毕业设计（论文）任务书

设计（论文）题目 行星式轮碾混合机设计及控制系统开发

学

院名称 机械与汽车工程学院

专 业 （班 级） 机械设计制造及其自动化09-9班

姓 名 （学 号） 沈超

指 导 教 师 朱华炳

系（教研室）负责人

一、毕业设计（论文）的主要内容及要求（任务及背景、工具环境、成果形式、着重培养的能力） 题目：行星式轮碾混合机设计及控制系统开发 任务：设计出一种用于对石粉原料进行充分碾压、搓研及均匀搅拌，使原料可以混合与充分反应的轮碾混合机构。 设计的内容包括： 1. 确定行星式轮碾混合机设计的总体方案（组成框图、功能、主要设计参数） 2. 行星式轮碾混合机机电控制系统原理图绘制（PLC变频器选型、I／O接口电路及主电路设计） 3. 行星式轮碾混合机整体结构图设计 4. 行星式轮碾混合机2个典型零部件加工工艺编制 5. 2个典型零部件加工数控代码编写 6. 翻译1--2万印刷符（或译出5000汉字）以上的与课题有关的技术资料 7. 编写设计说明书 说明书应当叙述整个机电控制系统设计内容，包括总体方案的确定、系统框图的分析、电气部分的设计说明，软件设计及其说明，说明书不少于10000字。 设计的基本要求： 1．通过完成外文翻译，培养学生具有一定的专业英语阅读和写作能力； 2．通过搜集和查阅资料，培养学生具有一定的文献检索能力； 3．通过硬件选型，构造完整的个人计算机数据采集和处理系统，培养学生具有一定的控制系统硬件集成能力； 4．通过设计电气原理图，培养学生具有一定的强、弱电系统设计能力及相应的绘图能力； 5． 通过机械系统设计，培养学生一定的结构设计能力和CAD绘图能力； 6． 通过撰写毕业论文，培养学生具有一定的科技文字表达能力。 7. 需要有对工作的手工版和电子版记录，以及每周对工作进度的汇报，设计方案要有多种对比分析，至少提交3张0号图。 二、应收集的资料及主要参考文献 [1] 机械设计手册 [2] 数控编程手册 [3] 机电传动控制 [4] 机械制造工艺学 [5] PLC使用手册 [6] 有关杂志 三、毕业设计（论文）进度计划 起 迄 日 期 工 作 内 容 备 注 —1—

1. 2013.3.11—2010.3.17 2. 2013.3.18—2013.3.24 3. 2013.3.25—2013.3.31 4. 2013.4.1 —2013.4.7 5. 2013.4.8—2013.4.14 6. 2013.4.15—2013.4.28 7. 2013.4.29—2013.5.5 8. 2013.5.6—2013.5.12 9. 2013.5.13—2013.5.19 10.2013.5.20—2013.5.26 查阅相关资料，开始外文翻译工作 搜集参考资料、明确任务，撰写设计任务书及开题报告 整体方案设计及总图绘制 确定轮碾机具体参数并完成其结构设计 轮碾机控制系统设计、编程及原理图绘制 （编写系统控制流程图和PLC梯形图） 轮碾混合机的零件图纸绘制 零部件加工工艺编制及加工数控代码编写 编写轮碾机设计说明书 交论文初稿，与导师沟通、修改设计（论文） 提交正式毕业设计（论文），准备答辩 按照预定计划进行毕业设计工作，可在设计进行中适当调整工作安排，尽量提前完成各项任务，定期提交工作进度完成报告，依据导师意见及时作出修改 开 题 报 告 一、课题研究的作用和意义、研究现状及发展趋势 随着聚合物加工业的发展，座位聚合物主要加工设备之一的双螺杆造粒机得到了飞速发展，并以其优异的加工性能得到了越来越广泛的应用。其喂料特性好，适用于粉料加工，且比单螺杆造粒机有更好的混炼、排气、反应和自洁功能，在加工热稳定性差的塑料和共混料时更能显示出其优越性。同时其还具有节能环保、人机对话能力和可操作性强、机器维护检修便利等优点，发展前景极为广阔。 然而，众所周知，与单螺杆造粒机相比，双螺杆造粒机问世和工业化应用都较晚，因而对双螺杆造粒过程的研究不像单螺杆造粒过程那样成熟，而是刚刚起步，再加上双螺杆造粒机类型繁多，其几何螺杆学、螺杆构型及物料在螺杆中的挤出过程要比单螺杆造粒机复杂的多，因而给人们对这些问题的研究带来了很大困难；双螺杆造粒机无论是在结构设计上，机械制造上还是配套上都比单螺杆造粒机复杂而困难。从整体上来看，双螺杆挤出理论的研究尚处于初始阶段，正如Janssen所说，“技艺多于科学”，所以未来对其的研究发展之路还很漫长。 二、完成任务的可能思路和方案及所需设备 我们设计的双螺杆造粒机机械部分主要由传动系统、挤压系统、调压装置、排气装置、加料装置、加热冷却系统、过滤装置、切粒装置等组成，所以我设计其控制系统的硬件电路时主要考虑以下功能： ? 对主电机的控制（选用交流变频调速电机） 1. 控制电机的启动和停止 2. 利用PLC控制变频器，实现电机输出轴的七级变速 ? 对加料装置（加料电机）的控制（选用失重加料装置） 3. 控制入料电机的启动和停止

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4. 利用PLC控制变频器，实现入料电机的七级调速 ? 对机筒螺杆的温度控制 5. 接受温度检测装置发来的螺杆温度上限信号 6. 控制冷却泵进行温度控制 ? 止推轴承过载保护 7. 接受熔体压力传感器信号 8. 控制机器停转，保护轴承组 ? 对切粒装置（切粒电机）的控制 9. 控制切刀的启动和停止 10. 利用PLC控制变频器来改变切刀转数 ? 对冷却电机的控制 11. 控制冷却电机的运转停止 ? 其他 12. 接受键盘数据，控制LED显示 13. 接收操作面板的开关与按钮信号 由此，笔者所设计的双螺杆造粒机控制系统框图如下所示 控制系统中的PLC选用日本三菱FX0N-60MR-001型号，其有36个输入点和24个输出点；变频器选用日本富士FRN系列。PLC控制系统具有集成度高，可靠性好，功能强，速度快，容易维护等特点，有较高的性价比，能充分满足本设计要求。在本设计中，采用PLC的开关量输入输出模块控制变频器，这种控制方式的好处在于接线简单，抗干扰能力强，虽然不能实现复杂的控制，但完全可以实现本设计中电机的运转调速等。控制系统由PLC、变频器、键盘、LED、I/O接口、电机等组成。系统的加工程序和控制命令通过键盘操作实现。LED显示数控工作台的状态。

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