摘 要

毛刺就是在零件被加工的过程中随着切削和形变而产生的一种刺状物或者是飞边。毛刺的出现极大的影响了零件的品质，对后续的使用带来很大的不便，甚至带来危险。所以为了提高零件的品质，需要对零件上生成的毛刺进行去除。

随着科技的进步，不同种类的零件产生的毛刺类型也不尽相同。去毛刺的技术已经研究了几十年，目前自动控制技术已经发展的比较成熟。本文所研究的去毛刺技术是以发动机缸盖为去毛刺的对象，基于以西门子公司生产的S7-300 PLC为控制器，控制变频器，电机，机械刷等部件，从而设计出一个可以自动去毛刺的控制系统，自动去毛刺机可以自己从传送带上获取零件并固定好零件，去毛刺机的电机转动带动机械刷的转动，利用机械刷与零件的摩擦实现对发动机缸盖五个孔内及发动机缸盖表面的毛刺的去除。极大的提高了发动机的品质，也降低了零件生产加工的成本。

关键字：去毛刺；控制系统；PLC；

ABSTRACT

Burr is a kind of thorn or flying edge which is produced by cutting and deformation in the process of machining parts. The emergence of burr make a great impact on the quality of the parts, which is not convenient for the farther use. It bring dangers as well. So, in order to improve the quality of parts, we need to remove the burr which is occurred during the production.

With the progress of science and technology, the types of different parts produced different kinds of burr. Technology has been studied it for decades. At present, the technology of automatic control has been developed more mature. In this paper, the research of removing burr technology is made the cylinder head as target, based on the controller S7-300 PLC produced by Siemens. The PLC control the transducer, motor, mechanical brush and other components. Finally, we designed a machine system, which can remove the burr automatically. This machine can get the parts from the conveyer belt and fasten it by itself. The motor rotation of the machine can make the mechanical brush rotates too. We used the friction produced by mechanical brush and parts to remove the burr in the five holes and surface of the cylinder head. So, the quality of parts will improve greatly and the cost of the manufacture will be cheaper and cheaper.

Keywords : Deburring; Control System; PLC

目 录

摘 要 I

ABSTRACT II

第一章 绪论 1

1.1 引言 1

1.2 国内外研究现状综述 1

1.2.1 国内研究现状 1

1.2.2 国外研究现状 2

1.3 研究内容 2

1.4论文结构安排 3

第二章 发动机缸盖去毛刺系统的总体设计 4

2.1 发动机缸缸盖去毛刺工艺综述 4

2.2 去毛刺机控制系统总体结构设计 4

第三章 发动机缸盖去毛刺系统硬件的设计 8

3.1 PLC 综述 8

3.1.1 PLC简介 8

3.1.2 PLC的优点 8

3.2 PLC 硬件系统 9

3.2.1 PS电源模块 9

3.2.2 机架 9

3.2.3 数字量I/O模块 9

3.2.4 CPU模块 9

3.3 PLC硬件系统实现 10

3.3.1 系统的网络分布图 10

3.3.2 系统控制电气图的设计 10

3.3.3 系统直流供电电源图 13

3.3.4 系统的I/O分布图 16

3.3.5 变频器MM440的调试 19

3.4 硬件保护措施 20

第四章 发动机缸盖去毛刺系统软件的设计 21

4.1 PLC运行原理 21

4.2 西门子PLC的编程介绍 22

4.2.1 西门子PLC程序结构 22

4.2.2 西门子PLC编译 23

4.2.3 step-7软件程序编写步骤 23

4.3 用户程序设计 23

4.3.1程序流程图设计 23

4.3.2 S7-300系统的硬件组态 24

4.3.3 程序编写 25

4.4 软件仿真 28

4.5 软件保护措施 28

第五章 总结与展望 29

5.1 总结 29

5.2 展望 29

参考文献 31

附录 32

附录A 32

图 A1 32

图 A2 33

图 A3 34

图 A4 35

图 A5 36

图 A6 37

图 A7 38

图 A8 39

图 A9 40

图 A10 41

图 A11 42

附录B 43

程序1 43

程序2 44

致 谢 51

第一章 绪论

1.1 引言

近年来随着雾霾的出现及一系列的环境污染和能源浪费对大众的生活及国家发展造成了一定程度的影响，国家在最近几年调整战略，加快出台政策促进节能减排的发展，制定了更加严格的生产和排放标准。这样就对企业生产的产品质量，性能提出了更高的要求。目前我国汽车数量持续增长，因此会消耗越来越多的能源，而汽车排放的污染物是空气污染的主要来源。作为一个汽车企业，公司应该在节能减排上做更多的研究，不断提高生产的零件的性能，通过加快技术的研究从而实现能源的高效利用和排放的减少。相应国家的号召^[1]。

而发动机作为一个汽车生产加工中一个重要的零件，在汽车的节能减排上发挥着重要的作用，所以发展提高发动机的性能的新技术是很重要的。而一些新技术对发动机缸盖的加工后的切削残留量有相当高的要求，要求含有更低的残留量。发动机内部的清洁度是评判发动机质量的重要指标^[1]，在发动机生产加工过程中需要在机体上制作孔道，在孔道的加工部位和周围必然会产生毛刺和飞边，而这些加工部位周围的毛刺飞边对产品的制造，使用会产生很多的不良影响。如果毛刺没有被去除的很彻底，很容易被残留在机体内，这样会降低了汽车发动机的的性能及使用寿命，甚至给发动机的装配和后续使用带来安全隐患，甚至会对人产生伤害^[2]。同时因为发动机缸盖的体积比较大，形状和制作加工的工艺也相对比较复杂，在制作加工过程中很容易产生很多的毛刺和飞边。所以发动机缸盖是生产加工发动机中去毛刺的重点对象。加工产生的毛刺除了影响零件性能，而且去毛刺的成本很高。在发达国家，零件去毛刺的成本甚至超过了制造成本的20%。因此，为了发动机缸盖能够有更少的毛刺残余量和节约制造的成本，必须提高发动机缸盖去毛刺的技术。

1.2 国内外研究现状综述

1.2.1 国内研究现状

目前在我国有很多生产比较落后的发动机生产线，发动机缸盖孔道及机体表面的去毛刺方法还是有用人工和简单的使用机械去除毛刺和飞边的，比如使用砂纸，锉刀打磨。这样的去毛刺方法存在诸多不足，比如工人劳动的强度大，生产加工效率差，质量不够稳定等缺点。因此无法实现大批量生产加工且不能够满足国家提出的节能减排的战略要求。