【正文】 感謝所有給我?guī)椭钠渌蠋熀屯瑢W(xué)們。你們的關(guān)心和幫助，使我成長(zhǎng)為一名合格的大學(xué)畢業(yè)生，為以后走上工作崗位成為一名優(yōu)秀的工程技術(shù)人員奠定了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。我要對(duì)機(jī)電系的各位領(lǐng)導(dǎo)對(duì)此次畢業(yè)設(shè)計(jì)的重視表示衷心的感謝 。在此向指導(dǎo)老師致以深深的 謝意。從論文的選題、開展、定稿到最后的結(jié)果，指導(dǎo)老師都付出了相當(dāng)?shù)木托难?，并給予了很大的支持和幫助。 由于本人水平有限、設(shè)計(jì)時(shí)間不長(zhǎng)，設(shè)計(jì)中還有很多不足和錯(cuò)漏之處，希望能得到各位老師和同學(xué)的批評(píng)與指正，我會(huì)接受教訓(xùn)，不斷提高自己的設(shè)計(jì)能力。在整個(gè)設(shè)計(jì)過程中，我們相互幫助，相互鼓勵(lì)，在遇到難題時(shí)我們就一起綜合討論，想方設(shè)法使整個(gè)設(shè)計(jì)更實(shí)用化，更優(yōu)化。 都說有求必有應(yīng)，機(jī)器的設(shè)計(jì)也是這樣，你要實(shí)現(xiàn)什么樣的功能，具體要做些什么， 只有知道了這一點(diǎn)，我們才能明確設(shè)計(jì)的方向。 我所選做的畢業(yè)設(shè)計(jì)課題是旋壓輪焊接專機(jī)（電氣控制設(shè)計(jì)）， 在整個(gè)畢業(yè)設(shè)計(jì)過程中，雖然很苦很累，但也很塌實(shí)。 脈沖頻率 H=N/t=5000Hz。 焊接速度應(yīng)等于工件旋轉(zhuǎn)的線速度，由這一條件可知： 工件轉(zhuǎn)速 n=V/ D? =~現(xiàn)在以直徑 D=40mm,焊接速度： V=7mm/s，單槍焊接總長(zhǎng)度 L1=，則焊接此條焊縫時(shí)工件旋轉(zhuǎn)的角度 w=360L1/ D? = 度。 工作臺(tái)的步距角： 1 ?? rww 焊接速度： V=20~30m/h=~ 29 單槍焊接焊縫長(zhǎng)度 L： 在實(shí)際焊接過程中由于起弧和斷弧的焊接缺陷，需要在工件旋轉(zhuǎn) 180 度后，繼續(xù)焊接，焊接長(zhǎng)度為 3~5mm。這樣如果是監(jiān)控程序時(shí)肉眼去觀察這個(gè)信號(hào)有沒有接通是很難看到的，如果是編程時(shí)需要瞬時(shí)信號(hào)，那就可以直接用 M8029 信號(hào)，如果需要連續(xù)的信號(hào)，那可以用 M8029 置位一個(gè)信號(hào)。 2） M8029 要是在指令正常完成后才會(huì)輸出，如果是指令在執(zhí)行過程中，指令前面的條件不成立，造成指令沒有完全執(zhí)行完就停止執(zhí)行，則這個(gè)標(biāo)志不會(huì)輸出?？梢杂眠@個(gè)標(biāo)志啟動(dòng)下一個(gè)執(zhí)行指令，在程序中有時(shí)會(huì)有多個(gè)執(zhí)行指令，一個(gè)指令需要在前一個(gè)指令執(zhí)行完成后再去執(zhí)行，那就可以用上一個(gè) 指令的完成標(biāo)志去啟動(dòng)下一個(gè)指令。因?yàn)?M8029 是指令執(zhí)行完成標(biāo)志，那在編程時(shí)就可以用這個(gè)標(biāo)志做以下一些工作。將一個(gè)邏輯運(yùn)算的結(jié)果取反， 輸出到一個(gè)指定的繼電器 指令 兩個(gè)觸點(diǎn)組串聯(lián)連接指令 指令 兩個(gè)觸點(diǎn)組并聯(lián)連接指令 T指令 接通延時(shí)（定時(shí)）指令 上升沿脈沖 上升沿檢出指令 指令 線圈接通保持指令 27 （二）應(yīng)用指令 傳送數(shù)據(jù) 指令 有加減速脈沖 輸出指令 指令 步進(jìn)指令開始 指令 步進(jìn)指令復(fù)位 （三）特殊功能繼電器 M8029 M8029 也是一個(gè)常用的特殊繼電器，它是指令執(zhí)行完成標(biāo)志。 不同廠家生產(chǎn)的可編程控制器的硬件結(jié)構(gòu)和指令系統(tǒng)各不相同，但 基本思想和編程方法是類似的，語句表編程通常是根據(jù)梯形圖來進(jìn)行語句編程的。其格式為： 操作碼 操作數(shù) （指令） （數(shù)據(jù)） 操作碼用助記符表示，它表示 CPU要完成的某種操作功能，又稱編程指令或編程命令。每條語句表示給 CPU一條指令，規(guī)定 CPU 如何操作。語句是程序的最小獨(dú)立單元。 26 二、 指令語句編程 語句表類 似于計(jì)算機(jī)匯編語言的形式，它是用指令的助記符來編程的，但比匯編語言更通俗易懂。它是用圖形符號(hào)、常開觸點(diǎn)、串聯(lián)、并聯(lián)、繼電器線圈等，每一個(gè)接點(diǎn)和線圈均對(duì)應(yīng)一個(gè)編號(hào)。 此 PLC 有基本單元和特殊功能模塊組成（模擬輸入輸出模塊），可采用 DC24V供電，也可適用交流 18V供電。轉(zhuǎn)換的速度最高為 6ms/通道。模擬量輸塊 FX2N4AD ,有四個(gè)輸入通，道 ，其分辨率為 12 位，可選擇電流或電壓輸入選擇通過用戶接線來實(shí)現(xiàn)。根據(jù)需求，選擇和靈活組合使用主機(jī)與 I/O模塊。例如 FX2 24 系列 PLC 主機(jī)為 1 2 3 6 80、 128點(diǎn)六檔，還有多種擴(kuò)展和單元。把各輸入設(shè)備和被控設(shè)備詳細(xì)列出，然后在實(shí)際統(tǒng)計(jì)出 I/O點(diǎn)數(shù)的基礎(chǔ)上加 15%20%的備用量，以便今后調(diào)整和擴(kuò)充。所以要采用輸出為晶體管輸出型。這就是要選擇具有所需功能的 PLC主機(jī)，還要根據(jù)需要選擇相應(yīng)的模塊，例如開關(guān)量的輸入輸出模塊、模擬量的輸入輸出模塊、高速計(jì)數(shù)模塊、通信模塊和人機(jī)界面單元等。當(dāng)軟要兼顧 維修、備件的通用性。 PLC控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)圖 54 傳感器 模擬信號(hào) 變送器 標(biāo)準(zhǔn)電流或電壓 A/D 轉(zhuǎn)換器 數(shù)字信號(hào) PLC 23 圖 54 PLC 控制系統(tǒng)設(shè)計(jì) 第四節(jié) PLC 選型 PLC的選型基本原則是滿足控制系統(tǒng)的功能需求。它主要有繼電器邏輯（與、或、非運(yùn)算）、定時(shí)器、位移寄存器、觸 發(fā)器等，均為“軟”器件，并提供這些邏輯部件的符號(hào)和語句的編程語言。 圖 53 A/D 轉(zhuǎn)換過程圖 PLC 的控制原理為：將輸入信息采入 PLC 內(nèi)部；執(zhí)行邏輯功能；輸出到達(dá)控制要求。 模擬量首先被傳感器和變送器轉(zhuǎn)化為標(biāo)準(zhǔn)的電壓或電壓，通過 A/D 轉(zhuǎn)化器將模擬量變成數(shù)字量送入 PLC， PLC 根據(jù)數(shù)字量的大小便能判斷模擬量的大小。這里標(biāo)準(zhǔn)信號(hào)是將符合國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)的通用交互電壓、電流信號(hào)值，如 420mA 的直流電流信號(hào)， 110V 的直流電壓信號(hào)等。模擬量輸入接口的作用是把現(xiàn)場(chǎng)連續(xù) 變化的模擬量標(biāo)準(zhǔn)信號(hào)轉(zhuǎn)化成適合 PLC 內(nèi)部處理的由若干位二進(jìn)制數(shù)字表示的信號(hào)，經(jīng) PLC 進(jìn)行數(shù)字運(yùn)算后，將數(shù)字量轉(zhuǎn)化為模擬量輸出，再去控制執(zhí)行機(jī)構(gòu)。由此構(gòu)成 PLC 控制系統(tǒng)的基本結(jié)構(gòu)框圖如圖 52所示。 由于輸入信號(hào)一般為開關(guān)信號(hào)或電壓、電流形成的信號(hào)源，它們必須轉(zhuǎn)化成微處理器的電平信號(hào)，所以必須加入變換器。 2)程序執(zhí)行： CPU 根據(jù)用戶程序，按照輸入和輸出的狀態(tài)進(jìn)行邏輯運(yùn)算并將 結(jié)果寫入輸出映像寄存器。執(zhí)行過程中主要由三個(gè)階段：輸入采樣、程序執(zhí)行、輸出處理。 工作過程就是用戶程序的執(zhí)行過程，由于采取了循環(huán)掃面的工作方式，所以在無跳轉(zhuǎn)的情況下都是從第一條指令開始順序到最后一條指令，結(jié)束后在進(jìn) 行下一次掃描。 PLC 內(nèi)部可以看成是由許多輸入繼電器、輸出繼電器、輔助繼電器、定時(shí)器、計(jì)數(shù)器等組成。與普通計(jì)算機(jī)相比， PLC 不僅有專用的接口，而且還有使用于工業(yè)控制 的編程語言 PLC 的基本結(jié)構(gòu)如圖 51所示。 因此，本系統(tǒng)的控制微機(jī)選用可編程控制器， 下面的幾節(jié)內(nèi)容將對(duì) PLC的控制原理和編程做簡(jiǎn)單的介紹。 20 可編程控制器是在繼電器邏輯控制系統(tǒng)基礎(chǔ)上，利用微處理器技術(shù)發(fā)展起來的既有邏輯控制、計(jì)時(shí)、計(jì)數(shù)、分支程序、子程序等順序控制功能，又能完成數(shù)字運(yùn)算、數(shù)據(jù)處理、模擬量調(diào)節(jié)、操作顯示、聯(lián)網(wǎng)通信等功能的新型工業(yè)控制器。工業(yè) PC控制機(jī)成本較高，適用于需進(jìn)行大量數(shù)據(jù)處理、可靠性 要求高的工業(yè)測(cè)控系統(tǒng)。 10％（最小誤差： 50ms） 機(jī)械壽命： 1000 萬次 電氣壽命： 5萬次 第八節(jié) 電流傳感器 型號(hào) LHB300A 直流電流 傳感器 /變送器 輸入電流： 20A/50A/100A/150A/200A/300A （具體輸入額定值用戶可指定 輸出： DC0~5V/4~20mA 供電： +12V/+24V 精度： %? 孔徑： mm20? 線性度： %? 工作溫度： CC Oo 80~40 ?? 第五章 PLC 控制設(shè)計(jì) 第一節(jié) 選用可編程控制器的優(yōu)點(diǎn) 生產(chǎn)過程控制用微機(jī)通常有單板機(jī)及單片機(jī)、個(gè)人計(jì)算機(jī)、工業(yè) PC控制機(jī)、 STD總線控制系統(tǒng)和可編程控制器 (PLC)。 ?不受周圍金屬的影響。 ?帶有 LED 指示燈，可以顯示開關(guān)狀態(tài)。所以此類型的接近開關(guān)是 最佳選擇。 18 第五節(jié) 接近開關(guān) 型號(hào)： SMTSO8KLED24150855 數(shù)量： 3 個(gè) 輸如電壓： DC24V 輸出電流能達(dá) 100mA 焊接屏蔽式行程開關(guān)與電感式行程 開關(guān) SMT 工作方 式相同，但他有一個(gè)特點(diǎn)，當(dāng)行程開關(guān)檢測(cè)到變磁場(chǎng) 時(shí)，開關(guān)信號(hào)會(huì)被凍結(jié)這防止了焊接操作期間，不正 確的開關(guān)動(dòng)作， SMTSO 行程開關(guān)用于焊接機(jī)械，焊接 操作會(huì)產(chǎn)生高強(qiáng)度的變換磁場(chǎng)。 ?采用高級(jí)環(huán)氧線 路板，強(qiáng)度、耐濕性高。 ?能量分散系統(tǒng)設(shè)計(jì)，印刷線路板受。本產(chǎn)品適用于工業(yè)、商業(yè)、高層建筑和民用 住宅等各種場(chǎng)所，產(chǎn)品符合 GB68299 IEC8989 IEC755 標(biāo)準(zhǔn)。當(dāng)有 人觸電或電路泄漏超過規(guī)定值時(shí)，漏電斷路器能在 內(nèi)自動(dòng)斷開電源保障人身安全和防止設(shè)備損失。 16 圖 42 二、 步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)器的選擇 根據(jù)選用的步進(jìn)電機(jī)已經(jīng)給出相應(yīng)的適配驅(qū)動(dòng)器，如圖 22所示選擇 HBQ30722A，該驅(qū)動(dòng)器的接線示意圖如圖 43所示，具體的實(shí)際接線將在電路圖做具體描繪。您可以通過控制脈沖個(gè)數(shù)來控制角位移量，從而達(dá)到準(zhǔn)確定位的目的；同時(shí)您可以通過控制脈沖頻率來控制電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)的速度和加速度，從而達(dá)到調(diào)速的目的。 步進(jìn)電機(jī)是一種將電脈沖轉(zhuǎn)化為角位移的執(zhí)行機(jī)構(gòu)。 步進(jìn)電機(jī)作為執(zhí)行元件，是機(jī)電一體化的關(guān)鍵產(chǎn)品之一 , 廣泛應(yīng)用在各種自動(dòng)化控制系統(tǒng)中。它必須由雙環(huán)形脈沖信號(hào)、 功率 驅(qū)動(dòng)電路等組成控制系統(tǒng)方可使用。 第二節(jié)