龚利军开题报告

1、武汉生物工程学院毕业论文(设计)开题报告题 目 名 称 基于PLC的专用机床控制系统 题 目 类 别 毕业设计 系 别 机电工程系 专 业 班 级 机械设计制造及其自动化08级5班学 生 姓 名 龚利军 指 导 教 师 鲁海霞 辅 导 教 师 鲁海霞 开题报告日期 2011年11月 研究现状：（1）国内的现状与发展趋势:近十多年来，组 机床及其自动线在高效、高生产率， 柔性化以及采用并行(同步)工程制订更为合理、更为节省的方案方面取得了不小的进展。尤其是汽车工业， 为了提高汽车的性能，对零件的加工精度提出了一些新的要求， 因此对机床性能的要求也更高了。近年来随着数控技术、电子技术、计算机技术等的发展，组合机床的机械结构和控制系统也发生了巨大变化。组合机床有了以下的发展：1、数控化。数控组合机床的出现，不仅完全改变了过去那种由继电器电路组成的组合机床的控制系统，而目也使组合机床机械结构乃至通用部件标准发生了或正在发生着巨大的变化。2、模块化。数控加1二模块化极大地丰富了组合机床的通用件，它必将引起组合机床通用件发生根本性变化。3、高速化。由于高速加工可大大降低零件表面粗糙度及切削力，大大

2、减小切削温度，提高生产效率，故机床的高速化研究方兴未艾，特别是数控机床的主运动和进给运动速度已达到了惊人高速。如美国生产的加工中心，主轴转速可达15 00060 000rmin，工作台快进速度高达90120mmin 。顺应机床高速化的潮流，组合机床的速度也我国组合机床制造技术的发展大体经历以下四个阶段1 引进消化，开创我国组合机床技术标准体系2 普及组合机床技术，发展形成行业3 组织科技攻关，努力担高组合机床技术水平4 柔性制造技术的发展，推动了组合机床传统制造技术的转变（2）国外的现状与发展趋势 1908年，美国福持汽车公司率先制造出第一台组合机床，用于汽车零件的加工。1928年，前苏联开始生产组合机床。我国的组合机床制造技术是从“一五”计划期间，“汽”、洛拖引进组合机床开始的。1956年3月，当时的第一机械工业部第二机器管理局批准成立了第一专业设计处(即现大连组合机床研究所的前身)，全面引进了前苏联的组合机床通用部件和设计指导资料，开始了我国组合机床的创业阶段。并于同年在大连机床厂制造出我国的第一台组合机床、1961年，又制造出我国第一条组合机床自动线。组合机床设计制造从“一所一厂

3、”起步已发展到如今个独立的配套齐全的行业。研究目的和意义：为了充分发挥设备效能，迅速提升加工技术与精度，越来越多的企业每年投入大量资金和技术对传统老式组合机床进行技术改造，取得了良好的效果。用PLC模块、操控监控设备等组成电气数字控制系统，以实现编程输入、人机交互、自动化加工的控制方式，扩大加工能力，减少故障，提高效率，已成为企业进行技术改造的有效途径。论文以两工位钻孔、攻螺纹组合机床的数控化改造为背景，概述了组合机床数控化改造的设计方案与应用技术，并对PLC的发展与应用作了简要介绍。论文介绍了PLC编程特点和方式，重点以西门子S7-200CPU 224型PLC为例，介绍了PLC编程环境，并对两工位钻孔、攻螺纹组合机床应用编程作了阐述。论文还进一步阐述了PLC接口与通信技术，介绍了西门子S7-200系列PLC的网络协议。 研究内容（内容、结构框架以及重点、难点）： 1毕业设计（论文）的主要内容论文以两工位钻孔、攻螺纹组合机床的数控化改造为背景，概述了组合机床数控化改造的设计方案与应用技术，并对PLC的发展与应用作了简要介绍。论文介绍了PLC编程特点和方式，重点以西门子S7-200CPU

4、 224型PLC为例，介绍了PLC编程环境，并对两工位钻孔、攻螺纹组合机床应用编程作了阐述。论文还进一步阐述了PLC接口与通信技术，介绍了西门子S7-200系列PLC的网络协议，本设计主要内容包括：（1）查阅相关资料，明确设计任务和要求，了解机床的加工要求，在此基础上进行总体方案的论证与设计。撰写开题报告。（2）电气控制系统设计。（3）PLC的选型。（4）I/O分配表。（5）PLC梯形图设计。（6）翻译指定外文文献资料。（7）编写设计说明书。2毕业设计拟采取的技术路线（1）分析专用机床及查阅相关资料。（2）选择PLC。（3）电气系统设计。（4）I/O分配表，梯形图。（5）维护研究方法、手段：为了充分发挥设备效能，迅速提升加工技术与精度，越来越多的企业每年投入大量资金和技术对传统老式组合机床进行技术改造，取得了良好的效果。用PLC模块、操控监控设备等组成电气数字控制系统，以实现编程输入、人机交互、自动化加工的控制方式，扩大加工能力，减少故障，提高效率，已成为企业进行技术改造的有效途径。研究方法主要有：1） 运用经验总结法总结出前人对专用机床的研究成果。2） 通过调查文献来获得资料，从而全

5、面正确的掌握专用机床plc系统的有关问题。3） 积极与老师和同学讨论，相互了解研究进度，分享成果和经验，以便于下一阶段的毕业设计。4） 利用学校为我们提供的庞大的资源，完善自己的研究设计结果。5） 通过归纳演绎、类比推理、抽象概括、思辩想象、分析综合来进行相应的设计计算。研究进度：进度安排1查阅相关资料，明确设计任务和要求2010年6月2总体方案的论证与设计2010年7月至8月3撰写开题报告，开题；完成外文文献翻译2010年9月至10月4毕业实习2010年11月12月5制定机座的加工工艺规程，2011年1月至2月6选择1-2道工序进行工艺设计2011年2月至3月7根据其中一道工序，进行一台组合机床的设计2011年3月至4月文献综述（包括：国内外研究理论、研究方法、进展情况、存在问题、参考依据等）前言 组合机床是以系列化、标准化的通用部件为基础，配以少量的专用部件组成的专用机床。它适宜于在大批、大量生产中对一种或几种类似零件的一道或几道工序进行加工。这种机床既有专用机床的结构简单、生产率和自动程度较高的特点，又具有一定的重新调整能力，以适应工件变化的需要。1组合机床广泛应用于大批量生产的

6、行业，如；汽车、拖拉机、电动机、内燃机、阀门、缝纫机等制造业。21. 组合机床发展历史1908年，美国福持汽车公司率先制造出第一台组合机床，用于汽车零件的加工。1928年，前苏联开始生产组合机床。我国的组合机床制造技术是从“一五”计划期间，“汽”、洛拖引进组合机床开始的。1956年3月，当时的第一机械工业部第二机器管理局批准成立了第一专业设计处(即现大连组合机床研究所的前身)，全面引进了前苏联的组合机床通用部件和设计指导资料，开始了我国组合机床的创业阶段。并于同年在大连机床厂制造出我国的第一台组合机床、1961年，又制造出我国第一条组合机床自动线。组合机床设计制造从“一所一厂”起步已发展到如今个独立的配套齐全的行业。3我国组合机床制造技术的发展大体经历以下四个阶段5 引进消化，开创我国组合机床技术标准体系6 普及组合机床技术，发展形成行业7 组织科技攻关，努力担高组合机床技术水平8 柔性制造技术的发展，推动了组合机床传统制造技术的转变2. 组合机床的发展现状和发展趋势近十多年来，组 机床及其自动线在高效、高生产率， 柔性化以及采用并行(同步)工程制订更为合理、更为节省的方案方面取得了不

7、小的进展。尤其是汽车工业， 为了提高汽车的性能，对零件的加工精度提出了一些新的要求， 因此对机床性能的要求也更高了。4近年来随着数控技术、电子技术、计算机技术等的发展，组合机床的机械结构和控制系统也发生了巨大变化。5组合机床有了以下的发展：1、数控化。数控组合机床的出现，不仅完全改变了过去那种由继电器电路组成的组合机床的控制系统，而目也使组合机床机械结构乃至通用部件标准发生了或正在发生着巨大的变化。2、模块化。数控加1二模块化极大地丰富了组合机床的通用件，它必将引起组合机床通用件发生根本性变化。3、高速化。由于高速加工可大大降低零件表面粗糙度及切削力，大大减小切削温度，提高生产效率，故机床的高速化研究方兴未艾，特别是数控机床的主运动和进给运动速度已达到了惊人高速。如美国生产的加工中心，主轴转速可达15 00060 000rmin，工作台快进速度高达90120mmin 。顺应机床高速化的潮流，组合机床的速度也越来越高。例如德国大众汽车厂在加工铝金缸盖燃烧室侧面时，采用PCD铣刀，铣削速度高达3 075mmin，进给速度达3 600mmmin，而采用安装有CBN刀片的新颖镗刀加工灰铸铁时，

8、 切削速度达800mmin，进给速度达I 500 mmmin。64、精密化。由于机床实现了数控化，因而机床的加工精度越来越高，使一些过去看来难以达到的加工精度今天也已经实现了。5、全防护化。全封闭是现在机床的一大特点，不论是单机还是机床生产线，均采用全封闭的外罩， 电器、液压全部采用空中走线。全封闭防护，不但使机床及其生产线外形美观，而且也提高了安全性、可靠性和维修的便利性。 4结语 组合机床装备的发展思路必须是以提高组合机床加工精度、组合机床柔性、组合机床工作可靠性和组合机床技术的成套性为主攻方向。一方面，加强数控技术的应用，提高组合机床产品数控化率；另一方面，进一步发展新型部件，尤其是多坐标部件，使其模块化、柔性化，适应可调可变、多品种加工的市场需求。主要参考文献：1 余发山，郑征 自动控制系统M.徐州：中国矿业大学出版社，2005.122 王兆安，黄俊 电力电子技术M.北京：机械工业出版社，2006.9 3 郑萍 现代电器控制技术M.重庆：重庆大学出版社，2001.12 4 方荣惠 电机原理及拖动基础M.徐州：中国矿业大学出版社，2004.15 周希章 电动机的起动、制动和调速M.北京：机械工业出版社，2001.56 余发山 国内外矿井提升机的现状与发展J.煤炭机电，19957 马健民 现代提升机数字控制系统M.徐州：中国矿业大学出版社，2000.128 王清灵 现代矿井提升机电控系统M.北京：机械工业出版社，1996.129 陶建平 矿井提升机计算机监控系统J.煤炭科学技术，200010卢燕 PLC与提升机电控系统J.矿山机械，199911孔凡才 晶闸管直流调速系统J.北京科学技术出版社，198512苏红卫 提升机数字式监控器的研究J.矿山机械，199913王蓓蕾 DSP在数字控制系统设计中的应用J.电脑学习，200014刘成印 矿井提升机行程检测系统及其可靠性设计J.电气传动，200115闫广 PLC在副井提升机信号及综合保护系统中的应用J.工矿自动化，200216沈统谦 副井提升机电控系统改造J.煤矿机电，2007.6指

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