深孔鉆組合機床的PLC控制系統(tǒng)設計開題報告.doc

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畢業(yè)設計（論文） 開題報告 題 目: 深孔鉆組合機床的PLC控制系統(tǒng)設計 院系名稱： 電氣工程學院 專業(yè)班級： 自動F0904 2013年1月 4日 開題報告填寫要求 1．開題報告（含“文獻綜述”）作為畢業(yè)設計（論文）答辯委員會對學生答辯資格審查的依據(jù)材料之一。此報告應在指導教師指導下，由學生在畢業(yè)設計（論文）工作前期內完成，經(jīng)指導教師簽署意見及所在專業(yè)審查后生效。 2．開題報告內容必須用黑墨水筆工整書寫或按教務處統(tǒng)一設計的電子文檔標準格式（可從教務處網(wǎng)頁上下載）打印，禁止打印在其它紙上后剪貼，完成后應及時交給指導教師簽署意見。 3．“文獻綜述”應按論文的格式成文，并直接書寫（或打印）在本開題報告第一欄目內，學生寫文獻綜述的參考文獻應不少于15篇（不包括辭典、手冊）。 4．有關年月日等日期的填寫，應當按照國標GB/T 7408—94《數(shù)據(jù)元和交換格式、信息交換、日期和時間表示法》規(guī)定的要求，一律用阿拉伯數(shù)字書寫。如“2006年11月20日”或“2006-11-30”。 畢業(yè)設計（論文）開題報告 1．結合畢業(yè)設計（論文）課題情況，根據(jù)所查閱的文獻資料，每人撰寫 2000~4000字左右的文獻綜述： 文 獻 綜 述 1、 課題背景 深孔在機械制造業(yè)中，一般將孔深超過孔徑5倍的圓柱孔（內圓柱面）稱為深孔。而孔深與孔徑的比值，稱之為“長徑比”或“深徑比”。相對而言，長徑比不大于5倍的圓柱孔可稱為“淺孔”。 深孔直徑的大小直接關系到加工的難度和采用的加工手段，所以生產(chǎn)實踐中常常按照深孔直徑的大小分別稱呼為特大深孔（Φ200mm以上），大深孔（Φ65~Φ200mm），普通深孔（中等直徑Φ20~65mm），小深孔（Φ4~Φ20mm），微小深孔（Φ4mm以下）。一般而言特大深孔與微小深孔比中，小深孔的加工難度更大，但是由于科學技術是不斷進步的，所以，劃分僅用于行業(yè)內的溝通，并非嚴格的科學定義。 深孔加工技術泛指用于深孔加工的工具設備（硬件）和加工原理，操作規(guī)程，操作技巧（軟件）。在一般情況下，深孔加工技術主要指用切削加工方法和磨料工具加工深孔的技術。隨著科學技術的發(fā)展，20世紀涌現(xiàn)出了一批可用于深孔加工的特種加工技術，從而擴大了深孔加工技術的領域。 深孔鉆是加工深孔的專用設備。鉆深孔時為保證加工質量、提高工效，加工中鉆頭的冷卻和定時排屑是需要解決的主要問題。 2、 發(fā)展現(xiàn)狀 可編程邏輯控制器(Programmable Logic Controller)，簡稱PLC 。它是20世紀70年代以來以微處理器為核心，綜合計算機技術、自動控制技術和通信技術發(fā)展起來的一種新型工業(yè)自動控制裝置。由于它具有功能強、可靠性高、配置靈活、使用方便以及體積小、重量輕等優(yōu)點，被廣泛應用于自動化控制的各個領域。后來，隨著微電子技術和計算機技術的迅猛發(fā)展，稱其為可編程控制器，簡稱PC (Programmable Controller)。但由于PC容易和個人計算機 (Personal Computer)相混淆，故人們仍習慣地用PLC作為可編程控制器的縮寫。（1987年國際電工委員會） 可編程控制器是一種數(shù)字運算操作的電子系統(tǒng)，專為在工業(yè)環(huán)境下應用而設計。它采用了可編程序的存儲器，用來在其內部存儲執(zhí)行邏輯運算、順序控制、定時、計數(shù)和算術運算等操作的指令，并通過數(shù)字的，模擬的輸入和輸出，控制各種類型的機械或生產(chǎn)過程。 3、 國內外研究 20世紀40年代以前，機床的電氣控制主要采用交流電動機拖動的繼電器-接觸器控制。由于當時的交流電動機難以實現(xiàn)調速，只能通過皮帶、齒輪等機械機構來實現(xiàn)有級變速，因而機床的機械結構比較復雜，同時還限制了加工精度的提高。繼電器-接觸器控制系統(tǒng)可以實現(xiàn)機床的各種運動控制（如啟動、制動、反轉、變速等），并可實現(xiàn)邏輯控制、聯(lián)鎖控制、異地控制等，因而大大提高了機床的自動化水平，有助于減輕工人的勞動強度。這種控制系統(tǒng)技術簡單、易于掌握，至今仍被廣泛采用。 繼電器-接觸器控制系統(tǒng)是由各種電器組成的，而這些電器的機械動作壽命是有限的，必須按時更換損壞的電器，以免影響系統(tǒng)的可靠性。另外，根據(jù)加工工藝的要求，需要改變控制邏輯關系時，必須修改線路，重新安裝配線，這對現(xiàn)代機床的控制要求是很不適應的。 20世紀40年代后，發(fā)電機-電動機、交磁放大機-電動機等直流調速系統(tǒng)，以其優(yōu)良的調速性能，被廣泛用于大型機床的主拖動和進給拖動系統(tǒng)中。不僅提高了機床的加工性能，還簡化了機床的傳動機構。 在機床的控制方面，可編程控制器（PLC）已廣泛用于電氣控制系統(tǒng)中?？删幊炭刂破鞑粌H可以按事先編好的程序進行各種邏輯控制，還具有隨意編程、自動診斷、通用性好、體積小、可靠性高的特點。因此，可編程控制器正逐步取代著繼電器－接觸器控制系統(tǒng)。可以預料，隨著科學技術的發(fā)展，機床PLC電氣控制系統(tǒng)將繼續(xù)向更高的方向發(fā)展，以不斷提高機床的加工精度、生產(chǎn)效率和自動化水平。 參 考 文 獻 [1] 胡俊達.PLC在專用雙面銑床電氣控制中的應用[J].組合機床與自動化加工技術，2003，(12)35-37. [2] 常曉玲.電氣控制系統(tǒng)與可編程控制器[M].北京：機械工業(yè)出版社，2004 [3] 尹昭輝，姜福詳，高安邦.數(shù)控機床的機電一體化改造設計[J].電腦學習，2006(4)，8. [4] 呂棟騰，劉曉青.基于PLC控制的普通臥式銑床電氣化改造[J].新技術新工藝，2011(6)31-33. [5] 曾葵.基于PLC技術的機床控制應用[J].制造業(yè)自動化，2012(10)129，137. [6] 鄭鳳翼，金沙.圖解西門子S7-200系列PLC應用88例[M].北京：電子工業(yè)出版社，2009 [7] 賀哲榮.機床電氣控制線路試圖技巧[M]. 北京：機械工業(yè)出版社，2005 [8] 曹春宜.雙面鉆孔組合機床的改造[J].大眾科技，2010(1)108-109 [9] 呂棟騰，孫永芳.普通臥式車床電氣控制系統(tǒng)的PLC改造[J].科技信息，2001(7)89-92. [10] 王立峰.千米瀝青碳纖維收絲系統(tǒng)控制與試驗研究[D].北京：北京化工大學，2009 [11] 金大青．PLC在機床電氣控制中應用[J]木工機床，2011．(3)． [12] 候正坤，盛洪斌. PLC在深孔鉆機床控制電路中的應用[J].一重技術,2008(2)88-89 [13] 劉燕平.PLC在深孔鉆組合機床控制系統(tǒng)中的應用[J].機床電器，2005.(3)42-43 [14] 葉曉光 .PLC在組合機床的控制應用探討[J].制造業(yè)自動化，2011.（10）146-148 [15] 王雅紅，蔡善樂.深孔鉆專用機床PLC控制[J]礦山機械，2008（8）66-67 [16] Belen Curto Diego Vidal Moreno Rodilla Carlos Fernandez Carames Anibal Chehayeb Moran Raul Alves Santos.Applying a software framework for supervisory control of a PLC-based flexible manufacturing systems[J].Int J Adv Manuf Technol (2010) 48:663–669 [17] LU Zhi-jiang. PLC Application in the Automatic Straight-line Welder [J]. Occupation,2010,02(01):159.(in Chinese). [18] GE Xiao-zhong, MA Jun. Design of Minitype Three-dimensional Storage Base on Kingview6.5 and PLC [J] . Machine Building & Automation, 2009,06(02):143-145. 畢業(yè)設計（論文）開題報告 ２．本課題要研究或解決的問題和擬采用的研究手段（途徑）： 1 要研究或解決的問題 本課題采用PLC對深孔鉆組合機床進行控制，提高其自動控制系統(tǒng)的可靠性和設備的工作效率。在保證工藝控制要求的情況下,大大的提高了生產(chǎn)效率,同時還克服了手動操作所帶來的一些人為干擾因素,可取得良好的經(jīng)濟效益。 其中PLC控制系統(tǒng)是整個裝置的核心部分，該部分完成整個系統(tǒng)的控制功能，主要的核心部件是三菱FX2N系列PLC，用它來控制深孔鉆組合機床自動完成工件的鉆孔加工主要功能。 由此本課題需要研究及解決如下問題： 1、如何使用液壓系統(tǒng)控制機床滑臺的進給和工件定位夾緊裝置進行控制 2、深孔鉆組合機床進行深孔鉆削時, 要對鉆頭進行排屑和冷卻 2 擬采用的研究手段： 我們知道鉆床的運動有三種： 1、主運動，主軸的旋轉運動。 2、進給運動，即鉆頭一面旋轉，沿著軸線做進給運動。 3、輔助運動，即鉆頭的往復運動。 深孔鉆組合機床的主運動是由主軸電動機控制，通過液壓電動機為液壓系統(tǒng)提供動力，控制針對工件定位夾緊裝置和滑臺的電磁閥通斷來達到控制滑臺移動和工件定位夾緊的目的。由于深孔鉆組合機床進行深孔鉆削時, 要對鉆頭進行排屑和冷卻，因此，需要分級進給， 周期性地從工件中退出鉆頭，同時使用冷卻泵噴出的切削液對鉆頭進行冷卻。動力頭工作循環(huán)圖如下圖所示。 電磁閥動作表 定位 夾緊 機床滑臺 轉換指令 YV1 YV2 YV3 YV4 YV5 YV6 YV7 工件定位 + - - - - - - SB4 工件夾緊 - - + - - - - SQ2 滑臺快進 - - + - + - + KP 一次工進 - - + - + - - SQ3 快退 - - + - - + - SQ4 二次工進 - - + - + - - T2 快退 - - + - - + - SQ5 三次工進 - - + - + - - T1 快退 - - + - - + - SQ6 松開工件 - - - + - - - SQ7 拔定位銷 - + - - - - - SQ8 停止 - - - - - - - SQ1 注：表中“+”表示電磁閥線圈通電，“-”表示電磁閥線圈斷電。