小型感应热处理加工中心及其控制系统的设计

论文摘要

感应加热是利用电磁感应的方法对导体材料进行加热。其主要优点是:效率高、成本低、节能、易于实现自动控制。感应加热在金属加工工业的应用非常广泛,特别是汽车和拖拉机制造方面的零件生产中应用更加广泛。金属热处理的感应加热设备主要包括:加热电源、感应热处理机床和感应器。目前,国内淬火机床中多数采用数控系统控制工件移动和定位中使用数控系统,改善了工件移动速度的恒定性能,提高了系统定位精度,但这些数控系统采用机械冷加工用的数控系统,无法满足淬火机床的特殊需要。工件淬火效果并不理想,因此,国内许多大型企业的主要感应热处理机床从国外引进。这些引进设备从结构、质量、工艺性、功能及控制水平等方面都优于国内产品,但价格往往是国内同类产品的数倍。本文通过对对国内外感应加热设备技术发展状况认真分析研究,结合感应热处理工艺的特殊要求,设计开发了一种小型感应热处理加工中心。其主要研究内容包括:1、小型感应热处理加工中心总体设计:采用一体化设计,集加工中心控制系统、淬火电源、变压器、感应器、淬火液循环系统、冷却液循环系统于一身,是一个典型的机-电一体化设备。2、研制设计了小型感应热处理加工中心三层结构、九个工位的机械部分的结构、传动和驱动。3、以工控PC为核心控制部件,利用线程技术编制控制程序软件实现了小型感应热处理加工中心的智能化控制。同时完成了抗干扰电路设计并且使系统具有系统故障自诊断和自纠正功能。通过以上各方面的研究,本文设计的小型感应热处理加工中心在功能、价格、结构设计、控制水平、加工效率、占地面积、工人劳动强度、加工效率等方面明显优于进口同类机床,在故障诊断与保护方面与进口同类机床相当。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 1 绪论
• 1.1 感应热处理技术
• 1.1.1 感应热处理技术基本原理
• 1.1.2 感应热处理技术的特点及应用
• 1.2 国内外感应热处理技术的发展状况
• 1.2.1 感应热处理技术设备的发展状况
• 1.2.2 感应加热电源的发展状况
• 1.2.3 感应器设计与制造的发展状况
• 1.3 课题的提出与研究内容
• 1.3.1 课题提出的背景
• 1.3.2 课题的研究内容与意义
• 2 小型感应加工中心的总体设计
• 2.1 小型感应热处理加工中心工作原理
• 2.2 小型感应热处理加工中心总体设计
• 2.2.1 设计思路
• 2.2.2 设计方案比较
• 2.2.3 设计内容和目标
• 2.2.4 设计具体方案
• 3 小型感应热处理加工中心控制系统设计
• 3.1 控制系统选择
• 3.2 控制系统设计
• 3.2.1 控制系统总体设计
• 3.2.2 控制系统硬件设计
• 3.2.3 控制系统软件设计
• 3.2.4 控制系统抗干扰设计
• 4 控制操作系统软件功能设计
• 4.1 控制操作系统软件平台和开发工具
• 4.2 功能模块及操作界面的设计
• 5 感应加热电源的设计
• 5.1 感应加热电源系统原理
• 5.2 感应加热电源电路的主回路设计
• 5.3 控制电路的设计
• 5.4 驱动电路的设计
• 6 总结与展望
• 6.1 总结
• 6.2 展望
• 致谢
• 参考文献
• 附录 工程硕士学习期间发表的论文