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1、*大学本 科 毕 业 设 计（论文）学 院 机械工程学院 专 业 机械设计制造及其自动化学生姓名 *班级学号 *指导教师 *二零*年五月*本科毕业论文数控胎架控制系统的设计Design of the NC Mould Bed Control System*大学毕业设计（论文）任务书 学院名称：机械工程学院 专 业： 机械设计制造及其自动化 学生姓名： * 学 号： 1* 指导教师： * 职 称： * 毕业设计（论文）题目：数控胎架控制系统的设计一、毕业设计（论文）内容及要求（包括原始数据、技术要求、达到的指标和应做的实验等） 1、提供条件： 数控胎架使用工况与控制系统的设计原则。 2、主要内容
2、与要求: (1) 查阅国内外相关文献，了解数控胎架控制系统的结构、工作原理，介绍数控胎架控制的研究现状与存在问题； (2) 阅读并翻译一篇数控胎架控制系统相关的英文文献； (3) 分析胎架的功能与操作需求，完成控制系统的设计： 1、胎架的功能与操作需求：根据胎架的使用工况，服务对象，分析 胎架的功能及操作需求，确定控制系统的基本功能要求； 2、控制系统的设计：根据控制系统的基本功能要求，选择控制系统的类型以及控制元件，设计控制系统总体方案； 3、控制系统的软件设计：根据控制系统总体方案编写控制程序； (4) 完成胎架控制系统的设计；(5)撰写毕业论文，详细阐胎架控制系统的技术参数和工作方式，并
3、进行毕业设计答辩。二、完成后应交的作业（包括各种说明书、图纸等） 1. 毕业设计论文一份（不少于1.5万字）； 2. 外文译文一篇（不少于5000英文单词）； 3. 胎架控制系统的总体方案以及控制程序一份；三、完成日期及进度2016年3月19日至2016年6月1日。进度安排：1. 2016年3月19日3月31日：阅读相关文献、准备开题报告。提交开题报告、外文文献翻译。2. 4月1日4月20日：根据胎架的使用工况，服务对象，分析胎架的功能及操作需求，确定控制系统的基本功能要求。3. 4月21日5月10日：根据控制系统的基本功能要求，选择控制系统的类型以及控制元件，设计控制系统总体方案，并根据控制
4、系统总体方案编写控制程序。4. 5月11日5月20日：完成胎架控制系统的设计。5. 5月21日5月31日：总结前期研究工作，撰写毕业设计论文，提交指导老师审阅，并准备答辩材料。 6. 6月1日：论文修改与毕业设计答辩。四、主要参考资料（包括书刊名称、出版年月等）:1. A sokan P， Jerald J， A run ach a lam S， et. a l Application of adaptive genetic algorithm and particle swarm optimization in Scheduling of jobs and AS/RS in FMS J. I
5、nternational Journal of Manufacturing Research， 2008， 3(4): 393-4052. 吕明. 反造多分段胎架在气垫船工程中的应用造船技术J. 造船技术，1993，7（161）:20-23.3. 梁 斌，尹瑞芳. 复杂型双向曲面胎架制作工艺方法改进J. 建造与修理，2014:64-65.4. 佘建国，顾永凤，陈宁. 基于Pro/Mechanic的柔性胎架结构分析与优化设计研究J. 造船技术，2008，2（282）33-36.5. 王鸿斌. 双斜切基面胎架型值改造与通用角度安装样板制作N. 武汉交通职业学院学报，2005，7（1）:65-66.
6、6. 陈典，程良伦. 支柱式数字胎架控制系统的设计与应用J. 组合机床与自动化加工技术，2013(11):80-84.7. 张玉永，温玲. Petri 网在船体曲面分段建造中的应用J. 江苏船舶，2013，30(6):36-38.8. 杨永坤. 万吨级船舶船体建造中多种新型胎架应用及探讨J. 造 船技术，2014，4:39-44*大学毕业设计（论文）摘 要 目前造船行业通用的制造工艺是对船体进行分段制造、焊接和装配。这些工艺都需要工艺装备来保证精度和效率。胎架的使用保证了船体每个分段外板线型的一致性，为后期焊接和装配提供了有力的保障。本文主要针对支柱式胎架的功能和作用，完成对数控胎架控制系统的
7、设计，来实现胎架支撑的自动化，减少人力成本，保证造船精度，提高效率。本文首先分析了目前造船行业对数控胎架的功能需求，参考了国内外相关研究和报道，对现有的各类数控胎架的结构及工作方式做了总结，提出了符合现代化造船装备要求的胎架。在上述研究的基础上，研发设计了一套基于PLC的胎架控制系统，对胎架目前自动化程度低的问题给出了一种解决方案。本文对控制系统进行了设计。设计分为硬件平台搭建和控制程序编写。硬件平台包括步进电动机，PLC控制器，模数转换模块的选型确定。软件设计主要包括程序梯形图的编写。最后着重介绍了控制程序中几个比较典型的控制程序原理。关键词：数控胎架；自动化；PLC可编程逻辑控制器；Abs
8、tract At present,the general manufacturing technology of shipbuilding to segment the ship hull is made,welding and assembly.These processes require process equipment to ensure the accuracy and efficiency.The mould bed ensures the consistency of each section of the hull,because it can provide a power
9、ful guarantee for the later welding and assembly.This article mainly aims at the function of the mould bed,then completes the control system of the numerical control to realize the automation of the support,reduce the manpower cost,ensure the shipbuilding precision,improve the efficiency.This paper
10、first analyzes the currently shipbuilding industry demands on CNC mould bed,summarizes the various types of CNC mould bed of the existing structure and working mode with the domestic and related research reports,then proposed the requirements conforms to the Modern Shipbuilding Equipment.On the basi
11、s of the research above,the control system based on PLC is designed and developed, which provides a solution to the low level of automation.The control system is designed in this paper. Design is divided into hardware platform and control programs. The hardware platform consists the selection of the
12、 stepping motor, PLC controller, and the analog to digital conversion module.The software design mainly includes the program ladder diagram.At last, the paper introduces the principle of several typical control programs in the control program.Keywords: the Strutted NC Mould Bed;automation;the PLC pr
13、ogrammable logic controller;目 录第一章 绪论11.1 引言11.2 国内外的研究现状11.3课题的目的21.4 本课题的主要研究内容2第二章 数控胎架控制系统总体方案设计32.1 背景32.2 支柱式胎架内部结构原理32.3 控制系统概述42.3.1 控制系统的分类42.3.2 控制系统的选择42.4 数控胎架控制系统的技术要求52.5 控制系统的总体控制流程及方案52.6 胎架控制系统的控制流程82.7 本章小结8第三章 数控胎架控制系统的硬件设计93.1 步进电动机及其分类93.1.1 步进电动机的选型及其基本参数93.1.2 步进电动机驱动器的选型103.1
14、.3 丝杠上升高度与脉冲数之间的关系103.2 可编程逻辑控制器（PLC）简介123.2.1 可编程逻辑控制器（PLC）及其工作原理123.2.2 PLC的选型确定及其特点143.2.3 PLC驱动步进电动机143.2.4 PLC使用环境中需要注意的问题143.3 压力传感器的选型确定及基本参数153.4 FX2n-4AD特殊模块153.5 本章小结17第四章 数控胎架控制系统设计184.1 GX Developer软件介绍184.2 外部接线图194.3 I/O输入输出点地址分配204.4 数字控制系统程序设计214.4.1自动/手动控制模式选择程序214.4.2 胎架自动复位控制程序224.4.3 手动点动控制程序224.4.4 FX2n-4AD特殊模块的初始化和数据采集存储程序234.4.5 压力比较自动控制程序244.5 上位机交互界面设计254.5.1 GT Designer软件介绍254.5.2 用户交互界面设计254.6 本章小结26第五章 总结与展望275.1 总结275.2 展望27致谢28参考文献29IV第一章 绪论1.1
