深孔钻组合机床的PLC控制系统设计开题报告.doc

毕业设计（论文）开题报告题 目: 深孔钻组合机床的PLC控制系统设计 院系名称： 电气工程学院 专业班级： 自动F0904 2013年1月 4日开题报告填写要求1开题报告（含“文献综述”）作为毕业设计（论文）答辩委员会对学生答辩资格审查的依据材料之一。此报告应在指导教师指导下，由学生在毕业设计（论文）工作前期内完成，经指导教师签署意见及所在专业审查后生效。2开题报告内容必须用黑墨水笔工整书写或按教务处统一设计的电子文档标准格式（可从教务处网页上下载）打印，禁止打印在其它纸上后剪贴，完成后应及时交给指导教师签署意见。3“文献综述”应按论文的格式成文，并直接书写（或打印）在本开题报告第一栏目内，学生写文献综述的参考文献应不少于15篇（不包括辞典、手册）。4有关年月日等日期的填写，应当按照国标GB/T 740894数据元和交换格式、信息交换、日期和时间表示法规定的要求，一律用阿拉伯数字书写。如“2006年11月20日”或“2006-11-30”。毕业设计（论文）开题报告1结合毕业设计（论文）课题情况，根据所查阅的文献资料，每人撰写20004000字左右的文献综述：文 献 综 述1、 课题背景 深孔在机械制造业中，一般将孔深超过孔径5倍的圆柱孔（内圆柱面）称为深孔。而孔深与孔径的比值，称之为“长径比”或“深径比”。相对而言，长径比不大于5倍的圆柱孔可称为“浅孔”。深孔直径的大小直接关系到加工的难度和采用的加工手段，所以生产实践中常常按照深孔直径的大小分别称呼为特大深孔（200mm以上），大深孔（65200mm），普通深孔（中等直径2065mm），小深孔（420mm），微小深孔（4mm以下）。一般而言特大深孔与微小深孔比中，小深孔的加工难度更大，但是由于科学技术是不断进步的，所以，划分仅用于行业内的沟通，并非严格的科学定义。深孔加工技术泛指用于深孔加工的工具设备（硬件）和加工原理，操作规程，操作技巧（软件）。在一般情况下，深孔加工技术主要指用切削加工方法和磨料工具加工深孔的技术。随着科学技术的发展，20世纪涌现出了一批可用于深孔加工的特种加工技术，从而扩大了深孔加工技术的领域。深孔钻是加工深孔的专用设备。钻深孔时为保证加工质量、提高工效，加工中钻头的冷却和定时排屑是需要解决的主要问题。2、 发展现状 可编程逻辑控制器(Programmable Logic Controller)，简称PLC 。它是20世纪70年代以来以微处理器为核心，综合计算机技术、自动控制技术和通信技术发展起来的一种新型工业自动控制装置。由于它具有功能强、可靠性高、配置灵活、使用方便以及体积小、重量轻等优点，被广泛应用于自动化控制的各个领域。后来，随着微电子技术和计算机技术的迅猛发展，称其为可编程控制器，简称PC (Programmable Controller)。但由于PC容易和个人计算机 (Personal Computer)相混淆，故人们仍习惯地用PLC作为可编程控制器的缩写。（1987年国际电工委员会） 可编程控制器是一种数字运算操作的电子系统，专为在工业环境下应用而设计。它采用了可编程序的存储器，用来在其内部存储执行逻辑运算、顺序控制、定时、计数和算术运算等操作的指令，并通过数字的，模拟的输入和输出，控制各种类型的机械或生产过程。3、 国内外研究20世纪40年代以前，机床的电气控制主要采用交流电动机拖动的继电器-接触器控制。由于当时的交流电动机难以实现调速，只能通过皮带、齿轮等机械机构来实现有级变速，因而机床的机械结构比较复杂，同时还限制了加工精度的提高。继电器-接触器控制系统可以实现机床的各种运动控制（如启动、制动、反转、变速等），并可实现逻辑控制、联锁控制、异地控制等，因而大大提高了机床的自动化水平，有助于减轻工人的劳动强度。这种控制系统技术简单、易于掌握，至今仍被广泛采用。继电器-接触器控制系统是由各种电器组成的，而这些电器的机械动作寿命是有限的，必须按时更换损坏的电器，以免影响系统的可靠性。另外，根据加工工艺的要求，需要改变控制逻辑关系时，必须修改线路，重新安装配线，这对现代机床的控制要求是很不适应的。20世纪40年代后，发电机-电动机、交磁放大机-电动机等直流调速系统，以其优良的调速性能，被广泛用于大型机床的主拖动和进给拖动系统中。不仅提高了机床的加工性能，还简化了机床的传动机构。 在机床的控制方面，可编程控制器（PLC）已广泛用于电气控制系统中。可编程控制器不仅可以按事先编好的程序进行各种逻辑控制，还具有随意编程、自动诊断、通用性好、体积小、可靠性高的特点。因此，可编程控制器正逐步取代着继电器接触器控制系统。可以预料，随着科学技术的发展，机床PLC电气控制系统将继续向更高的方向发展，以不断提高机床的加工精度、生产效率和自动化水平。参 考 文 献1 胡俊达.PLC在专用双面铣床电气控制中的应用J.组合机床与自动化加工技术，2003，(12)35-37.2 常晓玲.电气控制系统与可编程控制器M.北京：机械工业出版社，20043 尹昭辉，姜福详，高安邦.数控机床的机电一体化改造设计J.电脑学习，2006(4)，8.4 吕栋腾，刘晓青.基于PLC控制的普通卧式铣床电气化改造J.新技术新工艺，2011(6)31-33.5 曾葵.基于PLC技术的机床控制应用J.制造业自动化，2012(10)129，137.6 郑凤翼，金沙.图解西门子S7-200系列PLC应用88例M.北京：电子工业出版社，20097 贺哲荣.机床电气控制线路试图技巧M. 北京：机械工业出版社，20058 曹春宜.双面钻孔组合机床的改造J.大众科技，2010(1)108-1099 吕栋腾，孙永芳.普通卧式车床电气控制系统的PLC改造J.科技信息，2001(7)89-92.10 王立峰.千米沥青碳纤维收丝系统控制与试验研究D.北京：北京化工大学，200911 金大青PLC在机床电气控制中应用J木工机床，2011(3)12 候正坤，盛洪斌. PLC在深孔钻机床控制电路中的应用J.一重技术,2008(2)88-8913 刘燕平.PLC在深孔钻组合机床控制系统中的应用J.机床电器，2005.(3)42-4314 叶晓光 .PLC在组合机床的控制应用探讨J.制造业自动化，2011.（10）146-14815 王雅红，蔡善乐.深孔钻专用机床PLC控制J矿山机械，2008（8）66-6716 Belen Curto Diego Vidal Moreno Rodilla Carlos Fernandez Carames Anibal Chehayeb Moran Raul Alves Santos.Applying a software framework for supervisory control of a PLC-based flexible manufacturing systemsJ.Int J Adv Manuf Technol (2010) 48:66366917 LU Zhi-jiang. PLC Application in the Automatic Straight-line Welder J. Occupation,2010,02(01):159.(in Chinese). 18 GE Xiao-zhong, MA Jun. Design of Minitype Three-dimensional Storage Base on Kingview6.5 and PLC J . Machine Building & Automation, 2009,06(02):143-145.毕业设计（论文）开题报告本课题要研究或解决的问题和拟采用的研究手段（途径）：1 要研究或解决的问题本课题采用PLC对深孔钻组合机床进行控制，提高其自动控制系统的可靠性和设备的工作效率。在保证工艺控制要求的情况下,大大的提高了生产效率,同时还克服了手动操作所带来的一些人为干扰因素,可取得良好的经济效益。其中PLC控制系统是整个装置的核心部分，该部分完成整个系统的控制功能，主要的核心部件是三菱FX2N系列PLC，用它来控制深孔钻组合机床自动完成工件的钻孔加工主要功能。由此本课题需要研究及解决如下问题：1、如何使用液压系统控制机床滑台的进给和工件定位夹紧装置进行控制2、深孔钻组合机床进行深孔钻削时, 要对钻头进行排屑和冷却2 拟采用的研究手段：我们知道钻床的运动有三种：1、主运动，主轴的旋转运动。2、进给运动，即钻头一面旋转，沿着轴线做进给运动。3、辅助运动，即钻头的往复运动。深孔钻组合机床的主运动是由主轴电动机控制，通过液压电动机为液压系统提供动力，控制针对工件定位夹紧装置和滑台的电磁阀通断来达到控制滑台移动和工件定位夹紧的目的。由于深孔钻组合机床进行深孔钻削时, 要对钻头进行排屑和冷却，因此，需要分级进给， 周期性地从工件中退出钻头，同时使用冷却泵喷出的切削液对钻头进行冷却。动力头工作循环图如下图所示。电磁阀动作表定位夹紧机床滑台转换指令YV1YV2YV3YV4YV5YV6YV7工件定位+-SB4工件夹紧-+-SQ2滑台快进-+-+-+KP一次工进-+-+-SQ3快退-+-+-SQ4二次工进-+-+-T2快退-+-+-SQ5三次工进-+-+-T1快退-+-+-SQ6松开工件-+-SQ7拔定位销-+-SQ8停止-SQ1注：表中“+”表示电磁阀线圈通电，“-”表示电磁阀线圈断电。