基于PLC控制的活塞澆注系統(tǒng)設(shè)計(jì)
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基于PLC控制的活塞澆注系統(tǒng)設(shè)計(jì)
摘要： 工業(yè)自動(dòng)化技術(shù)在近年來發(fā)展十分迅猛，當(dāng)前工業(yè)自動(dòng)化三大支柱技術(shù)之一的PLC技術(shù)以其很高的可靠性和抗干擾能力受到廣泛的歡迎，在各行各業(yè)的技術(shù)改造過程中被大量地應(yīng)用。然而，單機(jī)控制往往因?yàn)辄c(diǎn)數(shù)的限制，無法實(shí)現(xiàn)對(duì)于較復(fù)雜的系統(tǒng)的控制。
表面處理工程領(lǐng)域是當(dāng)前一個(gè)倍受關(guān)注的領(lǐng)域，作為一個(gè)新興的邊緣學(xué)科領(lǐng)域，有著蓬勃的生機(jī)，這一工程領(lǐng)域內(nèi)的活塞生產(chǎn)則是一項(xiàng)非常傳統(tǒng)的產(chǎn)業(yè)，生產(chǎn)率低下生產(chǎn)技術(shù)水平不高的現(xiàn)實(shí)迫切需要對(duì)其加以技術(shù)改造。本文就如何提高活塞生產(chǎn)領(lǐng)域的自動(dòng)化水平，運(yùn)用PLC技術(shù)在生產(chǎn)線上實(shí)現(xiàn)控制。論文首先分析了活塞打標(biāo)行業(yè)的生產(chǎn)狀況，比較了幾種常用的控制策略的優(yōu)缺點(diǎn)，確定具體的控制方案，接著分析并設(shè)計(jì)了系統(tǒng)的控制流程，再就設(shè)備級(jí)的控制進(jìn)行深入的研究，在硬件和軟件兩個(gè)層面上的控制進(jìn)行了設(shè)計(jì)，最后對(duì)于系統(tǒng)的可靠性進(jìn)行了設(shè)計(jì)。針對(duì)鋼坯生產(chǎn)線，運(yùn)用PLC控制氣動(dòng)回路，再控制噴頭進(jìn)行定位活塞；在操作上選用步進(jìn)電機(jī)來精確定位和調(diào)速。
關(guān)鍵詞: PLC； 活塞澆注； 控制； 氣動(dòng)； 步進(jìn)電機(jī)
Abstract：Industry automation technology develops very fast in recent years, as one of the three support technologies in industry automation, PLC is greatly welcomed with its very high reliability and anti-interence ability, and applied largely in the technology reformation process of all walks of industries.However, the single machine control usually can't carry out for the control of more complicated system because of the restriction of point.
The surface treatment engineering realm is paid close attention at present, as a new frontier subject realm it has booming source of vitality, however, in this engineering realm ,marking production is a very traditional industry, the reality of low production rate and low production technology level need urgently technology reformation. This paper analyses how to raise marking automation level of producing the realm, and use PLC technology to control in the production line. The thesis analyzed marking on the production condition of profession first, compared with the merit and shortcoming of a few control strategies in common use, gave concrete control project, analyzed and designed the structure of the controlling process, also carried on a thorough research for the control of equipments class, designed two levels’s control with production line of hardware and software, finally designed the credibility of the system. Face to the production line ,it uses PLC technology to control the pneumatic loop ,then it controls the marking head to mark on the exact location that we need and choose the stepping motor to find the exact location and change the speed .
Keywords: PLC; marking on the billet ; control,; pneumatic; stepping motor
1 緒論
1.1 項(xiàng)目研究的背景
在機(jī)械成品和半成品加工過程中，為了及時(shí)而準(zhǔn)確地識(shí)別產(chǎn)品的零部件，往往需要在自己的產(chǎn)品上標(biāo)以明顯的標(biāo)志或記號(hào)，因此標(biāo)記打印加工是機(jī)械制造過程的重要工序之一。過去，大多靠手工在產(chǎn)品上建立各種字符、圖形等。采用人工方式速度慢，圖案單調(diào)，在復(fù)雜的環(huán)境下難以進(jìn)行，不利于現(xiàn)代化操作流程。
隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)、自動(dòng)控制技術(shù)、傳動(dòng)技術(shù)及CAD技術(shù)的發(fā)展，在成批、大量的現(xiàn)代化生產(chǎn)過程中，標(biāo)記設(shè)備采用自動(dòng)控制方式己成為主流。
傳統(tǒng)的工業(yè)零部件標(biāo)記打印，一般多是采用字模沖壓、電化學(xué)腐蝕、電火花加工。這些方法，不僅效率低、不美觀，而且防偽性差，很難達(dá)到同一規(guī)格，所以廢品率極高，尤其難以適應(yīng)現(xiàn)代化大生產(chǎn)的需要。一種較為先進(jìn)的技術(shù)，在西方一些工業(yè)先進(jìn)國(guó)家應(yīng)運(yùn)而生，隨后在我國(guó)也得到發(fā)展應(yīng)用。
技術(shù)，雖然較好地克服了傳統(tǒng)工藝的許多缺點(diǎn)，但由于受到激光器本身壽命低與在環(huán)境惡劣的生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)缺乏長(zhǎng)期穩(wěn)定性工作特點(diǎn)的制約;同時(shí)，由于有色金屬對(duì)激光的吸收較差，打印深度淺，所以這一方法不能滿足生產(chǎn)實(shí)際的需要，除特殊材料如金剛石、硬質(zhì)合金或?qū)Υ蛴∩疃葻o特別要求的場(chǎng)合外，未能得到普及推廣。
為彌補(bǔ)上述方法之不足，適應(yīng)現(xiàn)代化大批、大量生產(chǎn)發(fā)展的需要，出現(xiàn)了一種全新的工業(yè)標(biāo)記打印工藝—?dú)鈩?dòng)標(biāo)記打印工藝。從1988年之后，這工藝便在一些西方國(guó)家相繼采用，特別是在汽車、摩托車行業(yè)得到迅速推廣。像美、日、意、德、法等國(guó)的通用、福特、克萊斯勒、豐田、本田、菲亞特、奔馳、標(biāo)致、雪鐵龍、雅馬哈等汽車、摩托車制造廠，均都大量采用。我國(guó)汽車、摩托車(集團(tuán))公司近年來也有了應(yīng)用與發(fā)展。相比較而言，氣動(dòng)和電動(dòng)相結(jié)合的方式由于結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，成本低，可控性好，速度快，特別適合于對(duì)標(biāo)記速度有較嚴(yán)格要求的流水線作業(yè)場(chǎng)合，并能方便地控制標(biāo)記內(nèi)容的深度。
1.1.1 國(guó)外活塞澆注的發(fā)展
活塞澆注問世己有一個(gè)多世紀(jì)了，從當(dāng)初單一的活塞澆注擴(kuò)展到今天的包括活塞澆注、活塞澆注和特殊用途活塞澆注三大類、幾百個(gè)品種。
生產(chǎn)活塞澆注歷史最悠久的國(guó)家是美國(guó)，其次是英、德、法等歐洲工業(yè)化國(guó)家。五十年代起，日本開始大力研制和生產(chǎn)各類活塞澆注，并在許多方面都逐步接近或趕上了美國(guó)?，F(xiàn)在國(guó)際市場(chǎng)上，活塞澆注80%被美國(guó)和德國(guó)占領(lǐng)，活塞澆注60%以上被日本占領(lǐng)，而特殊用途活塞澆注(主要是金屬編號(hào)機(jī))仍然由美國(guó)壟斷。
七十年代中期以前，活塞澆注的質(zhì)量主要體現(xiàn)在整體跳動(dòng)的準(zhǔn)確程度和號(hào)碼打印的清晰度(即字面高度、字面傾斜、字腳高低的綜合反映)上。進(jìn)入七十年后期，隨著印刷機(jī)械的不斷更新?lián)Q代，活塞澆注也隨之發(fā)生重大變革，印刷機(jī)上普遍使用的平型印刷活塞澆注逐步被輪轉(zhuǎn)印刷活塞澆注所取代，輪轉(zhuǎn)活塞澆注的加工技術(shù)和使用性能都遠(yuǎn)遠(yuǎn)優(yōu)于平型活塞澆注，從而提高了產(chǎn)品的檔次。現(xiàn)在輪轉(zhuǎn)活塞澆注己占印刷機(jī)市場(chǎng)的85%以上，而且還有上升的趨勢(shì)。由于平型印刷活塞澆注在一些發(fā)展中國(guó)家仍有不小的市場(chǎng)，因此，美國(guó)、德國(guó)、意大利等國(guó)家在大力研制發(fā)展輪轉(zhuǎn)活塞澆注的同時(shí)，還在積極改進(jìn)平型活塞澆注，通過將活塞澆注的遞加遞減功能的復(fù)合，以及外觀的深加工來提高產(chǎn)品的檔次。平型活塞澆注的整體體積正在趨向小型化。
6 致謝
過半年的準(zhǔn)備、學(xué)習(xí)和設(shè)計(jì)，本次畢業(yè)設(shè)計(jì)已經(jīng)接近尾聲，由于我的畢業(yè)設(shè)計(jì)沒有任何模版或完整參考資料，作為一個(gè)本科生的我，由于知識(shí)的缺陷，經(jīng)驗(yàn)的匱乏，難免有許多考慮不周全或者根本想不到的地方，如果沒有王老師對(duì)我的指導(dǎo)和糾正，對(duì)每個(gè)環(huán)節(jié)都嚴(yán)格把關(guān)，我一個(gè)人想要完成這個(gè)設(shè)計(jì)是很困難的。
所以首先要感謝我的指導(dǎo)老師王廣斌老師。王老師在異地進(jìn)行學(xué)習(xí)，還經(jīng)?；貙W(xué)校對(duì)我們進(jìn)行檢查和指導(dǎo)，糾正我們的設(shè)計(jì)錯(cuò)誤，給我們提建議和鼓勵(lì)我們。對(duì)我們來說老師的話比任何學(xué)習(xí)資料都寶貴，都更有價(jià)值。有時(shí)老師不能回學(xué)校，也會(huì)在網(wǎng)路上和我們對(duì)話，耐心回答我們的每一個(gè)問題。在我做畢業(yè)設(shè)計(jì)的每個(gè)階段，從查閱資料弄懂工作原理，設(shè)計(jì)草案的確定和修改，原理圖的繪制，程序的編制、調(diào)試等整個(gè)過程中，他承擔(dān)了很大的工作量，并給我耐心的講解指導(dǎo)，讓我學(xué)到了很多書本上學(xué)不到的知識(shí)。他在技術(shù)上的執(zhí)著、鉆研和刻苦，令我非常敬佩，也將積極影響我今后的學(xué)習(xí)和工作，這里向我的老師致以最誠(chéng)摯的謝意。
其次要感謝和我一起作畢業(yè)設(shè)計(jì)的同組的陳永久，陸長(zhǎng)友，文碧聞，王中卿等同學(xué)，感謝他們?cè)诒敬卧O(shè)計(jì)中和我互通信息，資源共享以及互相鼓勵(lì)。使我克服了許多困難來完成此次畢業(yè)設(shè)計(jì)。
同時(shí)，在我進(jìn)行畢業(yè)設(shè)計(jì)的整個(gè)過程中，得到了段凱老師和其他同學(xué)的幫助，感謝段老師提供了實(shí)驗(yàn)室，感謝其他同學(xué)對(duì)我的專業(yè)知識(shí)上的指導(dǎo)和幫助。
在這次畢業(yè)設(shè)計(jì)過程中，我第一次感受到了用自己的思維設(shè)計(jì)出成果時(shí)的喜悅和滿足，也能更清楚的看到自己在專業(yè)知識(shí)學(xué)習(xí)上的不足和盲點(diǎn)。這畢竟是我跨出了實(shí)踐的第一步，最重要的是培養(yǎng)了我對(duì)電子行業(yè)的興趣，有了自己的職業(yè)方向，不再有太多的盲目性。在未來的日子里，我將更加努力的學(xué)習(xí)和工作，來報(bào)答曾經(jīng)關(guān)心過我的領(lǐng)導(dǎo)、老師和朋友！
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