數(shù)控胎架控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)

**大學(xué) 計(jì)（論文 院 機(jī)械工程學(xué) 業(yè) 機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng) 學(xué)生姓名 班級(jí)學(xué)號(hào) 指導(dǎo)教師 二零***DesignoftheNCMouldBedControl**大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）學(xué)院名稱(chēng)：機(jī)械工程學(xué) 業(yè)：機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)學(xué)生姓名 號(hào)： 指導(dǎo)教師 稱(chēng)： 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）12、主要內(nèi)容與要求3二、完成后應(yīng)交的作業(yè)（包括各種說(shuō)明書(shū)、圖紙等畢業(yè)設(shè)計(jì)論文一份（1.5萬(wàn)字外文譯文一篇（5000英文單詞三、2016319201661日。421日～510日：根據(jù)控制系統(tǒng)的基本功能要求，選擇控制511日～520521日～531日：總結(jié)前期研究工作，撰寫(xiě)畢業(yè)設(shè)計(jì)論文，61四、主要參考資料（包括書(shū)刊名稱(chēng)、出版年月等AsokanP，JeraldJ，ArunachalamS，et.alApplicationofadaptivegeneticalgorithmandparticleswarmoptimizationinSchedulingofjobsandAS/RSinFMS[J].InternationalJournalofManufacturingResearch，2008，3(4):393-405呂明.反造多分段胎架在氣墊船工程中的應(yīng)用造船技術(shù)[J].1993，7（161）:20-.復(fù)雜型雙向曲面胎架制作工藝方法改進(jìn)[J].建造與修佘建國(guó)，顧永鳳，陳寧.Pro/Mechanic的柔性胎架結(jié)構(gòu)分析與優(yōu)化設(shè)計(jì)研究[J].造船技術(shù)，2008，2（282）33-36.王鴻斌.雙斜切基面胎架型值改造與通用角度安裝樣板制作[N].武漢陳典，程良倫.支柱式數(shù)字胎架控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與應(yīng)用[J].組合機(jī)床與.Petri網(wǎng)在船體曲面分段建造中的應(yīng)用[J].江蘇船舶，201330(6):36-楊永坤.ＣＣＳ萬(wàn)噸級(jí)船舶船體建造中多種新型胎架應(yīng)用及探討[J].造 PLC的胎架控制系統(tǒng)，關(guān)鍵詞：數(shù)控胎架；自動(dòng)化；PLCAtpresent,thegeneralmanufacturingtechnologyofshipbuildingtosegmenttheshiphullismade,weldingandassembly.Theseprocessesrequireprocessequipmenttoensuretheaccuracyandefficiency.Themouldbedensurestheconsistencyofeachsectionofthehull,becauseitcanprovideapowerfulguaranteeforthelaterweldingandassembly.Thisarticlemainlyaimsatthefunctionofthemouldbed,thencompletesthecontrolsystemofthenumericalcontroltorealizetheautomationofthesupport,reducethemanpowercost,ensuretheshipbuildingprecision,improvetheefficiency.ThispaperfirstanalyzesthecurrentlyshipbuildingindustrydemandsonCNCmouldbed,summarizesthevarioustypesofCNCmouldbedoftheexistingstructureandworkingmodewiththedomesticandrelatedresearchreports,thenproposedtherequirementsconformstotheModernShipbuildingEquipment.Onthebasisoftheresearchabove,thecontrolsystembasedonPLCisdesignedanddeveloped,whichprovidesasolutiontothelowlevelofautomation.Thecontrolsystemisdesignedinthispaper.Designisdividedintohardwareplatformandcontrolprograms.Thehardwareplatformconsiststheselectionofthesteppingmotor,PLCcontroller,andtheanalogtodigitalconversionmodule.Thesoftwaredesignmainlyincludestheprogramladderdiagram.Atlast,thepaperintroducestheprincipleofseveraltypicalcontrolprogramsinthecontrolprogram.Keywords:theStruttedNCMouldBed;automation;thePLCprogrammablelogic 第一 緒 引 國(guó)內(nèi)外的研究現(xiàn) 課題的目 本課題的主要研究?jī)?nèi) 第二 數(shù)控胎架控制系統(tǒng)總體方案設(shè) 背 支柱式胎架內(nèi)部結(jié)構(gòu)原 控制系統(tǒng)概 控制系統(tǒng)的分 控制系統(tǒng)的選 數(shù)控胎架控制系統(tǒng)的技術(shù)要 控制系統(tǒng)的總體控制流程及方 胎架控制系統(tǒng)的控制流 本章小 第三 數(shù)控胎架控制系統(tǒng)的硬件設(shè) 步進(jìn)電動(dòng)機(jī)及其分 步進(jìn)電動(dòng)機(jī)的選型及其基本參 步進(jìn)電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)器的選 絲杠上升高度與脈沖數(shù)之間的關(guān) 可編程邏輯控制器（PLC）簡(jiǎn) 可編程邏輯控制器（PLC）及其工作原 PLC的選型確定及其特 PLC驅(qū)動(dòng)步進(jìn)電動(dòng) PLC使用環(huán)境中需要注意的問(wèn) 壓力傳感器的選型確定及基本參 FX2n-4AD特殊模 本章小 第四 數(shù)控胎架控制系統(tǒng)設(shè) GXDeveloper軟件介 外部接線 I/O輸入輸出點(diǎn)地址分 數(shù)字控制系統(tǒng)程序設(shè) 自動(dòng)/手動(dòng)控制模式選擇程 胎架自動(dòng)復(fù)位控制程 手動(dòng)點(diǎn)動(dòng)控制程 FX2n-4AD特殊模塊的初始化和數(shù)據(jù)采集存儲(chǔ)程 壓力比較自動(dòng)控制程 上位機(jī)交互界面設(shè) GTDesigner軟件介 用戶(hù)交互界面設(shè) 本章小 第五 總結(jié)與展 總 展 致 參考文 第一 緒隨著數(shù)字化技術(shù)的發(fā)展，數(shù)控技術(shù)己經(jīng)運(yùn)用到造船生產(chǎn)中[1]。在船舶制造方面，制造成本和企業(yè)形象[2]裝備[3-4]。胎架直接影響船體分段的質(zhì)量和精度。對(duì)后續(xù)船舶總體的焊接和裝配工藝起至關(guān)重要的作用。早關(guān)于多點(diǎn)成形的研究是李明哲教授從日本歸國(guó)后在吉林大學(xué)展開(kāi)的。1990年，李2008年，江蘇科技大學(xué)佘建國(guó)[10-11][12]第二 數(shù)控胎架控制系統(tǒng)總體方案設(shè)2-12-1控制系統(tǒng)是指按照所希望的方式改變或保持機(jī)器或其他設(shè)備中感興趣的量或狀控制系統(tǒng)是控制主體與被控對(duì)象之間的連接紐帶，是整個(gè)系統(tǒng)的一個(gè)重要組成部分。2-12-1類(lèi) 定 特

反饋信號(hào)取自中間的測(cè)量元 1.控制精度介于開(kāi)環(huán)和閉環(huán)之2-2-22-2。2-22-3所示。2-3開(kāi)大開(kāi)大小結(jié)2-42-5所示。2-5PLC2-6所示。2-6PLC可編程邏輯控制器的數(shù)控胎架控制系統(tǒng)主要由三部分組PLC為中心相互連接在一起。2-72-72-8PLC可編程邏輯控制器的控制系統(tǒng)總體方案。最后第三 數(shù)控胎架控制系統(tǒng)的硬件設(shè)7.5度15度。1.5度，110BYG3501的3-1。3-1110BYG3501驅(qū)動(dòng)電壓相電流保持扭矩空載起動(dòng)頻率（步/秒空載運(yùn)行頻率（千步/秒轉(zhuǎn)動(dòng)慣量相電感相電阻重量流以下的兩相或四相混合式步進(jìn)電動(dòng)機(jī)。PUL為脈沖信號(hào)，通過(guò)控制脈沖的頻率來(lái)3-23-蝸桿壓力角2.3-33-31059657160z2=40，根據(jù)傳動(dòng)比計(jì)算公式：i

（3-z2表示蝸輪齒數(shù)。3-3P=10mm。即蝸輪轉(zhuǎn)動(dòng)一周，絲杠縱向移動(dòng)10mm1/20，所以絲杠0.5mm1，所以步進(jìn)電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)過(guò)0.5mm3-1中步進(jìn)電動(dòng)機(jī)的基本參數(shù)可知步進(jìn)電動(dòng)機(jī)的步0.5/600mmS

（3-可編程邏輯控制器（PLC）可編程邏輯控制器（PLC）可編程邏輯控制器（ProgrammableLogicController）PLC。是一種基于數(shù)字PLC的核心是一種專(zhuān)業(yè)應(yīng)用于3-1PLCPLC3-2PLCPLC，各步執(zhí)行的順序在掃描過(guò)程中PLC內(nèi)部的系統(tǒng)程序。PLC掃描一次全過(guò)程所需的時(shí)間稱(chēng)為CPU檢查主機(jī)硬件，檢查所有的輸入輸出模塊等，在運(yùn)行模式下，還要檢查用CPUPLC中的用戶(hù)程序是按順序存放的。在這個(gè)階段，CPUPLC用戶(hù)程序第一條3-2PLCPLCFX3U-64MTPLCPLC是三菱電機(jī)公司生產(chǎn)的第三代微型可編程控制器。相比較前幾代的產(chǎn)品，該FX1S/FX1N/FX2NY0Y1FX3UY0，Y1Y2100Hz。（2）FX3U系列還增加了定位指令。FX3U除了之前的FX系列的定位指令DSZR（DOG搜索的原點(diǎn)回歸）等指令。PLCPLC3-33-3PLC動(dòng)機(jī)各相繞組的通電順序按：A—AB—B—BC—C—CA—A導(dǎo)通、斷開(kāi)時(shí)，步進(jìn)電A—AC—C—CB—B—BA—A依次導(dǎo)通、斷開(kāi)時(shí)，步進(jìn)電動(dòng)機(jī)反轉(zhuǎn)。PLC85%PLC避免震動(dòng)：PLC作為電子設(shè)備，應(yīng)盡量避免頻繁或連續(xù)振動(dòng)（頻率為空氣：PLCHCl、H2S等。PLC安裝在密封性較好的控制室或控制PLCPLC控制系統(tǒng)的核PLC3-4。表3-4選用壓力傳感器的規(guī)格參數(shù)表 稱(chēng)重范 輸出電 防護(hù)等 FX2n-4ADFX2n-4ADFX2n/FX3uPLC的模擬量輸入模塊，共有四個(gè)模擬量采集通道（Ch1～Ch4），每個(gè)通道都可以進(jìn)行模數(shù)轉(zhuǎn)換（12位分辯率）。參數(shù)3-5所示。表3-5FX2n-4AD特殊模塊額定參數(shù) 模擬輸入范

1216位二進(jìn)制保存分辨 3-40～500kg4～I(xiàn)=

（3-式中：Im為壓力傳感器測(cè)量值。3-4所示。3-4FX2n-4ADFX2n-4AD3-53-5FX2n-4AD3-5X=125I式中：XI

（3-3-3，3-4 （3-PLC邏輯控制器PLC控制過(guò)程中信號(hào)干擾來(lái)源進(jìn)PLC模數(shù)轉(zhuǎn)換模塊做了具體參數(shù)第四 數(shù)控胎架控制系統(tǒng)設(shè)PLC可編程邏輯控制器GXDeveloperPLCGXDeveloper4-14-1GXDeveloperGXDeveloperPLC編程軟件。軟件適用于三菱全系列可編程控制器。編程支持多種語(yǔ)言（梯形圖、指令表、SFC、STFB、Label語(yǔ)言）PLC程序的功能。GXDeveloperGXDeveloperQ系列，QnA系列，A系列,FX系列的程序進(jìn)行編程GPPQ,GPPAUSBMELSECNETCC-LinkEthernetCPUAFFX3u-64MT4-24-2FX3u-64MT（注）I/O4-14-12331121213234-24-21231122334-34-123自動(dòng)/自動(dòng)/4-34-3自動(dòng)/PLC梯形圖設(shè)計(jì)中一種很重要的保護(hù)方式。4-4所示。4-44-5所示。4-5FX2n-4ADFX2n-4ADCH1～CH4PLC的啟4-6所示。4-6FX2n-4ADPLCM8002PLC的一個(gè)掃描周期保持閉合。M8002PLC的啟動(dòng)閉合時(shí)，PLC會(huì)讀PLCID030的寄存器（特殊功能模塊的機(jī)器碼通常是保存在這個(gè)寄存器PLCD4寄CMPD42010是否一致，PLCM3～M5D42010M3M4M5PLC當(dāng)前連接的PLC確認(rèn)機(jī)器碼無(wú)誤后，M4觸點(diǎn)閉合。然后向模塊中寫(xiě)入通道狀態(tài)代碼A/D轉(zhuǎn)換速度為高速模式（6ms/通道）29號(hào)狀態(tài)信16M716個(gè)寄存器。其中第一位數(shù)字，M7A/D11M17A/D模塊數(shù)值量輸出值無(wú)A/D模塊運(yùn)行正常。4-7所示。M23～M25三個(gè)內(nèi)部繼電器中。當(dāng)寄存器中的量比設(shè)定的值小或4-7GTDesignerGTDesignerGOT1000系列圖形Designer進(jìn)行工程和畫(huà)面創(chuàng)建、圖形繪制、對(duì)象配置和設(shè)置、公共設(shè)置以及數(shù)據(jù)傳輸4-84-8PLCI/O輸入輸出點(diǎn)地址分配表。其次對(duì)控制程GTDesigner。第五 總結(jié)與展PLCPC的運(yùn)算性能將激光測(cè)距返回?cái)?shù)據(jù)寫(xiě)進(jìn)算法。柳存根,高鵬.數(shù)字化造船與現(xiàn)代造船模式[J].微機(jī)型與應(yīng)用,2007,26(9):64-劉希宋,王健.現(xiàn)代造船生產(chǎn)模式研究.哈爾濱工程大學(xué),何開(kāi)平，李佳林，陳祥榮等.一種船舶上層建筑組合式通用支撐胎架[P]，中國(guó)專(zhuān)揚(yáng)州大洋造船有限公