基于PLC二維數(shù)控實(shí)驗(yàn)平臺(tái)設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)（機(jī)械CAD圖紙）

1、本科機(jī)械畢業(yè)設(shè)計(jì)論文cad圖紙 qq 401339828 優(yōu)秀設(shè)計(jì)基于plc的二維數(shù)控實(shí)驗(yàn)臺(tái)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn) 摘要 本論文課題是基于plc的二維數(shù)控實(shí)驗(yàn)臺(tái)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)，目的是為了了解二維數(shù)控實(shí)驗(yàn)臺(tái)的設(shè)計(jì)方法和特點(diǎn)，以及如何用plc控制數(shù)控實(shí)驗(yàn)臺(tái)的動(dòng)作，將所學(xué)到的理論知識(shí)運(yùn)用到實(shí)際設(shè)計(jì)之中，理論和實(shí)踐相結(jié)合。 本文首先通過(guò)對(duì)怎樣用plc控制數(shù)控實(shí)驗(yàn)臺(tái)的介紹加深人們對(duì)plc控制的了解。然后對(duì)實(shí)驗(yàn)臺(tái)進(jìn)行分析，最終確定plc對(duì)數(shù)控實(shí)驗(yàn)臺(tái)的速度與位移的控制。 在對(duì)實(shí)驗(yàn)臺(tái)機(jī)械結(jié)構(gòu)進(jìn)行設(shè)計(jì)的過(guò)程中，主要對(duì)滾珠絲杠螺母副和電機(jī)進(jìn)行了計(jì)算、選型、校核，確保了機(jī)械傳動(dòng)部件的精度和剛度，使之滿足系統(tǒng)的要求：通過(guò)計(jì)算，選

2、擇了步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)。 實(shí)驗(yàn)臺(tái)有極限位置限位，當(dāng)實(shí)驗(yàn)臺(tái)運(yùn)行過(guò)極限位置時(shí)，應(yīng)將主控電路切斷。運(yùn)動(dòng)控制分自動(dòng)和手動(dòng)兩種，自動(dòng)和手動(dòng)的轉(zhuǎn)換，由操作面板上進(jìn)行設(shè)置。不論是手動(dòng)還是自動(dòng)，開(kāi)始運(yùn)行時(shí)首先啟動(dòng)電機(jī)，同時(shí)接通io回路電源。如遇到意外，可按急停按鈕，停止電機(jī)，同時(shí)切斷回路電源。 關(guān)鍵字 plc控制，二維數(shù)控實(shí)驗(yàn)臺(tái)plc-based two-dimensional test-bed cnc design and implementation 【abstract】 in this paper, the subject is based on the plc of the two-dimensional

3、test-bed cnc design and implementation, in order to understand the purpose of test-bed two-dimensional numerical control design method and characteristics of, plc control, as well as how to test the action of nc, learned to use the theoretical knowledge to practical design, combination of theory and

4、 practice.in this paper, through the plc to control how the introduction of nc test-bed to deepen people's understanding of plc control. and then an analysis of the test-bed, cnc plc to finalize the test-bed for the speed and displacement control.in the mechanical structure of the experimental d

5、esign process, vice-principal of the ball screw and motor calculated, selection, checking to ensure the accuracy of mechanical transmission components and stiffness, so as to meet the system requirements: through the calculation, select the stepper motor driver.there is a limit on the location of te

6、st-bed limit, when the test-bed run-off limit, the control circuit should be cut off. motion control of two sub-automatic and manual, automatic and manual conversion, carried out by the operator panel settings. whether manually or automatically, first of all, start at the beginning of operation of m

7、otors, at the same time to connect i / o circuit power. in case of accident, stop button can stop the motor, at the same time cut off the power circuit.【key words】 plc control cnc two-dimensional test-bed目 錄第一章 前言11.1設(shè)計(jì)課題的意義21.2設(shè)計(jì)任務(wù)的介紹21.3 plc實(shí)驗(yàn)臺(tái)的組成2第二章 方案的確定32.1設(shè)計(jì)參數(shù)32.2機(jī)械傳動(dòng)部件的選擇32.3控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)4第三章 機(jī)械部分

8、的設(shè)計(jì)53.1導(dǎo)軌上移部件的重量估算53.2直線滾動(dòng)導(dǎo)軌副的計(jì)算53.2.1滑塊承受工作載荷的計(jì)算53.2.2導(dǎo)軌額定壽命的計(jì)算53.3滾珠絲杠副的計(jì)算63.3.1滾珠絲杠副最大動(dòng)載荷的計(jì)算63.3.2初選滾珠絲杠副的型號(hào)63.3.3 傳動(dòng)效率的計(jì)算63.3.4剛度的校驗(yàn)73.3.5壓桿穩(wěn)定性校驗(yàn)83.4步進(jìn)電動(dòng)機(jī)的計(jì)算83.4.1計(jì)算加在電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)軸上的總慣動(dòng)慣量83.4.2計(jì)算加在電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)軸上的等效負(fù)載轉(zhuǎn)矩93.4.3步進(jìn)電機(jī)最大靜轉(zhuǎn)矩的確定103.4.4步進(jìn)電動(dòng)機(jī)的性能校核10第四章plc控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)134.1 plc的選擇134.2 plc的i/o地址分配154.3 位置控制模塊的設(shè)計(jì)

9、164.3.1定位模塊初始化設(shè)定164.3.2定位位置和速度設(shè)定17 4.4 步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)器的選擇18致謝20附錄21參考文獻(xiàn)22外文翻譯23 本科機(jī)械畢業(yè)設(shè)計(jì)論文cad圖紙 qq 401339828 第一章 前言1.1 設(shè)計(jì)課題的意義機(jī)電一體化畢業(yè)設(shè)計(jì)在機(jī)電一體化專業(yè)教學(xué)中占有重要位置，它關(guān)系到學(xué)生知識(shí)的綜合運(yùn)用和學(xué)生動(dòng)手能力的培養(yǎng)及機(jī)電產(chǎn)品開(kāi)發(fā)的能力。因此設(shè)計(jì)內(nèi)容選擇很重要?；谖⑿陀?jì)算機(jī)控制的x-y工作臺(tái)是典型的機(jī)電一體化系統(tǒng)，以此為設(shè)計(jì)內(nèi)容有較強(qiáng)的現(xiàn)實(shí)研究意義。plc是一種專門為在工業(yè)環(huán)境下應(yīng)用而設(shè)計(jì)的數(shù)字運(yùn)算操作的電子裝置。它采用可以編制程序的存儲(chǔ)器，用來(lái)在其內(nèi)部存儲(chǔ)執(zhí)行邏輯運(yùn)算、順

10、序運(yùn)算、計(jì)時(shí)、計(jì)數(shù)和算術(shù)運(yùn)算等操作的指令，并能通過(guò)數(shù)字式或模擬式的輸入和輸出，控制各種類型的機(jī)械或生產(chǎn)過(guò)程。plc及其有關(guān)的外圍設(shè)備都應(yīng)該按易于與工業(yè)控制系統(tǒng)形成一個(gè)整體，易于擴(kuò)展其功能的原則而設(shè)計(jì)。數(shù)控技術(shù)和數(shù)控裝備是制造工業(yè)現(xiàn)代化的重要基礎(chǔ)。這個(gè)基礎(chǔ)是否牢固直接影響到一個(gè)國(guó)家的經(jīng)濟(jì)發(fā)展和綜合國(guó)力，關(guān)系到一個(gè)國(guó)家的戰(zhàn)略地位。因此，世界上各工業(yè)發(fā)達(dá)國(guó)家均采取重大措施來(lái)發(fā)展的數(shù)控技術(shù)及其產(chǎn)業(yè)。在我國(guó)，數(shù)控技術(shù)與裝備的發(fā)展亦得到了高度重視，近年來(lái)取得了相當(dāng)大的進(jìn)步。特別是在自動(dòng)控制領(lǐng)域，以pc平臺(tái)為基礎(chǔ)的國(guó)產(chǎn)數(shù)控系統(tǒng)，已經(jīng)走在了世界前列。但是，我國(guó)在數(shù)控技術(shù)研究和產(chǎn)業(yè)發(fā)展方面亦存在不少問(wèn)題，特別是

11、在技術(shù)創(chuàng)新能力等方面情況尤為突出。如何有效解決這些問(wèn)題，使我國(guó)數(shù)控領(lǐng)域沿著可持續(xù)發(fā)展的道路，從整體上全面邁入世界先進(jìn)行列，使我們?cè)趪?guó)際競(jìng)爭(zhēng)中有舉足輕重的地位，將是數(shù)控研究開(kāi)發(fā)部門所面臨的重要任務(wù)。所以近年來(lái)，plc在工業(yè)自動(dòng)控制領(lǐng)域應(yīng)用愈來(lái)愈廣，它在控制性能、組機(jī)周期和硬件成本等方面所表現(xiàn)出的綜合優(yōu)勢(shì)是其它工控產(chǎn)品難以比擬的。隨著plc技術(shù)的發(fā)展, 它在位置控制、過(guò)程控制、數(shù)據(jù)處理等方面的應(yīng)用也越來(lái)越多。盡管plc控制準(zhǔn)確、精度高，然而機(jī)床精度仍取決于另一方面數(shù)控機(jī)器人的驅(qū)動(dòng)、執(zhí)行系統(tǒng)，也就是數(shù)控機(jī)床的機(jī)械系統(tǒng)。所以，研究數(shù)控機(jī)床的機(jī)械系統(tǒng)對(duì)提高數(shù)控機(jī)器人的加工精度、效率和降低成本是很重要的。

12、另外，經(jīng)濟(jì)上的發(fā)達(dá)國(guó)家清一色是工業(yè)上的強(qiáng)國(guó)，這些國(guó)家有很多共同點(diǎn)，其中之一便是工業(yè)自動(dòng)化程度高，產(chǎn)品質(zhì)量好。因此，提高數(shù)控加工水準(zhǔn)對(duì)我國(guó)的經(jīng)濟(jì)實(shí)力、戰(zhàn)略水平也是很重要的。使我國(guó)數(shù)控領(lǐng)域沿著可持續(xù)發(fā)展的道路，從整體上全面邁入世界先進(jìn)行列，使我們?cè)趪?guó)際競(jìng)爭(zhēng)中有舉足輕重的地位，將是數(shù)控研究開(kāi)發(fā)部門所面臨的重要任務(wù)。1.2 設(shè)計(jì)任務(wù)的介紹本次畢業(yè)設(shè)計(jì)的題目是設(shè)計(jì)一個(gè)基于plc控制的二維數(shù)控實(shí)驗(yàn)臺(tái)的實(shí)驗(yàn)裝置，開(kāi)發(fā)有關(guān)plc控制數(shù)控實(shí)驗(yàn)臺(tái)的實(shí)驗(yàn)，并能有相關(guān)裝置完成控制動(dòng)作，可以檢查實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)的正確性，又因?yàn)榫哂蟹抡嫘Ч蛊涓N近工程實(shí)際。繪制總體布局圖和機(jī)械部分的裝配圖，并完成相關(guān)的i/0接線圖以及梯形圖。

13、由于本次是設(shè)計(jì)一個(gè)二維數(shù)控工作臺(tái)，既是一個(gè)仿真設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)，不能按實(shí)際的大小尺寸來(lái)設(shè)計(jì)，只要能符合設(shè)計(jì)要求，完成所要求的基本動(dòng)作就能達(dá)到目的，也必能對(duì)以后plc控制二維數(shù)控工作臺(tái)產(chǎn)生積極的促進(jìn)作用。我選擇設(shè)計(jì)基于plc控制的二維數(shù)控實(shí)驗(yàn)臺(tái)，其中要完成的動(dòng)作是要plc控制x、y工作臺(tái)電動(dòng)機(jī)的正反轉(zhuǎn)，即y工作臺(tái)的左移、右移，x工作臺(tái)的前移、后移，實(shí)現(xiàn)兩工作臺(tái)的點(diǎn)動(dòng)和連續(xù)控制。1.3 plc實(shí)驗(yàn)臺(tái)的組成二維數(shù)控工作臺(tái)是許多機(jī)電一體化設(shè)備的基本部件?；趐lc控制的數(shù)控x-y實(shí)驗(yàn)臺(tái)系統(tǒng)，是為具有兩軸聯(lián)動(dòng)功能的數(shù)控工作臺(tái)設(shè)計(jì)，它結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，操作方便，控制精度相對(duì)較高, 可靠性、穩(wěn)定性和實(shí)用性都很好。如數(shù)控車床

14、的縱-橫向進(jìn)刀機(jī)構(gòu)、數(shù)控銑床的x-y工作臺(tái)、激光加工設(shè)備的工作臺(tái)、電子元件表面貼裝設(shè)備，特別適合在鉆床上，可實(shí)現(xiàn)坐標(biāo)孔系的加工。在小銑床上，可實(shí)現(xiàn)二維曲面的加工等。本設(shè)計(jì)是基于plc控制的數(shù)控x-y實(shí)驗(yàn)臺(tái)系統(tǒng)，模塊化得x-y數(shù)控工作臺(tái)，通常由導(dǎo)軌座、移動(dòng)滑臺(tái)、工作平臺(tái)、滾珠絲杠螺母副，以及伺服電動(dòng)機(jī)等部件構(gòu)成。其中，伺服電動(dòng)機(jī)作為執(zhí)行元件用來(lái)驅(qū)動(dòng)滾珠絲杠，滾珠絲杠的落幕帶動(dòng)滑塊和工作平臺(tái)在導(dǎo)軌上運(yùn)動(dòng)，完成工作臺(tái)在x、y方向的直線移動(dòng)。導(dǎo)軌副、滾珠絲杠螺母副和伺服電動(dòng)機(jī)等以標(biāo)準(zhǔn)化，由專門廠家生產(chǎn)，設(shè)計(jì)時(shí)只需要根據(jù)工作載荷選取即可?？刂葡到y(tǒng)根據(jù)需要，選用標(biāo)準(zhǔn)的plc進(jìn)行控制。第二章 總體方案的確定

15、2.1 設(shè)計(jì)參數(shù)1. 系統(tǒng)分辨率為2. 實(shí)驗(yàn)臺(tái)尺寸：3. 實(shí)驗(yàn)臺(tái)加工范圍：4. 最大移動(dòng)速度：2.2 機(jī)械傳動(dòng)部件的選擇1. 導(dǎo)軌副的選用 要設(shè)計(jì)的二維工作臺(tái)式用來(lái)配套輕型的立式數(shù)控銑床的，需要承受的載荷不大，但脈沖當(dāng)量小、定位精度高，因此，決定選用直線滾動(dòng)導(dǎo)軌副，它具有摩擦系數(shù)小、不已爬行、傳動(dòng)效率高、結(jié)構(gòu)緊湊、安裝預(yù)緊方便等優(yōu)點(diǎn)。2. 絲杠螺母副的選用 伺服電機(jī)的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)需要通過(guò)絲杠螺母副轉(zhuǎn)換成直線運(yùn)動(dòng)，要滿足0.01mm的脈沖當(dāng)量和mm的定位精度，滑動(dòng)絲杠副無(wú)能為力，只有選用滾珠絲杠副才能達(dá)到。滾珠絲杠副的傳動(dòng)精度高、動(dòng)態(tài)響應(yīng)快、運(yùn)轉(zhuǎn)平穩(wěn)、壽命長(zhǎng)、效率高，預(yù)緊后可消除反向間隙。3. 聯(lián)軸

16、器的選用 選擇了步進(jìn)電機(jī)和滾珠絲杠副以后，為了圓整脈沖當(dāng)量，放大電動(dòng)機(jī)的輸出轉(zhuǎn)矩，降低運(yùn)動(dòng)部件折算到電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)軸上的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量，可能需要減速裝置，且應(yīng)有小間隙機(jī)構(gòu)。為此，本設(shè)計(jì)決定采用tl1聯(lián)軸器。4. 伺服電動(dòng)機(jī)的選用 因本設(shè)計(jì)的脈沖當(dāng)量尚未達(dá)到0.001mm，定位精度也未達(dá)到微米級(jí)。因此，本設(shè)計(jì)不必采用高檔次的伺服電動(dòng)機(jī)，可以選用性能好一些的步進(jìn)電機(jī)，如混合式步進(jìn)電機(jī)，以降低成本，提高性價(jià)比?？紤]到x、y兩個(gè)方向的加工范圍相同，承受的工作載荷相差不大，為了減少設(shè)計(jì)工作量，x、y兩個(gè)坐標(biāo)的導(dǎo)軌副、絲杠螺母副、減速裝置，以及伺服電機(jī)擬采用相同的型號(hào)與規(guī)格。2.3 控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)1設(shè)計(jì)的二位數(shù)控工作

17、臺(tái)，其控制系統(tǒng)應(yīng)該有單坐標(biāo)定位、兩坐標(biāo)直線插補(bǔ)與圓弧插補(bǔ)的基本功能，所以控制系統(tǒng)應(yīng)該設(shè)計(jì)成連續(xù)控制型。2因本設(shè)計(jì)所選的精度對(duì)于步進(jìn)電機(jī)來(lái)說(shuō)不算高，電機(jī)在運(yùn)轉(zhuǎn)過(guò)程中不受切削負(fù)載和電網(wǎng)的影響而失步，決定采用開(kāi)環(huán)控制，選用作為控制器和相應(yīng)的定位模塊應(yīng)該能夠滿足相關(guān)指標(biāo)。3要設(shè)計(jì)一臺(tái)完整的控制系統(tǒng)，在選擇控制器后，還需要擴(kuò)展存儲(chǔ)器，鍵盤與顯示電路、i/o接口電路等，并選擇合適的驅(qū)動(dòng)電源，與步進(jìn)電動(dòng)機(jī)配套使用。第三章 機(jī)械部分的設(shè)計(jì)計(jì)算3.1導(dǎo)軌上移動(dòng)部件的重量估算按照下導(dǎo)軌上面移動(dòng)部件的重量來(lái)進(jìn)行估算。包括工件、夾具、工作平臺(tái)、上層電動(dòng)機(jī)、減速箱、滾珠絲杠副、直線滾動(dòng)導(dǎo)軌副、導(dǎo)軌座等，估計(jì)重量約為80

18、0n3.2 直線滾動(dòng)導(dǎo)軌副的計(jì)算 3.2.1滑塊承受工作載荷的計(jì)算工作載荷是影響直線滾動(dòng)導(dǎo)軌副使用壽命的重要因素。本設(shè)計(jì)的實(shí)驗(yàn)臺(tái)為水平布置，采用雙導(dǎo)軌、四滑塊的支承形勢(shì)?？紤]最不利的情況，即垂直于臺(tái)面的工作載荷全部由一個(gè)滑塊承擔(dān)，則單滑塊所受的最大工作載荷為：其中，移動(dòng)部件重量g=800n，因本設(shè)計(jì)是數(shù)控實(shí)驗(yàn)臺(tái)，所以只考慮其與導(dǎo)軌的摩擦力，摩擦因數(shù)代入上式，得最大工作載荷。查表3-41（機(jī)電一體化系統(tǒng)設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)指導(dǎo)書），根據(jù)工作載荷，初選直線滾動(dòng)導(dǎo)軌副的型號(hào)為kl系列的jsa-lg15型，其額定動(dòng)載荷，額定靜載荷。本設(shè)計(jì)選定實(shí)驗(yàn)臺(tái)面尺寸為，加工范圍為，考慮到工作行程應(yīng)留有一定余量，查表3-3

19、5（機(jī)電一體化系統(tǒng)設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)指導(dǎo)書），按標(biāo)準(zhǔn)系列，選取導(dǎo)軌的長(zhǎng)度為。 3.2.2導(dǎo)軌額定壽命的計(jì)算上述選取的kl系列jsa-lg15型導(dǎo)軌副的滾道硬度為60hrc，工作溫度不超過(guò),每根導(dǎo)軌上只配有兩只滑塊，精度4級(jí)，工作速度較低，載荷不大。查表3-36表3-40，分別取硬度系數(shù)、溫度系數(shù)、接觸系數(shù)、精度系數(shù)、載荷系數(shù),代入下式，的距離壽命： 遠(yuǎn)大于期望值50,故距離額定壽命滿足要求。3.3 滾珠絲杠螺母副的計(jì)算 3.3.1最大工作載荷的計(jì)算如上所述，因本設(shè)計(jì)是數(shù)控實(shí)驗(yàn)臺(tái)，已知移動(dòng)部件總重量,按矩形導(dǎo)軌進(jìn)行計(jì)算，查表3-29（機(jī)電一體化系統(tǒng)設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)指導(dǎo)書），取顛覆力矩影響系數(shù),滾動(dòng)導(dǎo)軌上的

20、摩擦因數(shù)。求的滾珠絲杠副的最大工作載荷： 3.3.2最大動(dòng)載荷的計(jì)算設(shè)實(shí)驗(yàn)臺(tái)在承受最大工作載荷時(shí)的最快進(jìn)給速度，初選絲杠導(dǎo)程，則此時(shí)絲杠轉(zhuǎn)速。取滾珠絲杠的使用壽命，得絲杠壽命系數(shù)（ 單位：）查表3-30（機(jī)電一體化系統(tǒng)設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)指導(dǎo)書），取載荷系數(shù)1.2，滾道硬度為60hrc時(shí)，取硬度系數(shù)1.0，得最大動(dòng)載荷：根據(jù)計(jì)算出的最大動(dòng)載荷和初選的絲杠導(dǎo)程，查表3-31（機(jī)電一體化系統(tǒng)設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)指導(dǎo)書），選擇濟(jì)寧博特精密絲杠制造有限公司生產(chǎn)的g系列2005-3型滾珠絲杠副，為內(nèi)循環(huán)固定反向器單螺母式，其公稱直徑為16mm,導(dǎo)程為4mm,精度等級(jí)取5級(jí)，循環(huán)滾珠為3圈1列，額定動(dòng)載荷為4612n，遠(yuǎn)

21、大于，滿足要求。 3.3.3 傳動(dòng)效率的計(jì)算將公稱直徑導(dǎo)程，得絲杠螺旋升角。將摩擦角，代入。 3.3.4 剛度的校驗(yàn)實(shí)驗(yàn)臺(tái)上下x-y工作臺(tái)上下兩層滾珠絲杠副的支承均采用“單推-單推”的方式，絲杠的兩端各采用一對(duì)推力角接觸球軸承，面對(duì)面組配，左、右支承的中心距離約為a=500mm,鋼的彈性模量；查表3-31得滾珠直徑，絲杠低徑，絲杠截面積。在作用下時(shí)拉壓變形量：滾珠與螺紋滾道間的接觸變形量由（機(jī)電一體化系統(tǒng)設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)指導(dǎo)書）式3-27得：式中為滾珠直徑，為滾珠總數(shù)量因?yàn)榻z杠加有預(yù)警力，且為軸向負(fù)載的1/3，所以實(shí)際變形量可減少一半，取絲杠總變形量本設(shè)計(jì)中，絲杠的有效行程為330mm,由表3-2

22、7（機(jī)電一體化系統(tǒng)設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)指導(dǎo)書）知，5級(jí)精度滾珠絲杠有效行程在315-400mm時(shí)，行程偏差允許達(dá)到25，可見(jiàn)絲杠剛度足夠。 3.3.5 壓桿穩(wěn)定性校驗(yàn)由（機(jī)電一體化系統(tǒng)設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)指導(dǎo)書）式3-28 失穩(wěn)時(shí)的臨界載荷為： 絲杠截面慣量矩查（機(jī)電一體化系統(tǒng)設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)指導(dǎo)書）表2-11得于是： 穩(wěn)得臨界載荷，遠(yuǎn)大于工作載荷，故絲杠符合要求綜上所述，初選的滾珠絲杠副滿足使用要求。3.4步進(jìn)電動(dòng)機(jī)的計(jì)算 3.4.1 計(jì)算加在步進(jìn)電機(jī)轉(zhuǎn)軸上的總轉(zhuǎn)動(dòng)慣量已知：滾珠絲杠的公稱直徑，總長(zhǎng)，導(dǎo)程，材料密度；移動(dòng)部件總重量；傳動(dòng)比。選用tl1聯(lián)軸器(查機(jī)械設(shè)計(jì)實(shí)用手冊(cè)，可查出它轉(zhuǎn)動(dòng)慣量為0.0004m2

23、，得出4cm2。滾珠絲杠的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量：實(shí)驗(yàn)臺(tái)折算到絲杠上的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量：初選步進(jìn)電機(jī)型號(hào)90byg2502,為兩相混合式，步距角為，圖3.1查表得該型號(hào)電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量則加在步進(jìn)電機(jī)轉(zhuǎn)軸的總轉(zhuǎn)動(dòng)慣量為： 3.4.2 計(jì)算加在步進(jìn)電機(jī)轉(zhuǎn)軸上的等效負(fù)載轉(zhuǎn)矩分快速空載啟動(dòng)和承受最大工作負(fù)載兩種情況進(jìn)行計(jì)算。1. 快速空載啟動(dòng)時(shí)電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)軸所受的負(fù)載轉(zhuǎn)矩：包括三部分：一部分是快速空載啟動(dòng)時(shí)折算到電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)軸上的最大加速轉(zhuǎn)矩；一部分是移動(dòng)部件運(yùn)動(dòng)時(shí)折算到電機(jī)轉(zhuǎn)軸上的摩擦轉(zhuǎn)矩；還有一部分是滾珠絲杠預(yù)緊后折算到電機(jī)轉(zhuǎn)軸上的附加摩擦轉(zhuǎn)矩。因?yàn)闈L珠絲杠副傳動(dòng)效率很高，所以由式： 算出的值很小，相對(duì)于和很小，可以忽略不

24、計(jì)。則有： 考慮傳動(dòng)鏈的總效率，計(jì)算快速空載啟動(dòng)時(shí)折算到電機(jī)轉(zhuǎn)軸上的最大加速轉(zhuǎn)矩： 其中，空載最快移動(dòng)速度，本設(shè)計(jì)指定為3000mm/min步進(jìn)電機(jī)的步距角，預(yù)選電機(jī)為脈沖當(dāng)量， 算得設(shè)步進(jìn)電機(jī)由靜止到加速至轉(zhuǎn)速所需時(shí)間，傳動(dòng)鏈總效率。則可算得：移動(dòng)部件時(shí)，折算到電機(jī)轉(zhuǎn)軸上的摩擦轉(zhuǎn)矩為：由以上可求的快速空載起動(dòng)時(shí)電機(jī)轉(zhuǎn)軸所承受的負(fù)載轉(zhuǎn)矩：2. 最大工作負(fù)載狀態(tài)下電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)軸所承受的負(fù)載轉(zhuǎn)矩包括三部分：一部分是折算到電機(jī)轉(zhuǎn)軸上的最大工作負(fù)載轉(zhuǎn)矩；一部分是移動(dòng)部件運(yùn)動(dòng)時(shí)折算到電機(jī)轉(zhuǎn)軸上的摩擦轉(zhuǎn)矩；還有一部分是滾珠絲杠預(yù)緊后折算到電機(jī)轉(zhuǎn)軸上的附加摩擦轉(zhuǎn)矩，相對(duì)于和很小，可以忽略不計(jì)。則有： 所以： 移

25、動(dòng)部件運(yùn)動(dòng)時(shí)折算到電機(jī)轉(zhuǎn)軸上的摩擦轉(zhuǎn)矩： 于是： 經(jīng)過(guò)上述計(jì)算后，得到加在步進(jìn)電機(jī)轉(zhuǎn)軸上的最大等效負(fù)載轉(zhuǎn)矩應(yīng)為： 3.4.3 步進(jìn)電機(jī)最大靜轉(zhuǎn)矩的確定考慮到步進(jìn)電機(jī)的驅(qū)動(dòng)電源受電網(wǎng)電壓影響較大，當(dāng)輸入電壓降低時(shí)，其輸出轉(zhuǎn)數(shù)會(huì)下降，可能造成丟步，甚至堵轉(zhuǎn)。因此，根據(jù)來(lái)選擇步進(jìn)電機(jī)的最大靜轉(zhuǎn)矩，需要考慮安全系數(shù)。本設(shè)計(jì)取安全系數(shù),則步進(jìn)電機(jī)的最大靜轉(zhuǎn)矩應(yīng)滿足： 上述初選步進(jìn)電機(jī)型號(hào)為90byg2502，由表4-5查得該型號(hào)電動(dòng)機(jī)的最大靜轉(zhuǎn)矩。可見(jiàn)滿足要求。 3.4.4 步進(jìn)電機(jī)的性能校核1）最快工進(jìn)速度時(shí)電動(dòng)機(jī)輸出轉(zhuǎn)矩校核本設(shè)計(jì)給定工作臺(tái)最快工進(jìn)速度，脈沖當(dāng)量，電動(dòng)機(jī)對(duì)應(yīng)的運(yùn)行頻率：。從90byg

26、2502電動(dòng)機(jī)的運(yùn)行矩頻特性曲線可以看出，在此頻率下，電動(dòng)機(jī)的輸出轉(zhuǎn)矩，遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于最大工作負(fù)載轉(zhuǎn)矩，滿足要求。圖3.22)最快空載移動(dòng)時(shí)電動(dòng)機(jī)輸出轉(zhuǎn)矩校核本設(shè)計(jì) 給定工作臺(tái)最快空載移動(dòng)速度，可得電動(dòng)機(jī)對(duì)應(yīng)的運(yùn)行頻率，從上圖查的，在此頻率下，電動(dòng)機(jī)的輸出轉(zhuǎn)矩，大于快速空載起動(dòng)時(shí)的負(fù)載轉(zhuǎn)矩，滿足要求。3） 最快空載移動(dòng)時(shí)電動(dòng)機(jī)運(yùn)行頻率校核與最快空載移動(dòng)速度對(duì)應(yīng)的電動(dòng)機(jī)運(yùn)行頻率。查表4-5可知90byg2602電動(dòng)機(jī)的空載運(yùn)行頻率可達(dá)20000hz,可見(jiàn)沒(méi)有超出上限。4） 起動(dòng)頻率的計(jì)算已知電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)軸上的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量，電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量，電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)軸不帶任何負(fù)載時(shí)的空載起動(dòng)頻率（查表4-5），則可得步進(jìn)電

27、機(jī)克服慣性負(fù)載的起動(dòng)頻率： 由上式可知，要想保證步進(jìn)電機(jī)起動(dòng)時(shí)不丟步，任何時(shí)候的起動(dòng)頻率都必須小于。實(shí)際上，在采用軟件升降頻時(shí)，起動(dòng)頻率選的更低，通常只有100hz(即100脈沖/s)。綜上所述，實(shí)驗(yàn)臺(tái)的進(jìn)給傳動(dòng)選用90byg2602步進(jìn)電動(dòng)機(jī)，完全滿足設(shè)計(jì)要求。第四章 控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)可編程序控制器，它把計(jì)算機(jī)技術(shù)和自動(dòng)化技術(shù)融為一體，是一種數(shù)字運(yùn)算操作的電子系統(tǒng)，plc充分利用了微型計(jì)算機(jī)的原理核技術(shù)，既可以用來(lái)完成邏輯控制，也可以實(shí)現(xiàn)模擬系統(tǒng)，已在很多領(lǐng)域取得了成功的應(yīng)用。特別是在電梯控制中取代傳統(tǒng)的繼電器硬界限防護(hù)四時(shí)限多種邏輯量的控制問(wèn)題，改造舊時(shí)式的繼電器控制電路，所形成的控制系統(tǒng)和

28、線路遠(yuǎn)遠(yuǎn)比繼電器系統(tǒng)簡(jiǎn)單得多，用軟件編程代替了大量而復(fù)雜的線路鏈接，使得更改控制功能非常容易，取得了明顯的效果。與計(jì)算機(jī)控制相比，用plc控制具有下列特點(diǎn)：（1） 結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，減少了數(shù)字運(yùn)算部分，加強(qiáng)了直接控制需要的邏輯運(yùn)算功能和技術(shù)、計(jì)時(shí)、步進(jìn)等功能，從而使造價(jià)降低。（2） 將輸入、輸出接口標(biāo)準(zhǔn)化，與控制器組裝在一起，采用隔離、綠波的方法加強(qiáng)抗干擾能力，適于生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用。（3） 可將程序固化在專用集成電路中，不易丟失和損壞，而且更換方便。（4） 編程器和控制器分離，編程器可以一機(jī)多用，大大降低了成本；編程器具有編程、現(xiàn)場(chǎng)調(diào)試、模擬運(yùn)行、在線測(cè)試、故障檢測(cè)、固化程序和打印程序等多種功能，使用和維

29、修都非常方便。（5） 采用模塊化結(jié)構(gòu)，擴(kuò)展容易，對(duì)簡(jiǎn)單或復(fù)雜的控制系統(tǒng)均可應(yīng)用；并具有向計(jì)算機(jī)輸送數(shù)據(jù)的能力，可以方便地組成計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)。（6） 程序編制簡(jiǎn)單，操作人員經(jīng)過(guò)一段時(shí)間學(xué)習(xí)便可應(yīng)用自如。（7） 體積小，機(jī)構(gòu)緊湊，接插件少，可靠性高，有停電保護(hù)數(shù)據(jù)和狀態(tài)的功能?？傊?，plc是采用微機(jī)技術(shù)制造的通用自動(dòng)控制設(shè)備，它能控制開(kāi)關(guān)量、模擬量，具有可靠性高，抗干擾能力強(qiáng)，并具有完成邏輯判斷、定時(shí)、計(jì)數(shù)、記憶和算術(shù)、運(yùn)算等功能，可以取代繼電器為主的各種控制設(shè)備，在數(shù)控實(shí)驗(yàn)臺(tái)的控制系統(tǒng)中發(fā)揮了重要的作用。4.1 plc的選擇 plc機(jī)型選擇的基本原則是在滿足功能要求及保證可靠、維護(hù)方便的前提下，

30、力爭(zhēng)最佳的性能價(jià)格比。選擇時(shí)主要考慮以下幾點(diǎn)：(一)合理的結(jié)構(gòu)型式plc主要有整體式和模塊式兩種結(jié)構(gòu)型式。整體式plc的每一個(gè)i/o點(diǎn)的平均價(jià)格比模塊式的便宜，且體積相對(duì)較小，一般用于系統(tǒng)工藝過(guò)程較為固定的小型控制系統(tǒng)中；而模塊式plc的功能擴(kuò)展靈活方便，在i/o點(diǎn)數(shù)、輸入點(diǎn)數(shù)與輸出點(diǎn)數(shù)的比例、i/o模塊的種類等方面選擇余地大，且維修方便，一般于較復(fù)雜的控制系統(tǒng)。(二)安裝方式的選擇plc系統(tǒng)的安裝方式分為集中式、遠(yuǎn)程i/o式以及多臺(tái)plc聯(lián)網(wǎng)的分布式。 集中式不需要設(shè)置驅(qū)動(dòng)遠(yuǎn)程i/o硬件，系統(tǒng)反應(yīng)快、成本低；遠(yuǎn)程i/o式適用于大型系統(tǒng)，系統(tǒng)的裝置分布范圍很廣，遠(yuǎn)程i/o可以分散安裝在現(xiàn)場(chǎng)裝置

31、附近，連線短，但需要增設(shè)驅(qū)動(dòng)器和遠(yuǎn)程i/o電源；多臺(tái)plc聯(lián)網(wǎng)的分布式適用于多臺(tái)設(shè)備分別獨(dú)立控制，又要相互聯(lián)系的場(chǎng)合，可以選用小型plc，但必須要附加通訊模塊。(三)相應(yīng)的功能要求一般小型(低檔)plc具有邏輯運(yùn)算、定時(shí)、計(jì)數(shù)等功能，對(duì)于只需要開(kāi)關(guān)量控制的設(shè)備都可滿足。對(duì)于以開(kāi)關(guān)量控制為主，帶少量模擬量控制的系統(tǒng)，可選用能帶ad和da轉(zhuǎn)換單元，具有加減算術(shù)運(yùn)算、數(shù)據(jù)傳送功能的增強(qiáng)型低檔plc。對(duì)于控制較復(fù)雜，要求實(shí)現(xiàn)pid運(yùn)算、閉環(huán)控制、通信聯(lián)網(wǎng)等功能，可視控制規(guī)模大小及復(fù)雜程度，選用中檔或高檔plc。但是中、高檔plc價(jià)格較貴，一般用于大規(guī)模過(guò)程控制和集散控制系統(tǒng)等場(chǎng)合。(四)響應(yīng)速度要求p

32、lc是為工業(yè)自動(dòng)化設(shè)計(jì)的通用控制器，不同檔次plc的響應(yīng)速度一般都能滿足其應(yīng)用范圍內(nèi)的需要。如果要跨范圍使用plc，或者某些功能或信號(hào)有特殊的速度要求時(shí)，則應(yīng)該慎重考慮plc的響應(yīng)速度，可選用具有高速工0處理功能的plc，或選用具有快速響應(yīng)模塊和中斷輸入模塊的plc等。(五)系統(tǒng)可靠性的要求對(duì)于一般系統(tǒng)plc的可靠性均能滿足。對(duì)可靠性要求很高的系統(tǒng)，應(yīng)考慮是否采用冗余系統(tǒng)或熱備用系統(tǒng)。(六)機(jī)型盡量統(tǒng)一一個(gè)企業(yè)，應(yīng)盡量做到plc的機(jī)型統(tǒng)一。主要考慮到以下三方面問(wèn)題：1)機(jī)型統(tǒng)一，其模塊可互為備用，便于備品備件的采購(gòu)和管理。2)機(jī)型統(tǒng)一，其功能和使用方法類似，有利于技術(shù)力量的培訓(xùn)和技術(shù)水平的提高

33、。3)機(jī)型統(tǒng)一，其外部設(shè)備通用，資源可共享，易于聯(lián)網(wǎng)通信，配上位計(jì)算機(jī)后易于形成一個(gè)多級(jí)分布式控制系統(tǒng)。 根據(jù)以上及實(shí)驗(yàn)裝置的基本功能要求plc的i/o點(diǎn)數(shù)為11輸入，4輸出。結(jié)合實(shí)驗(yàn)要求及裝置的擴(kuò)展性選用三菱具體參數(shù)如圖4.1所示。圖4.14.2 plc的i/o地址分配具體輸入/輸出接口功能如下：對(duì)應(yīng)輸入接口： 接口x000x007對(duì)應(yīng)按鍵000007； x000x03對(duì)應(yīng)工作臺(tái)y向移動(dòng)極限位置開(kāi)關(guān)；x004x007對(duì)應(yīng)工作臺(tái)x向移動(dòng)極限位置開(kāi)關(guān)；x008x011接控制面板。對(duì)應(yīng)輸出接口：接口y001y006控制實(shí)驗(yàn)臺(tái)的移動(dòng)y000對(duì)應(yīng)y工作臺(tái)左移，y001對(duì)應(yīng)y工作臺(tái)的右移，y002對(duì)應(yīng)y

34、工作臺(tái)的自鎖，y003對(duì)應(yīng)y工作臺(tái)的自鎖；y004對(duì)應(yīng)x工作臺(tái)上移，y005對(duì)應(yīng)x工作臺(tái)的下移，y006對(duì)應(yīng)x工作臺(tái)的自鎖；x007對(duì)應(yīng)x工作臺(tái)的自鎖控制程序見(jiàn)附錄4.3 位址控制模塊的設(shè)計(jì) 因本設(shè)計(jì)的是二維數(shù)控實(shí)驗(yàn)臺(tái)，其控制系統(tǒng)要實(shí)現(xiàn)平面上的定位，所以就應(yīng)該有單坐標(biāo)定位、兩坐標(biāo)直線插補(bǔ)與圓弧插補(bǔ)的基本功能。對(duì)單片機(jī)、工控機(jī)進(jìn)行位置控制來(lái)說(shuō)，采用可靠性高，程序編輯、修改和調(diào)試便捷的可編程邏輯控制器(plc)以及定位模塊集成進(jìn)行位置控制，無(wú)須花太多的精力放在硬件處理上，采用積木式結(jié)構(gòu)便可很快形成控制系統(tǒng)。定位模塊是三菱plc功能模塊之一 ，它可單、雙軸控制，脈沖輸出最大可達(dá)100 kbs。針對(duì)定

35、位控制的特點(diǎn)，該模塊具有完善的控制參數(shù)設(shè)定，如定位目標(biāo)跟蹤、運(yùn)行速度、爬行速度、加減速時(shí)間等。這些參數(shù)都可通過(guò)plc的fromto指令設(shè)定。除高速響應(yīng)輸出外，還有常用的輸入控制，如正反限位開(kāi)關(guān)、stop、dog(回參考點(diǎn)開(kāi)關(guān)信號(hào))、pg0(參考點(diǎn)信號(hào))等。而本設(shè)計(jì)是二維數(shù)控實(shí)驗(yàn)臺(tái)，其有兩個(gè)方向的控制，因此可以選擇三菱qd75p2的雙軸控制的定位模塊，其規(guī)格參數(shù)如下表所示：圖4.2參考點(diǎn)示意圖 4.3.1定位模塊初始化設(shè)定      在全行程位移x上，定位模塊初始化設(shè)定完成手動(dòng)速度最高值設(shè)定、回參考點(diǎn)速度和接近速度設(shè)定、加減速時(shí)間設(shè)定、標(biāo)志和狀態(tài)

36、顯示設(shè)定等。其中，回參考點(diǎn)如圖4.1所示：圖4.3參考點(diǎn)示意圖    回參考點(diǎn)功能啟動(dòng)后，滑塊先以v1速度快速向參考點(diǎn)方向運(yùn)動(dòng)，碰到減速開(kāi)關(guān)sq2.0產(chǎn)生dog信號(hào)，伺服電機(jī)轉(zhuǎn)速迅速降低，滑塊以v2接近速度慢速移動(dòng)。當(dāng)增量式光電編碼器產(chǎn)生一轉(zhuǎn)脈沖(零標(biāo)志)時(shí)，電機(jī)停止，滑塊所停位置即為參考點(diǎn)位置?；貐⒖键c(diǎn)plc梯形圖如圖4所示。圖4.4考點(diǎn)plc梯形圖 4.3.2 定位位置和速度設(shè)定      在這一部分中，主要完成定位位置和速度設(shè)定，并在每一定位點(diǎn)執(zhí)行任務(wù)。圖5為定位控制和任務(wù)執(zhí)行示意圖。圖4.5定位控制和任務(wù)執(zhí)

37、行滑塊先以速度v1移至位置1，在位置1執(zhí)行任務(wù)a，完成后，再以速度 ：移至位置2，執(zhí)行任務(wù)b。依次類推，直到整個(gè)工序完成。相應(yīng)的plc梯形圖如圖6所示。圖4.6定位位置和速度設(shè)定的plc梯形圖4.4 步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)器的選擇本實(shí)驗(yàn)臺(tái)中x、y向步進(jìn)電機(jī)均為90byg2502型，bd28nb/fb驅(qū)動(dòng)器采用單脈沖控制方式。由于采用了先進(jìn)的控制技術(shù)并實(shí)現(xiàn)了電流的精密傳感和精確控制，從而達(dá)到了低速運(yùn)行平穩(wěn)、角度細(xì)分均勻、高速力矩大的效果，是一種高性能、小體積、低價(jià)格的驅(qū)動(dòng)器。為確保內(nèi)置光耦能可靠導(dǎo)通，要求信號(hào)提供至少5ma的電流。驅(qū)動(dòng)器內(nèi)部已串入光耦的限流電阻1k，對(duì)應(yīng)+5v電平。方向控制：1通過(guò)面板上的

38、設(shè)定開(kāi)關(guān)可設(shè)定電機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)方向。2外部輸入信號(hào)cw電平變化亦可改變電機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)方向。注：電機(jī)的初始運(yùn)行方向與電機(jī)的接線有關(guān)，互換任意兩相可以改變初始運(yùn)行的方向二相混合式步進(jìn)電機(jī)。圖3.3致 謝畢業(yè)設(shè)計(jì)已接近尾聲，我非常感謝這次畢設(shè)過(guò)程中對(duì)我們細(xì)心指導(dǎo)的xxx老師，以及學(xué)校領(lǐng)導(dǎo)的督促檢查。在這次畢業(yè)設(shè)計(jì)中如果沒(méi)有xxx老師的細(xì)心指導(dǎo)和提供設(shè)計(jì)的一些資料，以及對(duì)我們的嚴(yán)格要求，恐怕現(xiàn)在的畢業(yè)設(shè)計(jì)還沒(méi)有結(jié)束。因此，我還要向xxx老師說(shuō)一聲“田老師，謝謝您”當(dāng)然，四年的學(xué)習(xí)生活是比較豐富多彩的，是我從一個(gè)對(duì)機(jī)械知識(shí)一無(wú)所知的學(xué)生，經(jīng)過(guò)四念的學(xué)習(xí)，終于使我懂得和掌握機(jī)械控制方面的基礎(chǔ)知識(shí)，并達(dá)到了對(duì)機(jī)械行業(yè)的畢

39、業(yè)生的基本要求；而畢業(yè)設(shè)計(jì)，也正好是檢驗(yàn)我們四年所學(xué)全部知識(shí)的掌握情況。使我們對(duì)所學(xué)的之東西融會(huì)貫通。畢業(yè)設(shè)計(jì)這一門課程所占的時(shí)間是我們四年學(xué)習(xí)總課時(shí)的的八分之一。由此可見(jiàn)畢業(yè)設(shè)計(jì)在大學(xué)中所占的比重有多大！多重要！在即將完成畢業(yè)設(shè)計(jì)時(shí)，我明白了，畢業(yè)設(shè)計(jì)的意義，畢業(yè)設(shè)計(jì)是每一位大學(xué)學(xué)生在離校之前進(jìn)行的知識(shí)總結(jié)，在這次設(shè)計(jì)中集中了大學(xué)所學(xué)的所有知識(shí)，每位學(xué)生得到的收獲是不一樣的，畢業(yè)設(shè)計(jì)過(guò)程中曾經(jīng)遇到困難想退縮，但是都在老師和同學(xué)的幫助下度過(guò)了困難。在畢業(yè)設(shè)計(jì)中，我學(xué)到了很多：1.在學(xué)習(xí)中提倡獨(dú)立思考、嚴(yán)肅認(rèn)真、精益求精的學(xué)習(xí)精神。2.在方案設(shè)計(jì)中，需要綜合考慮各種因素，采取多種辦法進(jìn)行分析、比

40、較和選擇。3.利用已有的資料是學(xué)習(xí)前人經(jīng)驗(yàn)，不應(yīng)該盲目地抄襲要敢于大膽創(chuàng)新。4.每一階段的設(shè)計(jì)都要認(rèn)真檢查，避免出現(xiàn)重大錯(cuò)誤，影響下一階段的設(shè)計(jì)。畢設(shè)中我明白了二維數(shù)控實(shí)驗(yàn)臺(tái)工作原理和控制過(guò)程，了解plc控制器的的發(fā)展，明白了機(jī)械控制系統(tǒng)的重要性和必要性。學(xué)會(huì)了機(jī)電一體化的系統(tǒng)設(shè)計(jì)等。當(dāng)然這些東西離不開(kāi)黃老師的指導(dǎo)和耐心的講解，以及同組同學(xué)的共同努力。在此，對(duì)那些幫助和指導(dǎo)我完成畢業(yè)設(shè)計(jì)的老師和同學(xué)們說(shuō)聲謝謝了！附錄plc程序如下：ld x001or y012ld y001or x022and y011anbani x002ani y003ani x020ani x021ani y002out

41、 y001ani x001ani y001ani x022ani x003ani y003ani x021ani y014out y002ld x003ld y003or x021and y011anbani x002ani y001ani x020ani y002out y003ld x004or y012ld y004or x024and y011anbani x005ani y006ani x020ani y005out y004ani x004ani y004ani x024ani x006ani y006ani x023ani y014out y005ld x006ld y006or

42、 x023and y011anbani x005ani y004ani x020ani x024ani y005out y006ld x013or y011or y012ani x014ani x020out y011參考文獻(xiàn)1郭鎮(zhèn)邦編.機(jī)械工業(yè)最新基礎(chǔ)標(biāo)準(zhǔn)應(yīng)用手冊(cè).北京：機(jī)械工業(yè)出版社，19881990 2吳宗澤，羅圣國(guó)主編.機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)手冊(cè).第二版.北京：高等教育出版社，1999 3吳宗澤主編.機(jī)械設(shè)計(jì)師手冊(cè)（上、下冊(cè)）.北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2002 4楊叔子主編.機(jī)械加工工藝師手冊(cè).北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2001 5王衛(wèi)星，傅立思，孫耀杰. 2002. 可編程控制器原理及應(yīng)用. 北

43、京：中國(guó)水利水電出版社.6袁任光. 2001. 可編程控制器(pc)應(yīng)用技術(shù)與實(shí)例. 廣州：華南理工大學(xué)出版社.7江秀漢，李萍，傅保中. 2001. 可編程序控制器原理及應(yīng)用. 西安：西安電子科技大學(xué)出報(bào)社.8余雷聲. 電氣控制與plc應(yīng)用. 北京：機(jī)械工業(yè)出版社，20019王兆義. 小型可編程控制器實(shí)用技術(shù). 北京：機(jī)械工業(yè)出版社，200210李景學(xué). 可編程序控制器應(yīng)用系統(tǒng)設(shè)計(jì)及方法. 北京：電子工業(yè)出版社11楊長(zhǎng)能. 可編程控制器（plc）例題習(xí)題及實(shí)驗(yàn)指導(dǎo). 重慶：重慶大學(xué)出版社，199912張運(yùn)波. 工廠電氣控制技術(shù). 北京：高等教育出版社，200113尹志強(qiáng).機(jī)電一體化課程設(shè)計(jì)指導(dǎo)

44、書. 北京：機(jī)械工業(yè)出版社，200814鐘肇新. 可編程控制器原理及應(yīng)用. 廣州：華南理工大學(xué)出版社，200215j. w. fortune. revolutionary lift design for mega-high-rise building, elevator technology conf. nice, france. 1986.16siiknen m l and leppala j. elevator traffic pattern recognition: proc.4th ifsa congr,1991application of plc's as front-end

45、 pre-processors in factory information systems'd. w. russelldepartment of electrical and computer engineering, penn state university,great valley, malvern, pa 19355, usafactory it rtnation systems (fiss) have grown in acceptance largely because of the successful integration of a variety of data-

46、collection, entry and display devices. the traditional factory computer syste，by and large ignored the moment-by. oment consequences of production processes, arid focccsed instead on the assistance ofjered by autorrzated shift-end counting and scheduling procedures. separate .systems handled the var

47、ious nctions (e.g. orders, raw materials, inventory, schedeeling, etc'.) and the assessment of productivity was left to the findings of endless meetings, negotiations and the interpretation of aged data reports. the data urzder consideration, however carefully collected, was so much after the ev

48、ent that problems forced the factory into a crisi.s- management mode in the hope that some restitution could be made. real-time data is normally available in the process itself but is difficult to condense into a form that is useful for scheduling and fis functions. such data contains vital informat

49、ion us to the actual real-tune machine performance on the shop floor, crud if processed correctly can be used to indicate and forecast production problems so that calm, yet timely, cadjustments to schedules, etc. can be made. this paper describes how a plc (programmable logic controller) was used to

50、 collect, pre-process and pass .summat.v results to a low-cost supermicro computer for production monitoring and fis purposes. this work was undertaken in response to an industry need for low-cost systenz.s that could be retrofitted to factories with mirainul disturbance to their day-to-day operatio

51、nskeywords: fis: plc; front-end processing; production monitoringaccepted for publication: 20 july 1990this paper is a sequel to "production monitoring一a proven productivity tool", whichappeared in volume 4 number 4 (november 1989) of this journal, on pages 335-3451 .introductionin the fac

52、tory, "data" is an order, an order number, a machine setting, a fluid pressure and a host of other loosely connected factors. each one is defined in an ideal sense, but in the reality of the environment is often suspect. wirth 2 comments on the abstraction of reality contained in "dat

53、a" inside the computer, so how much more is this true in the hostile factory environment! the causes for the suspicion include noise, forgetfulness, ageing and dishonesty. such data must be carefully pre-processed if its information content is to be free of error before posting into fis applica

54、tions. the most difficult data to capture are the unrepeatable, noisy, variant electrical signals that occur at the machine level. if the system is operated correctly and honestly, it is possible to have factual job parameters associated with the correct machine, true time-card entries made, etc. th

55、ese data items are "static" in some sense of the word, and change only at certain predictable times. data such as this is handled by existing computer systems 3 with minimal operator training. real-time process data changes so rapidly and unrepeatably that automated collection, processing and dispatch become mandatory 4. when industrial p