MB4012木工四面刨床数控化改造设计与系统软件开发

发布时间：2017-10-19 20:16

  本文关键词：MB4012木工四面刨床数控化改造设计与系统软件开发

  更多相关文章： 四面刨床 数控化改造 可编程控制器 稳定性分析 软件设计

【摘要】：随着数控技术的不断发展,为了提高木材加工类企业的生产效率,木工机械的数控化改造正迫在眉睫,数控化改造是对普通的木工机械加上数控系统以满足数字化控制。数控木工机械相比于普通木工机械更能适应当前社会的发展要求,它生产效率提升、加工精度提高,所以对普通木工机械进行合理的数控化改造对企业来说意义重大。针对国内外对木工四面刨床的相关研究现状,并结合国内木工刨床生产型企业的相关需求,本课题以MB4012木工四面刨床为例,提出适合于普通木工四面刨床的数控化改造设计方案。根据木工四面刨床工艺要求,介绍其机械本体结构组成及改造后的机械结构,并重点对其刀架进给机构进行结构改造设计计算,同时对激光划线器组件进行设计,最后对导轨进行改造设计；针对四面刨床的加工需求,总体上设计一种基于PLC的专用型数控系统,并对数控系统中的左立轴刀架闭环控制系统进行数学建模,同时对其进行稳定性分析、时域分析和频域分析,从理论的角度分析刀架控制控制系统的性能。从实际出发,详细地设计一种专用型数控系统,在硬件方面对PLC、电机驱动器、光栅尺和人机界面进行了选型,分别设计数控系统的主电路、控制回路、配电电路、PLC外部接线电路和电气柜,并介绍PC机与PLC的通信方式；软件设计中整体地介绍了系统软件开发的过程、要求与流程图,并详细地对PLC程序进行梯形图设计,包括梯形图设计原则、系统控制原理等,之后提出一种基于VB的人机界面设计方式,包括VB编程设计过程和人机界面使用流程,最后对数控系统进行调试和试运行。与普通木工四面刨床相比,带有数控系统的四面刨床提高生产加工效率、减少人力的成本、提高刨床加工精度,不但增强了数控木工四面刨床在国内市场中的竞争力,而且提高了企业的经济效益。
【关键词】：四面刨床 数控化改造 可编程控制器 稳定性分析 软件设计
【学位授予单位】：东北林业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TG55
【目录】：

• 摘要4-5
• Abstract5-9
• 1 绪论9-14
• 1.1 引言9
• 1.2 国内外木工四面刨研究现状9-12
• 1.2.1 国外四面刨发展现状9-10
• 1.2.2 国内四面刨发展现状10-12
• 1.3 课题的选题背景和研究意义12-13
• 1.4 课题研究的主要内容13-14
• 2 木工四面刨床机械结构的数控化改造设计14-25
• 2.1 木工四面刨床机械部分的组成14-17
• 2.1.1 加工对象及产品要求分析14
• 2.1.2 木工四面刨床机械结构简介14-16
• 2.1.3 木工四面刨床的主要技术参数16-17
• 2.2 机床数控化对机械结构的要求17
• 2.3 木工四面刨床刀架进给机构的改造设计17-23
• 2.3.1 左立轴刀架进给机构的参数计算17-22
• 2.3.2 左立轴刀架进给机构的结构改造设计22-23
• 2.4 木工四面刨床激光划线装置组件的设计23-24
• 2.5 木工四面刨床导轨的改造设计24
• 2.6 本章小结24-25
• 3 木工四面刨床数控系统的总体设计与性能研究25-39
• 3.1 四面刨床数控系统的资源需求分析25-26
• 3.1.1 功能描述及分析25
• 3.1.2 资源需求统计25-26
• 3.2 数控系统的选择26-27
• 3.2.1 数控系统的分类26
• 3.2.2 MB4012四面刨床数控系统的选择26-27
• 3.3 四面刨床数控系统方案确定27-28
• 3.3.1 主控制器的选择27
• 3.3.2 刀架进给机构控制方式确定27-28
• 3.4 四面刨床数控系统总体设计28-30
• 3.5 刀架进给机构闭环控制系统数学模型建立30-34
• 3.5.1 建立数学模型的步骤30
• 3.5.2 刀架进给机构闭环控制的数学模型30-33
• 3.5.3 刀架闭环控制系统参数确定33-34
• 3.6 刀架进给机构闭环控制系统性能研究34-38
• 3.6.1 刀架控制系统稳定性分析34-35
• 3.6.2 刀架控制系统时域分析35-37
• 3.6.3 刀架控制系统频域分析37-38
• 3.7 本章小结38-39
• 4 木工四面刨床数控系统的设计39-49
• 4.1 数控系统主要元器件的选型39-43
• 4.1.1 PLC主控机选型39-40
• 4.1.2 HMI的选择40-41
• 4.1.3 驱动器的选型与设置41-42
• 4.1.4 位置测量装置的选择42-43
• 4.2 四面刨数控系统设计43-46
• 4.2.1 数控系统主电路设计43
• 4.2.2 数控系统配电电路设计43-44
• 4.2.3 数控系统控制回路设计44
• 4.2.4 PLC的总体外部接线设计44-46
• 4.2.5 PLC与光栅尺的连接46
• 4.3 电控柜设计46-47
• 4.3.1 电气元器件选择与接线46-47
• 4.3.2 电控柜设计47
• 4.4 PC机与PLC硬件接线47-48
• 4.5 本章小结48-49
• 5 木工四面刨床数控系统的软件设计与调试49-61
• 5.1 数控系统软件设计的过程49
• 5.2 数控系统软件设计的要求49-51
• 5.3 数控系统PLC控制流程图51
• 5.4 数控系统梯形图设计51-52
• 5.4.1 梯形图设计的原则51
• 5.4.2 数控系统的控制原理51-52
• 5.4.3 数控系统主要环节梯形图设计52
• 5.5 数控系统PC机人机界面设计52-57
• 5.5.1 VB人机界面设计过程53-54
• 5.5.2 四面刨床基于VB的人机界面设计54-57
• 5.6 四面刨床数控系统的调试57-60
• 5.6.1 数控系统检查57
• 5.6.2 步进电机驱动器的调试57-58
• 5.6.3 PLC的调试58-59
• 5.6.4 数控系统的试运行59-60
• 5.7 本章小结60-61
• 结论61-62
• 参考文献62-65
• 附录65-69
• 攻读学位期间发表的学术论文69-70
• 致谢70-71

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本文编号：1063097