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选择机型的基本原则是在功能满足要求的前提下,保证可靠,维护使用方便以及最佳功能价格比。
结构选择主要有整体式和模块式。
整体式整体式的每个点的平均价格比模块式的便宜,且体积相对小,般用于系统工艺过程较为固定,环境条件较好,维修量较小的小型控制系统中。
模块式模块式功能扩展灵活方便。
在点数上,输入点数,输出点数的比例,模块的种类方面选择余地大,且维修方便,般用于较复杂的控制系统。
对于组合机床,选用整体式较好。
点选取原则平均的点价格比较高,因此应该合理选用的点数量,在满足控制要求的前提下力争使用的点最少,但必须留有定余量。
通常点数是根据被控制对象的输入输出信号的实际需要,再加上的余量来确定。
由组成的四工位组合机床控制系统有输入信号个,均为开关量。
其中检测元件个,按钮开关个,选择开关个。
电控制系统有输出信号个,其中电磁阀个,六台电动机的接触器和个指示灯。
根据点数的选取原则考虑的点数余量输入点数可选取个输出点数可选取个。
确定机型及扩展模块。
根据及实际机型点数,选用主机和个点的输入扩展模块这样共有输入点。
输出点就是主机的。
足够可以满足个输入,个输出的要求,而且留有定余量。
设计输入输出信号地址表输入输出信号地址表是将输入输出列成表,给出相应的地址和名称,以备软件编程和系统调试时使用的种表。
由本设计可知控制电路中的按钮,行程开关,检测元件等触点都属于的输入设备,的输出控制对象主要是控制电路中的执行元件,本设计主要是接触器,电磁阀,指示灯。
根据电控系统的输入输出信号表知输入元件数量行程开关个按钮个选择开关个检测元件个输出元件数量电磁阀个接触器个指示灯个根据本设计选用的机型,将输入输出元件分配到的输入输出接口。
根据本文所给的输入输出元件可列下表表输入输出信号地址表输入信号输出信号名称功能编号名称功能编号滑台验法设计。
根据控制要求,采用指令,来定义相应的工作方式,手动,自动,利用预停按钮来控制全自动与半自动工作状态的切换,并利用定时器设定了润滑电动机间歇时间,初始化程序见下图。
设计控制系统手动及显示梯形图程序本设计的手动程序与显示程序均为用经验法设计的梯形图。
手动程序主要在调整和检修时使用。
为了对滑台的进退上料器的进退夹具的加紧松开等进行调整与控制,设计了相应的手动程序,设计手动程序时应注意互锁的设计。
显示程序根据机床的工作状态,驱动相应指示灯显示。
如手动及显示梯形图程序图。
设计控制系统状态转移图与梯形图程序状态转移图,它是完整地描述控制系统的工作过程,功能和特性的种图形,是分析和设计电路系统控制程序的重要工具。
本设计的状态转移图按下列几步进行的按组合机床的控制要求与加工工艺画出状态转移图。
在画出的状态转移图上以输入点或其他元件定义状态转换条件。
按照电控系统提供的电气执行元件功能表,在状态流程图上对每个状态和动作命令配画上实现该状态或动作命令的控制功能的电气执行元件,并以对应的输出点的编号定Ⅰ原位夹紧滑台Ⅰ终点松开滑台Ⅱ原位滑台Ⅰ进滑台Ⅱ终点滑台Ⅰ退滑台Ⅲ原位滑台Ⅲ进滑台Ⅲ终点滑台Ⅲ退滑台Ⅳ原位上料进滑台Ⅳ终点上料退上料器原位下料进上料器终点下料退下料器原位滑台Ⅱ进下料器终点滑台Ⅱ退夹紧滑台Ⅳ进进料滑台Ⅳ退放料放料润滑压力进料润滑液面开关Ⅰ主轴总停Ⅱ主轴启动Ⅲ主轴预停Ⅳ主轴润滑故障撤除冷却电动机选择开关润滑电动机滑台Ⅰ进润滑显示滑台Ⅰ退ⅠⅢ工位滑台原位主轴Ⅰ点动ⅡⅥ工位滑台原位滑台Ⅱ进上料原位滑台Ⅱ退下料原料主轴Ⅱ点动滑台Ⅲ进滑台Ⅲ退主轴Ⅲ点动滑能Ⅳ进滑台Ⅳ退主轴Ⅳ点动夹紧松开上料器进上料器退过程和控制要求进行系统设计和编制应用程序。
熟悉了典型设备电气控制系统,具有了从事电气设备安装调试维修管理等方面的能力。
提高了设计和改进般机械设备电气控制的基本能力。
参考文献郁汉琪郭健可编程控制器原理及应用北京中国电力出版社段苏振提高控制系统可靠性的设计因素电气传动郭健日本三菱系列运行调试及故障诊断职台职业技术学院学报张筱琪机电设备控制基础北京中国人大出版社王兆义小型可编程控制器实用技术北京机械工业出版社三菱公司编系列可编程序控制器使用说明及编程手册进料放料冷却开冷却停设计控制系统电气原理图接口图它反映的是输入输出模块与现场设备的连接。
的输入点大部分是共点式,即所有输入点具有个公共端。
电气接口图如下图图电气接口图设计控制系统操作面板控制系统的操作面板是向控制系统发布控制命令的主令元件组合而成的。
本设计中,输入元件共个其中按钮个检测元件个行程开关个,选择开关个,基于对机床工作方式的控制要求,面板上应设有选择开关预停按钮鉴于手动调整方式下,相应按钮发出控制命令,驱动组合机床相应部件运动,因此面板上应设相应按钮,鉴于对组合机床的启动,停止及润滑故障的处理控制,应在操作制面板上设有启动按钮总停按钮润滑故障切除按钮其他输入元件均为检测元件,不在操作面板中设置,由上面综述,可得控制系统操作面板如下图所示图控制系统的操作面板图控制系统操作面板图第章控制系统软件设计设计控制系统工作循环流程图根据本设计的控制与工艺要求,按机床的动作顺序及每步所完成的任务,可得工作循环流程图如图图控制系统工作循环流程图设计控制系统初始化梯形图程序初始化程序主要用来处理组合机床的各种号,如启动,预停,总停以及各种的原始信号,机床启动前应具备的各种初始信号,工作方式选择信号,各种复位信号,并将处理结果作为机床启动,停止,程序转换的依据,初始化程序般用经连接,非常方便。
输出接口具有定的驱动负载能力,能适应般的控制要求。
而且,在输入接口输出接口,由光电耦合器件,使现场的干扰信号不容易进入。
单片机不如可靠使用单片机进行工业控制,突出的问题就是抗干扰性能较差。
而是专门用于工程现场环境中的自动控制,在设计和制造过程中采取了抗干扰性措施,稳定性和可靠性较高。
通过上面的比较,针对组合机床的电气控制系统,虽然的价格高些,但良好的稳定性和高度的可靠性可确保机床在加工零件时的精度,所以决定采用控制系统来实现。
第义这力分析在这个工况下斗杆可能存在最大弯矩,受到的应力也可能最大。
该工况的具体简图如图所示。
取工作装置为研究对象,如图所示。
在该工况下存在的力有工作装置各部件所受到的重力作用在铲斗上的挖掘阻力,包括切向阻力法向阻力侧向阻力。
摇臂连杆动臂下铰点动臂油缸下铰点动臂与动臂油缸铰点动臂上铰点斗杆油缸上铰点斗杆下铰点铲斗油缸下铰点铲斗下铰点铲斗上铰点铲斗斗齿尖图斗杆第工况时的工作装置简图当斗杆油缸全缩时,通过前面可以得出,由图可知的向量可以表示为由前面的章节计算结果知,并初选。
在中解得在矩形中在前面已经初定为则连杆摇臂摇臂与斗杆的铰接点斗杆与铲斗的铰接点图铲斗受力分析简图由式可则可得此时铲斗的理论挖掘力初选该工况下铲斗重心到铰点的水平距离取铲斗为研究对象,如图所示,并对点取矩,则有工作装置所受重力对点取矩有到点的距离到点的距离法向阻力决定于动臂油缸的闭锁力,取整个工作装置为研究对象,则有则有得斗杆有油缸作用力的求解向量在轴上的模值如图所示,取斗杆带斗和连杆机构为研究对象,则有而此时的斗杆闭锁力,略大于,说明闭锁力足够。
横向挖掘力由回转机构的制动器所承受,即的最大值决定于回转平台的制动力矩。
故要先计算出制动力矩。
地面附着力矩其中摇臂连杆铲斗油缸的推力连杆的作用力摇臂的作用力图连杆机构计算简图在所设计的液压挖掘机中采用的是液压制动,由经验公式可求得回转机构的最大制动力矩取连杆机构为研究对象,如图所示,则有得如图所示,取整个铲斗为研究对象,以点为新坐标的原点,为轴,过点与垂直的直线为,建立坐标,则有点作用力与作用力矩的求解取曲柄和连杆为研究对象,如图所示,则有摇臂连杆铲斗油缸的推力连杆的作用力摇臂的作用力沿连线上的分力摇臂的作用力沿连线垂直方向上的分力第二工况位置的受力分析在这个工况位置下斗杆可能存在最大弯矩,受到的应力也可能最大。
具体简图如图所示。
取工作装置为研究对象,如图所示。
在该工况下存在的力有工作装置各部件所受到的重力作用在铲斗上的挖掘阻力,包括切向阻力法向阻力。
图曲柄和连杆受力图同第工况的分析样,可以得到以下向量则同理也可以求得在该工况下作用在斗杆和铲斗上的力,其分别为结构尺寸的计算由前面的挖掘机反铲上作装置优化设计机械产品与科技,顾虹,迟永滨液压挖掘机运动仿真建筑机械,董玉平,应华等液压挖掘机反铲工作装置的运动仿真工程机械,,,附录零件截图铲斗铲斗连杆铲斗连杆动臂斗杆液压缸缸体装配图受力分析知,在第二工况下所受到的弯矩和内力均要比第工况中要小,故用第工况进行计算,而用第二截面校核。
由前面的受力分析知,在通过点且与斗杆下底板垂直的截面所受到的应力最大,是危险截面。
故首先要对该截面进行计算,然后以此为基础再求解其它尺寸。
斗杆宽度钢板厚度许用应力的选取由经验统计和其它同斗容机型的测绘,处取斗杆的宽度。
挖掘机所用钢板的厚度在我国般为,初选底板厚度,如图所示。
在挖掘机中选用的结构钢材般为,其有足够大的屈服极限和良好的机械性能。
其屈服极限。
在斗杆中取安重大民生大计章电气控制系统硬件设计选择机型合理选择的型号,对于提高控制系统的技术经济指标起着重要作用。
选择机型的基本原则是在功能满足要求的前提下,保证可靠,维护使用方便以及最佳功能价格比。
结构选择主要有整体式和模块式。
整体式整体式的每个点的平均价格比模块式的便宜,且体积相对小,般用于系统工艺过程较为固定,环境条件较好,维修量较小的小型控制系统中。
模块式模块式功能扩展灵活方便。
在点数上,输入点数,输出点数的比例,模块的种类方面选择余地大,且维修方便,般用于较复杂的控制系统。
对于组合机床,选用整体式较好。
点选取原则平均的点价格比较高,因此应该合理选用的点数量,在满足控制要求的前提下力争使用的点最少,但必须留有定余量。
通常点数是根据被控制对象的输入输出信号的实际需要,再加上的余量来确定。
由组成的四工位组合机床控制系统有输入信号个,均为开关量。
其中检测元件个,按钮开关个,选择开关个。
电控制系统有输出信号个,其中电磁阀个,六台电动机的接触器和个指示灯。
根据点数的选取原则考虑的点数余量输入点数可选取个输出点数可选取个。
确定机型及扩展模块。
根据及实际机型点数,选用主机和个点的输入扩展模块这样共有输入点。
输出点就是主机的。
足够可以满足个输入,个输出的要求,而且留有定余量。
设计输入输出信号地址表输入输出信号地址表是将输入输出列成表,给出相应的地址和名称,以备软件编程和系统调试时使用的种表。
由本设计可知控制电路中的按钮,行程开关,检测元件等触点都属于的输入设备,的输出控制对象主要是控制电路中的执行元件,本设计主要是接触器,电磁阀,指示灯。
根据电控系统的输入输出信号表知输入元件数量行程开关个按钮个选择开关个检测元件个输出元件数量电磁阀个接触器个指示灯个根据本设计选用的机型,将输入输出元件分配到的输入输出接口。
根据本文所给的输入输出元件可列下表表输入输出信号地址表输入信号输出信号名称功能编号名称功能编号滑台验法设计。
根据控制要求,采用指令,来定义相应的工作方式,手动,自动,利用预停按钮来控制全自动与半自动工作状态的切换,并利用定时器设定了润滑电动机间歇时间,初始化程序见下图。
设计控制系统手动及显示梯形图程序本设计的手动程序与显示程序均为用经验法设计的梯形图。
手动程序主要在调整和检修时使用。
为了对滑台的进退上料器的进退夹具的加紧松开等进行调整与控制,设计了相应的手动程序,设计手动程序时应注意互锁的设计。
显示程序根据机床的工作状态,驱动相应指示灯显示。
如手动及显示梯形图程序图。
设计控制系统状态转移图与梯形图程序状态转移图,它是完整地描述控制系统的工作过程,功能和特性的种图形,是分析和设计电路系统控制程序的重要工具。
本设计的状态转移图按下列几步进行的按组合机床的控制要求与加工工艺画出状态转移图。
在画出的状态转移图上以输入点或其他元件定义状态转换条件。
按照电控系统提供的电气执行元件功能表,在状态流程图上对每个状态和动作命令配画上实现该状态或动作命令的控制功能的电气执行元件,并以对应的输出点的编号定
