毕业设计（论文）开题报告基于plc控制的数控钻床

1、本科学生毕业设计(论文)开 题 报 告系（分院）：机械与控制工程学院 课题名称：基于plc控制的数控钻床 专 业：机械设计制造及其自动化 班 级：机械07-1班 学生姓名： 指导教师： 日 期：2011年3月10日 1、选题依据和意义随着印制板工业的发展, 数控钻床几乎成了这项工业必不可少的加工设备。也就是说, 凡是生产量大, 精度要求高的印制板生产厂家,尤其是密度大、精度要求高的多层印制板生产厂家更需要使用数控钻床进行钻孔, 同时也使用数控铣床进行铣削外形。 六十年代初, 专门用于印制板生产的数控钻床在世界上初露头角。这个时期的数控钻床还处在初级阶段, 许多地方还没有脱离开金属切削机床的模式

2、。如我国七十年代初从瑞典进口的一一数控钻床就属于这一类。它们的大致情况是这样的底座和横梁均属钢结构, 整体稳定性较差, 台面定位驱动和z轴驱动一般为步进电机, 这样台面移动速度和钻孔速度就不高, 精度也比较差。控制装置很简单, 输入装置多为光电机和磁带机。存贮容量很小, 一般是都不能自动更换钻头。钻孔速度在一次每分。因驱动为步进马达, 所以整个系统多为开环系统。七十年代后期和整个八十年代, 数控钻床随着电子工业的迅速发展而突飞猛进地发展起来。给人们脱胎换骨的感觉。同为一个生产厂家生产的数控钻床, 八十年代的产品和七十年代初的产品相比, 却是完全两样的,看不到太多的继承性。这个时期世界上较为有名

3、的生产厂家有美国的公司、德国的公司、瑞士公司和意大利公司等。他们互相竞争, 不断改进产品, 拼命抢占市场。特别是改革开放后的中国这块大市场。从八三年到九三年, 中国共进口数控钻床多台, 其中美国公司约占一半。八十年代的数控钻床虽不能说已炉火纯青, 但已设计精良, 性能优越了。直至今日, 用于印制板钻孔的数控钻床又有了很大的进步。不过这种进步仅是在原来基础上的技术进步, 还谈不上是质的飞跃。但从这些技术上的进步已可看到数控钻床今后的发展趋势自动化程度越来越高, 将成为无人看管的生产机器。将来的数控钻床精度会非常高, 速度也非常快。很适合钻小孔和盲孔。随着微处理器、计算机和数字通信技术的飞速发展，

4、计算机控制已扩展到了几乎所有的工业领域。现代社会要求制造对市场需求作出迅速的反应，生产出小批量、多品种、多规格、低成本和高质量的产品，为了满足这一要求，生产设备和自动生产线的控制系统必须具有极高的可靠性和灵活性，plc正是顺应这一要求出现的，成为工业控自动的三大支柱。plc是一种用程序来改变控制功能的工业控制计算机，除了能完成各种各样的控制功能外，还能与其他计算机通信联网，它已经大量地应用在各种机械设备和生产的电气控制装置中，下面就基于plc控制的数控钻床的设计。2、本毕业设计研究内容方案及重点 数控钻床的选型数控钻床选择z3040型摇臂钻床1）、钻床的设计z3040钻床的结构示意图如图1所示

5、。 图1 数控钻床的结构示意图2）、z3040型摇臂钻床结构与运动形式摇臂钻床一般由底座、内外立柱、摇臂、主轴箱和工作台等部件组成，如果3-3所示。内立柱固定在底座的一端，外立柱套在内柱上，并可绕内立柱回转360。摇臂的一端为套筒，塔套在外立柱上，借助于升降丝杆的正反向旋转，摇臂可沿外立柱上下移动。由于升降螺母固定在摇臂上，所以摇臂只能与外立柱一起绕内立柱回转。主轴箱式一个复合的部件，它由主电动机、主轴和主轴传动机构、进给和变速机构以及机床的操作机构等部分组成。主轴箱安装在摇臂的水平导轨上，通过手轮操作可是主轴箱沿摇臂水平导轨作径向运动。这样，主轴5可通过主轴箱在摇臂上的水平移动及摇臂的回转可

6、方便的调整至机床尺寸范围内的任意位置。为适应加工不同高度工件的需要，可调节摇臂在立柱上的位置。z3040钻床中，主轴箱沿摇臂的径向运动和摇臂的回转运动为手动调整。 钻削加工时，主轴旋转为主运动，主轴的纵向运动为进给运动，即转头一面旋转一面作纵向进给。此时主轴箱夹紧在摇臂的水平导轨上，摇臂与外立柱加紧在内立柱上。辅助运动有：摇臂沿外立柱的上下垂直移动；主轴箱沿摇臂水平导轨的径向移动；摇臂的回转运动。z3040型摇臂钻床电力控制电路图3040型摇臂钻床电力控制梯形图3）、 plc 的选择和硬件电路设计为实现上述摇臂钻床电气控制的要求, 在设计时选择日本三菱公司的f140mr 型可编程控制器。该控制

7、器有40 个输入输出口, 其中输入24 个, 输出16 个。该控制器的结构为输入输出一体化组件型结构, 安装和调试比较方便, 且具有较快的输入响应速度, 并可以进行i/ o 口扩展。4）、 论文研究重点1、plc对z3040摇臂数控钻床的控制2、钻床电路控制的电路研究分析3、工作进度及安排（1）、第一阶段：开题论证阶段，认真学习毕业实习大纲和指导书，详细了解了本次毕业设计的目的，任务要求，时间安排，及有关答辩的问题。查找资料，了解课题的设计要求，确定基本方案。（2011年2月上旬）（2）、第二阶段：查阅相关资料，了解课题研究背景、目的及意义。（2011年3月初2011年3月中旬）（3）、第三阶段：确定钻床的选型及钻床的设计。（2011年3月下旬）（4）、第四阶段：plc对钻床的控制方面设计。（2011年4月上旬2011年4月下旬）（5）、第五阶段：总结，按照要求撰写毕业论文。 （2011年5月中旬2011年5月下旬）（6）、第六阶段：进行毕业（设计）论文答辩。（2011年6月）参考文献1、赵明 许琴编工厂电气控制设备第二版 北京机械工业出版社 19952、方承远主编工厂电气控制技术第二版 北京机械工业出版社 20003、张万忠 刘明芹