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蘑菇Miranda
首页 > 期刊论文 > 专用机床的毕业论文

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浅谈自动化机械制造\x0d\x0a摘 要:自动化制造系统(FMS)系指具有自动化程度高的制造系统。目前所谈及的FMS通常是指在批量切削加工中以先进的自动化和高水平的自动化为目标的制造系统。\x0d\x0a关键词:制造规模;关键技术;发展趋势\x0d\x0a\x0d\x0a随着社会对产品多样化、低制造成本及短制造周期等需求日趋迫切,FMS发展颇为迅速,并且由于微电子技术、计算机技术、通信技术、机械与控制设备的发展。\x0d\x0a一、自动化机械制造规模\x0d\x0a按规模大小FMS可分为如下4类\x0d\x0a(一)自动化制造单元\x0d\x0aFMC:的问世并在生产中使用约比FMS晚6~8年,它是由1~2台加工中心、工业机器人、数控机床及物料运送存贮设备构成,具有设置应加工多品种产品的灵活性。FMC可视为一个规模最小的FMS,是FMS向廉价化及小型化方向发展和一种产物,其特点是实{目单机自动化化及自动化,迄今已进入普及应用阶段。\x0d\x0a(二)自动化制造系统\x0d\x0a通常包括4台或更多台全自动数控机床及人工中心与车削中心等),由集中的控制系统及物料搬运系统连接起来,可在不停机的情况下实现多品种、中小批量的加工及管理。\x0d\x0a(三)自动化制造线\x0d\x0a它是处于单一或少品种大批量非自动化自动线与中小批量多品种f:MS之间的生产线。其加工设备可以是通用的加工中心、CNC机床,亦可采用专用机床或NC专用机床,对物料搬运系统自动化的要求低于FMS,但生产率更高。\x0d\x0a(四)自动化制造工厂\x0d\x0aFMt是将多条FMS连接起来,配以自动化立体仓库,用计算机系统进行联系,采用从订货、设计、加工、装配、检验、运送至发货的完整FMS。它包括了CAD/CAM,并使计算机集成制造系统(C1MS)投入实际,实现生产系统自动化化及自动化,进而实现全厂范围的生产管理、产品加工及物料贮运进程的全盘化。FMF是自动化生产的最高水平,反映出世界上最先进的自动化应用技术。它是将制造、产品开发及经营管理的自动化连成一个整体,以信息流控制物质流的智能制造系统IMS)为代表,其特点是实现工厂自动化化及自动化。\x0d\x0a二、自动化关键技术\x0d\x0a(一)计算机辅助设计\x0d\x0a未来CAD技术发展将会引入专家系统,使之具有智能化,可处理各种复杂的问题。当前设计技术最新的一个突破是光敏立体成形技术,该项新技术是直接利用CAD数据,通过计算机控制的激光扫描系统,将三维数字模型分成若干层二维片状图形,并按二维片状图形对池内的光敏树脂液面进行光学扫描,被扫描到的液面则变成固化塑料,如此循环操作,逐层扫描成形,并自动地将分层成形的各片状固化塑料粘合在一起,仅需确定数据,数小时内便可制出精确的原型。它有助于加快开发新产品和研制新结构的速度。\x0d\x0a(二)模糊控制技术\x0d\x0a模糊数学的实际应用是模糊控制器。最近开发出的高性能模糊控制器具有自学习功能,可在控制过程中不断获取新的信息并自动地对控制量作调整,使系统性能大为改善,其中尤其以基于人工神经网络的自学方法更起人们极大的关注。\x0d\x0a(三)工智能、专家系统及智能传感器技术\x0d\x0a迄今,FMS中所采用的人工智能大多指基于规则的专家系统。专家系统利用专家知识和推理规则进行推理,求解各类问题(如解释、预测、诊断、查找故障、设计、计划、监视、修复、命令及控制等)。由于专家系统能简便地将各种事实及经验证过的理论与通过经验获得的知识相结合,因而专家系统为FMS的诸方面工作增强了自动化。展望未来,以知识密集为特征,以知识处理为手段的人工智能(包括专家系统)技术必将在FMS(尤其智能型)中关键性的作用。人工智能在未来FMS中将发挥日趋重要的作用。目前用于FMS中的各种技术,预计最有发展前途的仍是人工智能。预计到21世纪初,人工智能在FMS中的应用规模将要比目前大4倍。智能制造技术fIMT旨在将人工智能融入制造过程的各个环节,借助模拟专家的智能活动,取代或延伸制造环境中人的部分脑力劳动。在制造过程,系统能自动监测其运行状态,在受到外界或内部激励时能自动调节其参数,以达到最佳工作状态,具备自组织能力。\x0d\x0a(四)人工神经网络技术\x0d\x0a人工神经网络fANN)是模拟智能生物的神经网络对信息进行并行处理的一种方法。故人工神经网络也就是一种人工智能工具。在自动控制领域,神经网络不久将并列于专家系统和模糊控制系统,成为现代自支化系统中的一个组成部分。三、启动控制技术发展趋势\x0d\x0a(一)FMC将成为发展和应用的热门技术\x0d\x0a这是因为FMC的投资比FMS少得多而经济效益相接近,更适用于财力有限的中小型企业。目前国外众多厂家将FMC列为发展之重。\x0d\x0a(二)朝多功能方向发展\x0d\x0a由单纯加工型FMS进一步开发以焊接、装配、检验及钣材加工乃至铸、锻等制造工序兼具的多种功能FMS。FMS是实现未来工厂的新颖概念模式和新的发展趋势,是决定制造企业未来发展前途的具有战略意义的举措。日本从1991年开始实施的“智能制造系统”frms)国际性开发项目,属于第二代FMS:完善的第二代FMS正在不断实现。智能化机械与人之间相互融合、自动化地全面协调从接受订单货至生产、销售这一企业生产经营的全部活动。\x0d\x0a进入新世纪,FMS获得迅猛发展,几乎成生产自动化之热点。一方面是由于单项技术如NC加工中心、工业机器人、CAD/CAM、资源管理及高度技术等的发展,提供了可供集成一个整体系统的技术基础:另一方面,世界市场发生了重大变化,由过去传统、相对稳定的市场,发展为动态多变的市场,为了从市场中求生存、求发展,提高企业对市场需求的应变能力,人们开始探索新的生产方法和经营模式。

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菩缇紫mariposa

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X62W万能铣床是一种高效率的加工机械,在机械加工和机械修理中得到广泛的应用。万能铣床的操作,是通过手柄同时操作电气与机械,以达到机电紧密配合完成预定的操作,是机械与电气结构联合动作的典型控制,是自动化程度较高的组合机床。但是在电气控制系统中,故障的查找与排除是非常困难的,特别是在继电器接触式控制系统,由于电气控制线路触点多、线路复杂、故障率高、检修周期长,给生产与维护带来诸多不便,严重地影响生产。时随着工业自动化的发展,对工业智能化程度的要求越来越高,以及市场经济要求制造业对市场需求做出迅速反应—生产出小批量、多品种、多规格、低成本和高质量的产品。为满足这一要求,生产设备和自动生产线的控制系统必需具有极高的可靠性与灵活性,这就需要使用智能化程度高的控制系统来取代传统的控制系统,使电气控制系统的工作更加灵活、可靠,更容易维修,更能适应经常变动的工艺条件。基于这些问题,本文提出了利用西门子S7-200和触摸屏对X62W 型卧式万能铣床的继电接触式电控系统进行技术改造的方案。1 X62W万能铣床工作原理及继电器接线图 工作原理 主电路中有三台电动机,M1是主电动机,拖动主轴带动铣刀进行铣削加工;M2是进给电动机,拖动升降台及工作台进给;M3是冷却泵电动机,供应冷却液。三台电动机共用一组熔断器FU1作短路保护。每台电动机均有热继电器FR作过载保护。其中以主电动机的热继电器FU1和冷却泵电机的热继电器FU2作总的保护,它们的常闭触头串在控制电路的总线上,而进给电动机的热继电器FR3只作进给系统的保护,其常闭触头接在进给控制电路中。因为主电动机要求不频繁的正反转,用组合开关SA5控制倒相。进给电动机的正反转频繁,用接触器KM3和KM4进行倒相。冷却泵在主电动机起动后方可开动,另有手动开关SA1控制。主电机采用两组起动按钮SB3和SB4并联,两组停止按钮SB1和SB2串联.接触器KM1是电动机M1的控制接触器,SQ7是位置开关,用作主轴变速的冲动开关。主轴的起动,按下起动按钮SB3或SB4,接触器KM1通电吸合并自锁,主电动机M1起动.当主电动机起动后,KM1的辅助触头接通控制电路的进给控制部分,才可以开动进给电动机。 电机的转速达到一定速度时接通速度继电器,当按下停止按钮SB1或SB2时,接触器KM2得电,主轴电机反转。 工作台向右进给,当主轴起动后,工作台控制电源接通.将位置开关SQ1旋转,SQ1-1常开触头闭合,接触器KM3通电吸合,电动机M2正转.当运行到预定位置时,位置开关SQ1复位,电动机M2停止转动。 工作台向左进给,将位置开关SQ2旋转,SQ2-1闭合,SQ2-2断开,接触器KM4通电吸合,电动机反转,工作台向左移动。 当SA3-1、SA3-3闭合SA3-2断开时,电流通过11、SQ6、15、SQ4-2、16、SQ3-2、17、SA3-1、18、SQ1-1(或11、SA3-3、21、SQ2-2、22、SQ1-2、17、SA3-1、18、SQ3-1)、19、KM4、20 ,KM3得电M2正转,工作台向下运动。 当SA3-1、SA3-3闭合SA3-2断开时,电流通过11、SQ6、15、SQ4-2、16、SQ3-2、17、SA3-1、18、SQ2-1(或11、SA3-3、21、SQ2-2、22、SQ1-2、17、SA3-1、18、SQ4-1)、24、KM3、25, KM4得电M2反转,工作台向上运动。 当SA3-2闭合 SA3-1、SA3-3断开时,电流通过11、SQ6、15、SQ4-2、16、SQ3-2、17、SQ1-2、22、SQ2-2、21、SA3-2、19、KM4、20, KM3得电。当SA3-2闭合,SA3-1、SA3-3断开时,进给电机M2正反转就组成了互锁,SQ1,SQ2,SQ3,SQ4位置开关控制圆盘旋转不同的位置。 不论电动机正反转,接触器KM3和KM4的线圈电流都由SQ1-2和SQ3-2接通.若机床正在向左进给 机床的联锁问题,当SQ2或SQ4被旋转时,它们的常闭触头SQ2-2或SQ4-2是断开的,所或向右进给时,发生误操作,压着上下前后手柄,则一定使SQ3-2或SQ4-2中的一个断开,使KM3或KM4断电释放,电动机M2停止运转,以确保安全。位置开关SQ6为进给变速冲动开关。 冷却和照明控制,冷却泵只有在主电动机起动后才能起动,所以主电路中将M3接在主接触器KM1触头后面, SA1控制冷却泵。照明电路用安全电压36伏用开关SA4控制。2 X62W 型万能铣床控制系统的硬件构成 PLC 的选择和硬件设计。 根据X62W万能铣床电气控制要求,输入输出均为开关量,需要PLC监测的输入信号有8个按钮,5个行程开关,两个选择开关,输入点为 21点,PLC输出控制信号有6个继电器,1个照明灯,共7点。因此,选用了西门子S7-200PLC,具体配 置 如 下 :CPU226CN AC/DC/DC型(6ES7 216-2BD23-0XB8),自带24点输入,16点输出,自带两个接口2个RS-485接口 PORT0和POT1,一个通讯接口,能满足控制要求。PLC的I/O口分配是根据其控制对象的特点和控制要求,将I/O口的输入输出口与相应的电气设备相连,达到控制和检测的功能,具体I/O分配如表1。进行完I/O分配后,进行PLC硬件设计,PLC外接硬件电路如图1。I/O分配表表1 内部寄存器I/O分配表表2 PLC编程: 根据机床控制要求,PLC语句表如程序1,在程序设计过程中,用了6个内部辅助继电器来简化程序设计,主轴电机正反转互锁和进给电机正反转互锁提高了系统运行的可靠性。在程序中将不同的控制方式均分开设计,这样程序结构简洁、清晰。由于整个系统用触摸屏控制,它可替代物理按钮和开关及其指示灯,所以在编程序是这些按钮和开关均使用了内部寄存器, 把下面程序的输入寄存器改成相应的内部寄存器即可。内部寄存器程序,如程序2 程序1 手动控制程序程序2 自动控制程序3、触摸屏选择及设计 触摸屏越来越多的用在了工业中,方便,易于远程控制。根据X62W铣床的控制要求,我们用NTOUCH触摸屏和MCGS组态软件配合PLC来替代控制柜上的按钮和选择开关等物理元器件,并且还可以通过触摸屏来监视铣床运行动作情况。 MCGS组态编辑 通过对系统的分析,在本系统中,依靠MCGS系统设计组态画面,实现对系统操作和监控。如图2图2 系统控制总体画面 以上提到此系统的输入和输出均是开关量,所以在MCGS组态的实时数据库中定义的名字类型也要为开关型的,如图3图3 实时数据库 通讯连接 既然用MCGS控制此系统,那么怎么才能让其与西门子PLC相互通讯,起到监控的作用?MCGS组态软件在设备窗口中建立系统与外部硬件设备的连接关系,使系统能够从外部设备读取数据并控制外部设备的工作状态,实现对工业过程的实时监控。根据此系统的控制要求以及控制方式,可以利用PPI电缆,相互传数据,以便实现监控。 在设备窗口中需要设置设备0-[通用串行口父设备]属性和设备1-[西门子S7-200PPI]属性,此时,还需要设置设备内部属性增加相应的PLC通道,和通道读写类型,输入通道多数用到的是内部寄存器,读写类型是只读类型,输出寄存器~读写类型,.和只读类型值读取SA313和SA32的开关信号,在实际通讯过程中,在设备属性设置中“串口端口号”设为0-COM1,通讯波特率设为:6-9600,数据位位数:3-8位,数据校验方式:偶校验,一位停止位,数据采集方式:同步采集。设置完后单击“确认”按钮返回。 为了西门子S7-200PLC与MCGS更好的通讯,必须在设备属性设置:[设备1]对话框中设置属性设备注释为:西门子S7-200PPI,初始工作状态为:启动,最小采样周期为:1000ms,PLC地址为:2,内部属性设置PLC通道要与实施数据库中所定义的名字相对应。如图4。图4 PLC通道属性设置 编辑完毕组态画面,在上位机上试验成功,便可以通过上位机的网线接口用一根网线和触摸屏上的网线借口相连接,并且在MCGS嵌入式组态软件菜单栏中“工具”\“下载配置”设置好IP地址,便可以下载到触摸屏中,如图8,然后,用PPI电缆连接触摸屏和PLC,母头连接触摸屏COM5口,公头连接在PLC接口上,即可实现丢掉控制柜面板上的按钮控制,用触摸屏的软按钮控制,画面生动,清晰。4 结束语 本文所述方案是对原来的继电接触式模拟控制系统进行 PLC与触摸屏改造而成,已在实验室控制柜予以实施。运行结果表明,该 PLC 控制系统无论是硬件还是软件,控制稳定可靠,且尽大限度降低了操作的危险性。参考文献: [1]、陈远龄.机床电气自动控制[M] 重庆大学出版社,1997 [2]、吕景泉.可编程序控制器及其应用[M] 北京:机械工业出版社,2001 [3]、杨长能,张光毅.可编程序控制器基础及其应用[M] 重庆大学出版社,1992 [4]、MCGS嵌入式用户手册 北京昆仑通态自动化软件科技有限公司 [5]、廖常初,PLC编程及应用[M] 北京:机械工业出版社,2005,5我先给你目录,你要的话先给分 我再发你邮箱 谢谢

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小托0207

Modern various machine and equipment are more than on the gear reducer, generally USES bearing hole processing, and currently 1ta series boring coordinates are in single points, so in mass production to ensure its hole spacing tolerance, and low fine molding machine is a special machine, when using a series of molding method. Once processed clamping workpiece, hole spacing in design, and when the machine has two of the coaxial when spindle box, while processing by rail, which not only ensures the transmission distance between accuracy, but also guarantee the hole, and greatly improve the coaxial tolerance of machining efficiency. Can realize automation, production line. It meets the modern production accuracy and paper introduced a series of molding machine structure, working principle and control method, and automatic assembly line control principle and realization : a large series boring

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