组态监控PLC 三工位旋转工作台系统的设计

组态监控PLC 三工位旋转工作台系统的设计
组态监控PLC 三工位旋转工作台系统的设计

摘要

随着科学技术的不断发展,对生产工艺的要求不断提高,电气控制技术经历了从手动到自动、从简单到复杂、从单一到多功能、从硬件控制到软件控制的不断变革。工业控制自动化技术正向智能化、网络化和集成化方向发展。

组态王是运行在Windows 95/NT/2000上的一种组态软件。使用组态王,用户可以方便地构造适应自己需要的“数据采集系统”,在任何需要的时候把生产现场的信息实时地传送到控制室,保证信息在全厂范围内的畅通。

可编程控制器简称(PLC),是在继电器控制和计算机控制的基础上开发出来的,并逐渐发展成以微处理器为核心,把自动化技术、计算机技术、通讯技术融为一体的新型工业自动控制装置。

本文用组态王软件设计、三菱FX2N型PLC通讯连接,监控现场三工位旋转工作台钻孔,无需人员到现场检查,节省了人力,实现远程监控功能。

关键词:PLC,组态王,自动化,动画连接,远程监控

组态监控PLC 三工位旋转工作台系统的设计

陈昊鹰 1646051

0 引言

监控组态软件自20 世纪80 年代初诞生至今,已有20 多年的发展历史。随着计算机技术发展的日新月异,围绕工控计算机的自动化集成系统新产品、新技术的推陈出新,监控组态软件将会扮演越来越重要的角色。当前,世界上的组态软件种类繁多,但在中国市场上还是国外组态软件占据了大部分的市场,如Wonderware公司的InTouch、Intellution 公司的iFIX 等,而国产组态软件,如北京亚控的组态王(Kingview)的市场占有量挺高。

组态王是一个具有易用性、开放性和集成能力的通用组态软件。应用组态王可以使工程师把主要精力放在控制对象上,而不是形形色色的通信协议、复杂的图形处理、枯燥的数字统计,只需要进行填表式操作即可生成一个监控和数据采集系统。它可以在整个生产企业内部将各种系统和应用集成在一起,实现企业综合自动化的目标。

组态王软件作为一种工业控制组态软件在国内已得到了非常广泛的应用。其具有强大的硬件支持能力,对国内外绝大多数PLC、变频器、板卡、模块、仪器仪表都编写了相应的驱动程序,使用起来相当方便快捷。在“组态监控PLC 三工位旋转工作台系统的设计”项目中,本文使用的软件是北京亚控自动化软件开发的组态王5.1软件。

今天,随着对工业自动化的要求越来越高,以及大量控制设备和过程监控装置之间的通讯的需要,“监控和数据采集系统”越来越受到用户的重视,从而导致组态软件的大量使用。组态王是运行在Windows 95/NT

上的一种组态软件。使用组态王,用户可以方便地构造适应自己需要的“数据采集系统”,在任何需要的时候把生产现场的信息实时地传送到控制室,保证信息在全厂范围内的畅通。组态王的网络功能使企业的基层和其它部门建立起联系,现场操作人员和工厂管理人员都可以看到各种数据。管理人员不需要深入生产现场,就可以获得实时和历史数据,优化控制现场作业,提高生产率和产品质量。

PLC的处理器速度和功能在不断增加,已发展成具有逻辑控制功能过程控制功能运动控制功能、数据处理功能、联网通信功能等的多功能控制器,加上它的价格低廉、操作简便、改变功能灵活易用、维护工作量小等优势,使PLC在工业生产过程自动化中获得广泛应用。

本文介绍采用PLC系统对三工位旋转工作台进行精确定位的一种低成本、高精度的控制方式,该设备的整体结构是以三菱公司FX2软件和组态王之间的实现实时通讯的三工位旋转工作台钻孔,工作台系统是该设备的重要结构之一,要求工作台在一定范围内实现旋转角度与速度的精确控制,并将定位结果及时反馈给PLC以进行相应的调整。

1组态王软件的概述

组态王易于学习和使用,拥有丰富的工具箱、图库和操作向导,既可以节省的大量时间,又能提高系统性能。下面从工程浏览器、图库、数据词典、动画连接、I/O设备管理、命令语言、组态王支持的硬件设备(三菱FX2)、串行通讯方式的设置配置向导等这几方面来说明组态王的工作情况。

1.1 工程浏览器概述

工程浏览器是“组态王”软件的核心部分和管理开发系统,内嵌组态王画面开发系统。组态王的工程浏览器由菜单栏、工具条、工程目录显示区、目录内容显示区、状态条组成,工程目录显示区以树形结构图显示大

纲领节点,用户可以扩展或收缩工程浏览器中所列的大纲项。组态王工程浏览器的结构如下图1.1所示:

图1.1 组态王工程浏览器

工程浏览器内嵌画面开发系统,用户单击工程浏览器工程目录显示区的“画面”大纲项,在工程浏览器目录内容显示区双击“新建”图标或双击已制作好的画面,可启动画面开发系统。

工程浏览器有以下七方面组成:

画面制作与管理:用于构造工业控制现场的画面。组态王提供256色调色板、多种绘图工具、十几个常用图库多达几百种组件。此外,组态王还提供多达21种动画连接,可以使您快速便捷地构造出丰富多采、生动逼真的画面。

命令语言:组态王允许用户定义类似C语言的命令语言来驱动应用程序,提供四种命令语言包括应用程序命令语言、热键命令语言、事件命令语言和变量改变命令语言,极大地增强了应用程序的灵活性。

数据库:组态王包含实时数据库,支持多种内存变量类型和I/O变量

类型,支持报警窗口变量、报警组变量、历史趋势曲线变量、时间变量四种。

设备:组态王支持多种硬件设备,包括PLC、智能仪表、智能模块、板卡、变频器和现场总线。与硬件设备的通讯采用Window 95中最新的COM技术、多线程多任务技术,确保实时性。同时,对于组态王2.0 等早期版本采用的DDE方式,也予以保留。

配置:用户可在组态王中对系统进行灵活有效的配置,适应于不同的应用场合。可配置的对象包括:主画面配置、历史数据记录配置、报警配置、用户配置、网络配置、开发和运行系统外观配置等等。

配方管理:组态王中新增配方管理系统,用来描述生产一件产品所用的不同配料之间的比例关系。用户利用此功能可以在控制生产过程中得心应手,提高效率。

报告处理:组态王5.0提供内嵌的数据报告模块,用户可以用此数据报告功能建立自定义的产品报告,并可以在指定时间产生数据报告文件供打印,或将一段时间内的数据生成报告文件,最后生成的各种数据报告文件可以供用户查阅、存档。

1.2图库概述

图库是系统预先建立好的组合图形对象。组态王系统提供十几个图形库几百个元件,包括控制按钮、指示表、阀门、电机、泵、管路和其它标准工业元件。设计者可以简单地从图库中取出元件加到自己的应用中。图库单元还包含动画连接,可以方便地实现动画效果。

为满足不同行业用户的需要,图库是可扩充的。设计者可以创建自己的图库单元,把它们加入到已有的图库中,或者把不再需要的图库单元从图库中删除。也可以创建自己的图库。

使用图库开发用户界面有三方面的好处:

第一、降低了开发者设计界面的难度,使开发者能更加集中精力于维

护数据库和增强软件内部的逻辑控制,缩短开发周期;

第二、用图库开发的软件将具有统一的外观,方便使用者学习和掌握;

第三、利用图库的开放性,开发者可以生成自己的图库元素,节省了用户投资。

1.3 数据词典概述

数据词典(数据库)是组态王软件的核心部分。在TOUCHVEW运行时,工业现场的生产状况将实时地反映在变量的数值中,操作者在计算机前发布的指令也要迅速送达生产现场,这一切都是以实时数据库为中介环节。

组态王系统支持多种变量类型,主要分为基本类型变量与特殊类型变量两大类。变量定义在工程浏览器的“数据词典”中进行,定义时要指定变量名和变量类型,某些类型的变量还需要一些附加信息。不同类型的变量具有不同的变量属性,在定义变量时,有时需要设置它的部分属性。

组态王中变量主要分为基本类型变量与特殊类型变量两大类。

基本类型变量:基本类型变量与一般程序设计语言的变量相似,一共有8种,分为内存变量和I/O变量两类。内存变量有内存离散变量、内存实型变量、内存字符串变量、内存长整数变量;I/O变量有I/O离散变量、I/O实型变量、I/O字符串变量、I/O长整数变量。

特殊类型变量:特殊类型变量是考虑到工控软件的特殊需要而设计的变量。特殊类型变量正是体现了“组态王”系统面向工控软件、自动生成人机接口的特色。包括报警窗口变量、报警组变量、历史趋势曲线变量、系统预设变量四种。

基本变量的定义:内存离散、内存实型、内存长整数、内存字符串、I/O离散、I/O实型、I/O长整数、I/O字符串,这八种基本类型的变量是通过数据词典对话框定义的,同时在变量属性对话框的属性标签中设置它们的部分属性。

特殊变量的定义:报警窗口变量和历史趋势曲线变量分别是在画面上

绘制报警窗口和历史趋势曲线时自动定义的,设置它们的属性只需用鼠标左键双击画面上的报警窗口或历史趋势曲线。

变量的属性:“变量的属性”也称为“变量的域”。域的引用就是把变量名和域名用“.”号(西文输入状态下的句号)连接起来即可。变量的域越多,表明属性越丰富。设计者可以用命令语言编制程序来读取或设置变量的属性

1.4 动画连接概述

所谓“动画连接”就是建立画面的图素与数据库变量的对应关系。建立动画连接后,根据数据库中变量的变化,图形对象可以按动画连接的要求进行改变。

“组态王”动画连接的特点:一个图形对象可以同时定义多个动画连接,从而可以实现复杂的动画功能。建立动画连接的过程非常简单,不需要编写任何程序即可完成。动画过程的引发不限于变量,也可以是由变量组成的连接表达式。为每一个有动画连接的图形对象设置了访问权限,以增强系统安全性。

创建或选择链接对象。双击图形对象,弹出动画连接对话框,如图1.2所示。

图1.2 动画连接对话框

双击图形对象,可弹出该对象的动画连接对话框,对不同类型的对象其动画连接对话框大致相同。

1.5 I/O设备管理概述

组态王可以与一系列I/O设备进行通讯,支持的I/O设备包括:可编程控制器(PLC)、智能模块、板卡、智能仪表等等。组态王与I/O设备之间的数据交换采用以下五种方式:串行通讯方式、板卡方式、网络节点方式、人机接口卡方式、DDE方式。组态王中增加了设备配置向导,用户只需要按照安装向导的提示就可以完成I/O设备的配置工作。在系统运行的过程中,组态王通过内嵌的设备管理程序负责与I/O设备的实时数据交换。已配置的I/O设备在工程浏览器的设备节点中分类列出,用户可以随时查询和修改。如下图1.3所示:

图1.3设备配置向导

I/O设备的引用:I/O设备在变量定义是通过I/O设备名进行引用。每个I/O设备中的一个寄存器对应于数据库中的一个I/O变量。在变量属性对话框的基本属性标签中确定I/O变量与设备名、寄存器的对应关系。如果I/O设备未定义,可以按“连接设备”按钮,此时弹出“设备配置向

导”,可以定义一个新的I/O设备。

1.6 命令语言概述

组态王除了在定义动画连接时支持连接表达式,还允许用户定义命令语言来驱动应用程序,极大地增强了应用程序的灵活性。

命令语言是一段类似C语言的程序,工程人员可以利用这段程序来增强应用程序的灵活性。命令语言的句法和C语言非常类似,是C的一个子集,具有完备的词法语法查错功能和丰富的运算符、数学函数、字符串函数、控件函数和系统函数。命令语言通过“命令语言”对话框编辑输入,在组态王运行系统中编译执行。

命令语言有五种形式,其区别在于命令语言执行的时机或条件不同:第一、应用程序命令语言:可以在程序启动时执行、关闭时执行或者在程序运行期间定时执行。如果希望定时执行,还需要指定时间间隔。

第二、热键命令语言:被链接到设计者指定的热键上,软件运行期间,操作者随时按下热键都可以启动这段命令语言程序。

第三、事件命令语言:规定在事件发生、存在、和消失时分别执行的程序。离散变量名或表达式都可以作为事件。

第四、数据改变命令语言:只链接到变量或变量的域。在变量或变量的域的值变化到超出数据字典中所定义的变化灵敏度时,它们就被执行一次。

第五、画面命令语言:可以在画面显示时、隐含时或者在画面存在期间定时执行画面命令语言。

2 控制系统集成方案选择

控制系统集成基于可行性、可靠性还有性价比等多方面因素来综合确认。下面就单片机控制、工控机(IPC)控制、PLC控制等简单比较说明。

2.1 单片机控制

可靠性低:本来抗干扰能力较低,从现在所要求的I/O总数来看,不论是MCS51系列还是MCS96系列单片机,都必须进行大规模的扩展,这样系统电路更加复杂,进一步降低了系统的可靠性。

开发成本高:单片机的售价并不贵,以目前市场价,较有名气的ATMEL 也不过十几元钱一片而已,但简单从这表面上看这个问题是不妥的,要购入单片机开发装置(如仿真器、烧录器、电源)和还要开模制版等,这都是一笔不小的费用。加上开发周期长所投入的人力物力,其价钱已远远地超过应用PLC开发的费用。另外由于设备是专用特殊设备,其控制系统专用性较强,通用性较差,为其投入过多的开发费用不值得。

开发周期更长:单片机的开发周期较长,从电路设计、开模制版、编程、仿真、调试等经历非常长的周期,工程师往往要花大部分的时间在硬件设计和编程调试处理上,对最为重要的工艺过程往往没有更多的时间考虑。

不便于修改和维护:利用单片机开发的设备往往是专用的特殊设备,在市场上往往不能找到可替代的备件,所以不便于维护,这是用户最不愿看到的。

所以,基于以上的原因,此方案不适用。

2.2 工控机(IPC)控制

无疑,从可靠性来说,IPC要比单片机要好得多,但其价格昂贵,不计其整机价格,单就要满足I/O点数据的板卡量费用就不少,其价格要远远高于采用PLC控制的价格。

更为重要的是工控机更新换代较快,不但硬件如此,而且最根本的操作系统也不断地更新换代,换句话说,如果设备控制系统出现故障,更换硬件,可能意味着更新操作系统,进而导致整个系统的应用软件都要重新设计,这对太多数用户来说是不能接受的。

所以,此方案也不适用。

2.3 PLC控制

可靠性:自第一台PLC诞生就是应用于工业现场控制,不可否认,PLC 的可靠性得到了工控业界的认可。据最近行业统计显示,目前采用PLC 控制的设备份额达90%。

成本低:就此设备的控制来说,采用PLC来进行的设备开发和控制费用都要远远低于采用单片机或IPC的费用,其系统可大可小,小的几点,大的数千点,甚至上万点,很好解决工业控制问题,适用于很多场合。

开发周期短:采用PLC进行设备控制,工程师无须花太多的精力在硬件的处理上,采用积木式结构很快可以形成系统电路,大部分精力集中在工艺的了解处理和程序的编写上,有利于设备的快速开发,程序的编辑、修改和调试也都可随时进行,缩短了开发时间。

性能加强:随着微电子控制技术的发展,PLC的处理能力也越来越强,其通讯能力、运算处理能力、容量(I/O容量和程序容量)等都有长足的发展。

所以,从可靠性和性价比等方面来说,本文采用PLC控制是适合的。

2.4 PLC的选型

目前世界上PLC品牌众多,由于各公司的发展战略不同,价格也参差不齐,性能特长也各不相同,但从市场占有情况来说基本上可以划为两大阵营,一是以SIEMENS、施耐德等公司为首的欧美洲流派,一种是以MITSUBISHI、OMRON、富士等公司为首的日本流派,它们各有特点,各有所长,欧洲流派以大型系统而见长,而在中小型系统方面则是日本流派一统天下,占据了市场大部分份额。

下面以国内市场占有率较高的SIEMENS和MITSUBISHI为例,按所要求的数字量I/O点进行配置,以目前的市场报价进行统计对比,以便确定哪一种PLC更加适合本系统的应用。

SIEMENS的S7200系列PLC的I/O配置价格表,如表2.1所示。三菱

(MITSUBISHI)FX2N系列PLC的I/O配置价格表,如表2.2所示。

表2.1 SIEMENS的S7200系列PLC的I/O配置价格表

序号名称型号数量I点O点单价小计

1 CPU CPU226 1 16 24 5600 5600

2 输入扩展模块EM221 7 56 0 1000 7000

3 输出扩展模块EM222 7 0 56 1000 7000

4 总计1

5 72 80 19600

表2.2 (MITSUBISHI)FX2N系列PLC的I/O配置表

序号名称型号数量I点O点单价小计

1 CPU FX2N-128MR 1 64 64 6500 6500

2 输入扩展模块不用0 0 0

3 输出扩展模块FX2N-48ER 1 0 48 3000 3000

4 总计 2 64 80 8500

上面比较可以说明,同档次的PLC,基本配置相同I/O时,用SIEMENS 所花的费用比用三菱要贵多两倍,当然,对此系统配置来说,问题还远远不如这些,因为用SIEMENS配置需要用14个扩展,已远远地超过了其一个CPU最多只能带7个扩展模块的限制,还有就是S7200系列还没有相应的定位模块。

换句话说,用S7200系列的PLC根本无法完成此系统的功能,除非用多个CPU或者用S7300系列才有可能完成此系统的功能,这样费用更高。

反观三菱的PLC系统,只带一个扩展就完成了配置,而且还可以轻松

带三个定位控制模块,也不会超出其最大配置的限制。而且,其特有的顺控指令对处理复杂的逻辑关系又是其它PLC不能相比的。

日本公司的PLC产品正是凭借其自身的优点,进入世界各大市场,据有关资料报道,在中小型系统PLC方面,日本产品占据了世界上约70%的份额。而三菱系列的PLC更是占据了国内大部份市场份额。

三菱公司的FX系列产品应用中,有如下几点优点:

功能强大:FX系列PLC配置了强大而完善的功能指令,尤其是FX2N 系列PLC,按其功能分类共有程序流向、传送和比较、四则运算和逻辑运算、循环移位与移位、数据处理、高速处理、便利命令、外部机器I/O、外部机器SER、浮动、时钟运算、二进制循环码以及接点比较共13大类130条指令,如PID运算、浮点运算等,而其它品牌的PLC往往在高档系列中才配置有较完善的指令。在完成一些特别的功能时,用FX系列的PLC 就可轻松配置完成,例如此系统的的配置,如果采用SIEMENS的PLC,至少要用S7-300系列的PLC才能完成此系统的控制功能。

性价比高:对于系统集成来说,价格不单是指单个自动元件的价格,而且更主要是完成整个系统的配置的费用,FX2N系列PLC有比较完善的各种配置供用户选择,并且有多种类多规格的特殊模块供用户选择,用户总是可以在众多的配置中做出最需要的合适的性价比较高的选择,以本例来说,如果采用SIEMENS的S7-300,则费用可能要高约50%左右。

系统配置完善:如果按I/O点数来分,FX2N系列共有6大基本单元,如果按输出类型分,则共有三大类共17种基本单元;扩展单元有12种,同时还兼容FXON系列的扩展模块,除此外还有各种模拟量模块、定位控制模块及其它通讯机能模块,基本上满足各种小型控制要求。

应用方便简单:如果用户对多数厂家的PLC都有过应用经验的话,应该不难体会出FX系列的PLC应用非常简单,无论从选型还是硬件组态及软件编程,它避免了其它公司除产品型号外还有一大串定货号的烦琐要

求;也没有过多的通讯协议,让人感到无所适从,即使是新手上路也会很快掌握其方便简单的应用。

FX2N可以是三菱公司目前FX系列PLC中性能最好的系列机型之一,大量的软元件、丰富的应用指令以及内置大容量的程序存贮器,即使面对复杂的控制,也可以从容应对,其位执行指令达0.08μS,如此速度比SIEMENS的S7-200系列要快几倍,即使SIEMENS的S7-300也不过0.32μS而已,这足以证明FX2N的优越性。

所以本文选用了三菱FX2N的PLC作为控制系统。

3 三菱FX2概述

三菱协议支持与三菱FX2系列及与其兼容的FX系列PLC之间的通讯,本协议可以采用串行通讯,使用计算机中的串行口。

三菱FX2硬件系统连接与设置:可以按下图3.1所示将组态王与一个或多个PLC相连。利用串行口进行连接时,可直接与PLC的编程端口相连。设置三菱FX2 系列PLC:当使用RS232与上位机相连时,PLC的缺省与推荐设置如下图3.1所示

图3.1 组态王与一个或多个PLC相连

表3.1 PLC的缺省与推荐设置

设置项缺省值推荐值

波特率9600 9600 数据位长度7 7

停止位长度 1 1

奇偶校验位偶校验偶校验

当使用RS232与上位机相连时,PLC的通讯参数配置请参照相应型号的使用手册。

4 PLC和组态王的通讯简介

组态王与PLC之间通信采用的是PPI通讯协议。组态王通过串行口与PLC进行通信,访问PLC相关的寄存器地址,以获得PLC 所控制设备的状态或修改相关寄存器的值。在实际编程过程不需要编写读写PLC寄存器的程序,组态王提供了一种数据定义方法,在定义了IPO 变量后,可直接使用变量名用于系统控制、操作显示、趋势分析、数据记录和报警显示。上位机和下位机通讯原理图如下图4.1所示。

图4.1 上位机和下位机通讯原理图

通讯的实现步骤:

PLC与上位计算机的通讯可以利用高级语言编程来实现,但是用户必须熟悉互连的PLC及PLC 网络采用的通讯协议,严格的按照通讯协议规定为计算机编写通讯程序,其对用户要求较高,而采用工控组态软件实现PLC与上位计算机之间的通讯则相对简单,因为工控组态软件中一般都提供了相关设备的通讯驱动程序,例如三菱系列PLC与工控组态王软件“组态王 5.1x”之间可进行连接实现PLC与上位计算机之间的通讯。

5 运用组态王软件开发PLC 三工位旋转工作台系统的设计

5.1 PLC 三工位旋转工作台系统设计的基本要求

一个具有三工位和一个旋转圆盘的工作台,如下图5.1所示。其工资流程是:当按下起动按钮后,系统开始运行。三工位同时投入各自的工作顺序,即上料、钻孔、检测、及卸工件。当三个工位都进入等待状态后,料盘旋转120°,等待新的一轮工件的加工。

图5.1 三工位和一个旋转圆盘的工作台

各工位的具体工作顺序是:

工位1:推料杆将料推进,料到位后退回,退回到位后等待。

工位2:将工件加紧后,钻头下钻,下钻到位后退出,退回到位后放松工件,完全放松后,进入等待。

工位3:深度计下降,如在某一时间间隔(2s)内下降到某一位置,深度计返回,返回到位后,推料杆退回,退回到位后等待。

如深度计在上述时间间隔以外仍未下降到位,深度计返回,退回到位后,手动卸下工件(报废),卸下工件后按下卸毕开关进入等待。

输入端口分配表,如表5.1所示

表5.1 端口分配表

输入信号输入端口

起动信号X0

推料杆到位X1

退回完毕X2

夹紧完成X3

钻头下钻到位X4

钻头上升到顶X5

放松完毕X6

深度计到底X7

深度计到顶X10

卸件完毕X11

人工复位X12

料盘旋转完毕X13

深度计返回完毕X14

碰限位X15

输出端口分配表,如下表5.2所示

表5.2 输出端口分配表

输出信号输出端口

推料杆推进Y0

推料杆退回Y1

工件夹紧Y2

钻头下钻Y3

钻头上升Y4

放松工件Y5

深度计下降Y6

深度计上升Y7

卸工件Y10

深度计返回Y11

料盘转120°Y12

5.2 PLC3工位旋转工作台系统设计的动画设计与动画连接设定

在组态王工程浏览器中用鼠标选择“工程”菜单,点击“新建”菜单命令,此时会弹出“新建工程”对话,如图5.1所示。填入工程路径和工程名称,用鼠标按“确定”按钮,即可进入组态王工程浏览器。

图5.1 建立工程对话框

使用计算机COM1与PC机相连时,串口设置如图5.2所示。

图5.2 设置串口

激活设备配置向导。在组态王工程浏览器的“设备”大纲项下,选择要设置的I/O设备类型,在右侧目录内容显示区双击“新建”图标,如图5.3所示。

图5.3 I/O设备管理

在“设备选择”向导页中选择要安装串口设备的生产厂家、设备名称、通讯方式。如图5.4所示。完成后单击“下一步”。进入“设备名称”向

导的对话框。

图5.4 设备配置对话框

在“设备名称”向导页中为将要安装的串口设备指定一个逻辑名称。给安装的设备填写指定的逻辑名称,如图5.5所示。完成后单击“下一步”。

图5.5 设备名称对话框

在“选择串口号”向导页为安装的串行设备指定与PC相连的串口号。将与设备连接的串口定为“COM1”,如图5.6所示。完成后单击“下一步”。进入“设备地址”对话框。

#三工位旋转工作台控制系统

内容摘要 本课题中三工位旋转工作台是钻孔加工中在工作台三个不同工位分别同时完成上料、钻孔、卸料等工艺过程的工艺技术,这大大提高了机械加工的效率、提高了生产率。但是新的问题接踵而至:三个工位同时动作就要要求操作工人完成上料、装夹工件、钻孔、卸工件。这样高强度的工作工人是否能承受的了,怎样降低工人的劳动强度呢?提高自动化程度就成了我们面临的首要课题。 随着科技的发展,继电器控制已经逐步被可编程控制器(PLC)控制所代替。PLC是以计算机技术为核心的通用自动化控制装置,它的功能性强,可靠性高,编程简单,使用方便,体积小巧,近年来在工业生产中得到广泛的使用,被誉为当代工业自动化主要支柱之一。 在PLC的支持下,怎样实现操作流程的自动化这个问题迎刃而解。于是在机加工过程中我们可以选择各种控制机制去简化工人操作以及降低工人劳动强度、提高效率等。 关键词:三工位旋转工作台;可编程控制器;提高效率;自动化

目录 第1章引言 (1) 第2章设计方案 (2) 2.1总体方案说明 (2) 2.1.1控制要求 (2) 2.1.2制定控制方案 (2) 2.2 控制方式选择 (2) 第3章P L C控制系统设计 (3) 3.1 动作特性 (3) 3.2 液压控制部分设计 (4) 3.3 控制流程图 (4) 3.4I/O地址分配表 (6) 3.5I/O接线图 (6) 3.6梯形图 (7) 3.7语句表 (12) 结论 (16) 设计总结 (17) 谢辞 (19) 参考文献 (20)

第1章引言 随着科学技术的不断发展,机械加工的方法和手段也逐渐变得丰富起来,各种先进技术被人们引入机械行业中来形成各种新兴学科,机电一体化就是其中一门。机电一体化是以电子技术特别是微电子技术为主导、多种新兴技术和机械技术交叉、融合而成的综合性高技术,是机械和电子的有机结合产物。其目的是不断提高劳动生产率,减轻人们的体力劳动,逐步代替部分脑力劳动。机械一体化的机械加工比传统机械加工有很大的优越性。在本课题中,机电一体化的好处显得尤为突出。 三工位工作台旋转机床设备在机加工等自动化机床设备中得到广泛引用,通过控制工作台旋转,可以实现在加工过程中同时完成上料和卸料工作,并能实现流水作业,大大提高了工作效率,降低工人劳动强度。若在上料和卸料工位设计合适的机械手,则可实现无人上料和卸料工作。 PLC的处理器速度和功能在不断增加,已发展成具有逻辑控制功能过程控制功能运动控制功能、数据处理功能、联网通信功能等的多功能控制器,加上它的价格低廉、操作简便、改变功能灵活易用、维护工作量小等优势,使PLC在工业生产过程自动化中获得广泛使用。 目前PLC已经在工业生产过程中得到广泛使用,它具有结构简单易于编程、性能优越、可靠性能高、维修方便和使用方便的一系列优点。根据课程设计要求,以西门子S7-200系列PLC来实现控制钻床三工位工作台旋转控制设计。 钻床加工三工位工作台是由送料、钻孔、卸载三部分组成。工作台每旋转120°完成一个工位,循环运行。来实现工件的快速送料、钻孔、卸载的流水作业系统。 第2章设计方案 2.1总体方案说明 从我们入大学开始接触机械设计开始起,老师就教导我们任何设计都要先从整体上对要做的设计内容要构想一下。只有对整体设计做出全局的把握,设计才会有所针对。拿到课程设计题目后,我并没有直接进入主题开始着手设计,而是逐步先将设计要求研究了一遍,认真对设计思路做了一个规划然后才开始了设计。 2.1.1 控制要求 (1)用选择开关来决定控制系统的全自动、半自动运行和手动调整方式。 (2)手动调整采用按钮点动的控制方式。包括上料进、退操作、工件夹紧、放松操作,钻头下降、上升操作,卸料进、退操作,工作台旋转操作。 (3)系统处于半自动工作方式时,每执行完成一个工作循环,用一个启动按钮

旋转工作台的结构特点

旋转工作台是落地镗床、镗铣床、端面镗床等机床的辅机,需经常移动,所以旋转工作台总的布局为一紧凑的整体。由能做回转运动的台面,直线移动的滑座和基础件所组成。并配有进给箱,油泵站,以及电气开关箱和站等。 丰收自动化设备之旋转工作台结构特点分述如下: 1、床身 床身是本回转工作台的基础件,其厚度340毫米,是三层中最厚的一层。床身内铸有三角筋,具有足够的钢强度。床身上边布置有三条平导轨。导向导轨位于中部。床身两侧铸有4个起吊孔。床身前右侧平导轨上装有长度标尺,借游标尺之助可读出0.1毫米的数值,且游标可以微调对准基数。床身两端极限位置时运动即可自动的停止。 2、滑座 滑座是本回转工作台的中间层,骑着垫板和传递运动的作用,其厚度为250毫米。进给箱、油泵站、电气箱等,分布于滑座上。在滑座的两侧底部装有4个滑座夹紧装置,将滑座紧固于床身上,在滑座顶面圆导轨外部对称分布4个工作台夹紧装置,将工作台紧固于滑座上。 3、工作台 工作台位于本回转工作台的顶层,其厚度为260毫米,系一箱型结构,内铸方框斜筋,具有足够的刚强度。该面上揩油7条纵向T型槽,两侧又个分布6条短的横向T型槽,可充分利用台面以装夹工件。 工作台圆导轨上设有圆周刻度360度,借标尺之助可获得6分的读数。 依靠加工良好的两侧面做基准,能够获得回转90度的精确定位。中间有Φ230D孔作定位用。

4、进给箱 进给箱为一单独紧凑部件装在滑座的侧面,具有12级交换齿轮变速,只需变动一个手柄便可得到快速。 在输出轴上装有过载保险装置,取下盖子,便可根据需要,调整螺母的松紧,从而使弹簧的弹力减小或增加来达到所要求的扭矩。 在第二根轴上设有手动机构,供微调及精确定位用。 5、油泵站 由于机床负荷重,润滑面积大,故特设一油泵站,转供润滑用,油箱设在床身上,油泵站位于滑座上,用橡皮软管相接。yyhkcn_cqfszdh_tml 6、夹紧装置 工作台面的夹紧和滑座的夹紧均为手动,各有四个夹紧点,分布于滑座的四角上,用扳手直接转动螺母即可将工作台面(或滑座)夹紧或放松。 7、按钮站 本回转工作台备有一手提式活动按钮站,机床的一切操作均在此按钮站上。

三维雕刻机数控回转工作台设计

三维雕刻机数控回转工作 台设计 This model paper was revised by the Standardization Office on December 10, 2020

回转工作台设计说明书论文题目四工位回转工作台设计 学院机械工程学院 学号 姓名何凯星 教师杨岩 2014年1月

摘要 本次课程设计的题目是回转工作台设计。通过对回转工作台的设计,使大学生在步入社会之前,不仅能够设计出数控回转工作台,而且能够掌握机械设计的方法和步骤。本课题研究的主要内容包括:确定回转工作台的传动方案;驱动力计算及其他相关计算;步进电机的选型;零件设计;零件图的绘制与三维模型建立;绘制装配图及运动仿真。 对于回转工作台的设计,首先,进行总体方案设计,传动方案采用齿不完全轮传动、槽轮传动或者直接采用步进电机实现分度;然后进行各零件的设计与校核;偏心轮与机架采用螺钉连接固定不动;工作台的平衡通过止推轴承来保证;采用直线导轨以实现夹紧与工件的定出;直线导轨端部用滚动轴承;工作太平面上设计了圆孔;最后,对各零件进行装配。 关键词:回转工作台;步进电机;直线导轨;滚动轴承;建模 目录 一、课程设计任务书 1、概述 (3) 2、回转工作台设计要求 (3) 3、设计任务 (5) 二、设计步骤 1、夹紧机构的设计 (5)

2、定位装置的设计 (6) 3、偏心轮设计 (7) 4、直线导轨的选型 (8) 5、轴承的选择 (8) 6、转动圆盘的设计 (8) 7、装配图 (9) 8、零件图的绘制 (10) 三、心得体会 (13) 四、参考文献 (15) 一、课程设计任务书 1、概述 回转工作台是检测仪器的主体部件,同时,它也是诸多设备如万能工具显微镜、坐标测量机、坐标镗、铣、磨、加工中心等重要部件或附件。 检测仪主要由一个四工位回转工作台和一个显微镜组成。显微镜固定在机架上部的竖直杆上,回转工作台主要由回转平台、回转台主轴及夹紧定位装置组成。工作台水平安置,台上装夹加工对象,回转运动由步进电机直接驱动。传动部分要能自锁,消除侧隙以保证精度要求,并有一定的传动精度和刚度,工作台上亦要有圆孔,以减轻工作台质量及材料成本。

数控回转工作台的设计

引言 对数控回转工作台的设计主要是培养学生综合应用所学专业的基础理论、基本技能和专业知识的能力,培养学生建立正确的设计思想,掌握工程设计的一般程序、规范和方法。而工科类学生更应侧重于从生产的第一线获得生产实际知识和技能,获得工程技术经用性岗位的基本训练,通过毕业设计,可树立正确的生产观点、经济观点和全局观点,实现由学生向工程技术人员的过渡。 使学生进一步巩固和加深对所学的知识,使之系统化、综合化。 培养学生独立工作、独立思考和综合运用所学知识的能力,提高解决本专业范围内的一般工程技术问题的能力,从而扩大、深化所学的专业知识和技能。 培养学生的设计计算、工程绘图、实验研究、数据处理、查阅文献、外文资料的阅读与翻译、计算机应用、文字表达等基本工作实践能力,使学生初步掌握科学研究的基本方法和思路。 使学生学会初步掌握解决工程技术问题的正确指导思想、方法手段,树立做事严谨、严肃认真、一丝不苟、实事求是、刻苦钻研、勇于探索、具有创新意识和团结协作的工作作风。 本次毕业设计主要是解决数控回转工作台的工作原理和机械机构的设计与计算部分,设计思路是先原理后结构,先整体后局部。 目前数控回转工作台已广泛应用于数控机床和加工中心上,它的总的发展趋势是: 1.在规格上将向两头延伸,即开发小型和大型转台; 2.在性能上将研制以钢为材料的蜗轮,大幅度提高工作台转速和转台的承载能力; 3.在形式上继续研制两轴联动和多轴并联回转的数控转台。 数控转台的市场分析:随着我国制造业的发展,加工中心将会越来越多地被要求配备第四轴或第五轴,以扩大加工范围。估计近几年要求配备数控转台的加工中心将会达到每年600台左右。 预计未来5年,虽然某些行业由于产能过剩、受到宏观调控的影响而继续保持着较低的行业景气度外,部分装备制造业将有望保持较高的增长率,特别是那些国家产业政策鼓励振兴和发展的装备子行业。作为装备制造业的母机,普通加工机床将获得年均15%-20%左右的稳定增长。

设计一个3工位旋转工作台的控制系统

任务书 课题十二、设计一个3工位旋转工作台的控制系统 1.动作特性 其工作示意如图所示。三个工位分别完成上料、钻孔和卸件。 工位1:上料器推进,料到位后退回等待。 工位2:将料夹紧后,钻头向下进给钻孔,下钻到位后退回,退回到位后,工件松开,放松完成后等待。 工位3:卸料器向前将加工完成的工件推出,推出到位后退回,退回到位后等待。 2.控制要求 工位2 工作台示意图 1)用选择开关来决定控制系统的全自动、半自动运行和手动调整方式。 2)手动调整采用按钮点动的控制方式。 3)系统处于半自动工作方式时,每执行完成一个工作循环,用一个起动按钮来控制进入下一次循环。

4)系统处于全自动运行方式时,可实现自动往复地循环执行。 5)系统运动不很复杂,采用4台电机。 6)对于部分与顺序控制和工作循环过程无关的主令部件和控制部件,采用不进入PLC的方法以节省I/O点数。 7)由于点数不多,所以用中小型PLC可以实现。 3.时间安排 第1-2天:根据设计任务查阅相关文献; 第3-6天:选择一种合适的设计方法,制定详细的设计方案,设计出满足要求的电器控制系统并验证其正确性; 第7-8天:编写课程设计报告;绘制相关电气图纸。 第9-10天:提交课程设计报告;进行课程设计答辩。 4.所需提交的材料 1)编写输入输出对照表。包括信号名称、外部元件号、内部继电器号 2)绘制PLC外部接线图 3)绘制功能流程图; 4)编写、调试梯形图或语句表程序

目录 任务书 ..................................................................... 错误!未定义书签。第1章课程设计任务说明 ................................... 错误!未定义书签。 1.1 课题简介........................................................ 错误!未定义书签。 1.2 系统总体方案设计概述................................ 错误!未定义书签。第2章课程设计任务分析 ................................... 错误!未定义书签。 2.1 设备机构组成分析........................................ 错误!未定义书签。 2.2 设备工作过程分析........................................ 错误!未定义书签。第3章控制方案设计 ........................................... 错误!未定义书签。 3.1 总体方案设计................................................ 错误!未定义书签。 3.2 电气系统设计 (4) 3.3 电气控制系统设计 (4) 3.3.1 系统控制与信号分析 (4) 3.3.2 I/O分配表 (5) 3.3.3 I/O端子接线图 (6) 第4章控制流程分析 (7) 4.1 功能图 (7) 4.2 梯形图 (8) 4.3 语句表 (11) 课程设计心得 (14) 参考文献 (15)

三工位回转台说明书

题目: 数控旋转工作台设计 学院:机械与汽车工程学院 班级:机制111(专升本) 日期:2012.12.14 `

目录 目录 (2) 第1章概述 (3) 第2章机械系统方案 (4) 第3章三工位工作台机械设计 (5) 第4章PLC控制系统方案 (10) 第5章PLC控制系统设计 (12) 设计心得 (21) 参考文献 (22)

第1章概述 数控旋转台(三工位工作台)是由输送,钻孔,卸载三部分组成。工作台每旋转120°完成一个工位,循环运行。来实现工件的快速输送,钻孔,卸载的流水作业系统。 设计要求包括:三工位工作台是由输送、钻孔、卸载三部分组成。工作台每旋转120°完成一个工位,循环运行。工作台直径1000mm,最大轴向载荷Tmax=1000N (工件的夹紧、推进都是由液压系统构成) 传动部分,三工位工作台一般由原动机、传动装置和工作台组成,传动装置在原动机和工作台之间传递运动和动力,并可实现分度运动。在本课题中,原动机采用步进电机,工作台为T形槽工作台,传动装置由齿轮传动和蜗杆传动组成。 在本设计中,工件的夹紧,推进都是由液压系统构成。液压系统是以流体为介质,来实现能量的转换,传递及控制。它由若干基本回路组成传递系统,来进行工件的推进,推出及夹紧。以液体为介质的液压系统具有无级调速和传动平稳的优点,通过与PLC的连接,能顺利完成本设计的各项指定动作。 在控制电路的选择上,选择三菱PLC,随着科学技术的不断更新,继电器控制已逐渐背PLC控制代替。它不仅能减低能耗,节约能源,而且大大的提高了工作效率。本次课程设计使用了FX2N系列机型,来完成工作台的流程控制。 最后期望效果,既达到120°的旋转后,三工位同时运动,完成后再次旋转120°,循环往复,直到按下停止按钮后结束。

回转工作台设计

回转工作台设计说明书 论文题目四工位回转工作台设计 学院机械工程学院 学号 姓名何凯星 教师杨岩 2014年1月

摘要 本次课程设计的题目是回转工作台设计。通过对回转工作台的设计,使大学生在步入社会之前,不仅能够设计出数控回转工作台,而且能够掌握机械设计的方法和步骤。本课题研究的主要内容包括:确定回转工作台的传动方案;驱动力计算及其他相关计算;步进电机的选型;零件设计;零件图的绘制与三维模型建立;绘制装配图及运动仿真。 对于回转工作台的设计,首先,进行总体方案设计,传动方案采用齿不完全轮传动、槽轮传动或者直接采用步进电机实现分度;然后进行各零件的设计与校核;偏心轮与机架采用螺钉连接固定不动;工作台的平衡通过止推轴承来保证;采用直线导轨以实现夹紧与工件的定出;直线导轨端部用滚动轴承;工作太平面上设计了圆孔;最后,对各零件进行装配。 关键词:回转工作台;步进电机;直线导轨;滚动轴承;建模 目录 一、课程设计任务书 1、概述 (3) 2、回转工作台设计要求 (3) 3、设计任务 (5) 二、设计步骤 1、夹紧机构的设计 (5) 2、定位装置的设计 (6) 3、偏心轮设计 (7) 4、直线导轨的选型 (8)

5、轴承的选择 (8) 6、转动圆盘的设计 (8) 7、装配图 (9) 8、零件图的绘制 (10) 三、心得体会 (13) 四、参考文献 (15) 一、课程设计任务书 1、概述 回转工作台是检测仪器的主体部件,同时,它也是诸多设备如万能工具显微镜、坐标测量机、坐标镗、铣、磨、加工中心等重要部件或附件。 检测仪主要由一个四工位回转工作台和一个显微镜组成。显微镜固定在机架上部的竖直杆上,回转工作台主要由回转平台、回转台主轴及夹紧定位装置组成。工作台水平安置,台上装夹加工对象,回转运动由步进电机直接驱动。传动部分要能自锁,消除侧隙以保证精度要求,并有一定的传动精度和刚度,工作台上亦要有圆孔,以减轻工作台质量及材料成本。 2、回转工作台设计要求 1、性能参数 (1)主参数 工件质量:小于10g。 工件为塑料。

最新500X500方台面数控回转工作台设计汇总

500X500方台面数控回转工作台设计

(500X500)方台面数控回转工作台设计 绪论 毕业设计主要是培养学生综合应用所学专业的基础理论、基本技能和专业知识的能力,培养学生建立正确的设计思想,掌握工程设计的一般程序、规范和方法。而高职类学生更应侧重于从生产的第一线获得生产实际知识和技能,获得工程技术经用性岗位的基本训练,通过毕业设计,可树立正确的生产观点、经济观点和全局观点,实现由学生向工程技术人员的过渡。 使学生进一步巩固和加深对所学的知识,使之系统化、综合化。 培养学生独立工作、独立思考和综合运用所学知识的技能,提高 解决本专业范围内的一般工程技术问题的能力,从而扩大、深化所学的专业知识和技能。 培养学生的设计计算、工程绘图、实验研究、数据处理、查阅文献、外文资料的阅读与翻译、计算机应用、文字表达等基本工作实践能力,使学生初步掌握科学研究的基本方法和思路。 使学生学会初步掌握解决工程技术问题的正确指导思想、方法手段,树立做事严谨、严肃认真、一丝不苟、实事求是、刻苦钻研、勇于探索、具有创新意识和团结协作的工作作风。 本次毕业设计主要是解决数控回转工作台的工作原理和机械机构的设计与计算部分,设计思路是先原理后结构,先整体后局部。

目前数控回转工作台已广泛应用于数控机床和加工中心上,它的总的发展趋势是: 1.在规格上将向两头延伸,即开发小型和大型转台; 2.在性能上将研制以钢为材料的蜗轮,大幅度提高工作台转速和转台的承载能力; 3.在形式上继续研制两轴联动和多轴并联回转的数控转台。 数控转台的市场分析:随着我国制造业的发展,加工中心将会越来越多地被要求配备第四轴或第五轴,以扩大加工范围。估计近几年要求配备数控转台的加工中心将会达到每年600台左右。 预计未来5年,虽然某些行业由于产能过剩、受到宏观调控的影响而继续保持着较低的行业景气度外,部分装备制造业将有望保持较高的增长率,特别是那些国家产业政策鼓励振兴和发展的装备子行业。作为装备制造业的母机,普通加工机床将获得年均15%-20%左右的稳定增长。 第一章数控回转工作台的原理与应用

数控回转工作台

摘要 数控车床今后将向中高挡发展,中档采用普及型数控刀架配套,高档采用动 力型刀架,兼有液压刀架、伺服刀架、立式刀架等品种,预计近年来对数控刀架 需求量将大大增加。但是数控回转工作台更有发展前途,它是一种可以实现圆周进 给和分度运动的工作台,它常被使用于卧式的镗床和加工中心上,可提高加工效率,完成更多的工艺,它主要由原动力、齿轮传动、蜗杆传动、工作台等部分组成,并可进行间隙消除和蜗轮加紧,是一种很实用的加工工具。本课题主要介绍 了它的原理和机械结构的设计,并对以上部分运用AUTOCAD做图,最后是对数控回 转工作台提出的一点建议。 关键词:数控回转工作台齿轮传动蜗杆传动间隙消除蜗轮加紧 目录 绪论 (3) 第一章:数控回转工作台的原理与应用 (4) 1.1 数控回转工作的原理 (4) 1.2 设计准则 (5) 1.3 主要技术参数 (5) 第二章:数控回转工作台的结构设计 (6) 2.1 传动方案的确定 (6) 2.2齿轮传动的设计 (7) 2.3 电液脉冲马达的选择及运动参数的计算 (9) 2.4 蜗轮及蜗杆的选用与校核 (10) 2.5 蜗杆与蜗轮的主要参数与几何尺寸 (12) 2.6 轴的校核与计算 (13) 2.7 弯矩组合图 (14) 2.8 根据最大危险截面处的扭矩确定最小轴径 (14) 2.9 齿轮上键的选择及校核 (15) 2.10 轴承的选用 (15) 第三章数控技术发展趋势 (16) 3.1 性能发展方向 (16) 3.2 功能发展方向 (17)

3.3 体系结构的发展 (18) 3.4 智能化新一代PCNC数控系统 (19) 第四章总结 (19) 致 (20) 参考文献 (20) 绪论 毕业设计主要是培养学生综合应用所学专业的基础理论、基本技能和专业知 识的能力,培养学生建立正确的设计思想,掌握工程设计的一般程序、规和方法。 而高职类学生更应侧重于从生产的第一线获得生产实际知识和技能,获得工程技 术经用性岗位的基本训练,通过毕业设计,可树立正确的生产观点、经济观点和 全局观点,实现由学生向工程技术人员的过渡。 使学生进一步巩固和加深对所学的知识,使之系统化、综合化。 培养学生独立工作、独立思考和综合运用所学知识的技能,提高 解决本专业围的一般工程技术问题的能力,从而扩大、深化所学的专业知识和技能。 培养学生的设计计算、工程绘图、实验研究、数据处理、查阅文献、外文资 料的阅读与翻译、计算机应用、文字表达等基本工作实践能力,使学生初步掌握 科学研究的基本方法和思路。 使学生学会初步掌握解决工程技术问题的正确指导思想、方法手段,树立做 事严谨、严肃认真、一丝不苟、实事、刻苦钻研、勇于探索、具有创新意识和团 结协作的工作作风。 本次毕业设计主要是解决数控回转工作台的工作原理和机械机构的设计与计 算部分,设计思路是先原理后结构,先整体后局部。 目前数控回转工作台已广泛应用于数控机床和加工中心上,它的总的发展趋势是: 1.在规格上将向两头延伸,即开发小型和大型转台; 2.在性能上将研制以钢为材料的蜗轮,大幅度提高工作台转速和转台的承 载能力; 3.在形式上继续研制两轴联动和多轴并联回转的数控转台。 数控转台的市场分析:随着我国制造业的发展,加工中心将会越来越多地被要求 配备第四轴或第五轴,以扩大加工围。估计近几年要求配备数控转台的加工中心 将会达到每年600台左右。 预计未来5年,虽然某些行业由于产能过剩、受到宏观调控的影响而继续保 持着较低的行业景气度外,部分装备制造业将有望保持较高的增长率,特别是那 些国家产业政策鼓励振兴和发展的装备子行业。作为装备制造业的母机,普通加 工机床将获得年均15%-20%左右的稳定增长

本科毕业设计---高精度摆动式回转工作台的设计

上海电机学院继续教育学院毕业设计(论文) 高精度摆动式回转工作台的设计The design of high-precision Swing rotary table 作者姓名:龚英 专业:机械设计制造及其自动化 学号:成125315 指导教师:张元生、宋宏潮 完成日期:2014.11.30 上海电机学院继续教育学院

上海电机学院继续教育学院毕业设计(论文) 摘要 随着球形零件在机械行业中应用的比例越来越大,由此对加工球面的回转工作台的要求也越来越多,越来越严格。采用球面磨床能精密磨削加工球面体零件,其回转工作台是金属切削加工中用于精密定位的装置,操作人员能够在保持精度的情况下加工零件。有一些回转工作台允许使用分度装置的分度操作,也有些可以根据加工情况,采用回转工作台上的分度头来分度。但是整体来说,普通回转工作台精度不高,适用范围小,一般只能加工二维面,如加工圆柱面、腰形孔。 本次设计的高精度摆动式工作台是一种精密机械,可以将工件定位其上(T型槽一般被用于工作台上)。不同于普通工作台,高精度摆动式工作台主要用于三维面的加工,它主要是为加工超硬球面而设计的,解决了普通回转工作台精度不高,适用范围小的缺点,能够加工出高精度、超硬度的球面。高精度摆动式回转工作台可以自由旋转及摆动,高精度回转工作台的转动是由蜗轮驱动的,蜗杆蜗轮不仅用于传动还用于分度。它的进给、分度转位都是由给定的指令进行控制的。工作台的摆动是由减速器带动的齿轮传递到摇臂而摇臂带动工作台的摆动。 关键词:蜗杆蜗轮;摆动机构;球面加工

高精度摆动式回转工作台的设计 The design of high-precision Swing rotary table Abstract As the proportion of spherical parts in the machinery industry applications is growing, thereby spherical rotary table processing requirements have become more and more and more stringent. Using spherical grinder can precision grinding spherical body parts, which rotary table is a device used for metal cutting precision positioning, the operator can be processed while maintaining the accuracy of parts. Some allow the use of indexing rotary table indexing device operation, but some can be processed according to the situation, the use of indexing the rotary indexing head workbench. But overall, the general is not high precision rotary table, a small scope, generally only processing two-dimensional surface, such as machining cylindrical surface, kidney-shaped holes. The design of high-precision Swing rotary table is a precision machine table,the workpiece can be positioned on (T-slot table is generally used). Unlike ordinary table, the table is mainly used for high-precision machining swinging three-dimensional surface, it is primarily designed for the processing of super-hard sphere, the solution to a common high precision rotary table, the small scope of the shortcomings can be processed high-precision, ultra-hard sphere. High-precision rotary table can swing freely rotate and swing, turn-precision rotary table is driven by a worm gear, worm gear is also used not only for indexing. It feed indexing bits are transferred by a given control instruction. Swing table is delivered by a gear reducer drive to drive the swing arm and rocker table. Key Words:Worm;Swing Mechanism;Spherical processing - II -

(600×600)方台面数控回转工作台设计

X-Y数控工作台设计 学生: 学号: 专业: 班级: 指导教师:

(600×600)方台面数控回转工作台设计 一、设计的目的 《数控机床》课程设计是一个重要的实践性教学环节,要求学生综合的运用所学的理论知识,独立进行的设计训练,主要目的: 1、通过设计,使学生全面地、系统地了解和掌握数控机床的基本组成及其思想 知识,学习总体的方案拟定、分析与比较的方法。 2、通过对机械系统的设计,掌握几种典型传动元件与导向元件的工作原理、设 计计算及选用的方式 3、通过对机械系统的设计,掌握常用伺服电机的工作原理、计算控制方法与控 制驱动方式 4、培养学生独立分析问题和解决问题的能力,学习并树立“系统设计”的思想 5、锻炼提高学生应用手册和标准、查阅文献资料及撰写科技论文的能力 二、设计任务 设计X-Y数控工作台,主要参数如下: 设计一台数控回转工作台并开发其控制、驱动系统,工作台台面600×600mm,分辨率为δ=5分/step,承受最大载荷Tmax=1800Nm。 三、设计主要步骤 1、确定设计总方案 ⑴、机械传动部件的选择 ①、丝杠螺母副的选择 步进电动机的旋转运动需要通过丝杠螺母副转换成直线运动,需要满足初选0.005mm脉冲当量,因为定位精度±0.01mm,对于机械传动要有一定的精度损失,大约是1/3-1/2的定位精度,现取为1/2,滑动丝杠副无法做到,只有选用滚珠丝杆副才能达到要求,滚珠丝杆副的传动精度高、动态响应快、运转平稳、寿命长、效率高、预紧后可消除反向间隙。 同时选用内循环的形式,因为这样摩擦损失小,传动效率高,且径向尺寸结构紧凑,轴向刚度高。 由于定位精度不高,故选择的调隙方式是垫片调隙式,这种调隙方式结构简单,刚性好,

3工位旋转工作台

3工位旋转工作台设计方案 第1章引言 随着科学技术的不断发展,机械加工的方法和手段也逐渐变得丰富起来,各种先进技术被人们引入机械行业中来形成各种新兴学科,机电一体化就是其中一门。机电一体化是以电子技术特别是微电子技术为主导、多种新兴技术与机械技术交叉、融合而成的综合性高技术,是机械与电子的有机结合产物。其目的是不断提高劳动生产率,减轻人们的体力劳动,逐步代替部分脑力劳动。机械一体化的机械加工比传统机械加工有很大的优越性。在本课题中,机电一体化的好处显得尤为突出。 三工位工作台旋转机床设备在机加工等自动化机床设备中得到广泛引用,通过控制工作台旋转,可以实现在加工过程中同时完成上料和卸料工作,并能实现流水作业,大大提高了工作效率,降低工人劳动强度。若在上料和卸料工位设计合适的机械手,则可实现无人上料和卸料工作。 PLC的处理器速度和功能在不断增加,已发展成具有逻辑控制功能过程控制功能运动控制功能、数据处理功能、联网通信功能等的多功能控制器,加上它的价格低廉、操作简便、改变功能灵活易用、维护工作量小等优势,使PLC在工业生产过程自动化中获得广泛应用。 目前PLC已经在工业生产过程中得到广泛应用,它具有结构简单易于编程、性能优越、可靠性能高、维修方便和使用方便的一系列优点。根据课程设计要求,以西门子S7-200系列PLC来实现控制钻床三工位工作台旋转控制设计。 钻床加工三工位工作台是由送料、钻孔、卸载三部分组成。工作台每旋转120°完成一个工位,循环运行。来实现工件的快速送料、钻孔、卸载的流水作业系统。

第2章设计方案 2.1总体方案说明 从我们入大学开始接触机械设计开始起,老师就教导我们任何设计都要先从整体上对要做的设计容要构想一下。只有对整体设计做出全局的把握,设计才会有所针对。拿到课程设计题目后,我并没有直接进入主题开始着手设计,而是逐步先将设计要求研究了一遍,认真对设计思路做了一个规划然后才开始了设计。 2.1.1 控制要求 (1)用选择开关来决定控制系统的全自动、半自动运行和手动调整方式。 (2)手动调整采用按钮点动的控制方式。包括上料进、退操作、工件夹紧、放松操作,钻头下降、上升操作,卸料进、退操作,工作台旋转操作。 (3)系统处于半自动工作方式时,每执行完成一个工作循环,用一个启动按钮来控制进入下一次循环。 (4)系统处于全自动运行方式时,可实现自动往复地循环执行。 (5)上料器、夹紧装置、卸料器、钻头上下运动由液压缸驱动。夹紧力由压力继电器检测控制。钻头旋转、工作台旋转由电动机驱动。 2.1.2 制定控制方案 (1)用选择开关来决定控制系统的全自动、半自动运行和手动调整方式。 (2)手动调整采用按钮点动的控制方式。 (3)系统处于半自动工作方式时,每执行完成一个工作循环,用一个启动按钮来控制进入下一次循环。 (4)系统处于全自动运行方式时,可实现自动往复地循环执行‘ (5)系统运动不很复杂,采用三台电动机:主动电动机、液压电动机和工作台旋转电动机。除了主轴转动和工作台旋转用电动机拖动外,其他所有所有运动都可以采用液压传动。 (6)对于部分与顺序控制和工作循环过程无关的主零部件和控制部件,采用进入PLC的控制方式以达到方便控制。 2.2控制方式选择 三工位旋转工作台控制系统的设计任务主要由两大部分,其中最主要的就是运输小车的PLC梯形图设计,也就是程序设计;其次是液压控制原理图的设计。 三工位旋转工作台控制系统在很大程度上是利用继电器实现的,而最初的PLC就已

回转工作台液压系统设计

1 前言 1.1选题的背景与意义 随着科学技术的进步与发展,数控机床和加工中心的应用已日趋普及,数控机床正朝着高速、高精度多轴联动数控机床的方向发展,国际上把多轴联动数控技术作为一个国家生产设备自动化水平的标志。其中高精度数控联动回转工作台是多轴联动数控机床关键部件之一。因此高精度多轴数控回转工作台结构技术的研究是各国研究竞争的重点 回转工作台是数控铣床、复合磨床、数控滚齿机、数控镗床、立式(卧式)加工中心等数控机床的必备部件之一,它可以作为半自动精密铣床、镗床或其它机床的主要附件。与伺服电机或单坐标数控系统配套,可完成一个或两个回转坐标的任意角度或连续分度工作。与机床系统的多轴联动可完成各种复杂零件的曲线加工。回转工作台的使用降低了工人的劳动强度,提高了生产效率,从而大大提高企业的经济效益。因此回转工作台得到了广泛且普遍的使用。同时回转工作台的研究也是企业竞争核心。 液压系统具有功率大、体积小、重量轻、响应快、精度高及抗负载刚性大等优点,使得它被广泛地应用于组合机床及其自动线中,以实现工作台(液压滑台,回转工作台)的进给、回转及工件的定位、夹紧、运输(上升、下降、翻转、输送)等动作。所以液压回转工作台广泛应用于各种机床和工程机械中,例如数控机床、专用机床、组合机床、挖掘机等。液压系统在各类设备和系统中往往处于控制和动力传输的重要核心地位。本文主要阐述了回转工作台的液压系统泵站的设计过程。[1] 1.2液压技术的特点 液压系统是将液压油的压力能转化为机械能来做功,其传动有如下特点: 1.优点: (1)液压传动有很大的调速范围,并且可以实现无级变速。 (2)液压传动装置的体积相对而言较小,而且惯性小,能够传递较大的力或转矩。 (3)液压传动工作相对平稳,反应速度快,冲击力量小,能够快速启动,快速停止,和快速换向。 (4)液压系统的控制调节简单,易于实现机电一体化。

数控回转工作台的的设计

《机电一体化系统设计》 课程设计说明书题目数控回转工作台的设计 机械工程学院 机械电子工程专业机电1302班201302170225号学生姓名肖鹏飞. 指导教师刘军安陈小异. 完成日期 2016年12月09日. 湖南工程学院机械工程系

湖南工程学院 课程设计(论文)任务书 设计题目:数控回转工作台机电系统设计 姓名:肖鹏飞系别:机械工程专业:机械电子工程班级:1302学号25 指导老师: 刘军安陈小异教研室主任谭季秋 一、设计要求及任务 1.设计任务 (1)总体设计 (2)机械系统的设计与计算; (3)控制系统设计:采用51单片机或FX2N PLC控制,步进电机驱动,转角输入与显示; (4)编写设计说明书。 2.设计要求 (1)正反旋转,回转角度0~360o;最大回转半径100mm,最 大承载重量20kg;工作台输出精度2mrad,具备自锁功能; (2)机械部分:A1装配图1张; (3)控制部分:硬件设计,程序设计。 二、进度安排及完成时间 1.设计时间:三周,2015年12月14日至2016年01月1日。 2.进度安排 第一周:布置设计任务,查阅资料,熟悉设计要求及任务,提出设计方案,进行设计。第二、三周:整理资料,撰写设计说明书,上交设计图纸、说明书(要求手写稿)。

组员任务胡增伟说明书排版、总结、查阅资料、任务分工曾宪机械部分计算、零件图、装配图 庞雨楠机械部分计算以及部分零件图 肖鹏飞控制部分系统设计 黄道福控制部分编程

目录 绪论 (5) 第一章数控回转工作台的原理与应用 (6) 1.1数控回转工作台 (6) 1.2 设计准则 (7) 1.3 主要技术参数 (7) 1.4 本章小结 (7) 第二章数控回转工作台的部分原理及结构设计 (8) 2.1 步进电机的原理 (8) 2.2 传动方案传动时应满足的要求 (8) 2.3 电液脉冲马达的选择及运动参数的计算 (9) 2.4 轴承的选用 (9) 2.5 轴承的游隙及轴上零件的调配 (10) 2.6滚动轴承的配合 (10) 2.7 滚动轴承的润滑 (10) 第三章控制系统设计 (11) 3.1 系统方案设计构成 (11) 3.2 单片机 (11) 3.3 光电耦合 (13) 3.4 环形分配器 (14) 3.5 功率放大器 (16) 3.6 程序 (17) 总结 (21)

三工位旋转工作台

目录之中。 机电工程学院 课程设计说明书 设计题目: 三工位旋转工作台 控制系统设计 学生姓名: 学号: 20094805 专业班级:机制F09 指导教师: 2012 年12 月12 日

内容摘要 本课题中三工位旋转工作台是钻孔加工中在工作台三个不同工位分别同时完成上料、钻孔、卸料等工艺过程的工艺技术,这大大提高了机械加工的效率。但是新的问题接踵而至:三个工位同时动作就要要求操作工人完成上料、装夹工件、钻孔、卸工件。这样高强度的工作工人是否能承受的了,怎样降低工人的劳动强度呢?提高自动化程度就成了我们面临的首要课题。 随着科技的发展,继电器控制已经逐步被可编程控制器(PLC)控制所代替。PLC是以计算机技术为核心的通用自动化控制装置,它的功能性强,可靠性高,编程简单,使用方便,体积小巧,近年来在工业生产中得到了广泛的应用,被誉为当代工业自动化主要支柱之一。 在PLC的支持下,怎样实现操作流程的自动化这个问题迎刃而解。于是在机加工过程中我们可以选择各种控制机制去简化工人操作以及降低工人劳动强度、提高效率等。 关键词:三工位旋转工作台;可编程控制器;提高效率;自动化

目录 第1章前言 (1) 第2章总体方案设计 (2) 2.1方案说明 (2) 2.1.1控制要求 (2) 2.1.2制定控制方案 (2) 2.2 控制方式选择 (2) 第3章 PLC控制系统设计 (4) 3.1 工作台动作特性 (4) 3.2液压控制部分的设计 (4) 3.3 系统控制流程图 (5) 3.4 选择PLC类型 (7) 3.5 I/O地址分配 (7) 3.6 I/O接线图 (9) 3.7控制程序设计 (10) 3.8控制程序语句表 (15) 3.9调试程序 (19) 结论 (22) 设计总结 (23) 谢辞 (24) 参考文献 (25)

数控回转工作台结构设计

数控回转工作台结构设计 摘要数控车床今后将向中高挡发展,中档采用普及型数控刀架配套,高档采用动力型刀架,兼有液压刀架、伺服刀架、立式刀架等品种,预计近年来对数控刀架需求量将大大增加。但是数控回转工作台更有发展前途它是一种可以实现圆周进给和分度运动的工作台,它常被使用于卧式的镗床和加工中心上,可提高加工效率,完成更多的工艺,它主要由原动力、齿轮传动、蜗杆传动、工作台等部分组成,并可进行间隙消除和蜗轮加紧,是一种很实用的加工工具。本课题主要介绍了它的原理和机械结构的设计,并对以上部分运用AUTOCAD做图最后是对数控回转工作台提出的一点建议。关键词:数控回转工作台齿轮传动蜗杆传动间隙消除蜗轮加紧谢谢朋友对我文章的赏识,充值后就可以下载说明书,我这里还有一个压缩包,里面有相应的 word 说明书(附带:外文翻译)和 CAD 图纸。需要压缩包的朋友请联系 QQ 客服:1459919609。下载后我可以将压缩包免费送给你。需要其他!设计题目直接联系!! AbstractNumerical control there is in the future lathe to in will develop the middle-gradeto adopt popular numerical control knife rest form a complete set adopt the motiveforce type knife rest top-grandly have such varieties as knife rest of hydraulicpressure servo knife rest vertical

六工位回转工作台设计

摘要 多工位回转工作台式组合机床为广东省东莞力达公司(美国通用电气公司)专门设计制造的,用于加工电机前后端盖六工位回转工作台式组合机床。在本机床完成上料、粗镗、钻孔、攻丝、精镗止口、下料六工序,生产节拍 20 秒钟。 该六工位回转工作台是采用了比较简单的换位斜板和转向盘来实现转位和定位,换位斜板与燕尾形导轨的滑块相连,用气缸推动,换位斜板只能沿导轨作直线运动。 换位斜板是一块多边形,在转向盘底下均匀地分布着一些圆柱定位销,其数量等于分度工位数。当拟制活塞推动斜板向前移动时,斜板的一边推动着定位销,使转向盘回转。转到极限位置时,压缩气体进入拟制的另一腔,使活塞杆带动斜板向后退回。 六工位回转工作是该机床的重要组成之一,它对工件的加工精度有直接的影响。主要是它的定位精度对工件精度影响很大。还有是否有可靠的固定,使加工时工作台能平稳。工作台旋转的快慢,影响机床的工作效率。冲击的大小又直接影响产生的噪音。所以在设计过程中,即要考虑机床的工作效率,准确的工作定位,冲击又不能太大,以免产生太大噪音,影响居民的工作和休息。 关键词: 多工位; 回转工作台; 换位斜板

Abstract Six-Position Rotary Table Machine Tool for the power of the company in Dongguan, Guangdong Province (GE) designed and manufactured specifically for the processing of motor cover six stations around the Rotary Table Machine Tool. In this machine to complete the material, rough boring, drilling, tapping, fine boring only the mouth, cutting six processes, production beat 20 seconds. The six-position rotary table is to use a relatively simple transposition to achieve the ramp and turn the steering wheel position and orientation, with the dovetail-shaped ramp transposition slider rail connected with the cylinder drive, transposition ramp only to a straight line along the rail. Transposition ramp is a polygon, evenly distributed under the steering wheel a number of cylindrical pins, and their number is equal to the median dividing work. When drawing up the piston moves forward to promote the ramp, the ramp side of the driving pins, turn the steering wheel. Go to the limit position, compressed gas into the fiction of the other chamber, the piston rod to drive ramp backwards return. Six-position rotary work is an important component of the machine, the precision of its parts has a direct impact. It is mainly the positioning accuracy of a great impact on the accuracy of the workpiece. There is a reliable fixed, so that processing can smooth table. Table rotation speed, affecting the efficiency of the machine. The size of the impact of a direct impact on noise. So in the design process, that is, to consider the efficiency of the machine, accurate work positioning, impact and can not be too much, to avoid too much noise, the residents work and rest. Keywords:Six-station; Rotary table; Transposition ramp

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