基于PLC控制技术的渐开线齿轮加工系统设计研究

摘要

本文针对渐开线齿轮加工特点,设计出一种新型的具有较高精度、较高效率和较高经济性的渐开线齿轮加工系统,能够用来加工较多模数的渐开线齿轮。本系统采用了以可编程逻控制器(PLC)为核心的数字控制技术,对渐开线齿轮加工时圆周进给和径向进给进行了精确的数字控制。采用控制面板上的按钮可以对渐开线齿轮加工机床进行调整,加工时,通过设计的人机界面来输入加工数据,给出渐开线齿轮加工的各种操作命令。渐开线齿轮加工机床控制上采用可编程控制器,使系统的动力驱动比普通机床得到很大的简化,减少了齿轮加工系统的传动链误差,提高了系统的可靠性和有效的降低了加工成本,特别适合目前许多渐开线齿轮加工现场加工要求。
　　 本文在齿轮的啮合原理和包络原理的基础上对渐开线齿轮的加工原理进行了分析,运用包络法对渐开线齿轮齿廓进行数学建模,求出了渐开线齿轮齿廓加工参数方程,为渐开线齿轮加工控制系统设计编程提供了数据计算的依据。对渐开线齿轮加工系统的运动进行了分析,紧紧围绕渐开线齿轮加工的发展趋势,设计了适合渐开线齿轮加工的基于可编程控制器(PLC)的数字控制系统,并对数控系统的硬件和软件系统做了详细的设计。根据渐开线齿轮的加工特点,对渐开线齿轮加工系统的加工工艺进行了深入的探讨。结合机床加工生产实际,探讨了PLC控制系统抗干扰性,对PLC控制系统的硬、软件系统进行了抗干扰设计,采取多种途径提高系统抗干扰性,确保设备的正常运转。对系统调试和故障诊断技术进行了详细的分析,给出了PLC控制系统调试和故障诊断的应对策略。

目录

文摘

英文文摘

第一章 绪论

1.1 前言

1.2 齿轮传动的优缺点及其分类

1.3 齿轮加工发展史和现状

1.4 齿轮加工的发展趋势

1.5 PLC在齿轮加工系统中的应用

1.6 论文背景及主要研究内容

第二章 渐开线齿轮加工系统数学建模及运动分析

2.1 渐开线齿轮的概念

2.2 渐开线齿轮加工方法

2.3 渐开线齿轮加工数学建模

2.3.1 渐开线齿轮啮合原理的数学建模

2.3.2 渐开线齿轮加工的参数方程的数学建模

2.4 渐开线齿轮加工系统的运动分析

2.5 本章小结

第三章 现代PLC控制技术及控制系统设计

3.1 PLC的组成与分类

3.1.1 PLC的组成

3.1.2 PLC的分类

3.2 PLC的工作原理

3.3 PLC控制系统设计的基本内容和步骤

3 A本章小结

第四章 基于PLC控制技术的渐开线齿轮加工数控系统设计

4.1 渐开线齿轮加工系统机械结构设计

4.1.1 渐开线齿轮加工系统机械总体结构的设计

4.1.2 主要部件的设计

4.2 渐开线齿轮加工系统PLC控制系统设计

4.2.1 硬件系统的设计

4.2.2 软件系统的设计

4.2.3 控制程序的编写

4.3 渐开线齿轮加工工艺分析

4.4 本章小结

第五章 PLC控制系统的抗干扰设计、系统调试和故障诊断

5.1 渐开线齿轮加工PLC控制系统抗干扰设计

5.1.1 渐开线齿轮加工PLC控制系统的干扰因素

5.1.2 渐开线齿轮加工PLC控制系统的抗干扰对策

5.2 渐开线齿轮加工PLC控制系统调试及故障诊断

5.2.1 PLC控制系统本机调试及故障自诊断与排除

5.2.2 PLC控制系统外部调试及故障诊断

5.4 本章小结

第六章 总结

6.1 本文主要工作概述

6.2 本文主要技术成果和下一步工作展望

6.2.1 主要技术成果

6.2.2 下一步工作展望

参考文献

发表论文和科研情况说明

致谢