組合鉆床自動(dòng)監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)計(jì)開題報(bào)告

天津理工大學(xué)中環(huán)信息學(xué)院 本科畢業(yè)設(shè)計(jì)開題報(bào)告 屆： 2013 系別：自動(dòng)化工程系 專業(yè)：電氣工程及其自動(dòng)化 畢業(yè)設(shè)計(jì) 題目 組合鉆床自動(dòng)監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)計(jì) 學(xué)生 姓名 學(xué)號(hào) 指導(dǎo) 教師 職稱 （報(bào)告內(nèi)容包括課題的意義、國(guó)內(nèi)外發(fā)展?fàn)顩r、本課題的研究?jī)?nèi)容、研究方法、研究手段、研究步驟以及參考文獻(xiàn)資料等， 不少于 800 字） 一、課題的意義 組合鉆床自動(dòng)監(jiān)控系統(tǒng)是一種多功能高效鉆孔加工機(jī)床，可以大幅度提高零件加工的自動(dòng)化水平，提高生產(chǎn)效率，減小工 作強(qiáng)度，保證產(chǎn)品質(zhì)量。各種機(jī)器、儀器等技術(shù)設(shè)備需要大量的零部件，零件的形狀、尺寸和表面粗糙度，對(duì)設(shè)備的性能起決定作用。工件往往需要在機(jī)床上經(jīng)過幾十道加工工序才能完成，組合鉆床自動(dòng)監(jiān)控系統(tǒng)就可以簡(jiǎn)化加工工序，滿足這些要求。 二、國(guó)內(nèi)外發(fā)展?fàn)顩r 在我國(guó)，組合鉆床的研究和發(fā)展具有相當(dāng)?shù)幕A(chǔ)，應(yīng)用也已經(jīng)深入到很多行業(yè)，是當(dāng)前機(jī)械制造業(yè)實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品更新，進(jìn)行技術(shù)改造，提高生產(chǎn)效率和高速發(fā)展必不可少的設(shè)備之一。組合鉆床及其自動(dòng)化控制是集機(jī)電于一體的綜合自動(dòng)化程度較高的制造技術(shù)和成套的工藝裝備。它的特征是高效、高質(zhì)、經(jīng)濟(jì)實(shí)用 ，因而被廣泛應(yīng)用于工程機(jī)械、交通、能源、軍工、輕工、家電等行業(yè)。我國(guó)傳統(tǒng)的組合鉆床主要采用機(jī)、電、氣、液壓控制，它的加工對(duì)象主要是生產(chǎn)批量比較大的帶孔工件等，完成鉆孔、擴(kuò)孔、鉸孔和加工凹面等。組合鉆床的分類繁多，有大型組合鉆床和小型組合鉆床，有單面、雙面、三面、臥式、立體式、傾斜式、復(fù)合式，還有多工位回轉(zhuǎn)臺(tái)式組合鉆床等。隨著技術(shù)的不斷進(jìn)步，組合鉆床的自動(dòng)化控制和組態(tài)監(jiān)控越來(lái)越受到人們的關(guān)注，它主要是應(yīng)用可編程控制器（ PLC），并配以組態(tài)監(jiān)控軟件，對(duì)加工所用的機(jī)械臂進(jìn)行任意的工作循環(huán)控制和工作狀態(tài)的監(jiān)控，并能 靈活適應(yīng)多品種加工的可調(diào)可變的組合機(jī)床。另外，近年來(lái)組合鉆床在產(chǎn)品的加工，數(shù)控等方面中所占的比例也越來(lái)越大。 由于組合鉆床是一種技術(shù)綜合性很高的高技術(shù)專用產(chǎn)品，是根據(jù)用戶特殊要求而設(shè)計(jì)的，它涉及到加工工藝、刀具、測(cè)量、控制、診斷監(jiān)控、清洗、裝配和試漏等技術(shù)。我國(guó)組合鉆床總體技術(shù)水平比發(fā)達(dá)國(guó)家要相對(duì)落后，國(guó)內(nèi)所需的一些高水平組合鉆床幾乎都從國(guó)外進(jìn)口。但隨著市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)的加劇和對(duì)產(chǎn)品需求的提高，高精度、高生產(chǎn)率、多品種、短周期、數(shù)控組合鉆床正沖擊著傳統(tǒng)的組合鉆床行業(yè)，因此組合鉆床裝備的發(fā)展思路必須是以提高組合鉆床加 工精度、工作可靠性和技術(shù)的成套性為主攻方向。一方面，加強(qiáng)數(shù)控技術(shù)的應(yīng)用，提高組合鉆床產(chǎn)品自動(dòng)化率；另一方面，進(jìn)一步發(fā)展新型部件，尤其是多坐標(biāo)部件，使其模塊化，適應(yīng)可調(diào)可變、多品種加工的市場(chǎng)需求。從 2002 年年底第 21 屆日本國(guó)際機(jī)床博覽會(huì)上獲悉，在來(lái)自世界 10 多個(gè)國(guó)家和地區(qū)的 500 多家機(jī)床制造商和團(tuán)體展示的最先進(jìn)機(jī)床設(shè)備中，超高速和超高精度加工技術(shù)裝備與復(fù)合、多功能、多軸化控制設(shè)備等深受歡迎，機(jī)床裝備的高速和超高速加工技術(shù)的關(guān)鍵是提高機(jī)床的主軸轉(zhuǎn)速和進(jìn)給速度。在零部件一體化程度不斷提高、數(shù)量減少的同時(shí) ，加工的形狀卻日益復(fù)雜。多軸化控制的機(jī)床裝備適合加工形狀復(fù)雜的工件。另外，產(chǎn)品周期的縮短也要求加工機(jī)床能夠隨時(shí)調(diào)整和適應(yīng)新的變化，滿足各種各樣產(chǎn)品的加工需求。然而更關(guān)鍵的是現(xiàn)代通信技術(shù)在機(jī)床裝備中的應(yīng)用，信息通信技術(shù)的引進(jìn)使得現(xiàn)代機(jī)床的自動(dòng)化程度進(jìn)一步提高，操作者可以通過網(wǎng)絡(luò)對(duì)機(jī)床的程序進(jìn)行遠(yuǎn)程修改，對(duì)運(yùn)轉(zhuǎn)狀況進(jìn)行監(jiān)控并積累有關(guān)數(shù)據(jù)。通過網(wǎng)絡(luò)對(duì)遠(yuǎn)程的設(shè)備進(jìn)行維修和檢查、提供售后服務(wù)等。在這些方面我國(guó)組合機(jī)床裝備還有相當(dāng)大的差距。因此高速度、高精度、柔性化、模塊化、可調(diào)可變、任意加工性以及通信技術(shù)的應(yīng)用將是今 后我國(guó)組合床鉆技術(shù)裝備的發(fā)展方向。 三、課題研究?jī)?nèi)容 組合鉆床自動(dòng)監(jiān)控系統(tǒng) 是 組合機(jī)床的重要系統(tǒng)，其 提高 了 自動(dòng)化水平 ， 可以大大減輕勞動(dòng)強(qiáng)度 ， 提高生產(chǎn)效率 ，使工作環(huán)境更加安全可靠。由于 PLC 控制系統(tǒng)具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、編程方便、調(diào)試周期短、可靠性高、抗干擾能力強(qiáng)、故障率低、對(duì)工作環(huán)境要求低等一系列優(yōu)點(diǎn)，所以選擇 PLC 作為系統(tǒng)的控制器。應(yīng)用 組態(tài)軟件 完成參數(shù)檢測(cè)，實(shí)現(xiàn)了對(duì)組合鉆床自動(dòng)監(jiān)控系統(tǒng)的數(shù)據(jù)測(cè)控、數(shù)據(jù)紀(jì)錄、遠(yuǎn)程監(jiān)視，適應(yīng)了工藝操作需求。本課題研究的內(nèi)容主要包括：熟悉課題內(nèi)容、熟練掌握 PLC 和組態(tài)控制軟件、組合鉆床自動(dòng)監(jiān)控系統(tǒng)的硬件設(shè)計(jì)、 PLC 控制程序設(shè)計(jì)、組態(tài)監(jiān)控程序設(shè)計(jì)、實(shí)驗(yàn)或仿真等。 四、研究方法和研究手段 先調(diào)研課題，了解控制要求，確定控制方案；熟悉課題涉及的知識(shí)；進(jìn)行理論設(shè)計(jì)；實(shí)驗(yàn)室調(diào)試或模擬仿真；確定系統(tǒng)的硬件結(jié)構(gòu)、控制程序和監(jiān)控程序；最后完成畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書。 為 組合鉆床自動(dòng)監(jiān)控系統(tǒng) ，采 用 S7-200 PLC 完成 功能控制 、 “ 組態(tài)王 ” 軟件開發(fā)主操作站的監(jiān)控功能，從而實(shí)現(xiàn)了對(duì) 組合鉆床自動(dòng)監(jiān)控系統(tǒng) 的數(shù)據(jù)測(cè)控、數(shù)據(jù)紀(jì)錄、畫面監(jiān)控 ， 適應(yīng) 了 自動(dòng)監(jiān)控要求。 五、研究步驟 1查閱參考文獻(xiàn)，熟悉控制要求，確定控制方案； 2 根據(jù)工藝要求進(jìn)行系統(tǒng)的硬件電路設(shè)計(jì)； 3系統(tǒng)的 PLC 控制程序設(shè)計(jì)； 4系統(tǒng)的組態(tài)軟件監(jiān)控程序設(shè)計(jì)； 5系統(tǒng)的模擬仿真； 6完成畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書。 六、參考文獻(xiàn) 1 王永華現(xiàn)代電氣控制及 PLC 應(yīng)用技術(shù)北京：北京航空航天大學(xué)出版社， 2008.2 2 于慶廣可編程控制器原理及系統(tǒng)設(shè)計(jì)北京：清華大學(xué)出版社， 2004.4 3 王永華現(xiàn)代電氣控制及 PLC 技術(shù)北京：北京航空航天大學(xué)出版社， 2008.1 4 謝克明自動(dòng)控制原理北京：電子工業(yè)出版社， 2004.7 5 廖兆榮機(jī)床 電氣自動(dòng)控制北京：北京工業(yè)出版社， 2003.6 6 胡學(xué)林可編程序控制器教程北京：電子工業(yè)出版社， 2003.1 7 殷洪義可編程序控制器選擇、設(shè)計(jì)與維護(hù)北京：機(jī)械工業(yè)出版社， 2002.11 8 李俊秀可編程序控制器應(yīng)用技術(shù)實(shí)訓(xùn)指導(dǎo)北京：化學(xué)工業(yè)出版社， 2002.1 9 何衍慶可編程序控制器原理及應(yīng)用技巧北京：化學(xué)工業(yè)出版社， 2003.4 10 胡學(xué)林電氣控制與 PLC北京：清華大學(xué)出版， 2005.4 11 陳宇可編程序控制器基礎(chǔ)及編程技巧廣州：華南理工大學(xué)出版 社， 2001.5 12 弭洪濤可編程序控制器原理及應(yīng)用北京：中國(guó)水利水電出版社， 1999.7 13 劉金琪機(jī)床電器自動(dòng)控制哈爾濱：哈爾濱工業(yè)大學(xué)出版社 ,2003.2 14 張燕賓變頻器調(diào)速技術(shù)北京：機(jī)械工業(yè)出版社， 2003.3 15 張燕賓變頻器應(yīng)用教程北京：機(jī)械工業(yè)出版社， 2011.12 指導(dǎo)教師意見（