磨床电气控制毕业设计[1].doc

《磨床电气控制毕业设计[1].doc》由会员分享，可在线阅读，更多相关《磨床电气控制毕业设计[1].doc（17页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。

1、分类号 编号 磨床的电气控制院 系：工程系 专 业：机械制造与自动化 学生姓名：吴德群 学 号：0901010034 指导老师 廖育梅 2011 年 11 月 30日开题报告课题研究的目的及意义：磨床是用砂轮周边或端面进行机械加工的精密机床。它不但能加工一般金属材料，而且能加工一般金属刀具难以加工的硬材（如淬火钢，硬质合金等）。利用磨削可获得较高加工精度和光洁度，而且加工余量较其他加工方法小的多。所以磨床广泛用于零件加工。由于精密铸造和精密锻造工艺的进步，使得零件不经其他切削加工而直接磨削成成品。随着高速磨削和强力磨削工艺的发展，进一步提高了磨削的效率。因此磨床的使用范围日益扩大，在金属切削机

2、床中所占比重不断上升，在工业发达国家占金属切削机床的13%-27%。磨床种类很多，按其工艺分为外圆磨床、内圆磨床、平面磨床、工具磨床以及一些专用磨床，如螺纹磨床、齿轮磨床、球面磨床、花键磨床、导轨磨床与无心磨床等。其中以平面磨床最为普通。利用PLC控制磨床运行，实现了磨床启动、停止、故障停止、紧急停止的功能，并且有手动控制和自动控制两种控制方式，可根据运行要求灵活切换磨床的控制方式；提供过载，轻载，断相和电压不平衡保护；现场显示运行状态，实现智能化监控。并因所吸工件的不同灵活调节电磁吸盘的电流，并且显示数值大小。从而实现了磨床运行的自动化。PLC控制的特点使原机床控制大大的简单化,并且维修方便

3、,易于检查。节省大量的继电器元件,使机床的工作效率更高。该项技术还可推广应用于其他辅机设备或其他领域的自动化控制改造中。国内外在该方向上的研究现状及分析：磨床是金属切削机床中的一个大类，以精度高、品种多着称，是能源、交通、冶金、航天、军工等行业精密加工必备的设备之一。随市场经济体制的建立和不断完善，以及企业制度改革的深化，磨床制造企业和其它企业一样，不断加强适应市场的能力。在“以中国的装备装备中国”政策的激励下，磨床生产与市场的需求情况发生很大的变化。近几年来，市场对磨床的需求量不断增长，磨床的产量与销售量也在逐年增长。中国加入WTO后，中国磨床市场将进一步对国外开放，国外产品进入中国市场的步

4、伐在加快，国外企业家会纷纷来中国投资、办企业，在中国生产磨床以降低成本，国内磨床市场的竞争将会更激烈。机遇与挑战是并存的，由於中国进入WTO，国外磨床市场也对中国开放，中国磨床也有出口竞争的机遇中国产品有更多机会进入国际市场，国外产品也会以更大的增长幅度进入中国磨床市场，中国磨床的高新技术含量和数控化率会在市场竞争得到提高和发展。相信中国磨床市场的发展空间会更大，磨床市场的竞争也会更激烈。磨削技术经过近几年的快速发展，已进入了一个成熟化、精细化、实用化的平稳发展阶段。在展会上，虽未发现全新的概念性的机型，但几年前一些国际顶级磨床制造商引领的磨削新理念已得到了世界磨床制造领域的广泛认同。首先能够

5、实现多种磨削工艺的数控复合磨床（包括卧式和立式）受到了大多数国际知名磨床制造商的认同和追捧。例如：STUDER 公司的 S31、S33、S120,勇克（JUNKER）公司的 QUICKPOINT 3000，达诺巴特（DANOBAT）公司的 HG-71和克林贝格（ KELLENBERGER ）公司的RS125/430。此类机床普遍采用数控转塔式砂轮架。我国在磨床技术水平与世界前沿水平还存在很大差距，总之，许多在几年前的前沿性的、概念性的磨削技术当今已得到了广泛的应用。我国的磨床企业既不能不加选择的盲目照搬和跟随，也决的观望和抵触。只有立足于充分的市场调研和认真分析用户零件工艺的基础上，虚心学习并

6、吸收先进的技术，扎扎实实的发展自己的产品，才能跟上世界机床技术的发展潮流。同时，应大力鼓励前沿性、原创性的研究。主要研究的内容：本次设计的内容主要是利用PLC对M7120平面磨床的控制部分进行改造。首先对对此次设计的总体思路进行了整理和分析，了解M1720平面磨床的基本结构、运动情况、工工艺等要求。平面磨床的电气控制主要有开门断电功能、主轴电动机的正反转控制功能、刀架的快速移动功能、冷却泵电动机控制。根据电气控制电路的线路图，编译PLC的梯形图，编译完成后通过PLC实验台进行实验仿真。研究方案及进度安排、预期达到的目的：2011.12.16 ：查资料、撰写毕业论文2011.12.172011.

7、12.30 ：修改毕业论文2011.12.31：毕业论文答辩（这些内容还可以，但是要写在过程管理手册上，不能在论文中出现）目 录1 绪 论11.1 本课题的研究意义及必要性11.2 相关领域国内外应用的现状及发展趋势22 系统分析32.1 系统功能要求32.2 系统可行性分析32.3 开发工具介绍43 原理结构53.1 M7130平面磨床的主要结构53.2 M7130平面磨床的原理64 电气设计74.1 电气控制原理74.2 主电路分析74.3电动机控制电路分析74.4 PLC74.4.1 使用三菱plc编程器的的I/0表74.4.2 M7130平面磨床电气控制线路的I/O接线图如下所示84.

8、4.3 M7130平面磨床电气控制线路的程序设计9结 束 语10附录A 部分代码131 绪 论1.1 本课题的研究意义及必要性磨床是用砂轮周边或端面进行机械加工的精密机床。它不但能加工一般金属材料，而且能加工一般金属刀具难以加工的硬材（如淬火钢，硬质合金等）。利用磨削可获得较高加工精度和光洁度，而且加工余量较其他加工方法小的多。所以磨床广泛用于零件加工。由于精密铸造和精密锻造工艺的进步，使得零件不经其他切削加工而直接磨削成成品。随着高速磨削和强力磨削工艺的发展，进一步提高了磨削的效率。因此磨床的使用范围日益扩大，在金属切削机床中所占比重不断上升，在工业发达国家占金属切削机床的13%-27%。磨

9、床种类很多，按其工艺分为外圆磨床、内圆磨床、平面磨床、工具磨床以及一些专用磨床，如螺纹磨床、齿轮磨床、球面磨床、花键磨床、导轨磨床与无心磨床等。其中以平面磨床最为普通。图1.1 M7120磨床此次设计主要是以M7120平面磨床为对象。由于工厂企业中很多磨床年代久远，其工作已远远达不到现代生产的要求。因此有必要对旧式的常规电动机控制系统进行技术改造，以可编程序控制器取代常规的继电器，以达到磨床的自动化控制。本文介绍了用可编程序控制器来对平面磨床控制系统进行现代化改造，简要叙述了老式成型平面磨床的工作原理及用PLC进行改造设计的方法和设计步骤，并给出PLC编程程序梯形图。改造后的磨床工作安全可靠，

10、系统运行情况良好，磨削精度更高；利用PLC控制磨床运行，实现了磨床启动、停止、故障停止、紧急停止的功能，并且有手动控制和自动控制两种控制方式，可根据运行要求灵活切换磨床的控制方式；提供过载，轻载，断相和电压不平衡保护；现场显示运行状态，实现智能化监控。并因所吸工件的不同灵活调节电磁吸盘的电流，并且显示数值大小。从而实现了磨床运行的自动化。PLC控制的特点使原机床控制大大的简单化,并且维修方便,易于检查。节省大量的继电器元件,使机床的工作效率更高。该项技术还可推广应用于其他辅机设备或其他领域的自动化控制改造中。1.2 相关领域国内外应用的现状及发展趋势磨床是金属切削机床中的一个大类，以精度高、品

11、种多着称，是能源、交通、冶金、航天、军工等行业精密加工必备的设备之一。随市场经济体制的建立和不断完善，以及企业制度改革的深化，磨床制造企业和其它企业一样，不断加强适应市场的能力。在“以中国的装备装备中国”政策的激励下，磨床生产与市场的需求情况发生很大的变化。近几年来，市场对磨床的需求量不断增长，磨床的产量与销售量也在逐年增长。中国加入WTO后，中国磨床市场将进一步对国外开放，国外产品进入中国市场的步伐在加快，国外企业家会纷纷来中国投资、办企业，在中国生产磨床以降低成本，国内磨床市场的竞争将会更激烈。机遇与挑战是并存的，由於中国进入WTO，国外磨床市场也对中国开放，中国磨床也有出口竞争的机遇中国

12、产品有更多机会进入国际市场，国外产品也会以更大的增长幅度进入中国磨床市场，中国磨床的高新技术含量和数控化率会在市场竞争得到提高和发展。相信中国磨床市场的发展空间会更大，磨床市场的竞争也会更激烈。磨削技术经过近几年的快速发展，已进入了一个成熟化、精细化、实用化的平稳发展阶段。在展会上，虽未发现全新的概念性的机型，但几年前一些国际顶级磨床制造商引领的磨削新理念已得到了世界磨床制造领域的广泛认同。首先能够实现多种磨削工艺的数控复合磨床（包括卧式和立式）受到了大多数国际知名磨床制造商的认同和追捧。例如：STUDER 公司的 S31、S33、S120,勇克（JUNKER）公司的 QUICKPOINT 3

13、000，达诺巴特（DANOBAT）公司的 HG-71和克林贝格（ KELLENBERGER ）公司的RS125/430。此类机床普遍采用数控转塔式砂轮架。我国在磨床技术水平与世界前沿水平还存在很大差距，总之，许多在几年前的前沿性的、概念性的磨削技术当今已得到了广泛的应用。我国的磨床企业既不能不加选择的盲目照搬和跟随，也决的观望和抵触。只有立足于充分的市场调研和认真分析用户零件工艺的基础上，虚心学习并吸收先进的技术，扎扎实实的发展自己的产品，才能跟上世界机床技术的发展潮流。同时，应大力鼓励前沿性、原创性的研究。2 系统分析2.1 系统功能要求此次实验是通过PLC仿真出磨床电气控制，通过PLC控制

14、电机，模拟断电保护功能、主轴电动机的正反转控制功能、刀架的快速移动功能、冷却泵电动机控制功能等。2.2 系统可行性分析此次系统设计是通过三菱PLC，进行开关逻辑器件的控制，在工业环境中适应性强，可以使用数字或模拟输入/输出。PLC与传统的继电器相比，有自己很大的优势。首先，在控制逻辑上，继电器控制系统控制逻辑采用硬件接线，利用继电器触点的串联或者并联等组合成控制逻辑，使得它的连线复杂，体积大，功能消耗大，系统成型后，很难再做改动或者扩展。而用PLC控制后，由于它是采用计算机技术，其控制逻辑是以程序的方式储存在寄存器中，只需要改变控制程序就可以实现新的控制功能。并且PLC外部接线简单，体积相对来

15、说小，因此功耗低。其次，在工作方式上，继电器控制系统中，采用并行的工作方式，当电源接通时，所有的触点都处于被控制状态，这样的结果是，由于系统的老化，或者控制功能的不完善以及其他原因，很容易导致该吸合的触点不吸合，该断开的触点不断开，造成控制失灵或者其他的危险事故。PLC采用串行式周期扫描的工作方式，很好的克服了继电器控制的弊端。最后，在控制速度以及其他方面，PLC比继电器占更大的优势。在具体的plc选择上面，本系统将采用S 700系列PLCCPU226作为控制器。S7系列plc是西门子公司推出的功能强，性价比高的可编程控制器。三菱PLC具有以下优点： 结构灵活不受环境的限制，有电即可组建网络，同时可以灵活扩展接入端口数量，使资源保持较高的利用率，在移动性方面可与WLAN媲美。 传输质量高、速度快、带宽稳定最新的电力线标准HomePlug AV传输速度已经达到了200Mbps；为了确保QoS，HomePlug AV采用了时分多路访问（TDMA）与带有冲突检测机能的载体侦听多路访问（