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1、杭州电子科技大学本科毕业论文本科毕业设计（2006届）题 目锯片侧角研磨机控制系统研究学 院自动化学院专 业电气工程与自动化班 级020633学 号02063315学生姓名韦声铎指导教师薛凌云完成日期2006年6月1摘 要随着我国锯木市场的蓬勃发展，硬质合金圆锯片大受欢迎，而锯齿的研磨一直是由专业技术人员靠经验完成，精度不够高，效率比较低，于是锯片研磨机应运而生，它是一种对圆锯片进行研磨加工的机器，是机械与自动化结合的典型产物，具有中国企业智能化发展的典型特征。运用数控技术，将具有控制功能的PLC引入机械加工中，使高精密的研磨技术成为轻而易举的事，能使锯片保持精确而锋利的齿型，并减少人工和时间
2、上的浪费，大大提高了工作效率。根据研磨锯齿的角度，锯片的研磨可以分为研磨锯齿的前角、后角、侧角。根据此分类锯片研磨机可分为前角磨齿机、后角磨齿机和侧角磨齿机。本文主要研究其中的侧角研磨机锯片侧角研磨机。文章介绍了合金圆锯片研磨机及其数控机床在国内外的现状及其发展趋势,详细的论述了锯片侧角研磨机的工作原理和锯齿刃磨技术。通过对锯片侧角研磨机系统的分析，了解了单齿磨削工艺流程和自动磨削工艺流程。通过对锯片侧角研磨机机械装置和工艺流程的研究设计了PLC核心控制系统、人机界面及两者间的通讯，控制系统的设计介绍了整个控制系统的硬件构造和电气连接。系统的软件设计部分介绍了PLC关键程序和人机界面的设计。文
3、章的最后讨论了该控制系统的不足和改进方向，并对锯片侧角研磨机的前景作了展望。关键词：硬质合金圆锯片；研磨机；PLC；人机界面ABSTRACTWith the increasing development of the woodworking, metal circular saw blade has been widely used, But the saw used to be grinded by professional, it. Is inefficient and low of the require precision. So saw blade grinding machine
4、has been invented. It is a kind of machine which is used to grind the round saw blades. It is the typical product of the combination of mechanism and automation, representing the unique intellectualization of Chinese corporations. With the numerical control technology and adding the PLC which have c
5、ontrol function to the machine, it can easily apply to the industrial process and also help the blades maintain a precise and sharp saw tooth. The point is that it can cut the waste of manual work and save more time, making the process much more efficiently.According to the angles grinded, the grind
6、ing can be categorized into three kinds: grinding the front angle, grinding the side angle and grinding the side angle. And from this, the machine can be classified into front angle grinding machine, side angle grinding machine and side angle grinding machine. This design project for graduation will
7、 focus on the side angle grinding machine.The essay will introduce the development of the round saw blade grinding machine home and abroad, analyse the working principle and technological process of the side angle grinding machine. It will design the core controlling system of the machine on the bas
8、is of studying the machinery device and technological process. After that, the essay will introduce the hardware structure and the software driving module of the whole controlling system.The essay discuss the defects of the design and the prospect of the side angle grinding machine in the end.Key wo
9、rds：metal circular saw blade；grinding machine；PLC；man-machine interface目 录1 绪论11.1 数控技术的发展11.1.1 数控技术的基本概念11.1.2 数控技术的发展历史21.1.4我国数控技术历程和现状41.2 锯齿研磨的现状51.2.1 锯齿研磨的现状51.2.2 锯齿研磨机的现状与发展前景51.3 研究内容和主要工作52 硬质合金锯片刃磨技术和刃磨工艺流程分析72.1 硬质合金锯片刃磨技术72.2 锯片侧角研磨机工艺流程分析72.2.1 总体功能概述72.2.2设定功能92.2.3手动功能92.2.4自动功能103
10、 锯片侧角研磨机硬件设计113.3硬件部分总体分析、设计113.2控制核心PLC选型113.2.1选择PLC的理由113.2.2控制点确定133.2.3PLC选型133.3其它硬件的选型、设计154 锯片侧角研磨机软件设计184.1 PLC软件设计184.1.1 编程软件选型及介绍184.1.2 关键工序程序设计194.2 人机界面软件设计234.2.1 软件选型及介绍234.2.2 人机界面功能需求分析244.2.3 人机界面详细设计245 锯片侧角研磨机控制系统总体调试325.1 硬件部分调试325.2 软件部分调试325.2.1 PLC程序调试325.2.2 人机界面调试336 总结35
11、6.1 系统总结356.2发展前景35致谢36参考文献371.绪论1.1 数控技术的发展1.1.1 数控技术的基本概念数控技术是采用数字代码形式的信息，按给定的工作程序、运动速度和轨迹，对被控对象进行自动操作的一种技术。如果一种设备的控制过程是以数字形式来描绘的，其工作过程是可编程的，并能在程序控制下自动地进行，那么这种设备就称为数控设备。换句话说，采用了数控技术的控制系统称之为数控系统，采用了数控系统的设备称之为数控设备。数控机床是一种典型的数控设备。由于数控技术是与机床控制紧密集合而发展起来的，因此，以往讲数控即指机床数控。数控设备是由数控系统和被控对象组成，其框图如图1-1所示。图1-1
12、 数控设备组组成数控系统硬件部分包括以下几个部分。1 信息载体信息载体又称为控制介质，是人与被控对象之间建立联系的媒介。在信息载体上存储着数控设备的全部操作信息。2 数控装置数控装置接受来自信息载体的控制信息并转换成数控设备的操作（指令）信号。数控装置由输入借口、控制器、运算器、存储器和输出接口等五大部分组成，如图1-2所示。图1-2 数控装置3 伺服系统伺服系统是数控设备位置控制的执行机构。它的作用是将控制装置输出的位移指令经功率放大后，迅速、准确的控制被控对象的位移量或转角。4 检测装置检测装置用来检测数控设备工作机构的位置或者驱动电机的顺序动作和用作闭环、半闭环系统位置反馈。5 机电接口
13、电路机电接口电路通常由PLC控制器组成。它执行数控设备上的各种装置（如辅助电动机、电磁铁、离合器、电磁阀等）的开、停、连锁、互锁；数控设备的急停、循环起动、进给保持、行程超限、报警、程序停止、复位、冷却泵起停，强电与弱电的相互转换。1.1.2 数控技术的发展历史由于计算机的诞生，在1952年产生了世界上第一台3坐标立式数控铣床，标志着数控技术的开始。因此，数控技术的发展史，同计算机的发展历史息息相关，也同数控机床的发展历史息息相关。从数控系统的发展考察数控技术的发展，粗略分为以下几个阶段第一阶段，1952年到1970年，这一阶段的数控系统采用由硬件电路组成的专用计算机装置，这种数控系统经历了三
14、个时代，即电子管、晶体管和小规模集成电路时代。第二阶段，1970年到1974年，由于计算机的迅速发展，性价比不断提高，小型计算机代替了数控系统中硬件构成的专用计算装置，这即是第四代数控系统，即计算机数控系统（CNC）。第三阶段，1974年开始，随着采用超大规模集成电路的微处理器迅速发展，数控系统开始采用微型计算机，数控系统发展到第五代。微机数控系统的发展，使得数控技术在整个20世纪80年代得到大规模的发展和应用，但是这种数控系统一直由系统制造厂家进行封闭垄断性生产，使得这类数控产品专用性强，与标准计算机不兼容，通用性、软件移植性和组网通讯能力较差。尤其从20世纪90年代开始，个人计算机即PC机
15、的发展迅猛，它带来的众多成果不能被第五代数控系统及时采用。为了摆脱数控系统的这种局面，现正在向开放性数控系统方向发展，目前朝该方向发展具体表现是基于PC的开放式数控系统，即第六代数控系统。20世纪80年代末基于DSP（Digital Signal Processor）的运动控制技术的突破，为开放式数控系统的发展创造了新的条件。基于DSP的运动控制器为核心，融合PLC的功能，与标准PC机集成的新一代开放式数控系统有可能成为第六代数控系统的主导产品。1.1.3 数控技术的发展趋势随着生产技术的发展，对产品的性能要求要越来越高，产品改型频繁，采用多种品种小批量生产的企业也越来越多，这就要求数控机床向着高速化、高精度化、复合化、系统化、智能化、环保化方向发展。要求数控技术满足这些要求，数控技术正向以下方向发展。1、高速化和高精度化目前数控机床正向着高速化和高精度化方向发展，主轴转速可达1000040000r/min，进给速度可达30m/min，快速移动可达100m/min，加速度可达1g
