多工位组合钻床的夹具设计及PLC控制

发布时间：2017-09-02 08:29

  本文关键词：多工位组合钻床的夹具设计及PLC控制

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【摘要】：随着工业4.0的到来，自动化水平和智能化水平越来越高。作为国民经济支柱产业的汽车工业，是先进技术的标杆，然而中国只是汽车制造业大国，不是强国，缺乏自主知识产权和创新能力，为此发展先进制造技术是适应国家对产业转型升级新常态的要求，是新一代汽车人的梦想。汽车零部件产业是汽车工业链条中的重要组成部分，为汽车整车厂提供标准化、通用化、系列化的组件。 论文研究对象是康明斯摇臂轴，来源于汽车零部件工厂。目前，摇臂轴处于小批量供货状态，生产效率低，加工成本高。为了解决这些问题，，试图设计一台基于PLC控制的组合钻床来克服这些问题。 首先，分析老的加工工艺，找到工时消耗多，加工成本高的工序，拟定出组合钻床需要加工的工序。然后，设计出专用夹具，起到对工件定位准确，夹紧可靠；再设计上料机构、弹料机构，满足工件在无人搬卸下，可以自动的进行上料、弹料动作。最后通过分析组合机床的控制要求，选取动力头、数控回转工作台、执行气缸、传感器、电磁阀，制定I/O点表，设计出符合要求的PLC控制系统。PLC控制组合机床自动上料、夹紧、加工，当加工完成一道工序之后，控制回转工作台分度，转位到下一工位，再完成下一工序的加工，直到所有工序加工完成之后，弹出工件。组合机床有7个动力头，10套夹具可以同时对7个工位的加工。PLC的工作方式分为手动工作方式、自动工作方式和回原点工作方式。在手动工作方式下可以对机床进行调试。在机床各项指标合格后，自动工作方式下可以实现节拍生产，周期动作。回原点工作方式为自动工作方式提供初始化条件。 论文通过对多工位组合钻床的夹具设计及PLC控制的研究，论证了PLC先进控制技术在组合机床中的可行性，能够实现自动生产，解决工厂生产效率低，加工成本高的问题。
【关键词】：工业4.0 组合钻床 多工位 专用夹具设计 PLC控制技术
【学位授予单位】：辽宁工业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TG751.2;TG527
【目录】：

• 摘要5-6
• Abstract6-9
• 1 绪论9-16
• 1.1 引言9
• 1.2 课题研究背景9-12
• 1.2.1 组合机床简介9-10
• 1.2.2 组合机床发展趋势10
• 1.2.3 PLC 简介10-12
• 1.2.4 PLC 发展趋势12
• 1.3 课题来源与研究内容12-15
• 1.3.1 课题来源12-14
• 1.3.2 课题研究内容14-15
• 1.4 课题研究的意义15-16
• 2 组合钻床的加工工序拟定16-22
• 2.1 摇臂轴老工艺分析16-17
• 2.2 多工位组合钻床的加工工序17-21
• 2.3 本章小结21-22
• 3 组合钻床的辅件与夹具设计22-40
• 3.1 刀具22-23
• 3.2 动力部件23-29
• 3.2.1 气压式动力头的结构组成和工作原理23-26
• 3.2.2 根据切削用量选取电机功率26-29
• 3.3 数控回转工作台选取29-30
• 3.4 夹具设计30-39
• 3.4.1 组合钻床夹具的组成和作用30-32
• 3.4.2 机床夹具在机械加工中的作用32
• 3.4.3 摇臂轴的定位原理32-33
• 3.4.4 多工位组合钻床的夹具设计33-39
• 3.5 本章小结39-40
• 4 组合机床的 PLC 控制40-66
• 4.1 概述40
• 4.2 组合机床的控制要求40-42
• 4.2.1 运动分析40-41
• 4.2.2 控制要求41-42
• 4.3 运动控制系统42-46
• 4.3.1 交流伺服电机与驱动器43-46
• 4.4 电气系统的硬件46-48
• 4.4.1 传感器46-47
• 4.4.2 气缸与电磁阀47-48
• 4.5 组合钻床的控制程序设计48-65
• 4.5.1 PLC 工作原理48
• 4.5.2 PLC 与编程软件的选取48-49
• 4.5.3 PLC 的工作方式49-50
• 4.5.4 系统 I/O 地址分配50-51
• 4.5.5 PLC 控制程序设计与分析51-65
• 4.6 本章小结65-66
• 5 结论66-67
• 参考文献67-69
• 致谢69

【参考文献】

中国期刊全文数据库 前6条

1 李卫新;张晓辉;;PLC控制系统在多工位组合机床中的应用[J];轻工科技;2012年06期

2 谢红,高健;夹具式数控回转工作台的设计[J];机床与液压;2001年06期

3 叶晓光;;PLC在组合机床的控制应用探讨[J];制造业自动化;2011年20期

4 张硕生;王海军;;基于PLC的自动钻床控制系统设计[J];机电工程技术;2006年09期

5 姜帆;杨振宇;何佳兵;;自动化装配设备的总体设计[J];机电工程技术;2011年07期

6 王喜文;;工业4.0:智能工业[J];物联网技术;2013年12期

本文编号：777479