瓶裝牛肉醬自動生產(chǎn)線- PLC控制系統(tǒng)和測試系統(tǒng)的設計【含CAD圖紙全套+畢業(yè)答辯論文】

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購買文檔就送對應 紙 咨詢 14951605 下載文檔送全套 紙 14951605 或 1304139763 畢業(yè)論文（設計） 題目 ： 瓶裝牛肉醬 自動生產(chǎn)線 - 制系統(tǒng)和測試系統(tǒng)的設計 f f y 010 年 5 月 購買文檔就送對應 紙 咨詢 14951605 下載文檔送全套 紙 14951605 或 1304139763 瓶裝牛肉醬自動生產(chǎn)線－ 制系統(tǒng)和測試系統(tǒng)的設計 摘 要 瓶裝牛肉醬自動生產(chǎn)線 是一類比較傳統(tǒng)的 生產(chǎn)線 ，隨著國民經(jīng)濟的發(fā)展和人民生活的改善，這種自動生產(chǎn)線技術也得到了空 前的發(fā)展。近年來，我國的 瓶裝牛肉醬 需求量日趨增大，隨著市場競爭的加劇與消費群體的日益成熟，對 瓶裝牛肉醬 的要求也越來越高。但是我國的 瓶裝牛肉醬 生產(chǎn)工業(yè)目前還存在許多不盡如人意的地方。由于 瓶裝牛肉醬自動生產(chǎn)線 的 控制 復雜，目前我國大多數(shù) 瓶裝牛肉醬 生產(chǎn)企業(yè)技術裝備落后，自動化程度低，產(chǎn)品質(zhì)量不穩(wěn)定。如何提高 瓶裝牛肉醬 生產(chǎn)的綜合自動化水平，增強我國 瓶裝牛肉醬 產(chǎn)業(yè)的綜合實力和國際競爭力是一個刻不容緩的研究課題。為此，本文通過對 瓶裝牛肉醬自動生產(chǎn)線 的 控制 及關鍵問題的分析，從硬件、軟件兩個方面對 瓶裝牛肉醬 生產(chǎn)過程中 的 自動控 制系統(tǒng)進行設計。整個系統(tǒng)分 為兩個部分 。第一 部分 為可編程控制器 (制 系統(tǒng) 的設計， 控制 瓶裝牛肉醬自動生產(chǎn)線 的相關動作 ，主要完成對現(xiàn)場數(shù)字、模擬信號進行采集和處理以及對執(zhí)行元件進行實時控制的功能。第二 部分 為 測試系統(tǒng)的設計 ，通過 統(tǒng)的內(nèi)部信號對系統(tǒng)進行測試，并將結(jié)果顯示到文本屏上，方便用戶處理各種情況。 關鍵詞： 裝箱機； 瓶裝牛肉醬 ； 購買文檔就送對應 紙 咨詢 14951605 下載文檔送全套 紙 14951605 或 1304139763 of is of of of of of as of to in of a of in of of in a as a of PC is by is by 買文檔就送對應 紙 咨詢 14951605 下載文檔送全套 紙 14951605 或 1304139763 第 1 章 緒 論 .......................................................................................................... 1 箱機的定義 ........................................................................................... 1 箱機的工作過程 ................................................................................... 1 動裝箱機的工作原理 ........................................................................... 1 箱機的選擇 ........................................................................................... 2 國裝箱機市場狀況 ............................................................................... 2 箱機的技術發(fā)展趨勢 ........................................................................... 3 外先進裝箱機 ....................................................................................... 3 內(nèi)設備的技術創(chuàng)新 ............................................................................... 4 業(yè)設計題目及基本參數(shù) ....................................................................... 5 第 2 章 總體方案設計 ............................................................................................ 7 制與檢測設計所需要的的結(jié)構(gòu)參數(shù) ................................................... 7 體控制與檢測方案設計及 選用 .............................................. 7 體控制與檢測方案設計 ............................................................. 7 制與檢測系統(tǒng)的選用 ......................................................... 8 箱上料機構(gòu)的控制與檢測設計 ........................................................... 8 肉醬瓶上料機構(gòu)的控制與檢測設計 ................................................... 9 箱機構(gòu)的控制與檢測設計 ................................................................. 10 第 3 章 硬件電路設計 .......................................................................................... 12 件電路設計所需元器件 ..................................................................... 12 件電路設計所需元器件簡介 ................................................... 12 件電路設計所需元器件分析與統(tǒng)計 ....................................... 14 電的電路設計 ..................................................................................... 15 箱上料機構(gòu)的電路設計 ........................................................... 15 肉醬瓶上料機構(gòu)的電路設計 ................................................... 15 箱機構(gòu)的電路設計 ................................................................... 16 關硬件的電路設計 ...................................................................... 17 箱上料機構(gòu)的 路設計 .................................................. 17 肉醬瓶上料機構(gòu)的 路設計 .......................................... 17 出端的電路設計 ............................................................... 18 他端口的電路設計 ........................................................... 19 第 4 章 軟件程序設計 .......................................................................................... 20 序初始準備工作 ................................................................................. 20 電清零程序設計 ...................................................................... 20 購買文檔就送對應 紙 咨詢 14951605 下載文檔送全套 紙 14951605 或 1304139763 位指示燈 程序設計 .................................................................. 20 料 報警程序設計 .................................................................... 21 肉醬瓶上料 滿足裝箱要求程序設計 .................................... 21 動、急停 程 序設計 ................................................................ 22 動程序設計 ......................................................................................... 22 動控制各個電機動作的程序設計 .......................................... 22 機復位的程序設計 .................................................................. 23 動部分結(jié)尾的程序設計 .......................................................... 24 動程序設計 ......................................................................................... 24 箱上料的自動程序設計 .......................................................... 24 肉醬上料的自動程序設計 ...................................................... 25 桿動作的自動程序設計 .......................................................... 25 箱動作的自動程序設計 .......................................................... 26 警程序設計 ......................................................................................... 27 第 5 章 結(jié)論 .......................................................................................................... 28 參考文獻 ................................................................................................................ 29 致 謝 ...................................................................................................................... 30 附 錄 一 入、輸出批注表 .................................................................. 31 附 錄 二 序設計指令表 ...................................................................... 32 購買文檔就送對應 紙 咨詢 14951605 1 第 1章 緒 論 箱機的定義 裝箱機是一種 將無包裝的產(chǎn)品或者小包裝的產(chǎn)品半自動或者自動裝入運輸包裝的一種設備，其工作原理是將產(chǎn)品按一定排列方式和定量裝入箱中（瓦楞紙箱、塑料箱、托盤），并把箱的開口部分閉合或封牢。按照裝箱機的要求，它應具有紙箱成形 (或打開紙箱 )、計量、裝箱的功能，有些還配有封口或者捆扎功能。 包裝機械是集機、電、光、聲、磁、化、生、美為一體的高技術、高智能、高競爭的產(chǎn)品。發(fā)展速度快、更新速度快是它的一大特點。世界上一切高技術成果，都會在包裝機械產(chǎn)品中得到應用。 自動裝箱機用于完成運輸包裝，它將包裝成品按一定排列方式和定量裝入箱中，并把 箱的開口部 分 閉合或封固。裝盒機是用于產(chǎn)品銷售包裝的機械，它將經(jīng)過計量的一份定量物料裝入盒中，并把盒的開口部分閉合或封固。裝箱機和裝盒機均有容器成形 (或打開 容器 )、計量、裝入、封口等功能。 箱機的 工作 過程 在自動包裝流水線中，裝箱機是整線系統(tǒng)運行的核心， 雖不是產(chǎn)品直接生產(chǎn)機械，但它卻是實現(xiàn)生產(chǎn)自動化所必需的。裝箱機用于完 成運輸包裝，它將包裝成品按一定排列方式和定量裝入箱中，并把箱的開口部分閉合或封固。 動裝箱機的工作原理 自動裝箱機能自動將包裝物整形排列，裝入打開的紙箱中，并完成不干膠封口等動作的裝箱 設備，所有動作都是全自動完成的。大多數(shù)自動裝箱機采用新型為組合結(jié)構(gòu)，包括成箱裝置、整列裝置、充填裝置和封箱裝置等功能單元，分別完成相應的功能動作，各裝置都安裝在同一主機架上。成箱裝置的箱坯架在上方，充填裝置在成箱裝置正下方，整列裝置在充填裝置的前方，封箱裝置在充填裝置的后方。采用 示屏控制。設有缺瓶報警停機，無瓶不裝箱安全裝置。大大方便操作、管理、減少生產(chǎn)人員和勞動強度，購買文檔就送對應 紙 咨詢 14951605 2 是自動化規(guī)模生產(chǎn)必不可少的設備。 箱機的選擇 裝箱機的選擇一般可從以下方面考慮： （ 1） ．機械結(jié)構(gòu)：產(chǎn)品的收集、整理、集束排列是 裝箱機的關鍵，所以用戶在選購前應該注意裝箱機的機械結(jié)構(gòu)部分是否能滿足用戶的生產(chǎn)需要。另外，根據(jù)產(chǎn)品的不同裝箱方式，一般有抓、夾、吸、推四種可選擇的裝箱方式，用戶選購前應該根據(jù)需要選擇最佳的裝箱方式。 （ 2） ．自動控制：控制系統(tǒng)是所有功能正常運行的保證，也是對故障和出現(xiàn)意外時的自動保護，所以用戶在選擇時要詳細了解控制系統(tǒng)是如何設置的。 （ 3） ．生產(chǎn)速度：能否達到生產(chǎn)要求。 （ 4） ．內(nèi)部配置：好的配置才能保證有好的產(chǎn)品，所以用戶在選購裝箱機時要注意其內(nèi)部的配置是否選用了品質(zhì)較好的配件。 國裝箱機市場狀況 資料顯示，包括裝箱機在年內(nèi)全球的包裝機械需求以每年 速度增長。全球市場上的包裝機械（包括裝箱機）大約有三分之一來自德國，銷量名列全球第一，其次是美國、日本和意大利。我國一些跨國公司和外資企業(yè)使用的裝箱機大部分都是從國外進口。有關信息顯示，到 2010 年國內(nèi)食品和包裝機械市場總需求量將達到 1100 億元，其中裝箱機的市場需求量潛力巨大，僅中糧集團的 30 多條生產(chǎn)線，潛在銷售額就達到 2000 萬元左右。另外，裝箱機在金屬鐵罐生產(chǎn)領域內(nèi)的應用也具有非常大的市場。據(jù)調(diào)查，全國的制罐企業(yè)有一千多家，如果每個企業(yè)配置 1 至 3 臺裝箱機，那么市場容量為 1000~3000 臺，銷售額可達 6~18 億元人民幣。由此可見國內(nèi)裝箱機市場前景非常樂觀。 我國的裝箱機制造業(yè)起步較晚，目前國內(nèi)專業(yè)裝箱機的生產(chǎn)企業(yè)只有十幾家。國產(chǎn)裝箱機與世界先進水平還有較大的差距，還不適應國內(nèi)市場需求和國際市場的競爭環(huán)境。國產(chǎn)設備在自動控制、自動化程度和加工精度等方面還比較落后。性能不穩(wěn)定、結(jié)構(gòu)復雜、耗能、維修麻煩、效率低是國產(chǎn)裝箱機需要解決的主要問題。 針對上述情況，我國有的啤酒企業(yè)的工程技術人員，針對啤酒裝箱機性能單一的弊端，設計出了新型直線連續(xù)式啤酒裝箱 機，可以適應各種產(chǎn)量的包裝生產(chǎn)線，動力配置只有 潔的抓瓶頭結(jié)構(gòu)，簡化的裝卸方式，較低的壓縮空氣噪音和設備重量，以及方便的操作與維修，顯著降低了能耗并提高工作效率。 購買文檔就送對應 紙 咨詢 14951605 3 箱機的技術發(fā)展趨勢 當前，我國包裝機械行業(yè)正受到國際金融危機的影響和國際市場競爭的挑戰(zhàn)，以價格競爭的銷售策略已經(jīng)不能顯現(xiàn)企業(yè)的優(yōu)勢。抓住機遇，調(diào)整產(chǎn)品結(jié)構(gòu)，以高科技產(chǎn)品提升企業(yè)競爭力是未來我國包裝機械行業(yè)應對危機和挑戰(zhàn)的唯一出路。面對我國裝箱機的市場需求，包裝機械企業(yè)應重點開發(fā)一批具有國際先進水平的全自動、多功能、節(jié)能、環(huán)保的現(xiàn)代 化裝箱機，提高國產(chǎn)裝箱機的市場競爭力。專家指出，在開發(fā)裝箱機產(chǎn)品中一定要充分體現(xiàn)出高效、高精、智能化、標準化、模塊化、彈性化且具有多種切換功能、可拆卸以及節(jié)能、環(huán)保的設計理念。在引進、消化、吸收的基礎上，開發(fā)出具有自主知識產(chǎn)權的國產(chǎn)品牌。 1、模塊化設計是未來包裝機械設計的方向。模塊化設計就是在一定范圍內(nèi)，在對不同功能或相同功能下的不同性能、不同規(guī)格的產(chǎn)品進行功能分析的基礎上，劃分并設計出一系列功能模塊，通過模塊的選擇和組合可以構(gòu)成不同的產(chǎn)品，換用一個或幾個單元，即可應對包裝產(chǎn)品的變化，滿足不同產(chǎn)品裝箱的需 求。另外在設計中還要體現(xiàn)零件的可拆卸性。 良好的可拆卸性可以使裝箱機便于維護，所用易損件要便于回收和可再生利用，從而達到方便用戶、節(jié)省成本和保護環(huán)境的目的。 2、均衡壽命設計是近年來提出的科學、環(huán)保設計理念。它要求在設計中盡量使每個零部件具有相同或相似的使用壽命。就裝箱機而言，某種重要組成模塊應具有較長的壽命，而易于損壞的模塊要易于更換，對于一些關鍵部件和涉及到安全性的模塊在設計時應考慮設計成可維修、便于檢測的結(jié)構(gòu)。 3、人機工程設計在現(xiàn)代化的裝箱機設計中也具有重要的意義。人機工程設計的目的是為減少裝箱機 使用中人的差錯，發(fā)揮人和機械各自的特點以提高裝箱機整體的可靠性。利用人機工程學原理設計裝箱機的人機系統(tǒng)，包括要適于人的使用習慣，便于識別操作，保證安全問題和不易出錯的防誤操作設計等。這些都要通過機電一體化控制，利用計算機實現(xiàn)自動操作、自動數(shù)據(jù)收集、自動檢驗以及自動診斷來實現(xiàn)。 外先進裝箱機 近年來，國外一些廠商通過對技術的不斷改進，使裝箱機性能更好地適應了自動化、多功能及高效率的要求。 司推出的 箱機，具有高速、適應性廣、用戶界面友好等特點。該設備的裝箱速度達到每分鐘 25 箱，可以連續(xù) 包裝不同規(guī)格的玻璃、塑料或金屬容器，適用的包裝方式與容器尺寸范圍很廣。 有購買文檔就送對應 紙 咨詢 14951605 4 一系列的獨特性能，包括垂直紙箱輸送、 制、安全保護自鎖、擁堵自動截至傳感器等。還配有規(guī)格更換輔助裝置、 2 電控系統(tǒng)，下游還設有一個光電控制器以實現(xiàn)自動啟動或停機。該機器采用紙箱帶式輸送，配備低壓氣動裝置和塑料帶以實現(xiàn)平穩(wěn)輸送。 備公司最新推出的 列新型裝箱機通過采用伺服系統(tǒng)間歇運動控制紙箱包裝過程，使生產(chǎn)速度提高 50%，而運動范圍則縮小 30%。列采用第三代伺服設計， 通過動態(tài)增強位置重復精度以及簡化失誤檢測與恢復，使生產(chǎn)效率大幅提升。該設備的不銹鋼網(wǎng)板以及零部件數(shù)減少了 50%，可有效減少設備維護和配件更換等所需時間。 司推出的新型裝箱機在裝箱同時，可以在高速生產(chǎn)線上直接完成紙箱表面印刷。通過這臺設備，客戶可以在生產(chǎn)線上直接完成企業(yè)商標、產(chǎn)品批號、產(chǎn)品說明等信息的印制。 這種新型設備具有良好的適應性，當裝箱完成時，相關的圖案、文字就同時出現(xiàn)在紙箱的各個部分，如頂部、側(cè)面、角部或端部。包裝制造商不再需要購買多色印刷頭、紙箱旋轉(zhuǎn)與定位設備，這些設備不但價格昂貴而且 會影響生產(chǎn)線速度。該機可實現(xiàn)紙箱雙側(cè)打碼以及在包裝與封箱兩端加注運輸標志，即采用一個印刷頭能夠完成紙箱的雙側(cè)印刷，或采用兩個印刷頭完成四面印刷。如果紙箱干凈、平整，可以獲得最佳的印刷清晰度。印刷控制系統(tǒng)可以安裝于紙箱控制板旁邊，易于紙箱規(guī)格更換或印刷數(shù)據(jù)切換。它每分鐘可以完成 35 箱的包裝。 內(nèi)設備的技術創(chuàng)新 近年來，國產(chǎn)裝箱機在產(chǎn)品結(jié)構(gòu)升級和技術創(chuàng)新方面也取得了較大的進展。 江西德賽特包裝機械設備有限公司研制成功的多功能全自動裝箱機在多項性能指標上都達到了國際先進水平。 這項多功能全自動裝箱機適用 各種規(guī)格圓形瓶、扁形瓶、方形瓶。其特點是可以根據(jù)裝箱要求，能將產(chǎn)品自動分道理排。在控制上，它采用伺服系統(tǒng)，因而定位準確、動作穩(wěn)定，可以自動完成瓶子提升、移動、降落的裝箱動作，抓瓶器還可以將瓶子自動裝進帶隔板的紙箱內(nèi)。該機結(jié)構(gòu)設計的合理性體現(xiàn)在：運動由伺服驅(qū)動器和變頻器控制的電機驅(qū)動，起步和終止均緩慢平穩(wěn)；裝箱速度采用變購買文檔就送對應 紙 咨詢 14951605 5 頻器進行無級調(diào)速，生產(chǎn)效率極高，生產(chǎn)速高達 10000~90000 瓶 /小時；更換不同瓶型時，只需要更換夾瓶機構(gòu)即可。該裝箱機采用現(xiàn)代顯示技術 —— 觸摸屏，設備常見故障可自行分析、診斷，并排除。產(chǎn)品 除了設置保護罩，還配備光電安全保護裝置，當裝箱過程中出現(xiàn)缺瓶、缺箱、堵箱、錯位等現(xiàn)象時，能立即自動停機，保護機器。 該公司正在開發(fā)一種適用于異形鐵罐及 等高度不同的非標容器的裝箱機，現(xiàn)在已經(jīng)突破了倒罐、卡罐、吸罐導向、精確定位等一系列技術和制造難題，即將完成試制，投入批量生產(chǎn)。 大連佳林設備制造有限公司近日研制成功的潤滑油全自動裝箱機通過抓住塑料瓶的瓶頸每次可以將 12~30 瓶產(chǎn)品進行裝箱，每小時裝瓶數(shù)量達到 7000 瓶，這在國內(nèi)處于領先水平。該裝箱機通過真空泵控制抓頭上的真空或是通過電磁的吸 、放來實現(xiàn)抓放產(chǎn)品。它通過機械運轉(zhuǎn)，氣動和機電控制把產(chǎn)品準確可靠地從輸瓶臺上裝入紙箱。 該設備運行平穩(wěn)，動作協(xié)調(diào)，通過變頻電機獨立驅(qū)動不同的機械機構(gòu)使產(chǎn)品提升、平移、降落，并與氣動、電、光控制相結(jié)合實現(xiàn)自動化操作。它采用無壓力輸送，輸箱通道采用三段（進箱段，裝箱段，出箱段）無壓力控制設計，由變頻驅(qū)動的減速電機來實現(xiàn)快速進箱、裝箱及出箱。此外，它采用兩組箱體底部定位，不但定位效果好，還減少了因紙箱外型尺寸差異所造成的故障停機。為了滿足食品包裝的要求，該設備還使用了無油潤滑的氣動元件，大部份運動部件之間均 采用了終生不需要注油潤滑的人性化設計，避免了油的污染，也減少了用戶的維護成本。 業(yè)設計題目及基本參數(shù) 本 設計的題目為 瓶裝牛肉醬的封口機構(gòu)包裝 機 構(gòu)及封箱 的控制 設計 。本 設計主要完成紙盒、 牛肉醬瓶 的上料及裝 箱 裝置設計。 優(yōu)點： （ 1）直觀性好，顧客易于辨認商品的品質(zhì)； （ 2）保護商品，防止損壞和污染； （ 3）密封性好，防潮、防變質(zhì)。 基本參數(shù)為： 購買文檔就送對應 紙 咨詢 14951605 6 1. 瓶裝 牛肉醬 容量為 230g，計量誤差控制在± 2g； 2. 瓶裝 牛肉醬 尺寸：底部直徑 120口直徑 90高 200 3. 要求工作穩(wěn)定，使用壽命 10 年； 4. 生產(chǎn)能力： 50 瓶／ 5. 瓶裝 牛肉醬 為 36 瓶一箱包裝。 516g 本設計的設計任務為： ① ． 總體方案設計、傳動系統(tǒng) 控制 設計； ② ．紙 箱 上料機構(gòu) 的控制 設計，完成相應 序 ； ③ ． 牛肉醬瓶 上料機構(gòu) 的控制 設計，完成相應 序 ； ④ ．裝 箱 裝置 機構(gòu)的控制 設計，完成相應 序 ； ⑤ ．部分 電路 圖設計； ⑥ ．設計說明書一份，字數(shù)為 ； ⑦ ． 電氣 圖紙合計為 5 張，利用計算機。 購買文檔就送對應 紙 咨詢 14951605 7 第 2章 總體 方案設計 控制 與檢測 設計所需要的 的結(jié)構(gòu)參數(shù) 本設計的裝 箱 機 為 立 式 瓶裝牛肉醬 裝 箱 機。 機 器 的 總 體 尺 寸 為1500×1444×750。 立式機器 不僅 節(jié)省 了 空間 ，而且比較美觀 。為了節(jié)省空間，本設計選用了 動機 ，及電動機和減速器直聯(lián) 。機座號為 160，電動機功率為3輸出軸轉(zhuǎn)速為 58 r ，輸出轉(zhuǎn)矩為 452 ，電動機代號為 100 42?L 。 整體 控制 與檢測 方案設計 及 選用 根據(jù)本設計的結(jié)構(gòu)參數(shù)確定整體的 控制方案，以及選用合適的 控制、協(xié)調(diào)和檢測整機的運作。 體控制 與檢測 方案設計 圖 2裝 牛肉醬 自動生產(chǎn)線工藝流程示意圖 本設計的 工藝路線為： 1、 紙箱 送 料 ─── 2、 瓶裝 牛肉醬 送 料 ─── 3、 裝箱 購買文檔就送對應 紙 咨詢 14951605 8 本設計主要完成 紙箱 上料 機構(gòu) 的控制設計 、 瓶裝 牛肉醬 送 料 機構(gòu)的控制設計、裝箱 機構(gòu) 的控制設計 三 部分的 控制 設計。 制 與檢測 系統(tǒng)的選用 縮寫，又名可編程、可編程控制器、可編程序控制等，是 為工業(yè)自動化領域?qū)ｉT設計的、實現(xiàn)數(shù)字運算操作的電子裝置。 臺達 用可以編制程序的存儲器，用來在其內(nèi)部存儲執(zhí)行邏輯運算、順序運算、計時、計數(shù)和算術運算等操作的指令，并能通過數(shù)字式或模擬式的輸入和輸出，控制各種類型的機械或生產(chǎn)過程。 臺達 其有關的外圍設備都是按易于與工業(yè)控制系統(tǒng)形成一個整體，易于擴展其功能的原則而設計 ， 在本設計中選用臺達的 完成對整個機器的控制及檢測。 詳情請見本設計的硬件電路設計中的 件電路的設計。 紙箱 上料 機構(gòu) 的控制與檢測 設計 紙 箱 上料的 運動 過程 ： 主要由凸輪帶動帶有 吸嘴的軸上下運動完成的。軸 上附有撥桿，在將紙 箱 吸下的過程中，撥桿壓住連桿上的小軸，這時彈簧處于拉伸狀態(tài)，連桿向上運動，使連桿 帶動擋片擋住上面的紙 箱 ，從而保證只有一個 箱 被吸下。在 箱 被放下的過程中，擋片逐漸壓 在 箱 上，防止 箱 蹦起來。當負壓真空裝置向上運動時，連桿在彈簧的作用下向下運動，使連桿 帶動擋片向上翻。如此往復運動完成吸 紙箱 的過程。當 紙箱 被放下時， 停止吸氣 ， 紙箱 被支撐起來，傳送裝置將 紙箱 傳送到下一道工序。 圖 2 箱 上料 機構(gòu)的控制與檢測設計 步進電機帶動減速裝置再聯(lián)接到凸輪上 在此處安裝檢測紙箱到位的接近傳感器 購買文檔就送對應 紙 咨詢 14951605 9 紙 箱 上 料 運動的控制設計： 紙 箱 上料的 運動主要由凸輪控制，這樣需要用一個步進電機帶動減速裝置再聯(lián)接到凸輪上，由凸輪運動的角度來對 紙 箱 上料 的整個機構(gòu)進行控制， 因此對于控制系統(tǒng)來說只要控制步進電機就可以實現(xiàn)對紙箱的上料了 ，見 圖 2 箱 上料 機構(gòu)的控制與檢測設計 。 紙 箱 上料 運動的檢測設計：在 吸嘴 位置安裝 檢測紙箱到位的接近傳感器，這樣如果紙箱沒有料供上、外界的影響或者機器本身的原因?qū)е录埾渖狭铣霈F(xiàn)問題可以及時的讓控制系統(tǒng)知道，然后報警，讓工作人員來處理實際出現(xiàn)的問題。 見圖 2 箱 上料 機構(gòu)的控制與檢測設計 。 肉醬瓶 上料 機構(gòu) 的控制與檢測 設計 1、牛肉醬瓶上料機構(gòu)的控制與檢測設計 —— 傳送部分 牛肉醬瓶上料機構(gòu) 傳送部分 的運動過程： 被包裝的牛肉醬瓶 由齒形帶傳送到指定位置 ，經(jīng)過滑槽到達工作架上，推瓶 板的機構(gòu)將 牛肉醬瓶推到 紙箱里。傳送牛肉醬瓶的速度及間歇時間由槽輪控制， 推瓶 板的機構(gòu)由齒輪齒條帶動。 圖 2瓶 上料 機構(gòu) 傳送部分 的控制與檢測設計 牛肉醬瓶上料機構(gòu) 傳送部分 的控制設計： 通過傳感器和 步進 電機來實現(xiàn)。在指定位置安裝傳感器， 步進電機 開始工作，從而帶動帶輪轉(zhuǎn)動，將牛肉醬瓶送到指定位置。 傳感器統(tǒng)計達到箱內(nèi)的 數(shù)量要求以后，步進電機接收到傳感器發(fā)出的信號，讓步進電機停止送料，等到裝箱完成的傳感器發(fā)出信號后，步進電機又開始工作，如此循環(huán)，見 圖 2肉醬瓶 上料 機構(gòu) 傳送部分 的控制與檢測設計 。 牛肉醬瓶上料機構(gòu)傳送部分的檢測設計： 通過傳感器來實現(xiàn)。在指定位置安步 進電機控制傳送帶的啟停 此處安裝接近傳感器用來統(tǒng)計牛肉醬瓶上料的數(shù)量。 購買文檔就送對應 紙 咨詢 14951605 10 裝傳感器，在傳感器統(tǒng)計箱內(nèi)的數(shù)量時，若長時間沒有到達到要求的數(shù)量，這說明機器的動作出現(xiàn)了問題，步進電機接收到傳感器發(fā)出的信號，讓步進電機停止送料，報警，讓工作人員來處理出現(xiàn)的問題，見 圖 2肉醬瓶 上料 機構(gòu) 傳送部分 的控制與檢測設計 。 2、牛肉醬瓶上料機構(gòu)的控制與檢 測設計 —— 推桿部分 牛肉醬瓶上料機構(gòu)的運動過程： 齒條由齒輪帶動運動，帶動推桿將牛肉醬推入箱中（推桿凹進去的部分可容納了 36 瓶牛肉醬，即一箱）。 圖 2肉醬瓶 上料 機構(gòu) 推桿部分 的控制與檢測設計 牛肉醬瓶上料機構(gòu)的控制設計： 當傳送帶處的傳感器發(fā)出完成 36 瓶的信號時，齒條由齒輪帶動開始運動，帶動推桿將 36 瓶牛肉醬推入箱中 ，見 圖 2肉醬瓶 上料 機構(gòu)推桿部分的控制與檢測設計 。 牛肉醬瓶上料機構(gòu)的檢測設計：牛肉醬瓶上料機構(gòu)的檢測由 圖 2肉醬瓶上料 機構(gòu)推桿部分的控制與檢測設計 中所示的稱重傳感器來完 成，預先稱出 36瓶 牛肉醬瓶的重量，并將此參數(shù)寫入 相關程序當中，如果實際的稱重小于此參數(shù)，說明少裝了一瓶或者多瓶牛肉醬，報警，停機，等待工作人員來處理相關的問題。 見 圖 2肉醬瓶 上料 機構(gòu)推桿部分的控制與檢測設計 。 箱 機構(gòu)的控制與檢測設計 裝箱 機構(gòu) 的運動過程： 裝箱 裝置由曲柄搖桿機構(gòu)帶動，經(jīng)過固定裝置及撥桿，從而完成裝 箱 的過程 ， 裝箱共分三道工序，分別為： A. 裝牛肉醬瓶 B. 打印日期 C. 蓋紙箱蓋 購買文檔就送對應 紙 咨詢 14951605 11 紙箱 的傳送裝置 曲柄搖桿機構(gòu)帶動， 能實現(xiàn)上下左右運動，即作平行四邊形運動。當紙箱 被吸下來 時，該傳送裝置向上運動， 輔助將箱撐起來。然后傳送裝置向前運動，完成裝箱和蓋箱 蓋后，傳送裝置向下運動，然后往回運動，進行下一次動作。該機構(gòu)設計為純機械設計，要嚴格要求與其他動作的時間和空間同步化，因此在設計方面要求很高的精度。 紙箱 傳送裝置如圖 2示。 裝箱 機構(gòu)的控制設計 ： 裝箱 機構(gòu)的控制 主要是由 曲柄搖桿機構(gòu)完成，曲柄搖桿機構(gòu)由步進電機帶動 完成相關動作 。 裝箱 機構(gòu)的 檢測 設計 ： 紙箱處 的支架上 安裝接近傳感器 ，用來檢測裝箱的動作是否成功完成，這里的接近傳感器還有一個用處是用來統(tǒng)計機器完 成的箱數(shù)，以便用戶了解工作進度。 醬瓶 帶 圖 箱機構(gòu)傳送帶圖 連桿 紙箱（ 送箱 架 圖 2紙箱 傳送裝置 紙 箱 處 安裝 計數(shù) 接近傳感器 購買文檔就送對應 紙 咨詢 14951605 12 第 3章 硬件電路 設計 件 電路 設計 所需 元器件 搭建本設計的控制與檢測系統(tǒng)所需要的元器件有 編程控制器）、電機、接近傳感器、稱重傳感器、變頻器、導線等。 件電路設計所需元器件簡介 1、 編程控制器）： 編程邏輯控制器，一種數(shù)字運算操作的電子系統(tǒng)，專為在工業(yè)環(huán)境應用而設計的。它采用一類可編程的存儲器，用于其內(nèi)部存儲程序，執(zhí)行邏輯運算，順序控制，定時，計數(shù)與算術操作等面向用戶的指令，并 通過數(shù)字或模擬式輸入 /輸出控制各種類型的機械或生產(chǎn)過程。 質(zhì)是一種專用于工業(yè)控制的計算機，其硬件結(jié)構(gòu)基本上與微型計算機相同，如圖所示： a. 中央處理單元 ( 中央處理單元 ( 控制中樞。它按照 統(tǒng)程序賦予的功能接收并存儲從編程器鍵入的用戶程序和數(shù)據(jù)；檢查電源、存儲器、 I/O 以及警戒定時器的狀態(tài)，并能診斷用戶程序中的語法錯誤。 當 入運行時，首先它以掃描的方式接收現(xiàn)場各輸入裝置的狀態(tài)和數(shù)據(jù)，并分別存入 I/O 映象區(qū)，然后從用戶程序存儲器中逐條讀取用戶程序，經(jīng)過命令解釋后按指令的規(guī)定執(zhí)行邏輯或算數(shù)運算的結(jié)果送入 I/O 映象區(qū)或數(shù)據(jù)寄存器內(nèi)。等所有的用戶程序執(zhí)行完畢之后，最后將 I/O 映象區(qū)的各輸出狀態(tài)或輸出寄存器內(nèi)的數(shù)據(jù)傳送到相應的輸出裝置，如此循環(huán)運行，直到停止運行。 為了進一步提高 可靠性，近年來對大型 采用雙 成冗余系統(tǒng)，或采用三 表決式系統(tǒng)。這樣，即使某個 現(xiàn)故障，整個系統(tǒng)仍能正常運行。 b. 存儲器 存放系統(tǒng)軟件的存儲器稱為系統(tǒng)程序存儲器。 存放應用軟件的存儲器稱為用戶程序存儲器。 c. 電源 電源在整個系統(tǒng)中起著十分重要的作用。如果沒有一個良好的、可靠的電源系統(tǒng)是無法正常工作的，因此 制造商對電源的設計和制造也十分重視。一般交流電壓波動在 +10%(+15%)范圍內(nèi)，可以不采取其它措施而將 購買文檔就送對應 紙 咨詢 14951605 13 接連接到交流電網(wǎng)上去 。 2、 步進電機 ： 將電 脈沖 信號轉(zhuǎn)變?yōu)榻俏灰苹蚓€位移的開環(huán)控制元件。在非超載的情況下，電機的轉(zhuǎn)速、停止的位置只取決于脈沖信號的頻率和脈沖數(shù)，而不受負載變化的影響，當步進驅(qū)動器接收到一個脈沖信號，它就驅(qū)動步進電機按設定的方向轉(zhuǎn)動一個固定的角度，稱為 “步距角 ”，它的旋轉(zhuǎn)是以固定的角度一步一步運行的?？梢酝ㄟ^控制脈沖個數(shù)來控制角位移量，從而達到準確定位的目的；同時可以通過控制脈沖頻率來控 制電機轉(zhuǎn)動的速度和加速度，從而達到調(diào)速的目的。由于脈沖信號數(shù)與步距角的線性關系，加上步進電機只有周期性的誤差而無累積誤差等特點，使得在速度、位置等控制領域用步進電機來控制變的非常的簡單。 步進電機是一種 感應電機 ，它的工作原理是利用電子電路，將直流電變成分時供電的，多相時序控制電流，用這種電流為步進電機供電，步進電機才能正常工作，驅(qū)動器就是為步進電機分時供電的，多相時序控 制器 雖然步進電機已被廣泛地應用，但步進電機并不能象普通的直流電機，交流電機 在常規(guī)下使用。它必須由雙環(huán)形脈沖信號、功率驅(qū)動電路等組成控制系統(tǒng)方可使用。因此用好步進電機卻非易事，它涉及到機械、電機、電子及計算機等許多專業(yè)知識。 步進電機作為執(zhí)行元件，是機電一體化的關鍵產(chǎn)品之一 , 廣泛應用在各種自動化控制系統(tǒng)中。隨著微電子和計算機技術的發(fā)展，步進電機的需求量與日俱增， 在各個國民經(jīng)濟領域都有應用。 3、 變頻器 ： 利用電力半導體器件的通斷作用將工頻電源變換為另一頻率的電能控制裝置。它主要由兩部分電路構(gòu)成，一是主電路（整流模塊、電解電容和逆變模塊），二是控制電路（開關電源板、控制電路板）。 安裝在控制電路板上，變頻器的操作軟件燒錄在 ，同一型號的變頻器軟件是固定的，唯一例外的就是三晶變頻器，軟件可根據(jù)使用需求更改。 4、 接近傳感器： 代替限位開關等接觸式檢測方式，以無需接觸檢測對象進行檢測為目的的傳感器的總稱。能檢測對象的移動信息和存在信息轉(zhuǎn)換為電氣信號。在換為電氣信 號的檢測方式中，包括利用電磁感應引起的檢測對象的金屬體中產(chǎn)生的渦電流的方式、捕測體的接近引起的電氣信號的容量變化的方式、利石和引導開關的方式。 在 格中，根據(jù) 非接觸式位置檢測用開關，制定了 格（ 8201壓開關裝置及控制裝置、第 5 控制電路機器及開關元件、第 2 節(jié)接近開關）。在 定義中，在傳感器中也能以非接觸方式檢測到物體的接近和附近檢測對象有無的產(chǎn)品總稱為 “接近開關 ”，由感應型、靜電容量型、超聲波型、光電型、磁力型等構(gòu)成。在本技術指南中，將檢測金 屬存在的感應型接近傳感器、檢測金屬及非金屬物體存在的靜電容量型接近傳感器、利用磁力產(chǎn)生的直流磁場的開關定義為 “接近傳感器 ”。 5、 稱重傳感器： 按轉(zhuǎn)換方法分為光電式、液壓式、電磁力式、電容式、磁極購買文檔就送對應 紙 咨詢 14951605 14 變形式、振動式、陀螺儀式、電陰應變式等 8 類，以電阻應變式使用最廣。 電阻應變式傳感器 利用電阻 應變片 變形時其電阻也隨之改變的原理工作（圖 11）。主要由彈性元件、電阻應變片、測量電路和傳輸 電纜 4 部分組成。電阻應變片貼在彈性元件上，彈性元件受力變形時，其上的應變片隨之變形，并導致電阻改變。測量電路測出應變片電阻的變化并變換為與外力大小成比例的電信號輸出。電信號經(jīng)處理后以數(shù)字形式顯示出被測物的質(zhì)量。 件電路設計所需元器件分析與統(tǒng)計 1、 紙箱上料機構(gòu)的控制與檢測設計 所需元器件： a. 電機 用來帶動減速裝置驅(qū)動凸輪運動 ，帶動吸嘴取放紙箱。 b. 接近傳感器 紙箱到位接近傳感器，用來檢測紙箱是否到位。 c. 變頻器 用 信號來控制步進電機的轉(zhuǎn)動。 2、 牛肉醬瓶上料機 構(gòu) 的控制與檢測設計 所需元器件： a. 步進電機 用來帶動傳送帶裝置，傳送帶帶動 牛肉醬瓶到達需要的位置 。 b. 接近傳感器 牛肉醬瓶 到位接近傳感器，用來檢測紙箱是否到位，并且將 牛肉醬瓶的數(shù)量記錄下來。 d. 稱 重 傳感器 稱取 36 個 牛肉醬瓶的 重量，如果少瓶則報警。 c. 變頻器 用 信號來控制步進電機的轉(zhuǎn)動。 3、 裝箱機構(gòu)的 控制與檢測設計 所需元器件： a. 步進電機 用來帶動減速裝置驅(qū)動曲柄搖桿運動。 b. 接近傳感器 紙箱到位接近傳感器，用來檢測紙箱是否到位 ，并且將 牛肉 醬瓶的數(shù)量記錄下來。 c. 變頻器 用 信號來控制步進電機的轉(zhuǎn)動。 表 3件電路設計所需元器件統(tǒng)計 相關機構(gòu) /所需元件 機 接近傳感器 稱重傳感器 變頻器 紙箱上料機構(gòu) √ √ √ √ 牛肉醬瓶上料機構(gòu) √ √√ √ √ √ 裝箱機構(gòu) √ √ √ √ 購買文檔就送對應 紙 咨詢 14951605 15 電的電路 設計 箱上料機構(gòu)的電路設計 紙 箱 上料的 運動主要由凸輪控制，這樣需要用一個步進電機 動減速裝置再聯(lián)接到凸輪上。步進電機 通過變頻器然后接到工業(yè)用的電源上，如圖紙箱上料機構(gòu)的電路設計 所示。 圖 3箱上料機構(gòu)的電路設計 肉醬瓶上料機構(gòu)的電路設計 牛肉醬瓶上料機構(gòu) 傳送帶部分：步進電機 始工作，從而帶動帶輪轉(zhuǎn)動，將牛肉醬瓶送到指定位置。傳感器統(tǒng)計達到箱內(nèi)的數(shù)量要求以后，步進電機 步進電機 止送料，等到裝箱完成的傳感器發(fā)出信號后，步進電機又開始工作，如此循環(huán)。 步進電機 通過變頻器然后接到工業(yè)用的電源上，如圖 3肉醬瓶上料機構(gòu)的電路設計 所示。 牛肉醬瓶上料機構(gòu) 推桿部分： 當傳送帶處的傳感器發(fā)出完成 36 瓶的信號時，齒條由 齒輪帶動開始運動，帶動推桿將 36 瓶牛肉醬推入箱中。齒輪的轉(zhuǎn)動由步進電機 動， 步進電機 通過變頻器然后接到工業(yè)用的電源上，如圖 3示。 購買文檔就送對應 紙 咨詢 14951605 16 圖 3肉醬瓶上料機構(gòu) 的電路設計 （左邊為傳送帶控制，右邊為推桿控制） 箱機構(gòu)的電路設計 紙箱 的傳送裝置 曲柄搖桿機構(gòu)帶動，能實現(xiàn)上下左右運動，即作平行四邊形運動。當紙箱 被吸下來時，該傳送裝置向上運動， 輔助將箱撐起來。然后傳送裝置向前運動，完成裝箱和蓋箱蓋后，傳送裝置向下運動，然后往回運動，進行下一次 動作。曲柄搖桿機構(gòu)的運動由步進電機 動， 步進電機 通過變頻器然后接到工業(yè)用的電源上，如圖 3箱機構(gòu)的 電路設計 所示。 圖 3箱機構(gòu)的 電路設計 購買文檔就送對應 紙 咨詢 14951605 17 關硬件的電路 設計 箱上料機構(gòu)的 路設計 紙 箱 上料的 運動主要由凸輪控制，需要用一個電機帶動減速裝置再聯(lián)接到凸輪上。而這個電機的控制就要用 實現(xiàn)了， 以控制電機的啟動、停止，方便對整個系統(tǒng)的協(xié)調(diào)。 接凸輪電機按鈕， 接凸輪復位開關， 接吸嘴接近開關。 如圖 紙箱上料機構(gòu)的 路設計 所示。 圖 3箱上料機構(gòu)的 路設計 肉醬瓶上料機構(gòu)的 路設計 牛肉醬瓶上料機構(gòu) 傳送帶 上設計有 4 個傳感器 ， 用來檢測牛肉醬瓶是否達到裝箱的要求，分別連接 6,10，四個端口。如 圖 3示。 圖 3數(shù)器 線圖 購買文檔就送對應 紙 咨詢 14951605 18 推桿部分需要設計有推桿伸出、縮回按鈕，分別與 口連接；推桿上、下限位開關分別與 口連接。這樣可以將推桿伸出、縮