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1、2毕 业 论 文 浙江工业大学毕业设计说明书题 目： 火车摇枕磨耗板自动焊接机的电器控制 学生姓名： 张 学 号： 200220070209 系（部）： 机电学院 专业班级： 机械工程及自动化202班 指导教师(姓名及专业技术职务)： 张立彬教授 评阅者(姓名及专业技术职务)： 2006年 6月 杭州外 文 摘 要Abstract：Along with the development and progresses of science and technology, especially the Strengthen of environmental protection consciousn
2、ess, people want to keep off the welding spot, carry out the person and machine separation, raise the welding craft from handicraft weld to automatic level, so we need to research safety,harmless and high quantity machine .But carry out the auto welding, there are a lot of methods on the modern indu
3、stry, for example PLC, after electric appliances, single chip etc.According to the design request of this topic, we adopt the PLC to carry out the automatic control, then consideration moving device, passing the comparison, we adopt air equipment to carry the material and fixed position, then the ad
4、option the electrical engineering to complete the whole work process together.Among them, the PLC is a programmable controller of FX2N that adopts the Mitsubishi, the electrical engineering can assure the accuracy of the welding .With the adoption of automatic welding, it can raise the work efficien
5、cy greatly, particularly the quantity of the product is large. According to worker, It can reduce the body bane to their body, also reduced the manpower to business enterprise, and reduce the production cost, obtain the larger profits for the business enterprise.Keywords： Automation welding；PLC；The
6、gas moves the device；electrical engineering中 文 摘 要随着科技的发展与进步，特别是环保意识的增强，人们希望远离焊接现场，实现人机分离，把焊接工艺由手工焊接提高到自动化水平上，因此需要研制安全、无害、高质量的自动焊机。而实现自动焊接,在现代工业上有很多的方法,比如PLC、继电器、单片机等等.根据本课题的设计要求,我们采用PLC来实现自动控制,再考虑传动装置,通过比较,我们采用气动系统来实现材料的输送与定位,再采用步进电机共同完成整个工作过程.其中PLC是采用三菱的FX2N可编程控制器,焊接的精度由步进电机来实现 采用自动焊接能够大大的提高工作效率,尤
7、其是对大批量生产的零配件,对工人来说可以减少身体危害,对企业来说也减少了人力的投入,可以减少生产成本,为企业获取更大的利润.关键词:自动化焊接;PLC;气动;步进电机目 录0 绪 论 11 几种常用控制器比较21.1 PLC与继电器控制的区别21.2 PLC与单片微型计算机的区别31.3 PLC的发展趋势42 自动焊接机的主要功能52.1 自动焊接机的组成53 焊接机的气动控制系统63.1 气动与液压比较63.2 气源三联件73.3 电磁阀83.4 气动原理图93.5 单个汽缸的外部电路 103.6 多个汽缸的外部电路 114 步进电机位置与速度控制 134.1 步进电机概述 134.2 步进
8、电动机功率驱动接口 144.3 脉冲输出 174.4 步进电机传动计算 174.5 硬件电路控制输入与输出点 185 PLC控制系统的设计 195.1 概述 195.2 PLC的选择 195.3 程序说明 20结论 39致谢 40参考文献 41附件0 绪 论随着科技的发展与进步，特别是环保意识的增强，人们希望远离焊接现场，实现人机分离，把焊接工艺由手工焊接提高到自动化水平上，因此需要研制安全、无害、高质量的自动焊机。其中手动焊接使用灵活方便，但效率不高、而且劳动强度大，对人体也有一定的伤害。而自动焊接能有效地提高劳动生产率；有显著的经济效益；能改善劳动条件，降低劳动强度，缩短劳动时间；能减少工
9、作人员、减少工资支付，能减少生产面积，缩短生产周期，降低产品成本，节约能源。从而解决了手工操作带来的焊接质量难控制和不稳定的弊病。提高了焊接质量。焊接过程实现人机分离，基本上消除了焊接对人造成的伤害，提高了焊接技术的自动化水平。20世纪90年代，我国焊接界把实现焊接过程的机械化、自动化作为战略目标，已经在各行业的科技发展中付诸实施，在发展焊接生产自动化和过程控制智能化，研究和开发焊接生产线及柔性制造技术，发展应用计算机辅助设计与制造技术等方面，取得了长足的进步。(1)熔化极气体保护焊逐渐取代手工电弧焊将成为焊接的主流。预计未来10年内，实芯焊丝占焊材消耗量的比例会由现在的15%增长到30%；药
10、芯焊丝由现在的2%增长到20%；埋弧焊焊材也将在10%的水平上继续增长。其中药芯焊丝的增长幅度显加大，在未来20年内会超过实芯焊丝，最终将成焊接中的主导产品。 （2）焊接柔性化技术也是我们着力研究的内容。在未来的研究中，我们将各种光、机、电技术与焊接技术有机结合，以实现焊接的精确化和柔性化。用微电子技术改造传统焊接工艺装备，是提高焊接自动化水平淡的根本途径。将数控技术配以各类焊接机械设备，以提高其柔性化水平，是我们当前的一个研究方向 （3）提高焊接电源的可靠性、质量稳定性和可控性，以及优良的动感性，也是我们着重研究的课题。开发研制具有调节电弧运动、送丝和焊枪姿态，能探测焊缝坡开头、温度场、熔池
11、状态、熔透情况，适时提供焊接规范参数的高性能焊机，并应积极开发焊接过程的计算机模拟技术。1 几种常用控制器比较1.1 PLC与继电器控制的区别在PLC的编程语言中，梯形图是最为广泛使用的语言。通过PLC的指令系将梯形图变成PLC能接受的程序。由编程器将程序键入到PLC的用户存储区中去。PLC的梯形图与继电器控制线路图十分相似，主要原因PLC梯形图的发明大致上沿用了继电器控制的电路元件符号, 仅个别处有些不同.同时，信号的输入/输出形式及控制功能也是相同的，但PLC的控制与继电器的控制又有不同之处，主要从以下几个方面说明。(1) 控制逻辑 继电器控制逻辑采用硬接线逻辑，利用继电器机械触头的串联或
12、并联及延时继电器的滞后动作等组合成控制逻辑，其接线多而复杂，体积大，功耗大，一旦系统构成后，想再改变或增加功能都很困难。另外继电器触头数目有限，每只只有48对触头，因此灵活性和扩展性很差。而PLC采用存储逻辑，其控制逻辑以程序方式存储在内存中，要改变控制逻辑，只需改变程序，故称为“软接线”，其接线少，体积小，加之PLC每只软继电器的触头数理论上无限制，因此灵活性和扩展性很好。PLC由中大规模集成电路组成，功耗小。（2） 工作方式 当电源接通时，继电器控制线路中继电器都处于受约状态，即该吸合的都应吸合，不该吸合的都因受某种条件限制不能吸合。而PLC的控制逻辑中，各继电器都处于周期性循环扫描接通之中，从宏观上看，每个继电器受制约接通的时间是短暂的。(3) 控制速度 继电器控制逻辑依靠触头的机构动作实现控制，工作频率低。触头的开闭动作一般在几十毫秒数量级。另外，机械触头还会出现抖动问题。而PLC是由程序指令控制半导体电路来实现控制，速度极快，一般一条用户指令的执行时间在微妙数量级。PLC内部还有严格的同步，不会出现抖动问题。（4） 限时控制 继电器控制逻辑利用时间继电器的滞后动作进行限时控制。时间继电器一般分为空气阻尼式、电磁式、半导体式等，其定时精
