何猛-磨线机论文1.doc

毕业设计(论文)
设计题目:
基于PLC的磨线机控制系统的设计
专业:
机电一体化
班级:
12机电二
学号:
12024096
姓名:
何猛
指导老师:
梁海峰
起讫日期:
2014年11月1日~2014年12月 11日
摘要
  传统的金属细线大多采用的是化学加工方法,由于化学方法的不确定性,加工的金属细线质量差,导致产品不合格。而利用磨线机进行线径加工可以实现线径的精确控制,本文首先分析了磨线机线径加工的原理,然后针对磨线机的加工流程,选择选用三菱PLC(FX2N-48MT)作为控制核心,选择三菱MR-E-200A作为系统的伺服驱动器、选择艾默生公司的EV1000变频器实现对电机的变频调速控制,利用光电式线径检测器实施对线径进行检测,构建起闭环控制系统,设计了基于PLC的磨线机控制系统,内容包括控制系统元件的选择、硬件系统设计、软件程序设计。同时利用MCGS组态软件完成了系统人机交互界面的设计。
关键字:PLC 磨线机控制系统
目录
摘要 I
目录 II
1 PLC与磨线机概述 1
PLC控制技术的产生和发展 1
磨线机控制系统的背景,现状和意义 1
2 磨线机的工作原理及结构 1
磨线机的工作原理 1
磨线机的结构 2
3 磨线机控制系统的设计 3
控制系统方案 3
控制系统硬件设计 4
PLC设备选型与I/O分配 4
模拟量输入模块 6
PLC接线图 6
控制系统软件设计 7
控制系统的工作方式 7
控制系统PLC程序 8
控制系统人机界面设计 10
结束语 16
致谢 17
参考文献 18
1 PLC与磨线机概述
PLC控制技术的产生和发展
20世纪70年代初,美国公司完成了第一台PLC的设计和制造,并且成功的用于相应的生产中。之后,日本引进PLC技术,这些大企业的研究让PLC技术得到高速的发展,如日本的松下、三菱等企业。
随着各种电子技术的发展,PLC得到了高速发展。使得以2位和16位微处理器构成的小型化PLC得到巨大发展,并拥有高速计数、函数计算和联网功能等,使得PLC技术应用范围变得更加广泛。
磨线机控制系统的背景,现状和意义
从前加工金属细线采用的是化学加工方法,由于化学方法的不确定性,加工的金属细线质量差,导致产品不合格。在上述情况下,将磨线机控制系统的设计作为研究内容,提出基于PLC技术来完成磨线机控制系统的设计。国内外运用PLC技术来打磨金属线的机器还很少,该研究对PLC技术运用在磨线机控制系统有导向作用。
2 磨线机的工作原理及结构
磨线机的工作原理
磨线机的工作原理是把整段线径分成相同的小段线径进行分别打磨的方法。如图2-1。
图2-1 线径加工图
从图中得知,将长度L0分成多段进行打磨,每一段打磨的线径磨削量为R。先打磨L1,打磨时从终点打磨到起点,当磨削掉R后,紧接者打磨L2,以此方法打磨到Ln。最后将所有打磨段再重新一起打磨一下。
处Ln外其余加工段都和L1长度一样。把、和作为参数设定,总段n为:
设当前加工第h(h为1到n)由上式得:
各段线径磨削量R和初始线径,之间的关系:
磨线机的结构
磨线机的结构有收线轮、拉力板、转线轮、前后夹持轮、上下砂带、线径检测器、加工台和线匝组成。
图2-2 磨线机结构图
转线系统:由变频器、转线电机、转线轮、加工台组成。磨线机磨线时,前后二个轮子夹住细线,拉力板紧拉住细线,转线电机使转线轮和前后轮转动,从而使细线转动。
收线系统:收线伺服驱动器、收线转轮、收线电机构成。收线伺服驱动器控制收线的速度,收线长度由程序决定。
线径检测系统:由线径检测器和电源组成,其支持磨线机的后续运动。
磨线系统:由加工台、磨线电机、磨线伺服驱动器组成。上下轮在打磨运动中夹紧,磨线电机使加工台移动。伺服驱动器控制电机的速度,磨线的距离由程序决定。
3 磨线机控制系统的设计
控制系统方案
控制系统工作时是从线匝中放线通过PLC控制的转线系统线匝中的线变成装好的线再通过磨线系统将其线磨好再通过收线系统将磨好的线收起存放起来。PLC和计算机控制台连接使用有利于后面人机界面的设计与使用,其控制系统工作原理图,如图2-3所示。
图2-3 控制系统工作原理
此系统的设计采用了系统闭环的原理。系统闭环图2-4所示。
图2-4 系统闭环图
从图知道磨线电机、PLC和线径检测器组成了系统闭环回路。PLC控制系统磨线时,结束一次打磨后,由线径检测器测出当前数值,现在的线径值没有本段最后线径值大,开始