合金棒材端面定位孔成形专用设备的控制系统研究

摘要

随着我国经济的飞速发展，工业领域也发生了空前的巨变，对产品质量和加工效率的要求越来越严格，代替人工的自动化设备有了良好的发展空间，尤其是非标类的自动化设备更是工业发展中必不可少的产物。
　　本论文中的设备——合金棒材端面定位孔成形专用设备是厦门钨业股份有限公司技术中心研发的，该设备应用于硬质合金预烧坯棒材两个端面定位孔的加工，其研发的目的是提高合金预烧坯加工的精确性与高效性。该设备采用“棒材转动，两端顶尖同时进给”的加工方式，能够比较好的保证预烧坯的加工品质。该设备是自主研发的，在国内外没有同样的设备，在行业中属于首创，属于非标类设备。
　　合金棒材端面定位孔成形专用设备由两个大的部分组成:机械部分和电气控制部分。机械部分主要包括:1、自制电缸，自主研发适合该设备的专用取送料机械手;2、保证高加工精度的双顶针进给方式的工作头;3、外形美观的没备外罩。电气控制部分主要包括:1、基于德国beckhoof技术TwinCAT软PLC平台NCI数控系统开发的控制系统;2、基于Windows XP系统利用VC＃开发人机交互HMI;3、采用EtherCAT高速以太网通信的方式控制伺服电机实现多轴运动控制。
　　本论文主要对该设备的电气控制部分进行设计和研究。主要完成的工作内容:第1章绪论介绍合金棒材端面定位孔成形专用设备的立项背景、设备的机械部分组成和主要机械机构的功能、设备的工作过程、设备投产后要达到的技术标准和要求;第2章从电气控制的角度研究设备，确定出合金棒材端面定位孔成形专用设备电气控制部分的设计方案;从第3章开始，按照研发设备的流程完成以下内容:电气原理设计和硬件选型——设计控制软件框架和编写控制程序——绘制人机界面并编写上下位机交互程序——设备整机调试——设备投产使用。

目录

声明

摘要

第1章 绪论

1．1 设备的立项背景

1．2 设备组成和功能介绍

1．3 设备工作过程概述

1．4 技术要求

第2章 定位孔专机控制系统方案设计

2．1 系统功能要求

2．2 控制系统组成

2．2．1 控制核心PLC

2．2．2 人机界面HMI

2．2．3 运动控制

2．2．4 模拟量控制

2．3 系统的关键技术

2．3．1 德国beckhoof软PLC技术

2．3．2 EtherCAT高速以太网通信技术

第3章 定位孔专机电气控制原理设计

3．1 设备电气原理图设计

3．2 主要电气元件选型

第4章 定位孔专机控制程序

4．1 程序框架设计

4．2 功能化模块设计

4．2．1 手动控制功能模块

4．2．2 自动控制功能模块

4．2．3 运动控制功能模块

第5章 定位孔专机人机界面

5．1 人机界面框架设计

5．2 功能化界面设计

5．2．1 开机界面

5．2．2 手动控制界面

5．2．3 自动控制界面

5．2．4 参数设置界面

5．2．5 报警界面

第6章 设备整机调试

6．1 设备送电

6．2 设备I／O测试

6．3 伺服电机调试

6．4 变频器调试

6．5 设备手动控制试运行

6．6 设备自动空跑试运行

6．7 设备整机自动运行

第7章 结论

7．1 产品数据分析

7．2 产品质量报告

总结与展望

参考文献

附录

致谢