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1、安徽工业大学 毕业设计（论文）说明书共 页 第 1 页 装 订 线 摘要摘要表面改性技术是研究的热点领域。然而，传统的表面改性技术，例如喷涂、电镀、化学热处理等，由于涂层与基体的粘接不牢固又或者是涂层太薄而不是很符合 要求的。激光熔覆和等离子熔覆克服了传统表面改性的这些缺点，因而成为了近几 年快速发展的主题。目前，等离子熔覆技术由于其良好的性能和低费用优势成为最 为活跃的研究方向。 本文基于 PLC 开发等离子熔射控制系统,采用开放式协议实现与计算机二者之间 通讯，并在计算机中编绘 PLC 的自动走刀位置控制程序。本文运用三菱公司推出的 GX Developer 软件进行编程和仿真调试，从而达
2、到本次研究的目的，等离子熔覆 截齿软件编程与实现。关键词：关键词：等离子； 熔覆； 截齿； PLC； 软件编程安徽工业大学 毕业设计（论文）说明书共 页 第 2 页 装 订 线 AbstractSurface modification technique has become a hot field of research . But the traditional surface modification techniques，such as spraying，electroplating，chemical heat treatment，are not very satisfactory b
3、ecause the bonding of coating and substrate is poor or the thickness of the coating is too thin .The laser cladding and the plasma cladding overcome the shortcomings of the traditional surface modification and have been subjected to rapid development in recent years.Currently plasma cladding techniq
4、ue becomes the most active research direction because of its good performance and low cost advantages. This article based on PLC development plasma spray control system，using open protocol to communicate with the computer between the two, and automatic location of the tool path control program in th
5、e PLC and the computer compilation.摘要. 1 1. 绪 论. 3 1.1 课题来源及意义.3 1.2 等离子及其等离子技术发展.4 1.2.1 等离子体基本知识.4 1.2.2 等离子熔覆的概述.5 1.3 等离子熔覆截齿的国内外现状.6 1.3.1 截齿的生产工艺现状及其使用情况.6 1.3.2 等离子熔覆截齿的引入.8 1.3.3 锥度表面数学模型概述.9 1.3.4 PLC 系统控制的引入.11 2. PLC 的硬件结构和工作原理.12 2.1 PLC 的历史、定义、特点和应用领域.12 2.1.1 PLC 的发展历史.12 4.3 等离子熔覆截齿的软
6、件编程.32 4.3.1 连续走刀同步进给.32安徽工业大学 毕业设计（论文）说明书共 页 第 3 页 装 订 线 1. 绪绪 论论1.1 课题来源及意义课题来源及意义截齿是煤矿井下采煤机和掘进机工作时的重要截割部件，由于直接受到煤层岩 石的磨损，寿命大都较短，在生产过程中需要经常更换截齿，不仅增加了生产成本， 而且影响了煤炭的正常生产。我国自引进机械化采煤设备后，国内的许多煤矿设备 生产厂家开始了截齿的生产。但由于起步晚，国产截齿质量与进口截齿有很大的差 距。许多煤矿为了不影响煤炭产量，仍然采用进口截齿。不仅如此，国内外还没有 一种有效消除采煤时截齿摩擦产生火花的方法，对煤矿生产的安全性存在
7、着一定的 潜在威胁。为了提高国产截齿的产品质量，开展了系统研究，找出了一种符合我国 材料生产现状的截齿生产新方法，并在此基础上大胆创新，解决了截齿采煤产生火 花的问题。由于恶劣的工作条件，金属零件常常要承受很多的磨损，冲击和腐蚀的影响。 其中，他们大多数形式的磨损和腐蚀都是从表面开始的。因此，表面改性技术变成 了研究的热点领域。但是，传统的表面改性技术，例如喷涂、电镀、化学热处理等， 由于涂层与基体的粘接不牢固又或者是涂层太薄而不是很符合要求的。激光熔覆和 等离子熔覆克服了传统表面改性的这些缺点，因而成为了近几年快速发展的主题。 然而，激光熔覆在工业生产应用中的技术因大型高功率激光和低效率高成
8、本而受到 限制。目前，等离子熔覆技术由于其良好的性能和低费用优势成为最为活跃的研究 方向。 同样，制造截齿的方法较多，相对来说，等离子熔覆技术和激光熔覆技术生产 质量较高，但考虑其性价比，还是等离子熔覆技术最有优势。故此有此课题，等离 子熔覆截齿软件编程与实现。安徽工业大学 毕业设计（论文）说明书共 页 第 4 页 装 订 线 1.2 等离子及其等离子技术发展等离子及其等离子技术发展1.2.1 等离子体基本知识等离子体基本知识如果温度不断升高，气体又会怎样变化呢？科学家告诉我们，这时构成分子的原子发生分裂，形成为独立的原子，如氮分子会分裂成两个氮原子，我们称这种过 程为气体分子的离解。如果再进
9、一步升高温度，原子中的电子就会从原子中剥离出 来，成为带正电荷的原子核和带负电荷的电子，这个过程称为原子的电离。 1.1.等离子的概念等离子的概念 等离子是区别于固体，液体和气体的另一种物质聚集态，人们称之为物质第四 态，当物质处于不同的温度范围或粒子处不同的能量范围时，呈现出不同的聚集态， 即物质的聚集态有赖于离子的平均动能，当气体进一步从外界吸收能量，分子热运 动进一步加剧，分子离解为原子。原子中的电子获得足够的能量脱离原子，成为自 由电子。气体被电离，被电离的气体中含有大量的电子。离子以及部分中性粒子， 其中电子和离子的电荷数差不多相等。宏观上或平均意义上，它是中性的。因此简 单地说，等离子是完全电离或部分电离的物质聚集态，也可以说凡是包含足够数量 的，电荷数接近于相等的正负带点粒子的物质聚集态称为等离子体。 2.等离子的特点等离子的特点 等离子体和普通气体存在一些共同点，如它们均满足气体状态方程，但它们却 有截然不同的性质。主要区别有三点：普通气体中粒子是电中性的，本身不带电， 而等离子体是由大量电子和离子组
