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1、毕业论文题 目: 行星内圆磨床控制系统设计 院系名称：电气工程 专业班级： 学生姓名： 学 号： 指导教师： 教师职称： 42 摘 要传统的行星内圆磨床电气控制采用继电器逻辑控制，故障率较高，自动化水平低，精度差。而本论文设计的行星内圆磨床系统采用可编程序控制器PLC取代原系统的全部逻辑控制。采用手动、自动功能相结合的方式，以满足行星内圆磨床的工艺及操作要求;采用变频控制功能以提高行星内圆磨床的精度。照此方式设计出的行星内圆磨床系统提高了行星内圆磨床的精度及自动化水平，从而提高了生产效率，保证了加工精度。而且由于PLC的应用降低了机床的故障率，增加了机床的柔性，也大大地降低了维护费用。 本课题
2、设计的行星内圆磨床电气控制系统中PLC的软件设计是配合其硬件设置的，进而来完成机床的各种控制功能。在此基础上尽量利用PLC软件编程的灵活性，来增强机床的控制功能，使其达到日臻完美的地步。关键词：可编程序控制器PLC；变频调速器；行星内圆磨床Title The System Design of The Planet Inner-round Grinder AbstractThe Planet Inner-round Grinder of Tradition adopts the overall logic control of the Programmable Logic Controllers
3、 replacing electric relay system, which is against the disadvantages, for instance, high fault rate, low level in automation, poor precision and so on. In this paper, to meet the needs of the technology and operation of the planet inner-round grinder, it adopts a way to connect the artificial functi
4、on with the auto one. Also,it adopts variable frequency control function, in case of improving the precision of the planet inner-round grinder. The system design of the planet inner-round grinder improves its precision and the level of automation. Accordingly, the productivity is improved and the ma
5、nufacture precision is ensured. Whats more, the application of PLC has decreased the fault rate of the machine tool, increased the flexible of the machine tool, as well as decreased the maintenance cost. using PLC electrical control system of the software design The planet inner-round grinder is in
6、line with its hardware settings, and then to complete a variety of machine control functions. Based on these to make full use of the flexibility of software programming, to enhance the control machine to reach the point of becoming more perfect.Keywords: programmable logic controllers; frequency con
7、verter; planet inner-round grinder 目 录1 引言11.1 论文选题的目的和意义11.2 有关磨床的历史、现状和前沿发展情况11.3 行星内圆磨床的工作原理21.4 本课题研究的主要思路31.5 本课题研究的主要内容32 PLC及变频器在工业中的应用42.1 PLC的发展和特点42.2 变频调速的发展和特点102.3 变频调速原理112.4 变频器的运行功能112.5变频器的保护、显示和预置123 行星内圆磨床的硬件设计183.1行星内回磨床基本功能的设置183.2行星内圆磨床中PLC的使用193.3行星内国磨床中变频器的使用223.4 电路设计244 行星内
8、圆磨床的软件设计274.1微动功能的实现274.2 自动循环功能的实现295 PLC及变频器的调试375.1 PLC的调试375.2变频器的调试38结论40致谢41参考文献421 引言1.1 论文选题的目的和意义 传统的行星内圆磨床电气控制采用继电器逻辑控制，有故障率较高，自动化水平低，精度差等缺点。故本论文设计出的行星内圆磨床系统采用可编程序控制器PLC取代原系统的全部逻辑控制。采用手动、自动功能相结合的方式，以满足行星内圆磨床的工艺及操作要求;采用变频控制功能以提高行星内圆磨床的精度。照此方式设计出的行星内圆磨床系统提高了行星内圆磨床的精度及自动化水平，从而提高了生产效率，保证了加工精度。
9、而且由于PLC的应用降低了机床的故障率，增加了机床的柔性，也大大地降低了维护费用。1.2 有关磨床的历史、现状和前沿发展情况 磨床是利用磨具对工件表面进行磨削加工的机床。大多数的磨床是使用高速旋转的砂轮进行磨削加工，少数的是使用油石、砂带等其他磨具和游离磨料进行加工，如珩磨机、超精加工机床、砂带磨床、研磨机和抛光机等。 正在精磨轧辊的大型磨床能加工硬度较高的材料，如淬硬钢、硬质合金等；也能加工脆性材料，如玻璃、花岗石。磨床能作高精度和表面粗糙度很小的磨削，也能进行高效率的磨削，如强力磨削等。 十八世纪30年代，为了适应钟表、自行车、缝纫机和枪械等零件淬硬后的加工，英国、德国和美国分别研制出使用
10、天然磨料砂轮的磨床。这些磨床是在当时现成的机床如车床、刨床等上面加装磨头改制而成的，它们结构简单，刚度低，磨削时易产生振动，要求操作工人要有很高的技艺才能磨出精密的工件。 1876年在巴黎博览会展出的美国布朗-夏普公司制造的万能外圆磨床，是首次具有现代磨床基本特征的机械。它的工件头架安装在往复移动的工作台上，箱形床身提高了机床刚度，并带有内圆磨削附件。1883年，这家公司制成磨头装在立柱上、工作台作往复移动的平面磨床。 1900年前后，人造磨料的发展和液压传动的应用，对磨床的发展有很大的推动作用。随着近代工业特别是汽车工业的发展，各种不同类型的磨床相继问世。例如20世纪初，先后研制出加工气缸体
11、的行星内圆磨床、曲轴磨床、凸轮轴磨床和带电磁吸盘的活塞环磨床等。 自动测量装置于1908年开始应用到磨床上。到了1920年前后，无心磨床、双端面磨床、轧辊磨床、导轨磨床，研磨机和超精加工机床等相继制成使用；50年代又出现了可作镜面磨削的高精度外圆磨床；60年代末又出现了砂轮线速度达6080米/秒的高速磨床和大切深、缓进给磨削平面磨床；70年代，采用微处理机的数字控制和适应控制等技术在磨床上得到了广泛的应用。 能做镜面磨削的精密磨床随着高精度、高硬度机械零件数量的增加，以及精密铸造和精密锻造工艺的发展，磨床的性能、品种和产量都在不断的提高和增长。磨床是各类金属切削机床中品种最多的一类，主要类型有
12、外圆磨床、内圆磨床、平面磨床、无心磨床、工具磨床等。 外圆磨床是使用最广泛的磨床，能加工各种圆柱形和圆锥形外表面及轴肩端面的磨床。万能外圆磨床还带有内圆磨削附件，可磨削内孔和锥度较大的内、外锥面。不过外圆磨床的自动化程度较低，只适用于中小批单件生产和修配工作。 内圆磨床的砂轮主轴转速很高，可磨削圆柱、圆锥形内孔表面。普通内圆磨床仅适于单件、小批生产。自动和半自动内圆磨床除工作循环自动进行外，还可在加工中自动测量，大多用于大批量的生产中。 平面磨床是工件一般夹紧在工作台上，或靠电磁吸力固定在电磁工作台上，然后用砂轮的周边或端面磨削工件平面的磨床；无心磨床通常指无心外圆磨床，即工件不用顶尖或卡盘定
13、心和支承，而以工件被磨削外圆面作定位面，工件位于砂轮和导轮之间，由托板支承，这种磨床的生产效率较高，易于实现自动化，多用在大批量生产中。大型曲轴磨床工具磨床是专门用于工具制造和刀具刃磨的磨床，有万能工具磨床、钻头刃磨床、拉刀刃磨床、工具曲线磨床等，多用于工具制造厂和机械制造厂的工具车间。砂带磨床是以快速运动的砂带作为磨具，工件由输送带支承，效率比其他磨床高数倍，功率消耗仅为其他磨床的几分之一，主要用于加工大尺寸板材、耐热材料和大量生产的平面零件等。专门化磨床是专门磨削某一类零件，如曲轴、凸轮轴、花键轴、导轨、叶片、轴承滚道及齿轮和螺纹等的磨床。除以上几类外，还有研磨机、坐标磨床和钢坯磨床等多种
14、类型。1.3 行星内圆磨床的工作原理行星内圆磨床磨削时，工件固定不转，砂轮除了绕其自身轴线高速旋转实现主运动外，同时还绕着被磨内孔的轴线作公转运动，即圆周进给运动。纵向往复运动由砂轮或工件完成，周期横向进给运动通过周期地改变砂轮与被磨内孔轴线的偏心距，即增大砂轮公转运动的旋转半径来实现。行星式内圆磨床主要适用于磨削大型工件或形状不对称、不便于旋转的工件。1.4 本课题研究的主要思路本课题设计的行星内圆磨床系统采用可编程序控制器PLC及变频调速技术提高了它的可靠性和自动化水平。1.5 本课题研究的主要内容（1）应用可编程序控制器PLC取代继电器的逻辑控制；（2）应用变频器实现工作台调速；（3）设
15、置整个工作过程的自动循环功能。2 PLC及变频器在工业中的应用2.1 PLC的发展和特点2.1.1 PLC的定义PLC即可编程控制器（Programmable logic Controller，是指以计算机技术为基础的新型工业控制装置。在1987年国际电工委员会（International Electrical Committee）颁布的PLC标准草案中对PLC做了如下定义：“PLC是一种专门为在工业环境下应用而设计的数字运算操作的电子装置。它采用可以编制程序的存储器，用来在其内部存储执行逻辑运算、顺序运算、计时、计数和算术运算等操作的指令，并能通过数字式或模拟式的输入和输出，控制各种类型的机械或生产过程。PLC及其有关的外围设备都应该按易于与工业控制系统形成一个整体，易于扩展其功能的原则而设计。” 2.1.2 PLC的发展过程 虽然PLC问世时间不长，但是随着微处理器的出现，大规模，超大规模
