液压站控制系统设计毕业论文

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一、组合机床液压系统组合机床液压系统主要由通用滑台和辅助部分（如定位、夹紧）组成。动力滑台本身不带传动装置，可根据加工需要安装不同用途的主轴箱，以完成钻、扩、铰、镗、刮端面、铣削及攻丝等工序。液压系统工作原理图8—1液压系统工作原理所示为带有液压夹紧的他驱式动力滑台的液压系统原理图，这个系统采用限压式变量泵供油，并配有二位二通电磁阀卸荷，变量泵与进油路的调速阀组成容积节流调速回路，用电液换向阀控制液压系统的主油路换向，用行程阀实现快进和工进的速度换接。它可实现多种工作循环，下面以定位夹紧→快进→工进→二工进→死挡铁停留→快退→原位停止松开工件的自动工作循环为例，说明液压系统的工作原理。1. 夹紧工件?? 夹紧油路一般所需压力要求小于主油路，故在夹紧油路上装有减压阀6，以减低夹紧缸的压力。按下启动按钮，泵启动并使电磁铁4DT通电，夹紧缸24松开以便安装并定位工件。当工件定好位以后，发出讯号使电磁铁4DT断电，夹紧缸活塞夹紧工作。其油路：泵1→单向阀5→减压阀6→单向阀7→换向阀11→左位夹紧缸上腔，夹紧缸下腔的回油→换向阀11左位回油箱。于是夹紧缸活塞下移夹紧工件。单向阀 7用以保压。2.进给缸快进前进 当工件夹紧后，油压升高压力继电器14发出讯号使1DT通电，电磁换向阀13和液动换向阀9均处于左位。其油路为：进油路：泵1→单向阀5→液动阀9→左位行程阀23右位→进给缸25左腔回油路：进给缸25右腔→液动阀9左位→单向阀10→行程阀23右位→进给缸25左腔。于是形成差动连接，液压缸25快速前进。因快速前进时负载小，压力低，故顺序阀4打不开（其调节压力应大于快进压力），变量泵以调节好的最大流量向系统供油。3.一工进当滑台快进到达预定位置（即刀具趋近工件位置），挡铁压下行程阀23，于是调速阀12接入油路，压力油必须经调速阀12才能进入进给缸左腔，负载增大，泵的压力升高，打开液控顺序阀4，单向阀10被高压油封死，此时油路为：进油路：泵1→单向阀5→换向阀9左位→调速阀12→换向阀20右位→进给缸25左腔回油路：进给缸25右腔→换向阀9左位→顺序阀4→背压阀3→油箱。一工进的速度由调速阀12调节。由于此压力升高到大于限压式变量泵的限定压力pB，泵的流量便自动减小到与调速阀的节流量相适应。4.二工进? 当第一工进到位时，滑台上的另一挡铁压下行程开关，使电磁铁3DT通电，于是阀20左位接入油路，由泵来的压力油须经调速阀12和19才能进入25的左腔。其他各阀的状态和油路与一工进相同。二工进速度由调速阀19来调节，但阀19的调节流量必须小于阀12的调节流量，否则调速阀19将不起作用。5.死挡铁停留? 当被加工工件为不通孔且轴向尺寸要求严格，或需刮端面等情况时，则要求实现死挡铁停留。当滑台二工进到位碰上预先调好的死挡铁，活塞不能再前进，停留在死挡铁处，停留时间用压力继电器21和时间继电器（装在电路上）来调节和控制。6.快速退回? 滑台在死挡铁上停留后，泵的供油压力进一步升高，当压力升高到压力继电器21的预调动作压力时（这时压力继电器入口压力等于泵的出口压力，其压力增值主要决定于调速阀19的压差），压力继电器21发出信号，使1DT断电，2DT通电，换向阀13和9均处于右位。这时油路为：进油路：泵1→单向阀5→换向阀9右位→进给缸25右腔。回油路：进给缸25左腔→单向阀22→换向阀9右位→单向阀8→油箱。于是液压缸25便快速左退。由于快速时负载压力小（小于泵的限定压力pB）,限压式变量泵便自动以最大调节流量向系统供油。又由于进给缸为差动缸，所以快退速度基本等于快进速度。7.进给缸原位停止，夹紧缸松开? 当进给缸左退到原位，挡铁碰行程开关发出信号，使2DT、3DT断电，同时使4DT通电，于是进给缸停止，夹紧缸松开工件。当工件松开后，夹紧缸活塞上挡铁碰行程开关，使5DT通电，液压泵卸荷，一个工作循环结束。当下一个工件安装定位好后，则又使4DT、5DT均断电，重复上述步骤。二、液压系统的特点本系统采用限压式变量泵和调速阀组成容积节流调速系统，把调速阀装在进油路上，而在回油路上加背压阀。这样就获得了较好的低速稳定性、较大的调速范围和较高的效率。而且当滑台需死挡铁停留时，用压力继电器发出信号实现快退比较方便。采用限压式变量泵并在快进时采用差动连接，不仅使快进速度和快退速度相同(差动缸)，而且比不采用差动连接的流量可减小一倍，其能量得到合理利用，系统效率进一步得到提高。采用电液换向阀使换向时间可调，改善和提高了换向性能。采用行程阀和液控顺序阀来实现快进与工进的转换，比采用电磁阀的电路简化，而且使速度转换动作可靠，转换精度也较高。此外，用两个调速阀串联来实现两次工进，使转换速度平稳而无冲击。夹紧油路中串接减压阀，不仅可使其压力低于主油路压力，而且可根据工件夹紧力的需要来调节并稳定其压力；当主系统快速运动时，即使主油路压力低于减压阀所调压力，因为有单向阀7的存在，夹紧系统也能维持其压力(保压)。夹紧油路中采用二位四通阀11，它的常态位置是夹紧工件，这样即使在加工过程中临时停电，也不至于使工件松开，保证了操作安全可靠。本系统可较方便地实现多种动作循环。例如可实现多次工进和多级工进。工作进给速度的调速范围可达～660mm/min，而快进速度可达7m /min。所以它具有较大的通用性。

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摘要 5 1 绪论 25-32 国内外液压机技术现状及发展趋势 25-29 课题研究意义和研究内容 29-32 2 整体方案及重要参数的确定 32-39 整体方案的提出与确定 32-35 系统主要参数的确定及主要元器件的选型 35-37 高速数控压机液压系统工作原理 37-39 3 液压系统建模 39-52 建模的基本要求 39-40 比例阀数学模型 40-41 阀控缸数学模型的建立 41-50 液压系统最终数学模型 50 系统参数的确定 50-52 4 系统仿真 52-56 概述 52-53 稳定性分析 53-56 5 PID控制器设计 56-62 PID控制方法简介 56-57 PID控制方法设计 57-60 总体仿真 60-62 6 PID控制策略的工程实现 62-71 给定值处理 62-63 被控量处理 63-64 偏差处理 64-66 控制策略的实现 66-67 控制量处理 67-68 自动手动切换 68-71 7 系统硬件和软件设计 71-78 机械设计 71-73 控制系统设计 73-78 8 结论 78-79 致谢 79-80