一种基于plc控制的集成式液压站的制作方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及的是精密加工机床的液压支承元件的供油技术领域。
【背景技术】
[0002] 由于液体静压导轨有刚度高、爬行小、负载大、运动精度高等优点，被广泛应用于 精密和超精密加工机床；液体静压导轨的稳定工作的前提条件是需要有一套液压站对其供 油，以往的液压站通常采用三相异步电机带动油泵，采用溢流阀减压阀进行调压，使用压力 表对压力进行监测，其测量的分辨率不足，且工作时所带来的振动、噪声以及压力波动较大 等因素对机床加工精度造成的影响很大，另外，当振动频率与液体静压导轨发生耦合的情 况下，会使得静压导轨因为振动而造成其精度大大降低，进一步影响机床加工质量。
【发明内容】
[0003] 本发明的目的是提供一种基于PLC控制的集成式液压站，本发明是为了克服现有 液压站通常采用三相异步电机带动油泵，采用溢流阀减压阀进行调压，使用压力表对压力 进行监测，使其存在测量的分辨率不足，及工作时所带来的振动、噪声和压力波动较大等因 素，而对机床加工精度造成影响很大的问题。本发明的一种基于PLC控制的集成式液压站， 它包括液压油油箱1、吸油过滤器2、液压油泵执行总成3、伺服驱动器4、触摸屏6、警报灯 7、PLC控制器8、模拟量输入输出模块9、24V直流电源10 ; 液压油泵执行总成3包括底座3-1、伺服电机3-2、十字滑块联轴器3-3、压力传感器 3-4、油泵3-5、蓄能器3-6、温度传感器3-7、安全阀3-8 ;伺服电机3-2和油泵3-5都安装在 底座3-1上，伺服电机3-2通过十字滑块联轴器3-3与油泵3-5传动连接，压力传感器3-4、 蓄能器3-6、温度传感器3-7和安全阀3-8都安装在油泵3-5的输出管路上；油泵3-5的输 入端口与吸油过滤器2的输出端口连通，吸油过滤器2浸在液压油油箱1中的液压油内； PLC控制器8的显示和控制数据输入输出端与触摸屏6的数据输入输出端连接，PLC控 制器8的报警灯驱动输出端连接警报灯7,PLC控制器8的数据总线端与模拟量输入输出模 块9的数据总线端连接，模拟量输入输出模块9的模拟量输出端与伺服驱动器4的控制输 入端连接，伺服驱动器4的输出输入控制端与液压油泵执行总成3中伺服电机3-2的输入 输出控制端连接，模拟量输入输出模块9的温度信号输入端与液压油泵执行总成3中温度 传感器3-7的信号输出端连接，模拟量输入输出模块9的压力信号输入端与液压油泵执行 总成3中压力传感器3-4的信号输出端连接；触摸屏6、PLC控制器8和模拟量输入输出模 块9的电源输入端都与24V直流电源10的输出端连接；油泵3-5的输出管路的输出端口与 液压支承元件5的输入端口连接。
[0004] 本发明具有以下几方面优点： (1) 本液压站使用压力闭环，速度闭环，其压力输出精度高，振动小，噪声小，对超精密 加工机床的加工造成的影响大大降低； (2) 本液压站使用触摸屏对系统进行实时监测和控制，并带有警报功能，方便操作员获 取信息数据，提高油压控制精度，使用安全； (3) 本液压站进行一体化集成设计，简洁美观，操作十分方便； (4) 利用改变流量的方式调节油压，没有溢流阀、减压阀等耗能元件，具有节能环保的 作用。
【附图说明】
[0005] 图1是本发明的整体结构示意图； 图2是【具体实施方式】二的结构示意图。
【具体实施方式】
[0006]
【具体实施方式】一：结合图1说明本实施方式，本实施方式由液压油油箱1、吸油过 滤器2、液压油泵执行总成3、伺服驱动器4、触摸屏6、警报灯7、PLC控制器8、模拟量输入 输出模块9、24V直流电源10组成； 液压油泵执行总成3包括底座3-1、伺服电机3-2、十字滑块联轴器3-3、压力传感器 3-4、油泵3-5、蓄能器3-6、温度传感器3-7、安全阀3-8 ;伺服电机3-2和油泵3-5都安装在 底座3-1上，伺服电机3-2通过十字滑块联轴器3-3与油泵3-5传动连接，压力传感器3-4、 蓄能器3-6、温度传感器3-7和安全阀3-8都安装在油泵3-5的输出管路上；油泵3-5的输 入端口与吸油过滤器2的输出端口连通，吸油过滤器2浸在液压油油箱1中的液压油内； PLC控制器8的显示和控制数据输入输出端与触摸屏6的数据输入输出端连接，PLC控 制器8的报警灯驱动输出端连接警报灯7,PLC控制器8的数据总线端与模拟量输入输出模 块9的数据总线端连接，模拟量输入输出模块9的模拟量输出端与伺服驱动器4的控制输 入端连接，伺服驱动器4的输出输入控制端与液压油泵执行总成3中伺服电机3-2的输入 输出控制端连接，模拟量输入输出模块9的温度信号输入端与液压油泵执行总成3中温度 传感器3-7的信号输出端连接，模拟量输入输出模块9的压力信号输入端与液压油泵执行 总成3中压力传感器3-4的信号输出端连接；触摸屏6、PLC控制器8和模拟量输入输出模 块9的电源输入端都与24V直流电源10的输出端连接；油泵3-5的输出管路的输出端口与 液压支承元件5的输入端口连接。
[0007] 所述伺服驱动器4可选择电源为三相380V交流电的驱动器，具体型号可选择 安川S⑶V-5R5A01A;触摸屏6的型号为威纶通MT6056i;PLC控制器8的型号为西门子 S7-200 224XP;模拟量输入输出模块9的型号为西门子EM235 ;油泵3-5的型号为不二越 内啮合齿轮泵IPH-2A-6. 5 ;压力传感器3-4的分辨率达到0.OOlMPa，其型号可选SMC公司 ISE80-02-R;伺服电机3-2的型号为安川SGMJV-08ADE6S。
[0008]
【具体实施方式】二：结合图1说明本实施方式，本【具体实施方式】与【具体实施方式】一 的不同点在于触摸屏6上设置有流量模式和压力模式选项；当选择流量模式时，PLC控制器 8自动按照公式0=hF；/舊CK十算出伺服电机3-2转速n，让伺服电机3-2恒转速n运行， 此时油泵3-5排量与转速的乘积就是输出流量；同时PLC控制器8根据油泵3-5输出油路 的压力变化判断油泵3-5输出油路是否泄露或者堵塞；当选择压力模式时，先输入压力设 定值，然后PLC控制器8根据压力传感器3-4采集的压力信号数据，及输出压力与伺服电机 3-2转速之间的关系式：P=/2/60，n为伺服电机3-2转速，即油泵3-5转速，P 为液压站输出压力，Vr为油泵3-5的理论排量，Rh为供油对象的液阻，通过伺服电机3-2驱 动油泵3-5恒压压力闭环条件转动工作；同时PLC控制器8根据伺服电机3-2的转速是否 发生变化，来判断油泵3-5的输出油路是否泄露或者堵塞。其它组成和连接关系与具体实 施方式一相同。
[0009]本实施方式能适应多种工作模式，能实现压力闭环工作和速度闭环工作，其压力 输出精度高，振动小，噪声小，对超精密加工机床的加工造成的影响大大降低。
[0010]【具体实施方式】三：结合图2说明本实施方式，本【具体实施方式】在【具体实施