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機電一體化畢業(yè)論文正稿(編輯修改稿)

2025-07-22 19:03 本頁面
 

【文章內容簡介】 AD/CAM,如自動編程設計、參數自動設定、刀具補償和刀具管理數據的動態(tài)處理和顯示以及加工過程的可視化仿真演示等。(3)插補和補償方式多樣化,多種插補方式如直線插補、圓弧插補、圓柱插補、空間橢圓曲面插補、螺紋插補、極坐標插補、2D+2 螺旋插補、NANO 插補、NURBS 插補(非均勻有理 B 樣條插補)、樣條插補(A、B、C 樣條)、多項式插補等。多種補償功能如間隙補償、垂直度補償、象限誤差補償、螺距和測量系統(tǒng)誤差補償、與速度相關的前饋補償、溫度補償、帶平滑接近和退出以及相反點計算的刀具半徑補償等。(4)內裝高性能 PLC,數控系統(tǒng)內裝高性能 PLC 控制模塊,可直接用梯形圖或高級語言編程,具有直觀的在線調試和在線幫助功能。編程工具中包含用于車床銑床的標準 PLC 用戶程序實例,用戶可在標準 PLC 用戶程序基礎上進行編輯修改,從而方便地建立自己的應用程序。(5)多媒體技術應用,多媒體技術集計算機、聲像和通信技術于一體,使計算機具有綜合處理聲音、文字、圖像和視頻信息的能力。在數控技術領域,應用多媒體技術可以做到信息處理綜合化、智能化,在實時監(jiān)控系統(tǒng)和生產現場設備的故障診斷、生產過程參數監(jiān)測等方面有著重大的應用價值。 工業(yè)自動化生產線體系結構集成化 采用高度集成化 CPU、RISC 芯片和大規(guī)模可編程集成電路 FPGA、EPLD、CPLD 以及專用集成電路 ASIC 芯片,可提高數控系統(tǒng)的集成度和軟硬件運行速度。應用 FPD平板顯示技術,可提高顯示器性能。平板顯示器具有含量高、重量輕、體積小、功耗低、便于攜帶等優(yōu)點,可實現超大尺寸顯示,成為和 CRT 抗衡的新興顯示技術,是 21 世紀顯示技術的主流。應用先進封裝和互連技術,將半導體和表面安裝技術融為一體。通過提高集成電路密度、減少互連長度和數量來降低產品價格,改進性能,減小組件尺寸,提高系統(tǒng)的可靠性。模塊化 硬件模塊化易于實現數控系統(tǒng)的集成化和標準化。根據不同的功能需求,將基本模塊,如 CPU、存儲器、位置伺服、PLC、輸入輸出接口、通訊等模塊,作成標準的. . . . .學習參考系列化產品,通過積木方式進行功能裁剪和模塊數量的增減,構成不同檔次的數控系統(tǒng)。無人化 機床聯網可進行遠程控制和無人化操作。通過機床聯網,可在任何一臺機床上對其它機床進行編程、設定、操作、運行,不同機床的畫面可同時顯示在每一臺機床的屏幕上。通用型開放式閉環(huán)控制模式 采用通用計算機組成總線式、模塊化、開放式、嵌入式體系結構,便于裁剪、擴展和升級,可組成不同檔次、不同類型、不同集成程度的數控系統(tǒng)。閉環(huán)控制模式是針對傳統(tǒng)的數控系統(tǒng)僅有的專用型單機封閉式開環(huán)控制模式提出的。由于制造過程是一個具有多變量控制和加工工藝綜合作用的復雜過程,包含諸如加工尺寸、形狀、振動、噪聲、溫度和熱變形等各種變化因素,因此,要實現加工過程的多目標優(yōu)化,必須采用多變量的閉環(huán)控制,在實時加工過程中動態(tài)調整加工過程變量。加工過程中采用開放式通用型實時動態(tài)全閉環(huán)控制模式,易于將計算機實時智能技術、網絡技術、多媒體技術、CAD/CAM、伺服控制、自適應控制、動態(tài)數據管理及動態(tài)刀具補償、動態(tài)仿真等高新技術融于一體,構成嚴密的制造過程閉環(huán)控制體系,從而實現集成化、智能化、網絡化。. . . . .學習參考第二章 可編程控制器 可編程控制器的定義PLC 即可編程控制器(Programmable logic Controller),是指以計算機技術為基礎的新型工業(yè)控制裝置。在 1987 年國際電工委員會(International Electrical Committee)頒布的 PLC 標準草案中對 PLC 做了如下定義:PLC 是一種專門為在工業(yè)環(huán)境下應用而設計的數字運算操作的電子裝置。它采用可以編制程序的存儲器,用來在其內部存儲執(zhí)行邏輯運算、順序運算、計時、計數和算術運算等操作的指令,并能通過數字式或模擬式的輸入和輸出,控制各種類型的機械或生產過程。PLC 及其有關的外圍設備都應該按易于與工業(yè)控制系統(tǒng)形成一個整體,易于擴展其功能的原則而設計。定義強調了可編程控制控制器是“數字運算操作的電子系統(tǒng)”,是一種計算機。它是“專為在工業(yè)環(huán)境下應用而設計”的工業(yè)計算機,是一種用程序來改變控制功能的工業(yè)控制計算機,除了能完成各種各樣的控制功能外,還有與其他計算機通信聯網的功能。這種工業(yè)計算機采用“面向用戶的指令”,因此編程方便。它能完成邏輯運算、順序控制、定時計數和算術操作,它還具有“數字量和模擬量輸出輸入控制”的能力,并且非常容易與“工業(yè)控制系統(tǒng)聯成一體”,易于“擴充”??删幊炭刂破髂苤苯討糜诠I(yè)環(huán)境,它需具有很強的抗干擾能力、廣泛的適應能力和應用范圍。 可編程控制器的發(fā)展概況隨著計算機控制技術的不斷發(fā)展,可編程控制器的應用已廣泛普及,成為自動化技術的重要組成部分。可編程控制器最先出現在美國,1968 年,美國的通用汽車公司(GM)提出了研制一種新型控制器的要求,并從用戶的角度提出新一代控制器應具備以下十大條件:(1)編程簡單,可在現場修改程序。(2)維護方便,最好是插件式。(3)可靠性高于繼電器控制柜。(4)體積小于繼電器控制柜。(5)可將數據直接送入管理計算機。(6)在成本上可與繼電器控制柜競爭。. . . . .學習參考(7)輸入可以是交流 115V(即用美國的電網電壓) 。(8)輸出為交流 115V、2A 以上,能直接驅動電磁閥。(9)在擴展時,原有系統(tǒng)只需要很小的變更。(10) 用戶程序存儲器容量至少能擴展到 4KB。1969 年,美國數字設備公司(DEC)研制出了世界上第一臺可編程序控制器,并應用于通用汽車公司的生產線上,當時叫可編程邏輯控制器 PLC,目的是用來取代繼電器,以執(zhí)行邏輯判斷、計時、計數等順序控制功能。特別是進入 20 世紀 80 年代以來,PLC 已廣泛地使用 16 位甚至 32 位微處理器作為中央處理器,輸入輸出模塊和外圍電路也都采用了中、大規(guī)模甚至超大規(guī)模的集成電路。這時的 PLC 還同時具有數據處理、PID 調節(jié)和數據通信功能。PLC 是微機技術和傳統(tǒng)的繼電器接觸器控制技術相結合的產物,其基本設計思想是把計算機功能完善、靈活、通用等優(yōu)點和繼電器控制系統(tǒng)的簡單易懂、操作方便、價格便宜等優(yōu)點結合起來。 可編程控制器的基本組成及特點可編程控制器主要由 CPU、存儲器、基本 I/O 接口電路、外設接口、編程裝置、電源等組成??删幊炭刂破鞯奶攸c:,抗干擾能力強PLC 由于采用現代大規(guī)模集成電路技術,采用嚴格的生產工藝制造,內部電路采取了先進的抗干擾技術,具有很高的可靠性。一些使用冗余 CPU 的 PLC 的平均無故障工作時間則更長。故障也就大大降低。此外,PLC 帶有硬件故障自我檢測功能,出現故障時可及時發(fā)出警報信息。這樣,整個系統(tǒng)具有極高的可靠性也就不奇怪了。2.編程簡單,使用方便。 梯形圖是用得最多的可編程序控制器的編程語言,其符號與繼電器電路原理圖相似。梯形圖語言形象直觀,易學易懂。3. 控制靈活,程序可變,具有很好的柔性。產品采用模塊化形式,配備有品種齊全的各種硬件裝置供用戶選用,用戶能靈活地進行系統(tǒng)配置,組成不同功能、不同規(guī)模的系統(tǒng)。硬件配置確定后,可通過修改用戶程序,不用改變硬件,方便快速適應工藝條件的變化,具有很好的柔性。4.功能強,擴充方便,性價比高。有很強的邏輯判斷、數據處理、PID 調節(jié)和數據通信功能,可以實現非常復雜的控制功能。擴充非常方便。5.系統(tǒng)的設計、建造工作量小,維護方便,容易改造PLC 用存儲邏輯代替接線邏輯,大大減少了控制設備外部的接線,使控制系統(tǒng). . . . .學習參考設計及建造的周期大為縮短,同時維護也變得容易起來。6.體積小,重量輕,能耗低以超小型 PLC 為例,新近出產的品種底部尺寸小于 100mm,重量小于 150g,功耗僅數瓦。由于體積小很容易裝入機械內部,是實現機電一體化的理想控制設備。第三章 自動生產線實訓系統(tǒng)設計與實現 工業(yè)自動生產線系統(tǒng)結構工業(yè)自動化生產線實訓系統(tǒng),是為高職學院學生提高動手能力和實踐技能而設計的一套實用性實訓設備。該裝置由八套各自獨立而又緊密相連的工作站和一套監(jiān)控站組成。這八站分別為:上料檢測站、搬運站、加工站、搬運分揀站、傳送站、安裝站、安裝搬運站和分類站。該實訓裝置的一大顯著特點是:具有較好的柔性,即每站各有一套 PLC 控制系統(tǒng)獨立控制。將八個模塊分開培訓可以容納較多的學員同時學習。在基本單元模塊培訓完成以后,通過組建 PLC 網絡,又可以將相鄰的兩站、三站……直至八站連在一起,學習復雜系統(tǒng)的控制、編程、裝配和調試技術。該系統(tǒng)囊括了機電一體化等專業(yè)學習中所涉及的諸如電機驅動、氣動、PLC(可編程控制器) 、傳感器等多種技術,給學生提供了一個典型的綜合操作平臺,使學生將學過的各門專業(yè)知識在這里得到全面認識、綜合訓練和相互
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