自動(dòng)裝卸機(jī)畢業(yè)設(shè)計(jì)

1、<p><b>　　摘 要</b></p><p>　　本文主要介紹了自動(dòng)裝卸機(jī)實(shí)際應(yīng)用的設(shè)計(jì)過程，本文所設(shè)計(jì)的自動(dòng)裝卸機(jī)應(yīng)用于瓶裝飲料生產(chǎn)線中的裝卸工作。設(shè)計(jì)過程包括裝卸機(jī)整體結(jié)構(gòu)分析，零件造型，零件工藝分析，PLC選擇等。首先對(duì)裝卸機(jī)工作內(nèi)容進(jìn)行分析與設(shè)計(jì)，繪制工作環(huán)境圖，并對(duì)主要零部件及其運(yùn)動(dòng)方式進(jìn)行設(shè)計(jì)，利用計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)軟件對(duì)各零部件進(jìn)行二維或三維的圖形繪制，并對(duì)主要零部

2、件進(jìn)行結(jié)構(gòu)和尺寸分析，合理布局各零部件，確定機(jī)械整體尺寸，采用PLC實(shí)現(xiàn)機(jī)器的自動(dòng)控制。設(shè)計(jì)過程中，使用了UGNX4.0、AUTOCAD、PLC編程軟件等。</p><p>　　關(guān)鍵詞：自動(dòng)裝卸機(jī) PLC 自動(dòng)控制</p><p><b>　　目 錄</b></p><p><b>　　摘 要I</b></p&

3、gt;<p><b>　　引 言1</b></p><p>　　第一章 畢業(yè)設(shè)計(jì)任務(wù)2</p><p>　　1.1 設(shè)計(jì)題目及要求2</p><p>　　1.2 裝卸機(jī)的發(fā)展2</p><p>　　1.3 裝卸原則3</p><p>　　1.4 本章小結(jié)4</p&

4、gt;<p>　　第二章 自動(dòng)裝卸機(jī)總體設(shè)計(jì)5</p><p>　　2.1 工作內(nèi)容與環(huán)境分析5</p><p>　　2.2 整體構(gòu)思6</p><p>　　2.3 總體尺寸設(shè)計(jì)7</p><p>　　2.4 本章小結(jié)7</p><p>　　第三章 運(yùn)動(dòng)及結(jié)構(gòu)分析8</p>

5、<p>　　3.1 飲料瓶搬運(yùn)8</p><p>　　3.1.1 機(jī)械手水平方向運(yùn)動(dòng)分析8</p><p>　　3.1.2 機(jī)械手垂直方向運(yùn)動(dòng)分析9</p><p>　　3.2 薄鐵板搬運(yùn)10</p><p>　　3.3 本章小結(jié)11</p><p>　　第四章 氣動(dòng)裝置設(shè)計(jì)12</p&g

6、t;<p>　　4.1 氣動(dòng)傳動(dòng)概述12</p><p>　　4.2 氣動(dòng)傳動(dòng)系統(tǒng)特點(diǎn)12</p><p>　　4.3 氣動(dòng)抓瓶器設(shè)計(jì)12</p><p>　　4.4 真空吸盤設(shè)計(jì)14</p><p>　　4.5 本章小結(jié)15</p><p>　　第五章 控制及檢測(cè)系統(tǒng)設(shè)計(jì)16</p&

7、gt;<p>　　5.1 PLC概述16</p><p>　　5.2 PLC主要優(yōu)點(diǎn)16</p><p>　　5.3 PLC的硬件結(jié)構(gòu)及工作原理16</p><p>　　5.3.1 PLC控制系統(tǒng)組成17</p><p>　　5.3.2 PLC的工作過程17</p><p>　　5.4 控制系統(tǒng)

8、構(gòu)成及工作流程18</p><p>　　5.4.1 控制系統(tǒng)構(gòu)成18</p><p>　　5.4.2 控制系統(tǒng)工作流程18</p><p>　　5.5 PLC的選擇19</p><p>　　5.6 傳感器的選擇22</p><p>　　5.7 接觸器的選擇23</p><p>　　5

9、.8 熱繼電器的選擇23</p><p>　　5.9 開關(guān)電器、熔斷器的選擇24</p><p>　　5.10 本章小結(jié)24</p><p>　　第六章 軟件設(shè)計(jì)25</p><p>　　6.1 系統(tǒng)I/O點(diǎn)分配25</p><p>　　6.2 PLC梯形圖26</p><p>　

10、　6.2 程序調(diào)試與結(jié)果30</p><p>　　6.3 本章小結(jié)30</p><p>　　第七章 畢業(yè)設(shè)計(jì)總結(jié)31</p><p><b>　　致 謝32</b></p><p><b>　　參考文獻(xiàn)33</b></p><p><b>　　引 言&l

11、t;/b></p><p>　　當(dāng)今世界制造業(yè)自動(dòng)化普及速度加快，機(jī)械與電子科技技術(shù)的完美融合，以求高速度、高精度，推進(jìn)自動(dòng)化與智能化的發(fā)展，迫使生產(chǎn)設(shè)備的自動(dòng)化程度及生產(chǎn)效率提高，采取在原有的機(jī)械設(shè)備的基礎(chǔ)上，外加入電子元件或裝置，使機(jī)器、設(shè)備或生產(chǎn)過程的某個(gè)工作狀態(tài)或參數(shù)自動(dòng)地按照預(yù)定的規(guī)律運(yùn)行，從而來提高生產(chǎn)效率，使產(chǎn)品生產(chǎn)贏得時(shí)間贏得市場(chǎng)。</p><p>　　在裝卸機(jī)的設(shè)計(jì)

12、制造中，添加自動(dòng)控制技術(shù)，有利于將人類從繁瑣、危險(xiǎn)、重載的勞動(dòng)環(huán)境中解放出來，并大大提高生產(chǎn)效率。本次設(shè)計(jì)的裝卸機(jī)結(jié)構(gòu)緊湊、操作簡(jiǎn)便、自動(dòng)化程度高。能很大程度上提高裝卸質(zhì)量與速度，經(jīng)改造后可廣泛應(yīng)用于糧油、食品、飲料、果品等的裝卸生產(chǎn)線上。</p><p>　　第一章 畢業(yè)設(shè)計(jì)任務(wù)</p><p>　　1.1 設(shè)計(jì)題目及要求</p><p>　　本次設(shè)計(jì)題目為“飲

13、料生產(chǎn)線自動(dòng)裝卸機(jī)”。在裝卸機(jī)設(shè)計(jì)中，要求結(jié)構(gòu)合理，運(yùn)行可靠，結(jié)合電子技術(shù)，實(shí)現(xiàn)裝卸機(jī)的自動(dòng)控制。此設(shè)計(jì)運(yùn)用于飲料生產(chǎn)線裝卸任務(wù)，裝卸動(dòng)作快捷方便，在實(shí)際生產(chǎn)中可節(jié)約勞動(dòng)成本，并可大幅度提高生產(chǎn)效率。</p><p>　　1.2 裝卸機(jī)的發(fā)展</p><p>　　裝卸機(jī)是為車、船或其他設(shè)備進(jìn)行裝卸作業(yè)的物料搬運(yùn)機(jī)械，因此其本身也可稱為搬運(yùn)機(jī)，其特點(diǎn)是能自行取物。</p>&l

14、t;p>　　早期，人們一般用各種起重機(jī)和輸送機(jī)來完成裝卸工作。隨著裝卸作業(yè)量的不斷增大，逐漸出現(xiàn)了能自行取物的裝卸機(jī)械。19世紀(jì)初，出現(xiàn)了單斗裝載機(jī)。19世紀(jì)中葉出現(xiàn)了裝有履帶運(yùn)行裝置的無軌式裝卸機(jī)械。20世紀(jì)20年代出現(xiàn)了翻車機(jī)和蟹耙式裝載機(jī)。第二次世界大戰(zhàn)后，集裝箱運(yùn)輸?shù)玫桨l(fā)展，陸續(xù)出現(xiàn)了集裝箱運(yùn)載橋和集裝箱龍門起重機(jī)。起升車輛在裝卸工作中起著日益重要的作用。盡管如此，在一些裝卸作業(yè)量不大的地方仍然使用起重機(jī)或輸送機(jī)來完成裝卸

15、工作。從這一點(diǎn)上說，要把裝卸機(jī)械與起重機(jī)、輸送機(jī)和搬運(yùn)車輛截然分開是很困難的。</p><p>　　裝卸機(jī)械按裝卸的物料不同可分為散狀物料裝卸機(jī)械和成件物品裝卸機(jī)械。按結(jié)構(gòu)型式可分為固定式和運(yùn)行式兩類，運(yùn)行式的又分有軌式和無軌式兩種。</p><p>　　裝卸系統(tǒng)分類圖如圖1.1所示：</p><p>　　圖1.1 裝卸系統(tǒng)分類圖</p><p&

16、gt;<b>　　1.3 裝卸原則</b></p><p>　　（1）盡量不進(jìn)行裝卸</p><p>　　因?yàn)檠b卸作業(yè)本身并不產(chǎn)生價(jià)值。但是，如果進(jìn)行了不適當(dāng)?shù)难b卸作業(yè)，就可能造成商品的破損，或使商品受到污染。因此，盡力排除無意義的作業(yè)，是理所當(dāng)然的。盡量減少裝卸次數(shù)，以及盡可能地縮短搬運(yùn)距離等，所起的作用也是很大的。因?yàn)檠b卸作業(yè)不僅要花費(fèi)人力和物力，增加費(fèi)用，還會(huì)使

17、流通速度放慢。如果多增加一次裝卸，費(fèi)用也就相應(yīng)地增加一次，同時(shí)還增加了商品污損、破壞、丟失、消耗的機(jī)會(huì)。 </p><p><b>　?。?）裝卸的連續(xù)性</b></p><p>　　是指兩處以上的裝卸作業(yè)要配合好。進(jìn)行裝卸作業(yè)時(shí)，為了不使連續(xù)的各種作業(yè)中途停頓，而能協(xié)調(diào)地進(jìn)行，整理其作業(yè)流程是很必要的。因此，進(jìn)行"流程分析"，對(duì)商品的流動(dòng)進(jìn)行分析

18、，使經(jīng)常相關(guān)的作業(yè)配合在一起，也是很必要的。如把商品裝到汽車或鐵路貨車上，或把商品送往倉(cāng)庫(kù)進(jìn)行保管時(shí)，應(yīng)當(dāng)考慮合理取卸，或出庫(kù)的方便。所以某一次的裝卸作業(yè)，某一個(gè)裝卸動(dòng)作，有必要考慮下一步的裝卸而有計(jì)劃地進(jìn)行。要使一系列的裝卸作業(yè)順利地進(jìn)行，作業(yè)動(dòng)作的順序、作業(yè)動(dòng)作的組合或裝卸機(jī)械的選擇及運(yùn)用是很重要的。 </p><p><b>　?。?）減輕人力裝卸</b></p><

19、;p>　　就是把人的體力勞動(dòng)改為機(jī)械化勞動(dòng)。在不得已的情況下，非依靠人力不可時(shí)，盡可能不要讓搬運(yùn)距離太遠(yuǎn)。關(guān)于減輕人力裝卸問題，主要是在減輕體力勞動(dòng)、縮短勞動(dòng)時(shí)間、防止成本上升、勞動(dòng)安全衛(wèi)生等方面推進(jìn)省力化、自動(dòng)化。 </p><p>　?。?）提高搬運(yùn)靈活性</p><p>　　物流過程中，常須將暫時(shí)存放的物品，再次搬運(yùn)。從便于經(jīng)常發(fā)生的搬運(yùn)作業(yè)考慮，物品的堆放方法是很重要的，這種

20、使于移動(dòng)的程度，被稱之為"搬運(yùn)靈活性". 衡量商品堆存形態(tài)的"搬運(yùn)靈活性"，用靈活性指數(shù)表示。一般將靈活性指數(shù)分為五個(gè)等級(jí)，即：散堆于地面上為o級(jí)；裝入箱內(nèi)為1級(jí)；裝在貨盤或墊板上為2 級(jí)；裝在車臺(tái)上為3級(jí)；裝在輸送帶上為4級(jí)。 </p><p>　?。?）把商品整理為一定單位</p><p>　　就是把商品匯集成一定單位數(shù)量，然后再進(jìn)行裝卸，即可避

21、免損壞、消耗、丟失、又容易查點(diǎn)數(shù)量，而且最大的優(yōu)點(diǎn)在于使裝卸、搬運(yùn)的單位加大，使機(jī)械裝卸成為可能，以及使裝卸、搬運(yùn)的靈活性好等。這種方式是把商品裝在托盤、集裝箱和搬運(yùn)器具中原封不動(dòng)地裝卸、搬運(yùn)，進(jìn)行輸送、保管。 </p><p>　?。?）從物流整體的角度考慮</p><p>　　在整個(gè)物流過程中，要從運(yùn)輸、儲(chǔ)存、保管、包裝與裝卸的關(guān)系來考慮。裝卸要適合運(yùn)輸、儲(chǔ)存保管的規(guī)模，即裝卸要起著支

22、持并提高運(yùn)輸、儲(chǔ)存保管能力、效率的作用，而不是起阻礙的作用。對(duì)于商品的包裝來說也是一樣的，過去是以裝卸為前提進(jìn)行的"包裝，要運(yùn)進(jìn)許多不必要的包裝材料，現(xiàn)在采用集合包裝，不僅可以減少包裝材料，同時(shí)也省去了許多徒勞的運(yùn)輸。</p><p><b>　　1.4 本章小結(jié)</b></p><p>　　本章內(nèi)容明確了本次設(shè)計(jì)的設(shè)計(jì)任務(wù)，并且對(duì)自動(dòng)裝卸機(jī)的來歷和發(fā)展作了

23、相關(guān)概括，對(duì)裝卸機(jī)按不同方式進(jìn)行了分類，對(duì)裝卸原則從多個(gè)層次進(jìn)行了簡(jiǎn)要分析，同時(shí)也是對(duì)之后的設(shè)計(jì)鋪墊了基石。</p><p>　　第二章 自動(dòng)裝卸機(jī)總體設(shè)計(jì)</p><p>　　2.1 工作內(nèi)容與環(huán)境分析</p><p>　　傳輸飲料使用的傳送帶將飲料排成5列傳輸，傳輸過來的飲料將由自動(dòng)裝卸機(jī)整齊排放在薄鐵板上，薄鐵板由傳輸履帶傳送，為使下一流程運(yùn)輸?shù)姆奖?，?yīng)在薄

24、鐵板下放置托盤，每個(gè)托盤上疊放5張薄鐵板，外部設(shè)備還應(yīng)配備傳感器計(jì)數(shù)器等。</p><p>　　所設(shè)計(jì)的自動(dòng)裝卸機(jī)抓瓶采用氣夾式，配有100個(gè)抓瓶器，以50個(gè)抓瓶器排列成10×5固定為一個(gè)整體，機(jī)器一次可夾持100瓶飲料，將100瓶飲料按10×10排放于薄鐵板上，再在所放置后的100瓶飲料上蓋一張薄鐵板，然后繼續(xù)放100瓶飲料在此薄鐵板上，總共疊放5層為機(jī)器的一個(gè)運(yùn)動(dòng)周期，然后由傳輸履帶運(yùn)走后

25、再循環(huán)。工作環(huán)境圖如圖2.1所示：</p><p>　　(a)工作環(huán)境三維圖</p><p>　　（b）工作環(huán)境平面俯視圖</p><p>　　圖2.1 工作環(huán)境圖</p><p><b>　　2.2 整體構(gòu)思</b></p><p>　　根據(jù)工作環(huán)境圖，本文設(shè)計(jì)的自動(dòng)裝卸機(jī)安裝時(shí)將橫跨兩傳輸帶安

26、裝，整體外形結(jié)構(gòu)呈方體，類似如圖2.2：</p><p>　　圖2.2 裝卸機(jī)外形結(jié)構(gòu)</p><p>　　自動(dòng)裝卸機(jī)系統(tǒng)主要功能單元包括有動(dòng)力單元，傳動(dòng)單元，執(zhí)行單元，控制單元，檢測(cè)與反饋單元等。</p><p>　　動(dòng)力單元：根據(jù)設(shè)計(jì)要求，設(shè)電動(dòng)機(jī)額定功率為4.0kW，參照機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)，可選用電動(dòng)機(jī)型號(hào)為:YZR132M2-6。</p><p

27、>　　傳動(dòng)單元：機(jī)器主要傳動(dòng)以機(jī)械傳動(dòng)，其中包括齒輪傳動(dòng)，蝸桿蝸輪傳動(dòng)，槽輪機(jī)構(gòu)傳動(dòng)等。機(jī)器附加傳動(dòng)有電氣傳動(dòng)。</p><p>　　執(zhí)行單元：機(jī)器主要執(zhí)行工作分兩種，一是將傳動(dòng)帶輸入過來的瓶裝飲料排放于另一傳輸履帶運(yùn)來的薄鐵板上，第二是將薄鐵板有序疊放于已放好的飲料瓶上。夾緊力主要由電氣裝置提供。</p><p>　　控制單元：自動(dòng)裝卸機(jī)控制由操作人員提前輸入機(jī)器執(zhí)行件運(yùn)動(dòng)程序，機(jī)

28、器CPU本身具有記憶功能，可自行按照給定的程序執(zhí)行相應(yīng)的運(yùn)動(dòng)步驟。</p><p>　　檢測(cè)與反饋單元：機(jī)器運(yùn)動(dòng)系統(tǒng)的檢測(cè)與反饋主要由單片機(jī)以及各種傳感器等元件，當(dāng)檢測(cè)到有問題時(shí)，信息將自動(dòng)反饋給機(jī)器CPU，機(jī)器會(huì)及時(shí)發(fā)出指令解決問題，當(dāng)機(jī)器本身不能解決問題時(shí)候，會(huì)立即停機(jī)并發(fā)出警報(bào)，再由操作人員來處理。</p><p>　　2.3 總體尺寸設(shè)計(jì)</p><p>　

29、　測(cè)得飲料瓶直徑和高度分別約為：d=60mm，h=220mm。</p><p>　　設(shè)薄鐵板厚度為3mm，形狀為正方形，邊長(zhǎng)為700mm。設(shè)相鄰兩薄鐵板距離為300mm。</p><p>　　設(shè)飲料傳輸帶上表面距離地面1000mm，則傳輸帶上飲料瓶蓋處距離地面的距離為1220mm。</p><p>　　設(shè)薄鐵板傳輸履帶上表面距離地面300mm，托盤高度為150mm，

30、則氣夾頭最低位置距地面高度為300+150+3+220=673mm，氣夾頭最高位置距地面高度為673+（220+3）×4=1529mm。為使產(chǎn)品實(shí)用范圍更廣，設(shè)計(jì)其氣夾頭最低位置距地面500mm，最高位置距地面1700mm。</p><p>　　設(shè)飲料傳輸帶寬度為350mm，薄鐵板傳輸履帶寬度為550mm，兩傳輸帶水平距離為500mm，則氣夾頭橫向水平移動(dòng)距離為（350+550）/2+500=950mm

31、。</p><p>　　根據(jù)各個(gè)前提要求，初設(shè)裝卸機(jī)整體尺寸為：長(zhǎng)2200mm，寬2000mm，高2100mm。設(shè)備約重2000kg。</p><p><b>　　2.4 本章小結(jié)</b></p><p>　　本章主要介紹了此設(shè)計(jì)的自動(dòng)裝卸機(jī)在飲料生產(chǎn)線中的工作環(huán)境分析，確定了外部相關(guān)設(shè)備，以及其空間結(jié)構(gòu)布局。本章還對(duì)裝卸機(jī)工作內(nèi)容進(jìn)行了簡(jiǎn)要概

32、括，分析了裝卸機(jī)整體外形和主要功能單元，最后對(duì)裝卸機(jī)的總體結(jié)構(gòu)尺寸作了計(jì)算和確定。</p><p>　　第三章 運(yùn)動(dòng)及結(jié)構(gòu)分析</p><p><b>　　3.1 飲料瓶搬運(yùn)</b></p><p>　　飲料瓶的抓取與搬運(yùn)工作由兩個(gè)可實(shí)現(xiàn)固定相對(duì)運(yùn)動(dòng)的機(jī)械手執(zhí)行，每個(gè)機(jī)械手下面安裝一個(gè)集成板，集成板上整齊排列10×5共50個(gè)抓瓶器，

33、以此實(shí)現(xiàn)每次抓100個(gè)飲料瓶的設(shè)計(jì)。</p><p>　　機(jī)械手分為水平方向運(yùn)動(dòng)和垂直方向運(yùn)動(dòng)兩種。</p><p>　　3.1.1 機(jī)械手水平方向運(yùn)動(dòng)分析</p><p>　?。╝）機(jī)械手水平位置圖 （b）機(jī)械手水平運(yùn)動(dòng)圖</p><p>　　圖3.1 機(jī)械手水平位置及運(yùn)動(dòng)圖</p><p&

34、gt;　　如圖3.1（a）所示，機(jī)械手每次執(zhí)行抓取任務(wù)，便從飲料傳輸帶上將100瓶飲料移置薄鐵板上，圖中黑點(diǎn)位置為機(jī)械手旋轉(zhuǎn)中心位置，深線框?yàn)榘惭b抓瓶器的集成板。機(jī)械手水平運(yùn)動(dòng)圖見圖3.1（b），兩機(jī)械手初始位置為A、B兩點(diǎn)，兩機(jī)械手水平方向先同時(shí)向兩邊移動(dòng)，到達(dá)指定位置后，再同時(shí)沿順時(shí)針方向轉(zhuǎn)動(dòng)90°，再并行向薄鐵板方向移動(dòng)，當(dāng)移動(dòng)到指定位置后，再水平相對(duì)方向移動(dòng)至A′、B′兩點(diǎn)，執(zhí)行完一次飲料搬運(yùn)后，兩機(jī)械手再沿原路返回，

35、旋轉(zhuǎn)位置處依然沿順時(shí)針方向轉(zhuǎn)動(dòng)90°。</p><p>　　機(jī)械手的平行移動(dòng)采用滑軌機(jī)構(gòu)，控制兩機(jī)械手的同向旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)采用雙圓銷槽輪機(jī)構(gòu)（圖3.2所示），當(dāng)主動(dòng)撥盤逆時(shí)針方向轉(zhuǎn)動(dòng)180°，從動(dòng)槽輪將順時(shí)針方向轉(zhuǎn)動(dòng)90°。采用雙圓銷槽輪機(jī)構(gòu)的優(yōu)點(diǎn)是可使兩個(gè)相對(duì)轉(zhuǎn)動(dòng)的機(jī)械手轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)候具有較高的同步性，并且運(yùn)動(dòng)傳輸簡(jiǎn)單，結(jié)構(gòu)緊湊。</p><p>　　圖3.2 雙圓銷槽

36、輪機(jī)構(gòu)</p><p>　　3.1.2 機(jī)械手垂直方向運(yùn)動(dòng)分析</p><p>　　機(jī)械手在執(zhí)行抓瓶工作時(shí)，先將飲料瓶從飲料輸入傳送帶上提起，在機(jī)器運(yùn)動(dòng)速度能滿足生產(chǎn)要求的前提下，為了使運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)單化，機(jī)械手每次將飲料提起后，直接垂直上升到極限高度，再水平運(yùn)動(dòng)到薄鐵板上方，然后將飲料瓶放置在薄鐵板上，完成其一次裝卸搬運(yùn)工作。當(dāng)這種運(yùn)動(dòng)方式不能滿足生產(chǎn)要求時(shí)，再采取尋求更短路徑，從而來提高生產(chǎn)效

37、率。機(jī)械手垂直方向運(yùn)動(dòng)圖如圖3.3所示：</p><p>　　圖3.3 機(jī)械手垂直運(yùn)動(dòng)圖</p><p>　　機(jī)械手垂直方向運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)采用升降機(jī)構(gòu)，如圖3.4所示：</p><p><b>　　圖3.4 升降機(jī)構(gòu)</b></p><p>　　機(jī)械手空間結(jié)構(gòu)布局如圖3.5所示：</p><p>　　圖

38、3.5 飲料搬運(yùn)機(jī)械手空間結(jié)構(gòu)布局圖</p><p><b>　　3.2 薄鐵板搬運(yùn)</b></p><p>　　薄鐵板的運(yùn)輸，與飲料運(yùn)輸一樣采用滑軌機(jī)構(gòu)與升降機(jī)構(gòu)完成水平與垂直的運(yùn)動(dòng)，其機(jī)械手結(jié)構(gòu)圖見圖3.6：</p><p>　　圖3.6 薄鐵板搬運(yùn)機(jī)械手空間結(jié)構(gòu)布局圖</p><p>　　圖中設(shè)計(jì)有轉(zhuǎn)角，目的是為了

39、防止薄鐵板搬運(yùn)機(jī)械手與飲料搬運(yùn)機(jī)械手運(yùn)動(dòng)路徑有重合，由此設(shè)計(jì)出轉(zhuǎn)角，也可使機(jī)械手的運(yùn)動(dòng)更簡(jiǎn)單。</p><p>　　薄鐵板的抓取采用4個(gè)方形布置在機(jī)械手下方的氣動(dòng)真空吸盤完成。</p><p>　　飲料搬運(yùn)機(jī)械手與薄鐵板搬運(yùn)機(jī)械手的垂直運(yùn)動(dòng)高度均由光電傳感器檢測(cè)控制。</p><p><b>　　3.3 本章小結(jié)</b></p>

40、<p>　　本章主要對(duì)裝卸機(jī)主要執(zhí)行件的運(yùn)動(dòng)形式進(jìn)行了分析，對(duì)飲料搬運(yùn)機(jī)械手和薄鐵板搬運(yùn)機(jī)械手分別從水平方向和垂直方向的運(yùn)動(dòng)路徑進(jìn)行了分析，并對(duì)各種運(yùn)動(dòng)形式與路徑設(shè)計(jì)了相應(yīng)的運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)，再對(duì)各個(gè)機(jī)構(gòu)換了相關(guān)的平面圖和空間三維圖，方便更好理解機(jī)器執(zhí)行件的運(yùn)動(dòng)原理。</p><p>　　第四章 氣動(dòng)裝置設(shè)計(jì)</p><p>　　4.1 氣動(dòng)傳動(dòng)概述</p><p&

41、gt;　　氣動(dòng)傳動(dòng)就是以壓縮空氣為動(dòng)力源，帶動(dòng)機(jī)械完成伸縮或旋轉(zhuǎn)動(dòng)作。因?yàn)槭抢每諝饩哂袎嚎s性的特點(diǎn)，吸入空氣壓縮儲(chǔ)存，空氣便像彈簧一樣具有了彈力，然后用控制元件控制其方向，帶動(dòng)執(zhí)行元件的旋轉(zhuǎn)與伸縮。從大氣中吸入多少空氣就會(huì)排出多少到大氣中，不會(huì)產(chǎn)生任何化學(xué)反應(yīng)，也不會(huì)消耗污染空氣的任何成分，另外氣體的粘性較液體要小，所以說流動(dòng)速度快，所以說主要特點(diǎn)便是節(jié)能環(huán)保。</p><p>　　4.2 氣動(dòng)傳動(dòng)系統(tǒng)特點(diǎn)&l

42、t;/p><p>　　氣動(dòng)裝置結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、輕便、安裝維護(hù)簡(jiǎn)單。壓力等級(jí)低、使用安全相對(duì)液壓系統(tǒng)安全一些。</p><p>　　工作介質(zhì)是取之不盡的空氣、空氣本身不花錢。排氣處理簡(jiǎn)單，不污染環(huán)境，但電能消耗較大，能源轉(zhuǎn)換率很低，初期成本較低，但使用成本較高。</p><p>　　輸出力以及工作速度的調(diào)節(jié)非常容易。氣缸的動(dòng)作速度一般為50~500mm/s。但運(yùn)行速度穩(wěn)定性不高

43、。</p><p>　　可靠性不太高，使用壽命受氣源潔凈度和使用頻率的影響較大。</p><p>　　利用空氣的壓縮性，可貯存能量，實(shí)現(xiàn)集中供氣?？啥虝r(shí)間釋放能量，以獲得間歇運(yùn)動(dòng)中的高速響應(yīng)?？蓪?shí)現(xiàn)緩沖。對(duì)沖擊負(fù)載和過負(fù)載有較強(qiáng)的適應(yīng)能力。在一定條件下，可使氣動(dòng)裝置有自保持能力。</p><p>　　全氣動(dòng)控制具有防火、防爆、防潮的能力。與液壓方式相比，氣動(dòng)方式可在

44、高溫場(chǎng)合使用（通常為160℃以內(nèi)）。</p><p>　　4.3 氣動(dòng)抓瓶器設(shè)計(jì)</p><p>　　在抓瓶機(jī)構(gòu)的整個(gè)抓瓶運(yùn)動(dòng)過程中,抓瓶頭是通過充氣、放氣來實(shí)現(xiàn)抓瓶、放瓶的,其外形圖與結(jié)構(gòu)圖見圖4.1（a）和圖4.1（b）所示：</p><p><b>　　（a）抓瓶器外形圖</b></p><p><b>

45、　?。╞）抓瓶器結(jié)構(gòu)圖</b></p><p>　　圖4.1 抓瓶器外形圖與結(jié)構(gòu)圖</p><p>　　氣動(dòng)裝置通過向塑料層與硅橡膠層之間進(jìn)行充氣,使硅橡膠的變形進(jìn)入金屬的鏤空部分,產(chǎn)生變形從而抓緊瓶子。</p><p>　　抓瓶頭在抓瓶時(shí)必須保證不能使瓶子有跌落或沒有抓起來的情況出現(xiàn),如發(fā)生此類情況，機(jī)器將立即發(fā)出警報(bào)，通知操作和維修人員。為了保證裝卸

46、機(jī)有較高的裝卸速度,必須使抓瓶頭在短時(shí)間內(nèi)能夠抓緊瓶子而瓶子不會(huì)跌落,這就要對(duì)抓瓶頭的結(jié)構(gòu)進(jìn)行優(yōu)化。抓瓶頭金屬鏤空部分的形狀、大小都與所需的氣壓有關(guān)，因此系統(tǒng)應(yīng)配備較為先進(jìn)的氣壓監(jiān)測(cè)設(shè)備。</p><p>　　4.4 真空吸盤設(shè)計(jì)</p><p>　　真空吸盤又稱真空吊具，真空吸盤是真空設(shè)備執(zhí)行器之一,吸盤材料采用丁腈橡膠制造,具有較大的扯斷力,因而廣泛應(yīng)用于各種 真空吸持設(shè)備上,如在建筑

47、、造紙工業(yè)及印刷、玻璃等行業(yè),實(shí)現(xiàn)吸持與搬送玻璃、紙張等薄而輕的物品的任務(wù)。其結(jié)構(gòu)圖如圖4.2所示：</p><p>　　圖4.2 真空吸盤結(jié)構(gòu)圖</p><p>　　一般來說，利用真空吸盤抓取制品是最廉價(jià)的一種方法。真空吸盤品種多樣，橡膠制成的吸盤可在高溫下進(jìn)行操作，由硅橡膠制成的吸盤非常適于抓住表面粗糙的制品；由聚氨酯制成的吸盤則很耐用。另外，在實(shí)際生產(chǎn)中，如果要求吸盤具有耐油性，則可

48、以考慮使用聚氨酯、丁腈橡膠或含乙烯基的聚合物等材料來制造吸盤。通常，為避免制品的表面被劃傷，最好選擇由丁腈橡膠或硅橡膠制成的帶有波紋管的吸盤。</p><p>　　真空吸盤使用注意事項(xiàng):</p><p>　　在機(jī)械手末端抓取裝置使用真空吸盤（不帶夾鉗）的情況下，需要注意的是，機(jī)械手的移動(dòng)速度不能太高，否則會(huì)在吸盤上產(chǎn)生一個(gè)切力，使制品在快速扭轉(zhuǎn)的過程中很容易掉下來。在有些情況下，可以使用一

49、個(gè)夾鉗來保證制品的安全運(yùn)送?？紤]到可能會(huì)出現(xiàn)制品粘附在模具上的情況，通?？梢园惭b一個(gè)氣鉗來解決這一問題。當(dāng)制品表面積太小或者制品太重而無法使用真空吸盤時(shí)，同樣可以通過使用夾鉗來解決這個(gè)問題。</p><p>　　如果制品對(duì)外觀要求很嚴(yán)格，那么被夾住的部位就不能是外表面。為解決這一問題，可以安裝一個(gè)傳感電路。在確認(rèn)夾鉗或者吸盤抓穩(wěn)了制品以后，傳感器就會(huì)給機(jī)械手傳送一個(gè)信號(hào)，使其能進(jìn)行下一步的操作。在機(jī)械手的運(yùn)動(dòng)能力

50、有限、需要人工扭一下或者翹一下才能使制品脫?；虬阎破泛湍┒俗ト⊙b置移出成型區(qū)的，情況下可以添置一個(gè)能夠獨(dú)自移動(dòng)末端抓取裝置而不依于機(jī)械手操作的特殊汽缸，從而使這一問題得到改善。</p><p><b>　　4.5 本章小結(jié)</b></p><p>　　本章主要對(duì)氣動(dòng)裝置在生產(chǎn)中的運(yùn)用進(jìn)行了簡(jiǎn)要概括，以及對(duì)氣動(dòng)元件的特點(diǎn)進(jìn)行了說明。本章還對(duì)自動(dòng)裝卸機(jī)的氣動(dòng)元件進(jìn)行了設(shè)計(jì)

51、，包含飲料搬運(yùn)采用的氣動(dòng)抓瓶器和薄鐵板搬運(yùn)所采用的真空吸盤，以及對(duì)它們作了相應(yīng)的詳細(xì)分析說明。</p><p>　　第五章 控制及檢測(cè)系統(tǒng)設(shè)計(jì)</p><p><b>　　5.1 PLC概述</b></p><p>　　PLC可編程序控制器其實(shí)就是工業(yè)控制計(jì)算機(jī)，用以取代傳統(tǒng)的中間繼電 器、時(shí)間繼電器、計(jì)數(shù)器等，并具有一切計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)的功

52、能。目前PLC已成 為工業(yè)控制的標(biāo)準(zhǔn)設(shè)備，其應(yīng)用面幾乎覆蓋了整個(gè)工業(yè)企業(yè)，廣泛應(yīng)用于化工、 石油等企業(yè)的現(xiàn)代過程控制中。</p><p>　　5.2 PLC主要優(yōu)點(diǎn)</p><p><b>　　具有高可靠性</b></p><p>　　PLC除采用優(yōu)質(zhì)器件等外，在硬件方面采用了較先進(jìn)的電源，用以防止由電源回路串入干擾。其內(nèi)部采用了電磁屏蔽，以防

53、輻射干擾。而外部輸入/輸出電路則一律采用光電隔離，加上常規(guī)濾波和數(shù)字濾波；軟件方面設(shè)置了警戒時(shí)鐘WDT、自診斷等措施。因而使得PLC的平均無故障時(shí)間達(dá)到30萬小時(shí)，被稱為“永遠(yuǎn)不壞的控制器”，因而可靠性優(yōu)于傳統(tǒng)繼電—接觸器電氣 控制系統(tǒng)。頂針頂出機(jī)構(gòu)是整個(gè)頂出機(jī)構(gòu)中最簡(jiǎn)單、最常見的一種形式。頂針截面為圓形，容易達(dá)到頂針與模板或型芯上頂針孔的配合精度，頂針頂出時(shí)運(yùn)動(dòng)阻力小，頂出動(dòng)作靈活可靠。</p><p>　　靈

54、活性高、擴(kuò)展性好、通用性強(qiáng)</p><p>　　它采用程序使得硬件軟件化，對(duì)于不同的控制系統(tǒng)，只需改變程序即可，因而通用性強(qiáng)。而且現(xiàn)場(chǎng)接口容易，設(shè)計(jì)周期短。</p><p><b>　　功能強(qiáng)</b></p><p>　　PLC具有自診斷、監(jiān)控和各種報(bào)警功能既可完成過程控制，又可進(jìn)行閉環(huán)回路的調(diào)節(jié)控制，適用范圍廣。</p><

55、;p>　　5.3 PLC的硬件結(jié)構(gòu)及工作原理</p><p>　　PLC采用的是典型的計(jì)算機(jī)結(jié)構(gòu)，主要包括CPU、RAM、ROM和輸入輸出接口電路等。其內(nèi)部采用總線結(jié)構(gòu)，進(jìn)行數(shù)據(jù)和指令的傳輸。如果把PLC看作一個(gè)系統(tǒng)，該系統(tǒng)由輸入變量→PLC→輸出變量組成，外部的各種開關(guān)信號(hào)、模擬信號(hào)、傳感器檢測(cè)信號(hào)等均作為PLC的輸入變量，它們經(jīng)PLC外部輸入端子輸入到內(nèi)部寄存器中，經(jīng)PLC內(nèi)部邏輯運(yùn)算或其他各種運(yùn)算、處

56、理后送到輸出端子，作為PLC的輸出變量，對(duì)外圍設(shè)備進(jìn)行控制。PLC的一般內(nèi)部邏輯結(jié)構(gòu)框圖如圖5.1 所示。合模導(dǎo)向機(jī)構(gòu)具有定位、導(dǎo)向和承載的作用，能保證注射模的準(zhǔn)確開合模。</p><p>　　圖5.1 PLC邏輯硬件結(jié)構(gòu)框圖</p><p>　　5.3.1 PLC控制系統(tǒng)組成</p><p>　?。?）輸入部分：如按鈕開關(guān)、限位開關(guān)等，直接與PLC輸入端子相連接，

57、用以產(chǎn)生 輸入控制信號(hào)，這些信號(hào)一般來自操作臺(tái)上的人工指令。</p><p>　?。?）控制部分:反復(fù)執(zhí)行根據(jù)被控對(duì)象的實(shí)際控制要求所編制的處理程序，并產(chǎn)生各種輸出號(hào)。</p><p>　?。?）輸出部分:如接觸器、電磁閥等，它們與PLC輸出端子相連接，用以控制被控對(duì)象的動(dòng)作。</p><p>　　5.3.2 PLC的工作過程</p><p>

58、;　?。?）輸入處理:PLC以重復(fù)掃描方式執(zhí)行用戶處理程序，在執(zhí)行程序前首先按地址編碼順序?qū)⑺休斎攵俗拥耐〝酄顟B(tài)(輸入信號(hào))讀入輸入映象寄存器中，然后開始執(zhí)行用戶處理程序。在執(zhí)行過程中，即使輸入信號(hào)發(fā)生變化，輸入映象寄存器的內(nèi)容也不變，直到下一個(gè)掃描周期的輸入處理階段才重新讀取輸入狀態(tài)。</p><p>　　（2）程序控制:在程序執(zhí)行階段，PLC順序掃描用戶程序，每執(zhí)行一條程序所需要的信息都從輸入映象寄存器和其

59、他內(nèi)部寄存器中讀出并參與計(jì)算，然后將執(zhí)行結(jié)果寫入有關(guān)輸出映象寄存器中。</p><p>　?。?）輸出處理:當(dāng)全部指令執(zhí)行完畢后，將輸出映象寄存器中的狀態(tài)全部傳送到輸出鎖存寄存器中，構(gòu)成PLC的實(shí)際輸出并由輸出端子送出。隨著微電子技術(shù)的發(fā)展，可編程序控制器（PLC）以微處理器為核心，適用于開關(guān)量、模擬量和數(shù)字量的控制，已進(jìn)入過程控制和位置控制等領(lǐng)域，成為一種多功能、高可靠性、應(yīng)用場(chǎng)合最多的工業(yè)控制微型計(jì)算機(jī)。&l

60、t;/p><p>　　5.4 控制系統(tǒng)構(gòu)成及工作流程</p><p>　　5.4.1 控制系統(tǒng)構(gòu)成</p><p>　　生產(chǎn)線自動(dòng)裝卸機(jī)PLC控制系統(tǒng)構(gòu)成圖如圖5.2所示：</p><p>　　圖5.2 PLC控制系統(tǒng)構(gòu)成圖</p><p>　　5.4.2 控制系統(tǒng)工作流程</p><p>　　（1

61、）按下啟動(dòng)按鈕后，飲料傳送帶運(yùn)行，直到光電開關(guān)檢測(cè)到飲料瓶就位，傳送帶才停止。</p><p>　?。?）當(dāng)飲料傳送帶停止后，機(jī)械手下降。下降到位后機(jī)械手氣動(dòng)裝置開啟，夾緊飲料瓶，2s后開始上升，上升到位后兩機(jī)械手沿滑軌分離一定距離，然后槽輪機(jī)構(gòu)逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)180°，兩機(jī)械手順時(shí)針轉(zhuǎn)90°，在沿滑軌移動(dòng)至薄鐵板上方，兩機(jī)械手合攏，再下降到位機(jī)械手松開，將飲料瓶放進(jìn)傳輸履帶上的薄鐵板上，2s后機(jī)械

62、手上升，再按原路返回。機(jī)器每完成一次搬運(yùn)回到初始位置后，薄鐵板搬運(yùn)吸盤將執(zhí)行一次薄鐵板搬運(yùn)任務(wù)。整個(gè)系統(tǒng)以五次搬運(yùn)為一個(gè)周期，用PLC作計(jì)數(shù)控制。</p><p>　?。?）完成一次搬運(yùn)周期后，傳輸履帶開始運(yùn)行，當(dāng)檢測(cè)到下一薄鐵板就位后，傳輸履帶停止。</p><p>　　（4）上述過程周而復(fù)始的進(jìn)行，直到按下停止按鈕，兩傳輸帶同時(shí)停止。</p><p>　　（5）

63、當(dāng)按下手動(dòng)選擇按鈕后，系統(tǒng)停止上述的自動(dòng)控制運(yùn)行，而可以手動(dòng)進(jìn)行控制兩傳輸帶的運(yùn)行，以便于調(diào)試和維修。</p><p>　　5.5 PLC的選擇</p><p>　　根據(jù)自動(dòng)裝卸機(jī)系統(tǒng)的控制要求,系統(tǒng)設(shè)有手動(dòng)控制和自動(dòng)控制功能。為了避免意外事故或故障的發(fā)生，系統(tǒng)設(shè)有報(bào)警器。系統(tǒng)的具體設(shè)計(jì)過程如下：</p><p><b>　　I/O點(diǎn)數(shù)估算</b&g

64、t;</p><p><b>　　系統(tǒng)輸入信號(hào)：</b></p><p>　　自動(dòng)控制按鈕，需要1個(gè)輸入端；</p><p>　　手動(dòng)控制按鈕，需要1個(gè)輸入端；</p><p>　　停止按鈕，需要1個(gè)輸入端；</p><p>　　手動(dòng)控制時(shí)，傳送帶A和傳送帶B獨(dú)立點(diǎn)動(dòng)控制按鈕需要2個(gè)輸入端；<

65、;/p><p>　　飲料數(shù)量檢測(cè)信號(hào)SQ1和薄鐵板位置檢測(cè)信號(hào)SQ2，需要2個(gè)輸入端；</p><p>　　飲料搬運(yùn)機(jī)械手的上升下降，前后移動(dòng)，相對(duì)左右移動(dòng)，夾緊放松，控制槽輪旋轉(zhuǎn)，需要9個(gè)輸入端；</p><p>　　薄鐵板搬運(yùn)機(jī)械手的上升下降，左右移動(dòng)，吸盤吸緊與放松，需要6個(gè)輸入端；</p><p>　　故障報(bào)警消音按鈕，需要1個(gè)輸入端。&

66、lt;/p><p>　　以上共需23個(gè)輸入信號(hào)點(diǎn)。</p><p><b>　　系統(tǒng)輸出信號(hào)：</b></p><p>　　飲料搬運(yùn)機(jī)械手的上升下降，前后移動(dòng)，相對(duì)左右移動(dòng)，夾緊放松，控制槽輪旋轉(zhuǎn)，需要6個(gè)輸入端；</p><p>　　薄鐵板搬運(yùn)機(jī)械手的上升下降，左右移動(dòng)，吸盤吸緊與放松，需要4個(gè)輸入端</p>

67、<p>　　傳送帶A和傳送帶B，需用2個(gè)控制輸出端；</p><p>　　系統(tǒng)上電指示和手動(dòng)指示、裝卸指示需要3個(gè)輸出端；</p><p>　　一個(gè)報(bào)警器，需要1個(gè)輸出端。</p><p>　　以上共需16個(gè)輸出信號(hào)點(diǎn)。</p><p><b>　　PC型號(hào)的選擇</b></p><p&g

68、t;　　因?yàn)楸鞠到y(tǒng)是對(duì)開關(guān)量進(jìn)行控制的應(yīng)用系統(tǒng)，而且對(duì)控制速度要求不高，所</p><p>　　以可選用西門子S7-200系列的CPU226型可編程控制器PLC作為控制核心，該單元為40點(diǎn)I/O，24點(diǎn)輸入，16點(diǎn)輸出，所以滿足系統(tǒng)輸入、輸出點(diǎn)需要。</p><p>　　西門子S7-200系列CPU224型 PLC的特點(diǎn)： </p><p>　　·高速計(jì)數(shù)

69、器能方便的測(cè)量高速運(yùn)動(dòng)的加工件。 </p><p>　　·擴(kuò)展能力增強(qiáng)，最大到12ch的模擬量。 </p><p>　　·帶高速掃描和高速中斷的高速處理。 </p><p>　　·可方便的與西門子的可編程序終端(PT)相連接，為機(jī)器操作提供一個(gè)可視化</p><p><b>　　界面。 </b&g

70、t;</p><p>　　·A/D、D/A精度大幅度提高，分辨率為1/6000。 </p><p>　　·可進(jìn)行分散控制和模擬量控制。 </p><p>　　·通訊功能增強(qiáng)，提供內(nèi)置RS232C端口及RS485的適配器。</p><p>　　圖5.3 西門子S7-200系列CPU226型可編程控制器</p&

71、gt;<p>　　S7-200雖然體積小，但是提供了許多功能。具有強(qiáng)大的模擬量擴(kuò)展功能，</p><p>　　能夠帶3塊模擬量輸入輸出模塊；能夠連接觸摸屏；提供新的適配器，把外設(shè)口</p><p>　　轉(zhuǎn)成RS485口。為小型的緊湊型設(shè)備提供人機(jī)界面(HMI)和高精度的測(cè)量方法。</p><p>　　采用S7-200將在很小的空間內(nèi)獲得許多先進(jìn)的功能。

72、小機(jī)殼內(nèi)會(huì)聚了先進(jìn)的功</p><p>　　能和優(yōu)異的表現(xiàn)。為輕工行業(yè)、醫(yī)療制冷行業(yè)，傳送設(shè)備和緊湊型的制造商提供</p><p>　　更優(yōu)越的性能和更高的附加值。 </p><p>　　西門子小型系列PLC具有優(yōu)異的性能價(jià)格比，所組成的控制系統(tǒng)具有如下技</p><p><b>　　術(shù)特點(diǎn)： </b></p&g

73、t;<p>　　·穩(wěn)定的性能西門子系列PLC外型小巧結(jié)構(gòu)緊湊，西門子公司長(zhǎng)期積累的生產(chǎn)</p><p>　　控制經(jīng)驗(yàn)和嚴(yán)格的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)保證了其可靠穩(wěn)定的性能，即使在惡劣的工業(yè)環(huán)境下</p><p>　　仍然能正常運(yùn)行。更經(jīng)過高低溫的考驗(yàn)，使得該P(yáng)LC可以適用在特殊的場(chǎng)合。 </p><p>　　·通訊功能增強(qiáng)提供內(nèi)置的RS232C端口

74、和RS422端口。西門子完全開放的通</p><p>　　訊協(xié)議可以方便的實(shí)現(xiàn)上位機(jī)遠(yuǎn)程監(jiān)控功能，用戶可以隨心所欲自己定制開發(fā)通</p><p><b>　　訊監(jiān)控系統(tǒng)。 </b></p><p>　　·高速的程序執(zhí)行速度更快的程序指令執(zhí)行速度，使得控制過程精確無誤。 </p><p>　　·很強(qiáng)的擴(kuò)

75、充能力模擬量可以增加到12路；系統(tǒng)支持DeviceNet協(xié)議，具有</p><p>　　強(qiáng)大的擴(kuò)充能力，通過遠(yuǎn)程端子，可以擴(kuò)充到256點(diǎn)，方便組成集散控制系統(tǒng)。 </p><p>　　PLC系統(tǒng)輸入/輸出接線圖</p><p>　　系統(tǒng)輸入/輸出接線圖如圖5.4所示：</p><p>　　圖5.4 系統(tǒng)輸入/輸出接線圖</p>

76、<p>　　5.6 傳感器的選擇</p><p>　　近年來，隨著生產(chǎn)自動(dòng)化程度的提高，光電傳感器的功能不斷完善，現(xiàn)已成</p><p>　　為與PLC相配套的系列產(chǎn)品，廣泛用于自動(dòng)包裝、打膠、罐裝、以及自動(dòng)裝配流</p><p><b>　　水線。 </b></p><p>　　針對(duì)本文設(shè)計(jì)要求，我們可采用光

77、電開關(guān)來對(duì)飲料計(jì)數(shù)和薄鐵板到位檢測(cè)。這類光電傳感器利用光電元件受光照或無光照時(shí)“有”“無”電信號(hào)輸出的特性將被測(cè)量轉(zhuǎn)換成斷續(xù)變化的開關(guān)信號(hào)。為此，要求光電元件靈敏度高，而對(duì)光照特性的線性要求不高。這類傳感器主要應(yīng)用于零件或產(chǎn)品的自動(dòng)記數(shù)、光控開關(guān)、</p><p>　　電子計(jì)算機(jī)的光電輸入設(shè)備、光電編碼器以及光電報(bào)警裝置等方面。 </p><p>　　光電開關(guān)可分為兩類：透射型和反射型兩種

78、。 </p><p>　　透射型光電開關(guān)是由分離的發(fā)射器和接收器組成并相對(duì)放置。發(fā)射器發(fā)射的</p><p>　　紅外線直接照射到接收器上，當(dāng)有物品通過時(shí)，將紅外線光源切斷遮擋住了，接</p><p>　　收器收不到紅外光，于是就發(fā)出一個(gè)信號(hào)?？捎糜诋a(chǎn)品計(jì)數(shù)。 </p><p>　　反射型光電開關(guān)的接收部分和發(fā)射部分合做在一起，利用物體對(duì)發(fā)射

79、部分發(fā)</p><p>　　射出的紅外線反射回去，由接收部分接收，從而判斷是否有物體存在。當(dāng)有物體</p><p>　　通過，接收器接收不到紅外光，于是就發(fā)出一個(gè)信號(hào)?？捎糜诳障涫欠竦轿粰z測(cè)。 </p><p>　　當(dāng)采用接近開關(guān)、光電開關(guān)等兩線式傳感器時(shí)，由于傳感器的漏電流較大，可</p><p>　　能出現(xiàn)錯(cuò)誤的輸入信號(hào)而導(dǎo)致PLC的誤動(dòng)

80、作，此時(shí)可在PLC輸入端并聯(lián)旁路電</p><p>　　阻Ｒ，當(dāng)漏電流不足lmA時(shí)可以不考慮其影響。</p><p>　　該系統(tǒng)選擇反射式光電傳感器型號(hào)為PM2-LF10,其性能參數(shù)如表5.1所示。</p><p>　　表5.1 PM2-LF10反射式光電傳感器的性能參數(shù)</p><p>　　5.7 接觸器的選擇</p><

81、;p>　　接觸器是一種用來接通或斷開帶負(fù)載的交直流主電路或大容量控制電路的自動(dòng)化切換器,主要控制對(duì)象是電動(dòng)機(jī)。通用接觸器可大致分以下兩類。 </p><p><b>　　交流接觸器</b></p><p>　　主要有電磁機(jī)構(gòu)、觸頭系統(tǒng)、滅弧裝置等組成。常用的是CJ1、0CJ12、CJ12B等系列。 </p><p><b>　

82、　直流接觸器</b></p><p>　　一般用于控制直流電器設(shè)備,線圈中通以直流電,直流接觸器的動(dòng)作原理和結(jié)構(gòu)基本上與交流接觸器是相同的。 </p><p>　　接觸器的選型有諸多因素外與負(fù)載密切相關(guān)一般三相異步電機(jī)的起動(dòng)電流為額定電流的3-5倍。所以接觸器的額定電流為:4IN=36A。</p><p>　　綜上所述，本系統(tǒng)選用CJ10-40接觸器，額

83、定電流為40A,額定電壓為380V。 </p><p>　　5.8 熱繼電器的選擇 </p><p>　　熱繼電器由兩部分組成.每一部分安裝的位置不同。一部分是主觸點(diǎn),接在電動(dòng)機(jī)與接觸器KM之間。另一部分是接在控制電路中,與接觸器KM的線圈電路相串聯(lián)。熱繼電器在控制線路中起過載保護(hù)的功能。熱繼電器是采用雙金屬熱元件,動(dòng)作機(jī)構(gòu),常閉觸頭和常開觸頭,復(fù)位按鈕及整定電流調(diào)節(jié)旋鈕等構(gòu)成。根據(jù)雙金屬

84、熱元件的數(shù)目可分為兩極和三極型熱器,而三極型又分帶斷相保護(hù)和不帶斷相保護(hù)兩種。 </p><p>　　電動(dòng)機(jī)的額定電流15A,FR1可以選用JR16,熱元件電流為20A,電流整定范圍為14-22A工作時(shí)將額定電流調(diào)整為15A。</p><p>　　5.9 開關(guān)電器、熔斷器的選擇</p><p>　　行程開關(guān)是一種由物體的位移來決定電路通斷的開關(guān),選用型號(hào)為L(zhǎng)XK2-

85、131型。熔斷器選用RL1-15型熔點(diǎn)器,熔體的額定電流為30A。</p><p><b>　　5.10 本章小結(jié)</b></p><p>　　本章對(duì)自動(dòng)裝卸機(jī)控制系統(tǒng)進(jìn)行了設(shè)計(jì)，對(duì)PLC的組成、功能、特點(diǎn)以及其工作過程進(jìn)行了概述，并對(duì)本設(shè)計(jì)中所需要的PLC進(jìn)行了選擇和對(duì)其的詳細(xì)介紹。然后設(shè)計(jì)了裝卸機(jī)詳細(xì)的工作流程。最后在對(duì)傳感器，接觸器，熱繼電器，開關(guān)電器和熔斷器作

86、了相應(yīng)介紹與選擇。</p><p><b>　　第六章 軟件設(shè)計(jì)</b></p><p>　　6.1 系統(tǒng)I/O點(diǎn)分配</p><p>　　根據(jù)上一章所分析的裝卸機(jī)運(yùn)動(dòng)結(jié)構(gòu)與控制要求，定制系統(tǒng)I/O點(diǎn)的分配如表6.1所示：</p><p>　　表6.1 系統(tǒng)I/O分配表</p><p>　　6.

87、2 PLC梯形圖</p><p>　　根據(jù)I/O分配表，編制自動(dòng)和手動(dòng)系統(tǒng)梯形圖分別如圖6.1和圖6.2所示：</p><p>　　圖6.1 自動(dòng)控制系統(tǒng)梯形圖</p><p>　　圖6.2 手動(dòng)控制系統(tǒng)梯形圖</p><p>　　6.2 程序調(diào)試與結(jié)果</p><p>　　在計(jì)算機(jī)上，運(yùn)行CX-Programmer編

88、程軟件，打開裝卸機(jī)控制程序。斷電情況下連接好PC/PPI電纜，按照I/O分配表，用實(shí)驗(yàn)連線導(dǎo)線將PLC主機(jī)模塊輸入、輸出接口與實(shí)驗(yàn)板接口一一對(duì)應(yīng)連接，并將PLC主機(jī)模塊的電源端與實(shí)驗(yàn)?zāi)K的電源端相連接。下載程序文件到PLC,監(jiān)控后運(yùn)行，使PLC進(jìn)入運(yùn)行方式。</p><p>　　1、按下自動(dòng)控制按鈕I0.0后，系統(tǒng)指示燈Q1.0亮；同時(shí)傳送帶B啟動(dòng)</p><p>　　運(yùn)行（Q0.7指示燈

89、亮）。 </p><p>　　2、當(dāng)SQ2薄鐵板到位檢測(cè)信號(hào)到（I0.6按鈕輸入），傳送帶B停止運(yùn)行（Q0.7</p><p>　　指示燈滅）。同時(shí)傳送帶A啟動(dòng)運(yùn)行（Q0.6指示燈亮）。 </p><p>　　3、當(dāng)SQ1送入5個(gè)計(jì)數(shù)脈沖時(shí)（M20.0按鈕5次輸入）及累計(jì)數(shù)量達(dá)5個(gè)時(shí)，傳送帶B啟動(dòng)運(yùn)行（Q0.7指示燈亮）。 </p><p>

90、　　4、當(dāng)SQ2到位信號(hào)到（I0.7按鈕輸入），系統(tǒng)循環(huán)工作。 </p><p>　　5、當(dāng)按下手動(dòng)控制按鈕I2.2時(shí)，系統(tǒng)立刻進(jìn)入手動(dòng)控制狀態(tài)。手動(dòng)指示</p><p>　　燈Q1.1亮，系統(tǒng)指示燈仍亮。當(dāng)按下傳送帶B或傳送帶A的手動(dòng)控制按鈕I1.0</p><p>　　和I1.7時(shí)，傳送帶B或傳送帶A啟動(dòng)運(yùn)行。當(dāng)按下機(jī)械手上升手動(dòng)控制按鈕I1.1時(shí)，機(jī)械手上升；

91、當(dāng)按下機(jī)械手下降手動(dòng)控制按鈕I1.2時(shí)，機(jī)械手下降；當(dāng)按下機(jī)械手左移手動(dòng)控制按鈕I1.3時(shí)，機(jī)械手左移；當(dāng)按下機(jī)械手右移手動(dòng)控制按鈕I1.4時(shí)，機(jī)械手右移；當(dāng)按下機(jī)械手夾緊手動(dòng)控制按鈕I1.5時(shí)，機(jī)械手夾緊；當(dāng)按下機(jī)械手放松手動(dòng)控制按鈕I1.6時(shí)，機(jī)械手放松。機(jī)械手和傳送帶A傳送帶B完全可獨(dú)立控制。 </p><p>　　6、無論系統(tǒng)何種運(yùn)行狀態(tài)，自動(dòng)控制狀態(tài)和手動(dòng)控制狀態(tài)可互相轉(zhuǎn)換。手</p>&

92、lt;p>　　動(dòng)指示燈Q1.1可顯示系統(tǒng)狀態(tài)。 </p><p>　　7、當(dāng)按下停止按鈕I0.5時(shí)，系統(tǒng)停止運(yùn)行，系統(tǒng)指示燈Q1.0滅。 </p><p>　　因此該結(jié)果滿足設(shè)計(jì)的要求，設(shè)計(jì)完成了模擬實(shí)際生產(chǎn)線自動(dòng)裝卸控制的過程。</p><p><b>　　6.3 本章小結(jié)</b></p><p>　　本章針對(duì)

93、前面章節(jié)所分析的裝卸機(jī)的運(yùn)動(dòng)形式和控制方式，因采用的是PLC控制，因此本章對(duì)自動(dòng)裝卸機(jī)系統(tǒng)的PLC梯形圖程序的編制，并在最后做了相應(yīng)的調(diào)試，使系統(tǒng)滿足了自動(dòng)控制的要求。</p><p>　　第七章 畢業(yè)設(shè)計(jì)總結(jié)</p><p>　　對(duì)于本次設(shè)計(jì)，采用PLC控制機(jī)械手和傳送帶的工作，完成了本次設(shè)計(jì)任務(wù)的基本要求，該設(shè)計(jì)系統(tǒng)性能穩(wěn)定、可靠、冗余性強(qiáng)，可以很好地適用于連續(xù)工作。本次設(shè)計(jì)的飲料生

94、產(chǎn)線自動(dòng)裝卸PLC控制系統(tǒng)，其硬件結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，成本低廉，響應(yīng)速度快，性能、價(jià)格比很高，和單片機(jī)系統(tǒng)相比具有極高的可靠性，具有良好的市場(chǎng)應(yīng)用價(jià)值。本系統(tǒng)解決了傳統(tǒng)以繼電器控制硬件電路的方法，采用人機(jī)界面取代繼電器，通過軟件的方式控制硬件電路。由于PLC具有可靠性高、穩(wěn)定性好、抗干擾能力強(qiáng)，以及編程簡(jiǎn)單，維護(hù)方便，通訊靈活等優(yōu)點(diǎn)。但是該設(shè)計(jì)尚有很多不足和不完善的地方，將在實(shí)際作業(yè)分析中加以改善。 </p><p>　　

95、通過這次設(shè)計(jì)，使我對(duì)自動(dòng)控制設(shè)計(jì)有了更深刻的認(rèn)識(shí)，也使自己的動(dòng)手能</p><p>　　力和方案設(shè)計(jì)的思路有了更進(jìn)一步的提高，同時(shí)也更加熟悉了本專業(yè)的設(shè)計(jì)軟</p><p>　　件。對(duì)PLC的功能也有了進(jìn)一步的認(rèn)識(shí)。在完成這個(gè)題目的過程中，我遇到了一些困難，也走了很多彎路。但通過不斷的努力和同學(xué)們的大力支持，以及指導(dǎo)老師的悉心教導(dǎo)，我克服了困難完成了本次設(shè)計(jì)，同時(shí)我也獲得了很多寶貴的經(jīng)驗(yàn)，

96、學(xué)到了很多新的知識(shí)。</p><p><b>　　致 謝</b></p><p>　　首先我要感謝遠(yuǎn)在千里之遙的親人們，是他們?cè)谏詈途裆系闹С郑刮彝瓿闪巳甑拇髮W(xué)生活，并圓滿畢業(yè)。而論文的完成是在我的指導(dǎo)老師的親切關(guān)懷和悉心指導(dǎo)下完成的。老師嚴(yán)肅的科學(xué)態(tài)度，嚴(yán)謹(jǐn)?shù)闹螌W(xué)精神，精益求精的工作作風(fēng)，深深地感染和激勵(lì)著我。從課題的選擇到項(xiàng)目的最終完成，老師都始終給予我細(xì)

97、心的指導(dǎo)和不懈的支持。在此謹(jǐn)向老師致以誠(chéng)摯的謝意和崇高的敬意。 </p><p>　　在此，我還要感謝在一起愉快的度過大學(xué)生活的每一位同學(xué)，正是由于你們的幫助和支持，我才能克服一個(gè)一個(gè)的困難和疑惑，直至本文的順利完成。 </p><p>　　在論文即將完成之際，我的心情無法平靜，從開始進(jìn)入課題到論文的順利完</p><p>　　成，有多少可敬的師長(zhǎng)、同學(xué)、朋友給了我

98、無言的幫助，在這里請(qǐng)接受我誠(chéng)摯的</p><p>　　謝意！對(duì)于每位幫助我的人，我要對(duì)你們衷心地說一句：“謝謝你們！” </p><p><b>　　參考文獻(xiàn)</b></p><p>　　[1] 羅剛. 機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ) [M]. 北京：科學(xué)出版社. 2010.8</p><p>　　[2] 吳忠澤. 機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)手冊(cè)

99、[M]. 北京：高等教育出版社. 2006.5</p><p>　　[3] 符林芳. 液壓與氣動(dòng)傳動(dòng)技術(shù) [M]. 北京：北京理工大學(xué)出版社. 2011.7</p><p>　　[4] 周敬春. UG NX7.0產(chǎn)品造型 [M]. 四川：西南交通大學(xué)出版社. 2010.8</p><p>　　[5] 孫學(xué)強(qiáng). 機(jī)械制造基礎(chǔ) [M]. 北京：機(jī)械工業(yè)出版社. 2007