一种液压钻床PLC控制实验教具的制作方法

本实用新型涉及液压传动教具，尤指一种液压钻床PLC控制实验教具。

背景技术：

液压传动相对于机械传动来说，它是一门新兴技术。近年来，随着机电一体化技术的发展，液压传动技术在机床、工程机械、冶金机械、塑料机械、汽车、飞机、船舶等领域得到广泛应用和发展。该技术是实现工业自动化的一种重要手段，具有广阔的发展前景。因此，在教育领域，《液压控制技术》已经是机械类专业必学的一门重要的专业基础课程，而且该课程必须通过做实验来将抽象的液压技术转化为实实在在的实验现象，来帮助学生掌握液压元器件工作机理及典型液压传动系统的设计、安装、调试与维持知识，具有很强的实践性。

液压传动实验教具目前通常是单一元器件教具，学生在实验时，只能了解单一元器件的工作原理，不能把各元器件很好的结合起来，更少有基于PLC的教具，远远不能满足教学要求。

目前也有可以做为教具使用的基于PLC控制的液压实验台，这类实验台主要有两种类型：一是仿真型多功能液压实验台；二是生产型液压实验台。然而这类实验台通常仅具有演示和实验功能，或者具有检测功能，不能自行组装、编程等，实习范围较窄，且体格昂贵。

CN203906447U公开了一种“基于数控机床的PLC控制液压实验台”，该实验台配备了各种液压元器件，借助数控加工装置，可以使学生体验到机、电、液一体化技术在实际机械设备上的具体应用，且可以灵活修改PLC程序，改变液压尾座的运动状态、电磁换向阀换向顺序等功能，从而满足学生对机、电、液设备的联调实验。但是，该实验台也有如下缺点：(1)该实验台单独使用时只能对各液压元器件进行性能测试，只有与数控加工机械同时使用时，才能体验到具体应用，而对于一般的学校来说，很难同时配备昂贵的数控加工设备。(2)各液压元器件的安装及连接是固定的，学生不能自己组装，因此不能很好地学习各元器件的应用及连接。(3)由于需要同时配备使用交流电的数控加工设备，因此安全性不高。

技术实现要素：

本实用新型所要解决的技术问题在于提供一种液压钻床PLC控制实验教具，该教具可以让学生根据老师的要求学习到从安装、连接、编程、调试、加工等一整套的工作任务，因此可以更好的掌握各液压元器件的应用以及进行实际加工学习。

为解决上述技术问题，本实用新型的技术解决方案是：

一种液压钻床PLC控制实验教具，包括加工装置、工件夹持装置、工件移动装置、控制装置、若干电磁阀、支撑底板、液压泵站、用于电气连接的若干连接导线及用于油路连接的若干液压管路；该加工装置包括相互连接的钻头、主轴电机及驱动主轴升降液压缸，该驱动主轴升降液压缸固定在主轴支架上；该工件夹持装置包括固定板、活动板及可带动活动板移动的驱动夹具液压缸；该工件移动装置包括滑轨、可在滑轨上移动的工作台及可带动工作台移动的驱动工作台液压缸，该工件夹持装置安装在工作台上；该控制装置包括触摸屏及PLC控制器；该电磁阀包括换向阀、调速阀及减压阀；所述主轴支架、滑轨、控制装置及各电磁阀通过连接结构可拆卸地安装在支撑底板上。

优选地，进一步设置有可以检测所述工作台位置的若干行程开关，包括有工作台初始位置行程开关、加工区位置行程开关以及成品区位置行程开关。

优选地，进一步设置有主轴位置检测传感器，即主轴初始位置检测传感器及钻孔到位检测传感器。

优选地，进一步设置有用以检测是否有加工工件的入料口检测传感器。

优选地，进一步设置有用以检测加工工件是否为金属材料的电感传感器。

优选地，所述的连接结构为在所述的支撑底板上设置左右T型滑槽，所述主轴支架、滑轨、控制装置及各电磁阀设有带安装孔的第二固定板，通过螺钉螺母将所述第二固定板固定在支撑底板上。

优选地，进一步设置有急停按钮、启动按钮及关闭按钮。

优选地，所述的换向阀设置有三个，两个双向换向阀一个单向换向阀；所述的调速阀设置有2个；所述的减压阀设置有一个。

优选地，进一步设置一用于分接油路的管道分接头。

优选地，进一步设置一接线端子排，所有电器元件通过该接线端子排再通过连接导线相互电连接。

优选地，进一步设置一接线端子排，所有电器元件通过该接线端子排再通过连接导线相互电连接。

采用上述方案后，本实用新型具有如下优点：

1.通过本实用新型所述的教具，可以使学生学会看液压系统图，并根据液压系统图及控制要求从施工、安装、连线(油路和电路)、到编程、调试、加工，完成一整套的工作任务，从而理解液压传动系统的组成与工作原理，了解液压传动技术的应用，进一步掌握液压传动的基础知识和基本技能，学会液压传动PLC 控制装置的安装与调试。

2.本实用新型所述的各装置、部件均采用连接结构为可拆卸式连接，因此整个装置学生可以从选择布局开始，更具挑战性。

3.本实用新型所述教具具有触摸屏，无需设置各种按钮，只需设置急停或启闭按钮，控制更简单。

4.本实用新型所述教具可以采用直流电机，使用上更为安全，更为适合教学使用。

5.本实用新型所述教具通过行程开关及传感器对各位置进行检测，控制更为简单。

6.本实用新型所述教具可以设置接线端子排进行电路连接，使用上更为方便。

附图说明

图1是本实用新型的主视图；

图2是本实用新型的俯视图；

图3是本实用新型各器件与底板连接结构示意图；

图4是本实用新型可选的液压系统图。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本实用新型作进一步详述。

本实用新型所揭示的是一种液压钻床PLC控制实验教具，如图1及图2所示，为本实用新型的较佳实施例。所述实验教具包括加工装置1、工件夹持装置 2、工件移动装置3、控制装置、若干电磁阀以及支撑底板4，还包括若干连接导线、若干液压管路及液压泵站A(图中未示出)。其中：

所述的加工装置1包括钻头11、带动钻头11旋转的主轴电机12以及带动主轴电机12上下移动的驱动主轴升降液压缸13，该驱动主轴升降液压缸13固定在主轴支架14上。主轴支架14可以通过连接结构可拆卸地安装在支撑底板4 上。该主轴电机12可以为直流电机。

所述的工件夹持装置2包括固定板21、活动板22以及可带动活动板22移动的驱动夹具液压缸23，所述的固定板21和活动板22构成可夹持工件的夹具。

所述的工件移动装置3包括滑轨31、可在滑轨31上移动的工作台32以及可带动工作台32移动的驱动工作台液压缸33，所述的工件夹持装置2安装在工作台32上。所述的滑轨31可以通过连接结构可拆卸地安装在支撑底板4上。

所述的控制装置包括触摸屏51及PLC控制器52，该触摸屏51和PLC控制器52及主轴电机12根据需要通过连接导线相互连接。可以进一步设置一接线端子排53，所有电器元件可以通过该接线端子排53再通过连接导线相互电连接，从而方便接线工作。所述的触摸屏51、PLC控制器52、接线端子排53均可以通过连接结构可拆卸地安装在支撑底板4上。

所述的电磁阀包括换向阀61、调速阀62及减压阀63。具体的，可以设置三个换向阀61，两个双向换向阀一个单向换向阀。所述的调速阀62可以设置2个，所述的减压阀63可以设置一个。所述的各电磁阀可以根据需要相互叠加安装在一起，并且可以通过连接结构可拆卸地安装在支撑底板4上。还可以进一步设置一用于分接油路的管道分接头64。各电磁阀、各液压缸以及管道分接头可以根据实际需要，通过液压管路相互连接。

进一步设置有若干行程开关以及若干传感器。具体的，可以设置三个行程开关，即工作台初始位置行程开关71、加工区位置行程开关72以及成品区位置行程开关73，各行程开关可以检测所述的工作台32是否达到相应位置，从而控制驱动工作台液压缸33的启停。可以设置三个位置检测传感器，即入料口检测传感器74，用以检测是否有加工工件，主轴初始位置检测传感器75，用以检测主轴的初始位置，钻孔到位检测传感器76，用以检测主轴下降到位位置，上述三个传感器可以为光电传感器。还可以进一步设置电感传感器77，用以检测加工工件是否为金属材料。如果检测为金属材料则判断为金属工件，主轴电机12选择为低速；如果检测为非金属材料则判断为塑料工件，主轴电机12选择为高速。各行程开关及传感器均可以通过连接导线连接在接线端子排53上，再通过接线端子排53与PLC控制器53电连接。

此外，还可以进一步设置急停按钮81、启动按钮82及关闭按钮83，在所述的触摸屏上也可以设置启动和关闭按键。

为了方便安装，本实用新型的各装置、液压元器件、电器元器件均可以通过连接结构可拆卸地安装在支撑底板4上，这种可拆卸地连接结构可以采用多种结构形式，本实用新型采用的连接结构如图3所示，在所述的支撑底板4上设置左右T型滑槽41，各电磁阀以及控制装置(即所述的触摸屏51、PLC控制器52 或接线端子排53)安装在带安装孔的第二固定板9上，通过螺钉螺母将所述第二固定板9固定在支撑底板4上。所述的主轴支架14以及滑轨31均可以通过该连接可拆卸地安装在支撑底板4上。

本实用新型所述的实验教具在使用时，学生可以根据老师布置的液压系统图 (例如图4所示)以及控制要求，选择需要的电磁阀、行程开关或者传感器，并对部件进行布置、安装，连接油路及电路，同时编写PLC程序，然后对液压钻床进行系统调试，最终实际钻床的实际加工。

以上所述，仅是本实用新型的较佳实施例而已，并非对本实用新型的技术范围作任何限制，故但凡依本实用新型的权利要求和说明书所做的变化或修饰，皆应属于本实用新型专利涵盖的范围之内。