 2期 吾 i 吾 ；百 j l2