课程设计（论文）--基于PLC的单轴控制系统的设计.doc

机电一体化专业课课程设计说明书 题目：基于PLC的单轴控制系统的设计 第一章 课程设计的目的 通过专业课学习后进行综合性实践性教学环节，总的目的是在老师的指导下，使我们通过课程设计，对所学课程理论知识进行一次系统的回顾检查复习和提高。并运用所学理论通过调研，设计一个机电控制方面的课题。受到从理论到实践应用的综合训练，培养我们独立运用所学理论解决具体问题的能力，具体有以下几点：1）通过检索查阅有关手册、标准及参考资料，培养我们检索查阅资料、使用资料的方法和能力。2）通过回顾查阅课程理论知识、运用所学的基础课，专业技术课和专业课知识，培养我们根据实际问题正确设计总体方案，分析具体问题、进行工程设计的能力。 课程设计将机电专业课程的相关内容有机结合起来，让我们受到完整的设计训练过程，使我们掌握机电工程设计的基本方法，提高了我们分析和解决实际工程问题的能力，培养我们的整体观念，并将整个课程内容有机而系统地结合起来。通过拟定的设计方案、结构方案到结合生产和使用条件，独立完成精密机构部件的设计，全面考虑设计内容及过程，熟悉和运用设计资料，如国家及行业标准，设计规范等，加深对机电一体化系统设计的认识。 第二章 设计参数内容、要求及分工安排 设计一套简易的数控XY工作台及其控制系统。工作台用于的钻床的孔加工。 设计参数如下：台面尺寸180*140*20；底座外形尺寸：240*260*150；行程Y=110；台面速度：Y 2.0m/min；进给抗力Y 150N；工件物重：8Kg；定位精度Y+0.015/300mm；重复定位精度为+0.01mm。考虑用液压缸驱动控制。 小组分工： 第三章 液压系统简介 液压系统已经在各个部门得到越来越广泛的应用，而且越先进的设备，其应用液压系统的部门就越多。 液压传动是用液体作为来传递能量的，液压传动有以下优点：易于获得较大的力或力矩，功率重量比大，易于实现往复运动，易于实现较大范围的无级变速，传递运动平稳，可实现快速而且无冲击，与机械传动相比易于布局和操纵，易于防止过载事故，自动润滑、元件寿命较长，易于实现标准化、系列化。 液压传动的基本目的就是用液压介质来传递能量，而液压介质的能量是由其所具有的压力及力流量来表现的。而所有的基本回路的作用就是控制液压介质的压力和流量，因此液压基本回路的作用就是三个方面：控制压力、控制流量的大小、控制流动的方向。所以基本回路可以按照这三方面的作用而分成三大类：压力控制回路、流量控制回路、方向控制回路。 第四章 明确液压系统的设计要求 要求设计一台卧式单面多轴钻孔组合机床动力滑台的液压系统。要求实现的动作顺序为：启动→加速→快进→减速→一工进→减速→二工进→快退→停止。 第五章 液压系统工况分析 5．1 运动分析 绘制动力滑台的工作循环图 图5-1 滑台的工作循环图 5．2 负载分析 5．2．1阻力计算 1）阻抗力 阻抗力为已知 Fq=150N；取安全系数为2； 则Fq=150*2N=300N (5-1) 2）由于该动力滑台是为钻床设计的，所以在沿着导轨的方向是没有切削力的，所以该滑台的阻抗力就为该工作台所要克服的阻力。 F阻=Fq=300N 5．3各个工作阶段速度与时间段的确定 根据负载计算结果和已知的个阶段的速度，可绘制出工作循环图如图所示，所设计组合机床动力滑台液压系统的速度循环图可根据已知的设计参数进行绘制，已知快进速度V1=80mm/s，快退速度V4=40mm/s，工进速度V2=33.3mm/s、二工进速度V3=12mm/s、点动速度V5=40mm/s，快进行程L1=65mm、工进行程L2=20mm、二工进行程L3=20mm、快退行程L4=110mm。快进、工进和快退的时间可由下式分析求出。 快 进： t1===0.8125s 一工进： t2===0.6s 二工进： t3===1.67s 快 退： t3==(65+20+20)/40=2.625s 第六章 机械系统参数计算及选型 6．1导轨的基本要求 1) 导向精度：指运动部件按给定方向作直线运动的准确程度。 2) 精度保持性：指导轨在工作过程中保持原有几何精度的能力。 3) 运动精度：包括低速运动平稳、无爬行、定位准确。 4) 足够的刚度：在载荷的作用下，导轨的变形不应超过允许值。 5) 结构工艺性好:导轨的结构应力求简单、便于制造、检验和调整，从而降低成本。 6) 具有良好的润滑和防护装置。 6．2导轨的分类 按摩擦性质分为： 1) 滑动导轨：静压导执,动压导轨,普通滑动导轨。 2) 滚动导轨: 滚珠导轨,滚柱导轨,滚针导轨,滚动轴承导轨。 6．2．1滑动导轨与滚动导轨的特点 滑动导轨的动、静导轨面直接接触。其优点是结构简单、接触刚度大；缺点是摩擦阻力大、磨损快、