機(jī)電綜合實(shí)訓(xùn)

1、南京工業(yè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院項(xiàng)目技術(shù)報(bào)告機(jī)電綜合實(shí)訓(xùn)項(xiàng)目技術(shù)報(bào)告 姓 名： XXX 學(xué) 號(hào)： XXXXXX 班 級(jí)： XXXXX 課程名稱：機(jī)電綜合實(shí)訓(xùn) 指導(dǎo)老師： 莊俊東 徐德洪 提交日期：2014年12月19日 組 別： 第 三 組 概 要本文介紹氣動(dòng)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)過程，各種氣動(dòng)元件的性能與使用方法，根據(jù)項(xiàng)目的工藝要求、控制要求和技術(shù)指標(biāo)進(jìn)行工況分析、氣動(dòng)元件的選擇、氣動(dòng)回路圖的設(shè)計(jì)，并進(jìn)行系統(tǒng)軟件仿真運(yùn)行、安裝與調(diào)試。以生產(chǎn)密封袋為例，說明了在兩氣缸順序動(dòng)作控制回路中，純氣動(dòng)、繼電控制和氣動(dòng)加電磁閥PLC控制三種不同的實(shí)現(xiàn)方法。關(guān)鍵詞生產(chǎn)密封袋；氣動(dòng)回路；繼電控；PLC目 錄前 言1第一章 項(xiàng)目簡介

2、21.1 綜合實(shí)訓(xùn)項(xiàng)目任務(wù)21.2 任務(wù)要求及技術(shù)參數(shù)2第二章 純氣動(dòng)控制方式42.1 純氣動(dòng)原理圖的設(shè)計(jì)過程42.2 純氣動(dòng)原理圖42.3 負(fù)載分析42.4 選擇設(shè)計(jì)執(zhí)行元件52.5 元器件明細(xì)表62.6 調(diào)試分析7第三章 氣動(dòng)加電磁閥方式83.1 行程開關(guān)控制方案設(shè)計(jì)83.2 氣動(dòng)原理圖、電氣原理圖83.3 元器件明細(xì)表93.4 調(diào)試分析9第四章 氣動(dòng)加電磁閥PLC控制104.1 控制面板104.2 輸入輸出分配表104.3 PLC外部接線圖114.4 程序規(guī)劃124.5 順序功能圖134.6 PLC梯形圖144.7 元器件選型174.8 程序調(diào)試分析18參考文獻(xiàn)20個(gè)人總結(jié)21前 言本實(shí)

3、訓(xùn)項(xiàng)目通過純氣動(dòng)、氣動(dòng)加電磁閥、氣動(dòng)加電磁閥PLC控制的方案來設(shè)計(jì)，繪制電氣原理圖、氣動(dòng)原理圖，元器件選型計(jì)算、選擇元器件，完成控制程序。安裝調(diào)試程序，使兩個(gè)氣缸能夠完成以一動(dòng)一停的方式行前運(yùn)動(dòng)。生產(chǎn)密封袋是按照給定程序、軌跡、要求實(shí)現(xiàn)自動(dòng)加熱密封、剪切的包裝裝置。生產(chǎn)中的應(yīng)用可以提高生產(chǎn)的自動(dòng)化水平和生產(chǎn)率；可以減輕勞動(dòng)強(qiáng)度，保證產(chǎn)品的質(zhì)量，實(shí)現(xiàn)安全生產(chǎn)；尤其在一些惡劣的環(huán)境中，它代替人進(jìn)行正常的工作，意義更為重大。一個(gè)項(xiàng)目往往需要一個(gè)項(xiàng)目組共同完成。一個(gè)項(xiàng)目組由一個(gè)組長和若干組員組成。組長根據(jù)項(xiàng)目的難易程度、工作量的大小以及開發(fā)周期的長短等因素來配備若干組員。組長制定項(xiàng)目整體方案，要給每個(gè)

4、組員分配好各自的任務(wù)，并且在項(xiàng)目的全過程中始終協(xié)調(diào)好組員之間的合作關(guān)系。每個(gè)組員既要努力完成自己的分工，也要及時(shí)配合組長的工作，服從組長的調(diào)動(dòng)，還要主動(dòng)與 其他組員溝通協(xié)調(diào)。本實(shí)訓(xùn)以小組為單位進(jìn)行，最后提交技術(shù)報(bào)告。第一章 項(xiàng)目簡介1.1 綜合實(shí)訓(xùn)項(xiàng)目任務(wù)生產(chǎn)密封袋（水平進(jìn)料）任務(wù)如下圖所示。圖示包裝裝置中，軌道上的密封袋采取一動(dòng)一停方式向前運(yùn)動(dòng)。熱封采用氣缸A作為執(zhí)行元件，氣缸能夠很容易地驅(qū)動(dòng)電極壓頭移動(dòng)，以完成熱封。另一個(gè)氣缸B驅(qū)動(dòng)切刀動(dòng)作，剪切或分開密封袋。氣控回路中要設(shè)置緊急停止按鈕及復(fù)位手動(dòng)按鈕。1.2 任務(wù)要求及技術(shù)參數(shù)（1）動(dòng)作過程設(shè)計(jì)：設(shè)計(jì)、設(shè)置初始狀態(tài)，按照工作任務(wù)合理設(shè)計(jì)動(dòng)

5、作過程，選擇過程的控制方式，比如順序動(dòng)作是采用行程開關(guān)方式控制還是采用延時(shí)方式控制。（2）系統(tǒng)輸入：1 啟動(dòng)按鈕：用于啟動(dòng)機(jī)械手使其進(jìn)入工作狀態(tài)；2 復(fù)位按鈕：用于使機(jī)械手恢復(fù)到初始位；3 急停按鈕：用于緊急狀態(tài)急停；4 自動(dòng)、半自動(dòng)選擇開關(guān)：用于進(jìn)行自動(dòng)、半自動(dòng)狀態(tài)切換；5 采用行程開關(guān)方式時(shí)，行程開關(guān)的輸入。（3）系統(tǒng)輸出：控制氣缸A、B合理動(dòng)作。（4）控制要求：分別用純氣動(dòng)方式、氣動(dòng)加電磁閥方式、氣動(dòng)加電磁閥PLC方式完成設(shè)計(jì)的動(dòng)作過程。純氣動(dòng)方式：利用行程閥來控制回路的順序動(dòng)作氣動(dòng)加電磁閥方式：利用行程開關(guān)控制電磁鐵，從而控制回路的順序動(dòng)作PLC控制模式控制要求：初始狀態(tài)實(shí)現(xiàn)復(fù)位、單步

6、模式、半自動(dòng)模式、全自動(dòng)模式四種工作模式；單步模式：每按一次啟動(dòng)按鈕執(zhí)行一步。半自動(dòng)模式：每按一次啟動(dòng)按鈕執(zhí)行一個(gè)循環(huán)。全自動(dòng)模式：啟動(dòng)后連續(xù)運(yùn)動(dòng)。復(fù)位模式下，按下復(fù)位按鈕（SB2），機(jī)器回到初始狀態(tài)。半自動(dòng)模式下啟動(dòng)按鈕（SB1）按下,機(jī)器走一個(gè)循環(huán)。 在原點(diǎn)且在半自動(dòng)模式下開始指示（HL1）燈閃爍在復(fù)位模式下，如未在原點(diǎn)復(fù)位指示燈（HL2）閃爍半自動(dòng)模式：自動(dòng)、復(fù)位模式指示燈（HL3）亮；復(fù)位模式：自動(dòng)、復(fù)位模式指示燈（HL3）滅。技術(shù)參數(shù) 組 別參 數(shù)A B C D 最大工作負(fù)載1500N700N700N550N快退速度3m/min3.5m/min3m/min3.5m/min工進(jìn)速度30

7、mm/min40mm/min50mm/min60mm/min運(yùn)動(dòng)部件重量2100N1600N1000N850N導(dǎo)軌形式豎直鑄鐵導(dǎo)軌其它A、C為熱封氣缸，B、D為切刀氣缸1 進(jìn)氣管、回氣管長度各為1米2 行程s均為100mm3 靜摩擦系數(shù): 0.2 動(dòng)摩擦系數(shù): 0.14 啟動(dòng)、減速、制動(dòng)時(shí)間：0.1s5 氣缸負(fù)載效率：0.5第二章 純氣動(dòng)控制方式2.1 純氣動(dòng)原理圖的設(shè)計(jì)過程純氣動(dòng)方式是利用行程閥來控制換向閥換向，從而實(shí)現(xiàn)順序動(dòng)作完成任務(wù)。2.2 純氣動(dòng)原理圖（1） 熱封按下手動(dòng)閥q，壓縮空氣使閥FA換向處于左位，并進(jìn)入A缸的左腔使活塞桿伸出，完成熱封。（2） 剪切當(dāng)A缸活塞桿上的擋塊壓下行程

8、閥a1后，壓縮空氣使閥FB換向處于左位，并進(jìn)入B缸的左腔，推動(dòng)活塞桿伸出，剪切密封袋。（3） 退回當(dāng)B缸活塞桿上的擋塊壓下行程閥b1時(shí)，壓縮空氣使閥FA、FB換向處于右位，并進(jìn)入A、B缸右腔，使活塞桿縮回，從而完成一個(gè)工作循環(huán)。2.3 負(fù)載分析本組選擇C缸：由綜合實(shí)訓(xùn)手冊(cè)中要求提取出關(guān)于C缸的相關(guān)數(shù)據(jù)，現(xiàn)列表將其表達(dá)如下：運(yùn)動(dòng)部件重量1000N靜摩擦系數(shù)0.2動(dòng)摩擦系數(shù)0.1氣缸負(fù)載效率0.5設(shè)計(jì)以前，必須了解主機(jī)或氣動(dòng)設(shè)備的工藝過程、動(dòng)作循環(huán)、空間位置、結(jié)構(gòu)、主要技術(shù)要求及自動(dòng)化程度等內(nèi)容。同時(shí)還要了解工作現(xiàn)場的溫度、濕度、工件物料的狀態(tài)，有無腐蝕性、可燃性，對(duì)防振、防塵的要求，了解動(dòng)力源的

9、情況，最高和最低供氣壓力及管問供氣流量變動(dòng)范圍等內(nèi)容。經(jīng)過受力分析及計(jì)算的出負(fù)載受力情況如下：工況計(jì)算公式（外負(fù)載）外負(fù)載（N）工作負(fù)載（N）F=kFl (k的范圍1.1-1.3)啟動(dòng)Fl=fs×Fnfs: 靜摩擦因數(shù)Fn: 運(yùn)動(dòng)部件重量Fl=0.2×1000=200240加速Fl=fv×Fn+mv÷tfv: 動(dòng)摩擦因數(shù)m: 運(yùn)動(dòng)部件質(zhì)量v÷t：加速度Fl=0.1×1000+1000*0.001/10×3/60/0.1=120.996120.996快進(jìn)Fl=fv×FnFl=0.1×1000=100120工

10、進(jìn)Fl=fv×Fn+FtFt: 最大工作負(fù)載Fl=0.1×1000+700=800820反向啟動(dòng)Fl=F啟0240反向加速Fl=F加0120.996反向快進(jìn)Fl=F快01202.4 選擇設(shè)計(jì)執(zhí)行元件(1)根據(jù)參數(shù)要求：缸行程100mm，推緊力700N；選擇兩個(gè)活塞式雙作用單活塞桿氣缸(2)計(jì)算氣缸內(nèi)徑式中 22工作負(fù)荷;工作壓力;機(jī)械效率。（1）選定氣缸工作壓力為0.4、機(jī)械效率為0.5，則氣缸的內(nèi)徑為：0.0668m根據(jù)缸徑和行程查設(shè)計(jì)手冊(cè)選：型號(hào)：QGEW-2標(biāo)準(zhǔn)氣缸內(nèi)徑：80mm工作壓力范圍：0.11.0MP溫度：-2580（但在不凍結(jié)情況下）（2）耗氣量計(jì)算：Q=0

11、.046D*D*V*(P+0.1)=73.6L/minD氣缸內(nèi)徑(cm) ，P-工作壓力（Mpa）V-氣缸最大速度（mm/s）（3）管道內(nèi)徑：Q-耗氣量V-推薦流速8m/s選擇內(nèi)徑為16mm的管道2.5 元器件明細(xì)表序 號(hào)名 稱型 號(hào)廠 商數(shù) 量備 注1雙作用氣缸QGEW-2標(biāo)準(zhǔn)AirTAC22兩位三通行程閥S3L-06AirTAC3彈簧復(fù)位3兩位五通換向閥4A120-0CAirTAC2雙作用4兩位兩通換向閥4A120-0CAirTAC1左側(cè)彈簧復(fù)位5手動(dòng)閥4H120-06AirTAC12.6 調(diào)試分析序 號(hào)出現(xiàn)問題原因分析解決方法備 注1未按手動(dòng)閥，氣缸伸出兩位五通換向閥不在初始位通氣復(fù)位2

12、氣缸伸出不縮回行程閥不到位更換行程閥3氣缸伸縮太快，看不清動(dòng)作氣壓太大降低氣壓（或增加節(jié)流閥控制速度）4氣缸無法完成循環(huán)A缸縮回?zé)o法定位在A缸縮回處添加一個(gè)行程閥第三章 氣動(dòng)加電磁閥方式3.1 行程開關(guān)控制方案設(shè)計(jì)當(dāng)氣缸運(yùn)動(dòng)到極限位置后觸動(dòng)行程開關(guān)，控制電磁鐵得電，從而使電磁換向閥換向，實(shí)現(xiàn)氣缸的順序動(dòng)作，完成任務(wù)。3.2 氣動(dòng)原理圖、電氣原理圖（1）熱封按下啟動(dòng)開關(guān)SB1，1YA得電使閥FA換向處于左位，壓縮空氣進(jìn)入A缸的左腔使活塞桿伸出，完成熱封。（2）剪切當(dāng)A缸活塞桿上的擋塊壓下行程閥2S后，2S閉合，3YA得電使閥FB換向處于左位，壓縮空氣進(jìn)入B缸的左腔，推動(dòng)活塞桿伸出，剪切密封袋，同

13、時(shí)1S斷開，1YA斷電。（3）退回當(dāng)B缸活塞桿上的擋塊壓下行程閥4S時(shí)，4S閉合，3S斷開，3YA斷電，2YA和4YA得電使閥FA、FB換向處于右位，壓縮空氣進(jìn)入A、B缸右腔，使活塞桿縮回，從而完成一個(gè)工作循環(huán)。3.3 元器件明細(xì)表序 號(hào)名 稱型 號(hào)廠 商數(shù) 量備 注1雙作用氣缸QGEW-2標(biāo)準(zhǔn)AirTAC22行程開關(guān)LXW5-11G3AirTAC43兩位五通電磁換向閥4A120-0CAirTAC24單向節(jié)流閥ASC100-06AirTAC40.5-9.5Kgf/cm23.4 調(diào)試分析序 號(hào)出現(xiàn)問題原因分析解決方法備 注1接通電源，氣缸伸出接通電源，1YA直接得電增加一個(gè)啟動(dòng)開關(guān)2氣缸伸出不縮

14、回電磁閥右位不得電更換電磁閥3氣缸伸出不縮回行程開關(guān)沒有壓到位換行程開關(guān)4氣缸A、B同時(shí)返回時(shí)，B缸返回速度快，回到初始位又伸出B缸返回速度快增加節(jié)流閥控制速度第四章 氣動(dòng)加電磁閥PLC控制氣動(dòng)加電磁閥PLC是利用PLC來控制氣缸動(dòng)作順序，從而實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化。4.1 控制面板4.2 輸入輸出分配表輸 入輸 出動(dòng) 作地 址動(dòng) 作地 址A缸左位檢測(cè)I0.11YA得電Q0.1A缸右位檢測(cè)I0.22YA得電Q0.2B缸左位檢測(cè)I0.33YA得電Q0.3B缸左位檢測(cè)I0.44YA得電Q0.4啟動(dòng)按鈕I0.0停止按鈕I1.0復(fù)位按鈕I2.04.3 PLC外部接線圖4.4 程序規(guī)劃對(duì)PLC程序進(jìn)行總體規(guī)劃、程序

15、模塊劃分，理清程序模塊之間的調(diào)用關(guān)系和互鎖關(guān)系，如圖4-1所示。圖4-1 程序規(guī)劃圖4.5 順序功能圖啟動(dòng)開關(guān) I0.0A缸左位檢測(cè)開關(guān) I0.1A缸右位檢測(cè)開關(guān) I0.2B缸右位檢測(cè)開關(guān) I0.4A缸伸出 Q0.1B缸伸出 Q0.3A缸縮回 Q0.2B缸縮回 Q0.44.6 PLC梯形圖單步模式半自動(dòng)模式全自動(dòng)模式復(fù)位模式4.7 元器件選型序 號(hào)名 稱型 號(hào)廠 商數(shù) 量備 注1雙作用氣缸QGEW-2標(biāo)準(zhǔn)AirTAC22行程開關(guān)LXW5-11G3AirTAC43兩位五通電磁換向閥4A120-0CAirTAC24單向節(jié)流閥ASC100-06AirTAC40.5-9.5Kgf/cm24.8 程序調(diào)

16、試分析序 號(hào)出現(xiàn)問題原因分析解決方法備 注1按下啟動(dòng)開關(guān)SB1無效電路中無電流重接24V、0V2按下啟動(dòng)開關(guān)SB1無效電路接觸不良檢查線路3A、B缸無法完成循環(huán)程序矛盾，電磁閥兩邊同時(shí)得電重編程序4氣缸A、B同時(shí)返回時(shí)，A缸返回速度快，回到初始位又伸出B缸在中間位置時(shí)，兩邊行程開關(guān)檢測(cè)不到，系統(tǒng)默認(rèn)B缸已返回重編程序，在B缸初始位增加行程開關(guān)，檢測(cè)縮回動(dòng)作致 謝本次綜合實(shí)訓(xùn)項(xiàng)目是在莊俊東和徐德洪兩位老師的悉心指導(dǎo)下完成的，他們對(duì)本次實(shí)訓(xùn)工作傾注了大量的心血！我們?cè)诶蠋煹闹笇?dǎo)下完成了工業(yè)上生產(chǎn)密封袋的三種不同的控制方式-純氣動(dòng)控制方式、氣動(dòng)加電磁閥控制方式、氣動(dòng)加電磁閥PLC控制。二周來，老師深厚的專業(yè)背景、嚴(yán)謹(jǐn)?shù)闹螌W(xué)態(tài)度、平易寬厚的人格作風(fēng)使我受益匪淺。感謝您們對(duì)我們的悉心教誨，使我們順利地完成了實(shí)訓(xùn)任務(wù)，在實(shí)訓(xùn)任務(wù)完成之際，衷心感謝老師對(duì)我的關(guān)心和培養(yǎng)！同時(shí)感謝我同組同學(xué)及同班同學(xué)的幫助和關(guān)心！最后向?qū)忛喖夹g(shù)報(bào)告的老師致以深深的謝意！參考文獻(xiàn)1吳振順.氣壓傳動(dòng)與控制.哈爾濱工業(yè)大學(xué)出版社.2010.2李壯云.液壓氣動(dòng)與液力工程手冊(cè).電子工業(yè)出版社.2008.3崔培雪.馮憲琴.典型液壓氣動(dòng)回路600例.化學(xué)工業(yè)出版社.2011.4徐灝.機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè).機(jī)械工業(yè)出版社.1988.個(gè)人總結(jié)為期兩周的“機(jī)電綜合實(shí)訓(xùn)”即將結(jié)束，本次實(shí)訓(xùn)受益匪淺，我們對(duì)于氣動(dòng)方面的知識(shí)比較欠缺，