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双面铣床的plc控制系统的设计

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设计(论文)题目 双面铣床的plc控制系统的设计
学生姓名   学  号   专业、班级  
学   院   指导教师姓名  
建议从以下方面填写:1. 简述课题的目的和意义2. 国内外的现状和发展趋势等情况(文献综述),尚待解决的问题;3. 重点介绍完成任务的可能思路、方案和计划;4. (工科类专业需填写)所需的主要仪器和设备等。
 
  1. 简述课题的目的和意义
国际电工委员会(IEC)于1987年颁布了可编程控制器标准草案第三稿,明确强调了PLC直接应用于工业环境,具有通用性强、使用方便、适应面广、可靠性高、搞干扰能力强,编程简单等特点。在工业领域中,PLC控制技术的应用已成为世界潮流。
在传统的机床控制系统中,都是采用继电器——接触器等元器件组成的硬件逻辑控制电路,在PLC出现之前,一直占主导地位,应用广泛。但是电气控制系统存在体积大、可靠性低、查找和排除故障困难等缺点,特别是其接线复杂,工艺难度高,不易更改,对生产工艺变化的适应性也差,所以用PLC控制取代传统机床电气控制系统是机床控制发展的主要趋势。它可以完美的解决传统机床电气控制系统的可靠性、柔性、开发周期、故障自诊断等问题。
铣床作为机械加工的通用设备,在汽车等配件生产加工中起着不可替代的作用。而双面铣床由于两面可同时加工,加工效率高,应用更为广泛,本文主要进行双面铣床的 PLC 控制程序设计。
2. 国内外的现状和发展趋势等情况(文献综述),尚待解决的问题;
机床能够实现大量的,各种类型的零件的加工,对人类的发展起到了巨大的作用。它的使用也有着悠久的历史。最早的机床记载于公元2000多年,当时人们利用绳子,树枝来制作而成,利用树枝的弹性来工作。之后在明朝时期,《天工开物》中记载了一种类似于磨床的结构。它是利用人工动力(脚踏铁盘)来进行驱动的,一般用于切割一些玉石等物。倒了18世纪发生了工业革命,蒸汽机的出现加快了时代前进的车轮。动力的出现使得机床有了天翻地覆的改变,也使得机床的发展大大加快了。各种通过蒸汽机作为洞里的机床纷纷出现,直到1797年,英国人莫里兹制造了一个给螺丝车螺纹用的机床,实现了机床界的一个大变革。
在1952年,美国首先提出并发明了第一台数控机床,它是一台三坐标铣床,经过之后的编程与实验,进入实用阶段。在几年之后,美国还发明了带有自动换刀装置的加工中心。数控机床的产生对于机床的发展也具有里程碑式的意义。随着电气时代的发展,电子技术也得到了迅猛的发展,而数控机床也随之发展。第一代机床的数控系统是由电子管构成的。之后随着晶体管的问世,第二代由晶体管电路构成数控系统的数控机床也开始出现,他们体积更小,运算更快,使用起来故障率也大大降低。随着集成电路的出现,数控系统的集成规模的逐渐变大。第三代、第四代的数控机床也陆续投入生产。目前,由微型计算机来控制的数控机床以其出色的性能成为了第五代数控机床。直到如今,信息时代飞速发展,随着大数据,人工智能的研究渐渐深入,数控机床的作用与效益越来越明显,已经逐渐代替了普通的机床。
随着社会信息化的发展,数控机床的改造任务也一直源源不断,从高端的机床到低端的机床都有大量的需求。其中高端的机床改造需求主要包括一些进口的或进口的二手机床。它们主要是在八九十年代,由于我国军方或者大型企业的需求,进口的这些精密的机床。到了今天它们无论是电气系统还是机械系统,都需要进行更换或改造。而低端机床改造需求则主要来源于我国九十年代自主生产的大量机床以及目前我国正应用于生产一线的普通机床。它们大部分也老化严重,急需改造,其余则是因为满足不了当今社会的机械加工需求,也需要更换或改造。总而言之,我国目前社会上的机床改造任务十分迫切,对各种机床的数控改造有着非常重要的研究意义和社会价值。
数控机床对于普通机床而言,各方面的性能有着极大的提升,这是普通机床数控化改造的最大优势。首先,对普通数控机床的改造可以保留机床很大一部分的机械结构和材料,从而相比于更换新的数控机床而言,能够大大减少成本,一般都可以节省至少一半以上的费用。
对于大型机床,这种改造对成本的节省更加显著。其次,改造之后的数控机床的操作更加简单,对机床操作人员要求低,同时改造后的机床不仅能够完成单件,小批量生产其柔性大大提高,而且机床运行的寿命年限也能得的很大的提高。最后,因为用户或者维修人员可以一起加入到改造方案的制定过程,这样用户能够更好的了解该种改造机床的内部运行机理,从而能让用户对故障的检测与维护得到更大的保障。
组合机床和组合机床自动线是一种专用高效自动化技术装备,目前,由于它仍是大批量机械产品实现高效、高质量和经济性生产的关键装备,因而被广泛应用于汽车、拖拉机、内燃机和压缩机等许多工业生产领域。其中,特别是汽车工业,是组合机床和自动线最大的用户。如德国大众汽车厂在 Salzgitter 的发动机工厂,90 年代初所采用的金属切削机床主要是自动线(60%)、组合机床(20%)和加工中心(20%)。显然,在大批量生产的机械工业部门,大量采用的设备是组合机床和自动线。因此,组合机床及其自动线的技术性能和综合自动化水平,在很大程度上决定了这些工业部门产品的生产效率、产品质量和企业生产组织的结构,也在很大程度上决定了企业产品的竞争力。对于车桥、箱体、泵体类零件两端面粗加工,许多厂家都面临着两难问题:若采用普通机床,则加工效率低下;若采用数控机床,则仅仅将其用于粗加工,严重浪费价格昂贵的加工设备。并且不论采用普通机床还是数控机床,都必须多次装夹,大大增加了加工时间。组合机床在加工过程中只需一次装夹,减少了装夹所需要的时间,同时减轻工人劳动强度;最后,由于加工过程中只需要一次装夹,大大节省了辅助加工时间,提高了生产效率。
在国内,我国的组合机床以及其自动线,加工和生产较大批量的箱体类和轴类零件是它们的主要工作。以往的的几十年间,机械制造业由减少产品成本的竞争,发展到如今的新的产品的竞争,由于我们加入世贸组织,经济全球化的形势,我国的机床行业也随之与世界接轨,机械行业在面临挑战的同时,同时也面临着新的发展形势:生产的产品技术更新愈来愈快,产品的批量也是愈来愈小了。我们国家的组合机床总体技术和发达国家相比,还存在着很大的差距,一些高水平的组合机床以及自动线基本上都是靠进口,这样导致投资规模和产品成本都大大提高。并且用户对产品提出了更严格的要求,人们对于产品的要求越来越个性化和多样化。为了满足和响应市场的需求,我们需要不断推出新的技术、工艺、产品,组合机床行业的产品已经向柔性化、数控化发展。
3. 重点介绍完成任务的可能思路、方案和计划;
铣床作为机械加工的通用设备,在汽车等配件生产加工中起着不可替代的作用。而双面铣床由于两面可同时加工,加工效率高,应用更为广泛,本文主要进行双面铣床的 PLC 控制程序设计。
根据双面铣床液压控制系统的要求,首先确定所采用的控制方案,选择三菱FX2N系列PLC的顺序控制指令进行控制系统的硬件和软件设计。根据系统的工作原理及加工工序,完成PLC的选型,对I/O地址进行分配及连线。
设计系统的梯形图,利用编程软件编写相关程序并进行调试。
4.所需的主要仪器和设备等
I/O 设备、计算机数控装置、可编程控制单元(PLC)和进给驱动装置
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
学生姓名(签名):
年  月  日
 
指导教师评语:(建议填写内容:对学生提出的方案给出评语,明确是否同意开题,提出学生完成上述任务的建议、注意事项等)
 
 
 
 
 
 
 
                 指导教师(签名):
年  月  日
               
注:1. 本开题报告,须双面打印。由学生填写并经指导老师审核、评价;
2. 本开题报告应按《毕业设计(论文)装订要求》,装订在“毕业设计(论文)”文本内,学院存档;
    3. 本表也适用于毕业设计(报告)。

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