单导轨拔模机监控系统的设计开题报告

1. 研究目的与意义

本课题拟设计一套基于工控组态软件mcgs和可编程控制器plc的单导轨芯棒拔模机监控系统，实现将橡胶外壳从金属模芯上的自动剥离。

考虑到恶劣的生产环境，由plc、传感器、电机、液压油缸和开关按钮等共同构成硬件执行系统，实现自动装夹模具及单导轨锤柄外壳自动拔模加工等连续操作；使用工控组态软件mcgs编写上位机监控界面，实时显示单导轨自动拔模过程及主要硬件设备的运行状态。

该监控系统运行稳定可靠，能实现较高拔模产量（1200根/h），操作简单方便，具有良好的人机交互性；在加工过程中，能大幅度降低工人的劳动强度，减小环境对于人体健康的伤害；同时提高了生产效率和设备的自动化加工程度，为大规模的机械化磨削加工做准备。

2. 国内外研究现状分析

在国内外，plc 和 mcgs 也得到很广泛的应用，比如自动售货机、机械手自动分拣及加工流水线系统、供水工程系统、煤矿安全生产监控系统、焚烧炉监控系统、电机变频调速系统中的应用等，并与国外富士、三菱、松下、西门子、abb等plc实现良好的配合。

目前，从金属模芯上剥离橡胶外壳主要由人工完成，大多数橡胶外壳直径较小但长度较长，人工剥离很费劲，劳动强度大，工作效率低；而且由于冷却时间短，橡胶外壳剥离时温度较高，对工人身体危害大。

虽然如今，对芯棒加工及拔模的研究已取得进展，但其仍存在着动作单一，可视化效果差的问题，故在现有的研究基础上，针对上述问题，利用plc与mcgs软件更好地提高生产自动化水平，减轻劳动强度，实现安全生产具有重要意义。

3. 研究的基本内容与计划

1~3周通过查找资料和阅读相关研究论文，全面了解单导轨拔模机的工作过程；详细了解单导轨拔模机的基本结构、拔模距离和加工效率等；4~5周明确单导轨拔模机的详细控制要求，实现芯棒模芯上料-模芯上移-自动拔模-橡胶外壳收集-模芯下移的单导轨自动拔模过程，构建监控系统并设计系统的控制流程图；6~9周学习和使用工控组态软件MCGS，构建单导轨拔模机监控系统的上位机操作界面，界面应简单直观、容易操作，能够实现所有控制要求，具有较好的人机交互性；编写后台组态运行程序，实现监控系统的模拟自动运行；监控系统应具有报警功能，保证加工过程安全稳定；10~12周学习和了解可编程控制器PLC的基本结构、运行原理和使用；根据监控系统的监控要求，统计输入/输出点数，选用合适的三菱Fx2N PLC控制单元；完成PLC接口端子和基本电路的排列布置；编写PLC控制流程图；学习和掌握三菱PLC的编程软件GX Developer，编写监控系统下位机运行程序并进行调试；实现与上位机之间的信号通讯；13~14周对监控系统的硬件执行单元进行选型，包括电机、传感器等，列出具体型号和性能参数。

15~16周完善测试功能，完成毕业设计及答辩。

4. 研究创新点

由于传统加工过程中，主要为人工操作，芯棒加工周期长，生产效率低，劳动强度大；且原料熔化工作环境温度高、异味重，对工人健康危害大。

本课题将使用基于工控组态软件mcgs和plc的单导轨芯棒拔模机监控系统，实现将橡胶外壳从金属模芯上的自动剥离，来替代人为加工。

可以实现自动装夹模具及单导轨锤柄外壳自动拔模加工等连续操作，用户只需要完成i/o设备的配置工作，就可以利用组态软件提供的硬件驱动程序，实现与 plc 的通信功能。