1、 毕业设计毕业设计开题报告开题报告 设计设计题目题目: 龙门刨床刨台运动模拟器的设计 学生姓名学生姓名： 学学 号号： 专专 业业： 指导教师指导教师： 20122012 年年 月月 日日 1 1课题来源及研究的目的和意义课题来源及研究的目的和意义 世界的机械加工工业需要很多大型加工设备，而且朝着快速化，自动化，精 确化的方向日趋快速发展着。 生产产品的工艺要求也越来越高。 龙门刨床 （planing machine） 主要用于刨削大型工件， 也可在工作台上装夹多个零件同时加工， 龙 门刨床具有门式框架和卧式长床身的刨床。龙门刨床主要用于刨削大型工 件，也可在工作台上装夹多个零件同时加工，是工
2、业的母机。 图 1-1 龙门刨床示意图 如图 1-1，龙门刨床的工作台带着工件通过门式框架作直线往复运动，空行 程速度大于工作行程速度。横梁上一般装有两个垂直刀架，刀架滑座可在垂直面 内回转一个角度，并可沿横梁作横向进给运动；刨刀可在刀架上作垂直或斜向进 给运动；横梁可在两立柱上作上下调整。一般在两个立柱上还安装可沿立柱上下 移动的侧刀架,以扩大加工范围工作台回程时能机动抬刀，以免划伤工件表面。 机床工作台的驱动可用发电机电动机组或用可控硅直流调速方式,调速范围较 大,在低速时也能获得较大的驱动力。有的龙门刨床还附有铣头和磨头，变型为 龙门刨铣床和龙门刨铣磨床，工作台既可作快速的主运动，也可作
3、慢速的进给运 动，主要用于重型工件在一次安装中进行刨削、铣削和磨削平面等加工。 如今很多很多龙门刨床还在使用传统的工作方式， 尤其是控制和驱动部分则 有着不同程度的老化，这对加工性能及成本有很大的影响，有的甚至无法加工一 些要求较高的工件，课题主要针对龙门刨床的工作方式进行模拟和分析研究，设 计了一套低成本高性能的控制方案，如果应用与实践，可以大大发挥龙门刨床的 加工能力，而且可以使龙门刨床的控制和使用得当，能够提高效率节约成本，还 可以延长使用的寿命。 2 2国内外在该方向的研究现状及分析国内外在该方向的研究现状及分析 上世界 60 年代在龙门刨床上广泛使用的是 JF-D 调速系统，目前该系
4、统在国 有大中型企业仍然占有相当大的比重，但是 JF-D 型的龙门刨床的电气控制系统 存在很多问题。 上世界 80 年代的时候，许多企业对龙门刨床进行了电气改造，用了晶闸管- 直流电动机（SCR-D）模拟直流调速系统取代了 JF-D 调速系统。但是该系统的主 要问题是；众多功能单元之间接插件过多，接插件的触点容易出现接触不良的故 障，影响了系统的可靠性，造成了维护和检修难度比较大 1。 1990 年左右，半导体和计算机技术的不断的发展和完善，工业先进国家研 制出成套的全数字晶闸管直流调速装置，并成功地应用在工业实践中。全数字直 流调速系统存在问题是低速性能不好，所有电气参数都是英文显示，对电气
5、维护 人员的技术要求大大提高 1。 1996 年左右，由于变频器性能的不断完善和推广，尝试将变频器运用于拖 动系统，将 PLC 和变频器成功地应用于龙门刨床，是龙门刨床的电气性能和各项 技术指标都得到了极大的改善 1。 如今 PLC 技术的发展和成熟， 用 PLC 设计刨床的电气控制系统是行之有效的 方法。龙门刨床的运动可分为主运动、进给运动机辅助运动。主动运动是只工作 台连续重复往返运动。进给运动时指刀架的进给，辅助运动是为了调整刀具而设 置的，如横梁的夹紧放松，横梁的上、下移动，刀架的快速移动、润滑等。龙门 刨床工作台是作往复直线运动的，前进时为工作行程，此时带动工作台的电机有 负载。后退
6、时为返回行程，刀具抬起，电机为空载。 3 3主要研究内容和技术要求主要研究内容和技术要求； 3.1 主要研究内容 （1）项目的技术要求及总体设计方案。 （2）系统的硬件设计（硬件组成及接线） 。 （3）系统的软件设计（PLC 程序设计、变频器参数设定或触摸屏界面设计） 。 （4）调试并取得满意的结果。 （5）建立完整的工程文件：电气接线图，文档完备的 PLC 程序清单，变频 器参数设定清单或触摸屏组态文件。 3.2 本设计要求达到的技术要求 运动模拟器将作为“刨台变频调速控制系统”的虚拟控制对象，以完善控制 系统的结构。利用该模拟器可以像在实际系统上一样进行逼真的调试，以检验控 制系统硬件和软件设计的正确性。对象模拟器由 PLC 和触摸屏组成，它接受变频 器发出的输出频率信号，判断出刨台的运动方向和速度，然后在触摸屏上的动画 来模拟刨台
