某潤滑油公司小包裝生產(chǎn)線(三層廠房單線)輸送系統(tǒng)設(shè)計(jì)

學(xué)號：畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書某潤滑油公司小包裝生產(chǎn)線〔三層廠房單線〕輸送系統(tǒng)設(shè)計(jì)ASmallOilCompanyPackagingLines(ThreeFactory-line)DeliverySystemDesign學(xué)院機(jī)電工程學(xué)院專業(yè)機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化設(shè)計(jì)時(shí)間2015年3月9日至2015年6月1日摘要隨著工業(yè)自動(dòng)化水平日益提高，眾多工業(yè)企業(yè)均面臨著傳統(tǒng)生產(chǎn)線輸送系統(tǒng)的改造和重新設(shè)計(jì)問題?？删幊炭刂破鳌睵LC〕是以微處理器為核心的工業(yè)控制裝置，它將傳統(tǒng)的繼電器控制系統(tǒng)與計(jì)算機(jī)技術(shù)結(jié)合在一起實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化控制的，近年來在工業(yè)自動(dòng)控制、機(jī)電一體化、改造傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)等方面得到普遍應(yīng)用。作為通用工業(yè)控制計(jì)算機(jī)，其實(shí)現(xiàn)了工業(yè)控制領(lǐng)域接線邏輯到存儲(chǔ)邏輯的飛躍，在世界工業(yè)控制中發(fā)揮著越來越重要的作用。我們此次要做的任務(wù)就是設(shè)計(jì)一套自動(dòng)化控制的生產(chǎn)線輸送系統(tǒng)設(shè)備。而在工程當(dāng)中，最重要的就是設(shè)計(jì)一套自動(dòng)化控制的垂直輸送機(jī)，其中包括垂直輸送機(jī)的整體結(jié)構(gòu)、執(zhí)行結(jié)構(gòu)、驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)和控制系統(tǒng)進(jìn)行了分析和設(shè)計(jì)。通過以上的設(shè)計(jì)，到達(dá)高效節(jié)能、自動(dòng)化程度高的輸送系統(tǒng)。關(guān)鍵詞:輸送機(jī)，可編程控制器〔PLC〕，自動(dòng)化控制。AbstractWiththeincreasinglevelofindustrialautomation,manyindustrialenterprisesarefacingthetransformationandredesignofthetraditionalproductionlinetransportsystem..Programmablecontroller(PLC)isamicroprocessorasthecoreofindustrialcontroldevices,itwillbethetraditionalrelaycontrolsystemandcomputertechnologycombinedtogethertoachieveautomaticcontrol,inrecentyearsintheindustrialautomaticcontrol,electromechanicalintegration,thetransformationoftraditionalindustriesetc.touniversalapplication.Asgeneralindustrialcontrolcomputer,itisnowtheleapofconnectionlogicinthefieldofindustrialcontroltostoragelogic,anditplaysamoreandmoreimportantroleinworldindustrialcontrol..Thetaskweneedtodoistodesignasetofautomaticcontrolproductionlinetransportationsystemequipment.Andintheproject,themostimportantistodesignasetofautomaticcontrolofverticalconveyor,includingverticalconveyoristheoverallstructure,implementationstructure,drivingsystemandcontrolsystemareanalyzedanddesigned.Throughthedesign,toachieveenergyefficient,highdegreeofautomationdeliverysystem.Keywords:conveyorprogrammablecontroller(PLC)automaticcontrol.目錄TOC\o"1-3"\h\u26019摘要I6764AbstractII10403目錄III30461第一章緒言1258221.1自動(dòng)化生產(chǎn)線開展?fàn)顩r111801.2PLC的應(yīng)用及目前的研究現(xiàn)狀219628第二章帶式輸送機(jī)概述352002.1帶式輸送機(jī)的應(yīng)用3237702.2帶式輸送機(jī)的分類3266322.3各種帶式輸送機(jī)的特點(diǎn)337252.4帶式輸送機(jī)的開展與現(xiàn)狀58063第三章帶式輸送機(jī)設(shè)計(jì)623253.1輸送機(jī)的布置形式6146593.2控制系統(tǒng)的硬件組成6233863.3控制系統(tǒng)主要組成局部的選型7125133.4控制系統(tǒng)的軟件設(shè)計(jì)716855第四章垂直輸送機(jī)概述9193344.1運(yùn)輸升降機(jī)系統(tǒng)概述9259124.11運(yùn)輸升降機(jī)機(jī)械系統(tǒng)的組成9283094.12運(yùn)輸升降機(jī)的自動(dòng)控制系統(tǒng)的組成979574.13運(yùn)輸升降機(jī)的工作原理和控制要求10307214.14運(yùn)輸升降機(jī)的電機(jī)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的組成10321004.15運(yùn)輸升降機(jī)自動(dòng)化控制系統(tǒng)的組成113698第五章垂直輸送機(jī)設(shè)計(jì)13170455.1垂直輸送機(jī)實(shí)現(xiàn)所需動(dòng)作的控制原理17203395.2運(yùn)輸升降機(jī)自動(dòng)運(yùn)行步驟設(shè)計(jì)25203435.3垂直輸送機(jī)的主要技術(shù)參數(shù)和強(qiáng)度校核25133775.31電動(dòng)機(jī)的選擇2534115.32主軸直徑的初步估算2625535.33傳動(dòng)鏈的選擇2725064結(jié)論2842致謝3017444參考文獻(xiàn)3110531外文翻譯32第一章緒言1.1自動(dòng)化生產(chǎn)線開展?fàn)顩r自動(dòng)線是能實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品生產(chǎn)過程自動(dòng)化的一種機(jī)器體系，通過采用一套能自動(dòng)進(jìn)行加工、檢測、裝卸、運(yùn)輸?shù)臋C(jī)器設(shè)備,組成高度連續(xù)的、完全自動(dòng)化的生產(chǎn)線，來實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品的生產(chǎn)，從而提高工作效率。降低生產(chǎn)本錢、提高加工質(zhì)量、快速更換產(chǎn)品，是機(jī)械制造業(yè)競爭和開展的根底，也是機(jī)械制造業(yè)技術(shù)水平的標(biāo)志，它的開展趨勢是提高可調(diào)性，擴(kuò)大工藝范圍，提高加工精度和自動(dòng)化程度，同計(jì)算機(jī)結(jié)合實(shí)現(xiàn)整體自動(dòng)化車間與自動(dòng)化工廠。自動(dòng)生產(chǎn)線是在流水線的根底上逐漸開展起來的，它不僅要求線體上各種機(jī)械加工裝置能自動(dòng)地完成預(yù)定的各道工序，到達(dá)相應(yīng)的工藝要求，生產(chǎn)出合格的產(chǎn)品，為了能夠?qū)崿F(xiàn)這個(gè)目標(biāo)，可以采用自動(dòng)輸送和其他一些輔助裝置，根據(jù)工藝順序把不同的機(jī)械加工裝置組成一個(gè)整體，各個(gè)部件之間的動(dòng)作是通過氣壓系統(tǒng)和電氣制動(dòng)系統(tǒng)組合起來的，使它能夠?qū)崿F(xiàn)規(guī)定的程序而進(jìn)行自開工作，這種自開工作的機(jī)械裝置系統(tǒng)被我們稱為自動(dòng)生產(chǎn)線?，F(xiàn)在科學(xué)技術(shù)日新月異，在工業(yè)生產(chǎn)中自動(dòng)化生產(chǎn)技術(shù)也使用得非常的普遍了，并且在電子和機(jī)械制造等領(lǐng)域已經(jīng)研究并生產(chǎn)出許多各種類型的自動(dòng)生產(chǎn)線，正是因?yàn)檫@些自動(dòng)生產(chǎn)線的飛速開展和廣泛使用，提高了我們的生產(chǎn)效率及產(chǎn)品的質(zhì)量、改善了工作的條件、降低了能源的損耗、節(jié)約了材料等等，在各方各面都獲得了顯著的效果。在各個(gè)不同的應(yīng)用領(lǐng)域,不同種類的自動(dòng)線的結(jié)構(gòu)不同，大小也不同，功能也不同，它們根本都包含檢測、機(jī)械本體、信息處理、輸入、輸出接口局部以及執(zhí)行機(jī)構(gòu)等五局部。但是不管哪種自動(dòng)生產(chǎn)線，在功能上都必須能實(shí)現(xiàn)控制、運(yùn)轉(zhuǎn)、驅(qū)動(dòng)和檢測等,并且控制功能是電子裝置來完成的。自動(dòng)生產(chǎn)線在生產(chǎn)中，所有傳感器用來檢測信號，控制裝置再運(yùn)算、變換、存儲(chǔ)其檢測信號，再通過其接口電路向執(zhí)行機(jī)構(gòu)給出指令來實(shí)現(xiàn)相應(yīng)的工作。傳感器檢測生產(chǎn)線上位置、溫度、壓力、流量等信號，來讓信息處理部件分析處理，驅(qū)動(dòng)功能是液壓缸電動(dòng)機(jī)、電磁閥、氣壓閥、機(jī)械手等執(zhí)行部件實(shí)現(xiàn)的。其機(jī)械局部是自動(dòng)生產(chǎn)線的主體局部。自動(dòng)化生產(chǎn)線是產(chǎn)品生產(chǎn)過程所經(jīng)過的路線，即從原料進(jìn)入生產(chǎn)現(xiàn)場開始，經(jīng)過加工、運(yùn)送、裝配、檢驗(yàn)等一系列生產(chǎn)生產(chǎn)線活動(dòng)所構(gòu)成的路線。狹義的生產(chǎn)線是按對象原那么組織起來的，完成產(chǎn)品工藝過程的一種生產(chǎn)組織形式，即按產(chǎn)品專業(yè)化原那么，配備生產(chǎn)某種產(chǎn)品〔零、部件〕所需要的各種設(shè)備和各工種的工人，負(fù)責(zé)完成某種產(chǎn)品〔零、部件〕的全部制造工作，對相同的勞動(dòng)對象進(jìn)行不同工藝的加工。該自動(dòng)化模擬生產(chǎn)線，較好地解決了在學(xué)校期間，只接觸到以單元實(shí)驗(yàn)或校外參觀實(shí)習(xí)為主，一些大型的自動(dòng)化控制站只能看不能操作，達(dá)不到理想的教學(xué)效果的這個(gè)實(shí)際接觸問題。1.2PLC的應(yīng)用及目前的研究現(xiàn)狀1969世界第一臺(tái)PLC在美國數(shù)據(jù)設(shè)備公司誕生。1975-1976年,德國、日本、美國等將微處理器作為控制器的中央處理單元應(yīng)用到PLC中，并且去掉磁心存儲(chǔ)器改用了集成電路的存儲(chǔ)器，結(jié)合了微型計(jì)算機(jī)的技術(shù)與電控制器技術(shù)，從而實(shí)現(xiàn)了可編程控制器的規(guī)模集成化，使得處理器更能適用工業(yè)環(huán)境，更加的可靠，功能也更加強(qiáng)大，更加的靈活，本錢卻大大下降，從而使得PLC進(jìn)入了實(shí)用階段。隨著科技的不斷進(jìn)步，PLC的性能也飛速增強(qiáng)，其應(yīng)用和研究現(xiàn)狀主要在以下方面表達(dá):1.控制規(guī)模的擴(kuò)大，控制大型機(jī)的規(guī)模越變越大，開關(guān)量高的到達(dá)了幾萬。2.組成模塊的增多，現(xiàn)在PLC己經(jīng)新增了很多模塊，如PDI控制、溫度以及運(yùn)動(dòng)模塊等等。3.開放性和互操作性大大開展，在PLC的開展過程中，制造商為了壟斷和擴(kuò)大各自市場，都各自開展自己的標(biāo)準(zhǔn)，開放是開展的一個(gè)趨勢，各廠商都意識到這一點(diǎn)，并形成了長時(shí)期的妥協(xié)與競爭，這一過程還將繼續(xù)。4.工作速度的提高可以對系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)控制。5.聯(lián)網(wǎng)的能力增強(qiáng)，由于通信、信息及控制技術(shù)的大力開展，聯(lián)網(wǎng)也得到了的開展，己經(jīng)可以實(shí)現(xiàn)的遠(yuǎn)程控制。正是由于這些性能、使得工業(yè)系統(tǒng)可以實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程化、自動(dòng)化、控制信息化及智能化。現(xiàn)在應(yīng)用在不斷前進(jìn),尤其在運(yùn)動(dòng)控制、模擬量控制及驅(qū)動(dòng)控制上廣泛使用，已經(jīng)成為現(xiàn)在系統(tǒng)工作自動(dòng)化中最有效的工具之一了。第二章帶式輸送機(jī)概述2.1帶式輸送機(jī)的應(yīng)用帶式輸送機(jī)是連續(xù)運(yùn)輸機(jī)的一種，連續(xù)運(yùn)輸機(jī)是固定式或運(yùn)移式起重運(yùn)輸機(jī)中主要類型之一，其運(yùn)輸特點(diǎn)是形成裝載點(diǎn)到裝載點(diǎn)之間的連續(xù)物料流，靠連續(xù)物料流的整體運(yùn)動(dòng)來完成物流從裝載點(diǎn)到卸載點(diǎn)的輸送。在工業(yè)、農(nóng)業(yè)、交通等各企業(yè)中，連續(xù)運(yùn)輸機(jī)是生產(chǎn)過程中組成有節(jié)奏的流水作業(yè)運(yùn)輸線不可缺少的組成局部。連續(xù)運(yùn)輸機(jī)可分為：〔1〕具有撓性牽引物件的輸送機(jī)，如帶式輸送機(jī)，板式輸送機(jī)，刮板輸送機(jī)，斗式輸送機(jī)、自動(dòng)扶梯及架空索道等?！?〕不具有撓性牽引物件的輸送機(jī)，如螺旋輸送機(jī)、振動(dòng)輸送機(jī)等?！?〕管道輸送機(jī)。其中帶輸送機(jī)是連續(xù)運(yùn)輸機(jī)中是使用最廣泛的，帶式輸送機(jī)運(yùn)行可靠，輸送量大，輸送距離長，維護(hù)簡便，適應(yīng)于冶金煤炭，機(jī)械電力，輕工，建材，糧食等各個(gè)部門。2.2帶式輸送機(jī)的分類帶式輸送機(jī)分類方法有多種，按運(yùn)輸物料的輸送帶結(jié)構(gòu)可分成兩類，一類是普通型帶式輸送機(jī)，這類帶式輸送機(jī)在輸送帶運(yùn)輸物料的過程中，上帶呈槽形，下帶呈平形，輸送帶有托輥托起，輸送帶外表幾何形狀均為平面；另外一類是特種結(jié)構(gòu)的帶式輸送機(jī)，各有各的輸送特點(diǎn)。2.3各種帶式輸送機(jī)的特點(diǎn)〔1〕QD80輕型固定式帶輸送機(jī)QD80輕型固定式帶輸送機(jī)與TDⅡ型相比，其帶較薄、載荷也較輕，運(yùn)距一般不超過100m，電機(jī)容量不超過22kw?！?〕DX型鋼繩芯帶式輸送機(jī)它屬于高強(qiáng)度帶式輸送機(jī)，其輸送帶的帶芯中有平行的細(xì)鋼繩，一臺(tái)運(yùn)輸機(jī)運(yùn)距可達(dá)幾公里到幾十公里?！?〕U形帶式輸送機(jī)它又稱為槽形帶式輸送機(jī)，其明顯特點(diǎn)是將普通帶式輸送機(jī)的槽形托輥角由300~450提高到900使輸送帶成U形。這樣一來輸送帶與物料間產(chǎn)生擠壓，導(dǎo)致物料對膠帶的摩擦力增大，從而輸送機(jī)的運(yùn)輸傾角可達(dá)25°?！?〕管形帶式輸送機(jī)U形帶式輸送帶進(jìn)一步的成槽，最后形成一個(gè)圓管狀，即為管形帶式輸送機(jī)，因?yàn)檩斔蛶П痪沓梢粋€(gè)圓管，故可以實(shí)現(xiàn)閉密輸送物料，可明顯減輕粉狀物料對環(huán)境的污染，并且可以實(shí)現(xiàn)彎曲運(yùn)行。〔5〕氣墊式帶輸送機(jī)其輸送帶不是運(yùn)行在托輥上的，而是在空氣膜(氣墊)上運(yùn)行，省去了托輥，用不動(dòng)的帶有氣孔的氣室盤形槽和氣室取代了運(yùn)行的托輥，運(yùn)動(dòng)部件的減少，總的等效質(zhì)量減少，阻力減小，效率提高，并且運(yùn)行平穩(wěn)，可提高帶速。但一般其運(yùn)送物料的塊度不超過300mm。增大物流斷面的方法除了用托輥把輸送帶強(qiáng)壓成槽形外，也可以改變輸送帶本身，把輸送帶的運(yùn)載面做成垂直邊的，并且?guī)в袡M隔板。一般把垂直側(cè)擋邊作成波狀，故稱為波狀帶式輸送機(jī)，這種機(jī)型適用于大傾角，傾角在30°以上，最大可達(dá)90°?！?〕壓帶式帶輸送機(jī)它是用一條輔助帶對物料施加壓力。這種輸送機(jī)的主要優(yōu)點(diǎn)是：輸送物料的最大傾角可達(dá)90°，運(yùn)行速度可達(dá)6m/s，輸送能力不隨傾角的變化而變化，可實(shí)現(xiàn)松散物料和有毒物料的密閉輸送。其主要缺點(diǎn)是結(jié)構(gòu)復(fù)雜、輸送帶的磨損增大和能耗較大?！?〕鋼繩牽引帶式輸送機(jī)它是無際繩運(yùn)輸與帶式運(yùn)輸相結(jié)合的產(chǎn)物，既具有鋼繩的高強(qiáng)度、牽引靈活的特點(diǎn)，又具有帶式運(yùn)輸?shù)倪B續(xù)、柔性的優(yōu)點(diǎn)。目前帶式輸送機(jī)已廣泛應(yīng)用于國民經(jīng)經(jīng)濟(jì)各個(gè)部門，近年來在露天礦和地下礦的聯(lián)合運(yùn)輸系統(tǒng)中帶式輸送機(jī)又成為重要的組成局部。主要有：鋼繩芯帶式輸送機(jī)、鋼繩牽引膠帶輸送機(jī)和排棄場的連續(xù)輸送設(shè)施等。這些輸送機(jī)的特點(diǎn)是輸送能力大(可達(dá)30000t/h)，適用范圍廣(可運(yùn)送礦石，煤炭，巖石和各種粉狀物料，特定條件下也可以運(yùn)人)，平安可靠，自動(dòng)化程度高，設(shè)備維護(hù)檢修容易，爬坡能力大(可達(dá)16°)，經(jīng)營費(fèi)用低，由于縮短運(yùn)輸距離可節(jié)省基建投資。目前，帶式輸送機(jī)的開展趨勢是：大運(yùn)輸能力、大帶寬、大傾角、增加單機(jī)長度和水平轉(zhuǎn)彎，合理使用膠帶張力，降低物料輸送能耗，清理膠帶的最正確方法等。我國已于1978年完成了鋼繩芯帶式輸送機(jī)的定型設(shè)計(jì)。鋼繩芯帶式輸送機(jī)的適用范圍：〔1〕適用于環(huán)境溫度一般為40°~40°C；在寒冷地區(qū)驅(qū)動(dòng)站應(yīng)有采暖設(shè)施；〔2〕可做水平運(yùn)輸，傾斜向上(16°)和向下(100~120)運(yùn)輸，也可以轉(zhuǎn)彎運(yùn)輸；運(yùn)輸距離長，單機(jī)輸送可達(dá)15km；〔3〕可露天鋪設(shè)，運(yùn)輸線可設(shè)防護(hù)罩或設(shè)通廊；〔4〕輸送帶伸長率為普通帶的1/5左右；其使用壽命比普通膠帶長；其成槽性好；運(yùn)輸距離大。2.4帶式輸送機(jī)的開展與現(xiàn)狀長距離、大運(yùn)量、高速是帶式輸送機(jī)的最新開展方向。與其他運(yùn)輸設(shè)備(如機(jī)車類)相比，帶式輸送機(jī)不僅具有長距離(單機(jī)長度可達(dá)5000米，而且可以實(shí)現(xiàn)多機(jī)進(jìn)行串聯(lián)搭接，運(yùn)距可達(dá)206km)、大運(yùn)量、連續(xù)運(yùn)輸?shù)奶攸c(diǎn)，而且運(yùn)行可靠，易于實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化和集中控制，經(jīng)濟(jì)效益十清楚顯。帶式輸送機(jī)運(yùn)行維護(hù)費(fèi)用遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于公路汽運(yùn)方式，而且只要生產(chǎn)時(shí)間超過5年，帶式輸送機(jī)輸送方式比公路汽運(yùn)的總投資要小得多，所以在企業(yè)的生產(chǎn)過程中，凡能實(shí)現(xiàn)帶式輸送機(jī)輸送的場合，一般都采用連續(xù)的帶式輸送機(jī)輸送。與其他設(shè)備相比，帶式輸送機(jī)有以下優(yōu)點(diǎn)：(1)輸送物料種類廣泛；(2)輸送能力范圍寬；(3)輸送線路的適應(yīng)性強(qiáng)；(4)靈活的裝卸料，可以靈活實(shí)現(xiàn)一點(diǎn)或多點(diǎn)受料或卸料；(5)可靠性和平安性高；(6)費(fèi)用低。第三章帶式輸送機(jī)設(shè)計(jì)3.1輸送機(jī)的布置形式電動(dòng)機(jī)通過聯(lián)軸器、減速器帶動(dòng)傳動(dòng)滾筒轉(zhuǎn)動(dòng)或其他驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)，借助于滾筒或其他驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)與輸送帶之間的摩擦力，使輸送帶運(yùn)動(dòng)。帶式輸送機(jī)的驅(qū)動(dòng)方式按驅(qū)動(dòng)裝置可分為單點(diǎn)驅(qū)動(dòng)方式和多點(diǎn)驅(qū)動(dòng)方式兩種。通用固定式輸送帶輸送機(jī)多采用單點(diǎn)驅(qū)動(dòng)方式，即驅(qū)動(dòng)裝置集中的安裝在輸送機(jī)長度的某一個(gè)位置處，一般放在機(jī)頭處。單點(diǎn)驅(qū)動(dòng)方式按傳動(dòng)滾筒的數(shù)目分，可分為單滾筒和雙滾筒驅(qū)動(dòng)。對每個(gè)滾筒的驅(qū)動(dòng)又可分為單電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)和多電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)。因單點(diǎn)驅(qū)動(dòng)方式最常用，但凡沒有指明是多點(diǎn)驅(qū)動(dòng)方式的，即為單驅(qū)動(dòng)方式，故一般對單點(diǎn)驅(qū)動(dòng)方式，“單點(diǎn)”兩字省略。單筒、單電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)方式最簡單，在考慮驅(qū)動(dòng)方式時(shí)應(yīng)是首選方式。在大運(yùn)量、長距離的鋼繩芯膠帶輸送機(jī)中往往采用多電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)。3.2控制系統(tǒng)的硬件組成(1)為到達(dá)工藝上提出的要求，在與機(jī)械設(shè)計(jì)配合的根底上，我們對電氣及自控方面提出了如下的方案:為了滿足灌裝精度和速度的要求，在灌裝局部，我們采用了以司服電機(jī)作為主電機(jī)的定容式灌裝設(shè)計(jì)，因?yàn)樗痉姍C(jī)控制系統(tǒng)具有控制精度高、速度快、穩(wěn)定和調(diào)整設(shè)定方便等特點(diǎn)。而在容器灌裝前后的輸送局部采用了直線式設(shè)計(jì);傳送帶局部采用了變頻調(diào)速控制;并且設(shè)計(jì)了一套自動(dòng)的滑動(dòng)分桶器，與傳動(dòng)帶配合來到達(dá)將灌裝后的半成品與空容器快速分開并將其帶離灌裝機(jī)的目的。采用直線定容式灌裝的設(shè)計(jì)，最大限度的節(jié)省了產(chǎn)品換型時(shí)間，提高了生產(chǎn)機(jī)動(dòng)性和工作效率。根據(jù)不同產(chǎn)品的溫度特性通過PLC程序模塊的設(shè)計(jì)和選擇，可以完成自動(dòng)調(diào)容的要求。對于環(huán)保的要求，我們是通過軟件和硬件的設(shè)計(jì)共同完成的，硬件上我們采用了司服電機(jī)控制系統(tǒng)和變頻調(diào)速控制，與硬件相配合在軟件上我們設(shè)計(jì)了各種速度及灌裝過程中每個(gè)階段的加速度和減速度的分別調(diào)整，這樣我們就可以根據(jù)實(shí)際情況將設(shè)備調(diào)整到適宜的狀態(tài)，杜絕濺油、冒油的現(xiàn)象。為了適應(yīng)網(wǎng)絡(luò)控制的要求，我們采用了具有網(wǎng)絡(luò)功能，并且穩(wěn)定性較好的西門子S7-300PLC控制系統(tǒng)。在操作方面我采用每臺(tái)設(shè)備可利用觸摸屏進(jìn)行單獨(dú)操作，或者通過聯(lián)網(wǎng)的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)進(jìn)行集中控制和監(jiān)控，操作界面非常直觀，使操作更加簡便高效。3.3控制系統(tǒng)主要組成局部的選型PLC系統(tǒng)的選擇:系統(tǒng)采用了SIEMENS公司生產(chǎn)的S7-300系列PLC，由1個(gè)CPU315-2DP模塊、2個(gè)接口模塊IM365、模擬量輸入／輸出模塊SM335和模擬量輸出模塊SM332、2個(gè)高速計(jì)數(shù)模塊FM350、4個(gè)數(shù)字量輸入模塊SM321、3個(gè)數(shù)字量輸出模塊SM322組成了雙層機(jī)架的硬件組態(tài)結(jié)構(gòu)。采用西門子的PLC系統(tǒng)是因?yàn)樵贑PU上同時(shí)集成了獨(dú)立的MPI和PROFIBUS-DP接口，不但可以方便的與人機(jī)設(shè)備相連，并且可以非常簡單的實(shí)現(xiàn)設(shè)備之間及設(shè)備與PC之間的聯(lián)網(wǎng)，具有強(qiáng)大的網(wǎng)絡(luò)功能;另外西門子的PLCS7-300系統(tǒng)還具有各種功能強(qiáng)大的模塊可以選擇，使用穩(wěn)定。具有較高的性價(jià)比，非常適合在包裝機(jī)械上應(yīng)用。灌裝主電機(jī)及其控制系統(tǒng):我們選擇了德國的SEW公司的MOVIDRIVE驅(qū)動(dòng)器及帶編碼器反響的電機(jī)系統(tǒng)，并采用電流矢量控制模式，通過豐富的參數(shù)設(shè)定來實(shí)現(xiàn)更高的控制精度和動(dòng)態(tài)相應(yīng)。輸送系統(tǒng)的變頻調(diào)速控制:我們采用了丹麥Danfoss公司的VLT5000型變頻器。因?yàn)樗麄兌际窍嚓P(guān)領(lǐng)域內(nèi)的國際知名的專業(yè)生產(chǎn)企業(yè)，產(chǎn)品技術(shù)領(lǐng)先，在惡劣的生產(chǎn)環(huán)境下能夠長期穩(wěn)定的運(yùn)行。操作界面:西門子的觸摸屏TP170A設(shè)備控制網(wǎng)絡(luò)采用了西門子的PROFIBUS-DP系統(tǒng)，將整條生產(chǎn)線的四臺(tái)主要設(shè)備和工程師管理PC系統(tǒng)通過PROFIBUS電氣中繼器和無微處理器CP5611連接為一個(gè)完整的PROFIBUS網(wǎng)絡(luò)，實(shí)現(xiàn)了生產(chǎn)線的實(shí)時(shí)監(jiān)控和動(dòng)態(tài)管理。3.4控制系統(tǒng)的軟件設(shè)計(jì)(1)西門子模塊化編程介紹西門子S7-300PLC采用SETP7編程軟件，SETP7為程序設(shè)計(jì)提供了三種方法:線形化編程、模塊化編程、結(jié)構(gòu)化編程。其中模塊化編程是把程序分成假設(shè)干個(gè)程序塊，每個(gè)程序塊含有一些設(shè)備和任務(wù)的邏輯指令。在組織塊(OB1)中的指令決定控制程序的模塊的執(zhí)行。模塊化編程中的功能(FC)或功能塊(FB)控制著不同的過程任務(wù)，這些塊相當(dāng)于主循環(huán)程序的子程序。這種編程方法非常易于幾個(gè)人同時(shí)編程，并且易于程序的調(diào)試和故障的查找。另外每次循環(huán)中不是所有的塊都執(zhí)行，只有需要時(shí)才調(diào)用相關(guān)的程序塊，CPU得到了更有效的利用。因此我們在軟件編程時(shí)采用了模塊化編程方法，將大的任務(wù)分解成相對獨(dú)立的小任務(wù)先分開進(jìn)行編寫和檢測，最后統(tǒng)一下載調(diào)試，大大的提高了程序編制和調(diào)試的速度。(2)軟件編程步驟描述和分析控制過程的具體的任務(wù)，并分成多個(gè)簡單的小任務(wù);繪制機(jī)械動(dòng)作控制流程圖;對S7-300PLC進(jìn)行硬件組態(tài)和PROFIBUS網(wǎng)絡(luò)的組態(tài);為每個(gè)任務(wù)模塊分配輸入和輸出點(diǎn);為每個(gè)任務(wù)模塊編制程序，并分別進(jìn)行測試和修改，直到所有的任務(wù)模塊都完成;第四章垂直輸送機(jī)概述4.1運(yùn)輸升降機(jī)系統(tǒng)概述在工廠中經(jīng)?？匆娨恍┥禉C(jī)械，這些升降機(jī)械很多由工頻電機(jī)直接帶動(dòng)運(yùn)行，電氣控制局部一般都很簡單，多數(shù)采用人工手動(dòng)控制或采用繼電器控制方式。這些升降機(jī)械存在一些明顯的問題，如啟動(dòng)停止和運(yùn)行不平穩(wěn)，升降運(yùn)動(dòng)過程動(dòng)作不可靠，自動(dòng)化程度不高，故障率較高，設(shè)備能耗高，無法應(yīng)急運(yùn)行，存在平安隱患等等?；谶@些問題使得這些升降機(jī)械很難在工廠生產(chǎn)中發(fā)揮高效率的作用，同時(shí)也使得國內(nèi)這些生產(chǎn)的升降機(jī)械無法與進(jìn)口的自動(dòng)化生產(chǎn)線配套使用，也無法根據(jù)實(shí)際的生產(chǎn)需要轉(zhuǎn)換和調(diào)整升降機(jī)械的動(dòng)作方式和工作順序。隨著變頻技術(shù)和PLC控制技術(shù)的開展，工廠中的自動(dòng)化生產(chǎn)線也越來越多，由于一些行業(yè)的生產(chǎn)工藝的要求或是由于生產(chǎn)車間和場地的特殊情況，要求一些生產(chǎn)線需要配置相應(yīng)的物件提升裝置。通過本次簡單設(shè)計(jì)過程，可以了解到在現(xiàn)實(shí)生產(chǎn)中的根本控制思想。認(rèn)識到假設(shè)要到達(dá)所設(shè)計(jì)的目的，不僅要做到知識的嚴(yán)謹(jǐn)，還要綜合考慮所可能遇到的各種情況以及所處的環(huán)境。在運(yùn)行的過程中，由于環(huán)境的不同可能得到不同的結(jié)果。因此，在現(xiàn)實(shí)生產(chǎn)過程中，要全面考慮設(shè)計(jì)所要到達(dá)的目的，最重要的還要將環(huán)境與所設(shè)計(jì)結(jié)合起來，才能可能到達(dá)設(shè)計(jì)的目的。4.11運(yùn)輸升降機(jī)機(jī)械系統(tǒng)的組成運(yùn)輸升降機(jī)的機(jī)械系統(tǒng)由升降機(jī)入口和出口傳輸機(jī)構(gòu)，轎箱內(nèi)部吊籃傳輸機(jī)構(gòu)，轎箱升降機(jī)構(gòu)，升降機(jī)廳門平安機(jī)構(gòu)和升降電機(jī)平安抱閘機(jī)構(gòu)組成。升降機(jī)入口和出口傳輸機(jī)構(gòu)用于將生產(chǎn)線上的產(chǎn)品向升降機(jī)內(nèi)或升降機(jī)外傳送。轎箱內(nèi)部吊籃傳送機(jī)構(gòu)用于將產(chǎn)品傳入或傳出轎箱。轎箱升降機(jī)構(gòu)用于提升升降機(jī)轎箱或下降升降機(jī)轎箱。升降機(jī)廳門平安機(jī)構(gòu)用于在升降機(jī)轎箱升降過程中關(guān)閉升降機(jī)井廳門入口，防止平安事故發(fā)生。升降電機(jī)平安抱閘機(jī)構(gòu)用于在升降機(jī)轎箱停止運(yùn)動(dòng)時(shí)抱住升降電機(jī)主軸，防止升降機(jī)轎箱在停止運(yùn)動(dòng)時(shí)發(fā)生上下滑動(dòng)，防止由此而產(chǎn)生的平安事故。4.12運(yùn)輸升降機(jī)的自動(dòng)控制系統(tǒng)的組成運(yùn)輸升降機(jī)的自動(dòng)控制系統(tǒng)由程序邏輯控制器PLC，外部光電傳感器，觸摸屏，變頻驅(qū)動(dòng)器，聲光報(bào)警燈和檢修手動(dòng)盒等元?dú)饧M成。程序邏輯控制器PLC采集外部輸入點(diǎn)的輸入信號，如啟動(dòng)停止信號，各個(gè)光電傳感器的狀態(tài)信號，各限位開關(guān)的輸入信號，人機(jī)界面上的輸入信號，經(jīng)過邏輯判斷和運(yùn)算后輸出相應(yīng)輸出信號，控制電氣系統(tǒng)中的相應(yīng)交流接觸器和變頻器動(dòng)作。來完成將一層樓的產(chǎn)品自動(dòng)的轉(zhuǎn)移到另外一層樓的生產(chǎn)線上。4.13運(yùn)輸升降機(jī)的工作原理和控制要求運(yùn)輸升降機(jī)的工作狀態(tài)分為自動(dòng)運(yùn)行狀態(tài)和檢修操作狀態(tài)，兩個(gè)工作狀態(tài)相互獨(dú)立彼此分開。當(dāng)升降升降機(jī)處于自動(dòng)運(yùn)行狀態(tài)下時(shí)，要求檢修操作盒的所有按鈕無效，同樣當(dāng)設(shè)備處于檢修狀態(tài)下時(shí)要求來自系統(tǒng)外部的控制信號無效，此時(shí)系統(tǒng)只能通過檢修手動(dòng)盒點(diǎn)動(dòng)檢修。在自動(dòng)運(yùn)行時(shí)要求升降機(jī)能夠?qū)⒁粚訕堑漠a(chǎn)品自動(dòng)的傳送到另外一層樓的生產(chǎn)輸送帶上，并自動(dòng)返回到出發(fā)點(diǎn)進(jìn)行下一個(gè)工作周期。這個(gè)過程當(dāng)中要求PLC能根據(jù)外部生產(chǎn)線的速度自動(dòng)調(diào)節(jié)升降機(jī)的運(yùn)轉(zhuǎn)速度。要求升降機(jī)的轎箱能夠準(zhǔn)確平層，能夠判斷進(jìn)出口堵塞情況的發(fā)生，能夠自動(dòng)的連續(xù)點(diǎn)動(dòng)正反轉(zhuǎn)，以自動(dòng)消除進(jìn)出口的堵塞現(xiàn)象，減少不必要的停機(jī)發(fā)生。同時(shí)要求升降系統(tǒng)能夠多樓層多順序的傳送運(yùn)行，能根據(jù)生產(chǎn)需求調(diào)整傳送方向。要求系統(tǒng)有可靠的平安保護(hù)，能防止設(shè)備平安事故的發(fā)生。要求設(shè)備具有應(yīng)急運(yùn)行功能，減少因設(shè)備故障造成的生產(chǎn)線停機(jī)。在操作上要求通過人機(jī)界面能夠方便地修改參數(shù)，記錄生產(chǎn)情況和報(bào)警信息，要求在觸摸屏上復(fù)位報(bào)警和點(diǎn)動(dòng)功能。能夠設(shè)置管理人員密碼，能夠記錄生產(chǎn)批次和生產(chǎn)數(shù)量，具有歷史數(shù)據(jù)查詢功能。4.14運(yùn)輸升降機(jī)的電機(jī)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的組成本系統(tǒng)硬件由三相交流鼠籠式電機(jī)、西門子MM420系列通用型變頻器、西門子S7-200226CPU的PLC、交流接觸器組成。設(shè)計(jì)要求：可以根據(jù)生產(chǎn)線的實(shí)際情況，來設(shè)計(jì)上述各輸送帶和升降機(jī)升降機(jī)構(gòu)驅(qū)動(dòng)電機(jī)的功率大小。本設(shè)計(jì)中采用升降機(jī)輸入口，升降機(jī)輸出口和吊籃電機(jī)都為0.75KW的三相交流鼠籠式電機(jī)，設(shè)計(jì)升降機(jī)升降機(jī)構(gòu)電機(jī)為1.5KW三相交流鼠籠式電機(jī)。各個(gè)電機(jī)功率可以根據(jù)實(shí)際的情況來設(shè)計(jì)，但在設(shè)計(jì)升降機(jī)入口，升降機(jī)出口和吊籃內(nèi)輸送帶電機(jī)時(shí)，要求將這三處的輸送帶驅(qū)動(dòng)電機(jī)功率設(shè)計(jì)為一樣大小。這樣設(shè)計(jì)的目的在于，因?yàn)樯禉C(jī)在一二樓之間來回運(yùn)動(dòng)運(yùn)送產(chǎn)品，但一二樓的入口傳送帶和出口傳送帶的工作狀態(tài)為二選一。即當(dāng)其中一個(gè)輸送帶的電機(jī)處于工作狀態(tài)下，另外一臺(tái)電機(jī)那么處于停止的狀態(tài)。這樣就可以使用一臺(tái)變頻器來驅(qū)動(dòng)多個(gè)樓層升降機(jī)入口或出口的輸送電機(jī)，以到達(dá)減少機(jī)械系統(tǒng)設(shè)備的投入。吊籃內(nèi)輸送帶的驅(qū)動(dòng)電機(jī)和變頻器的功率盡量選擇和升降機(jī)出入口輸送帶驅(qū)動(dòng)電機(jī)同等功率，這樣做的目的在于減少變頻器和輸送帶驅(qū)動(dòng)電機(jī)的型號差異，方便設(shè)計(jì)，同時(shí)也方便安裝、調(diào)試和以后的設(shè)備檢修與維護(hù)。升降機(jī)升降機(jī)構(gòu)的驅(qū)動(dòng)電機(jī)和變頻器的功率容量根據(jù)產(chǎn)品的實(shí)際質(zhì)量、升降機(jī)構(gòu)的機(jī)械效率和平安系數(shù)來確定。所有升降機(jī)上使用的變頻器選用西門子MM420系列通用型變頻器。方案選擇：電機(jī)變頻驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)和工頻驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖如圖2－1所示。說明：圖2－1中1＃、2＃和3＃為西門子MM420系列變頻器，Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ和Ⅳ分別為運(yùn)輸升降機(jī)1樓入口輸送帶電機(jī)、二樓出口輸送帶電機(jī)、轎箱吊籃輸送帶電機(jī)和升降機(jī)構(gòu)電機(jī)。PLC為西門子S7-200226CPU，1～12為交流接觸器。所有的變頻器和交流接觸器工作狀態(tài)都由PLC集中控制完成。設(shè)計(jì)改良：為了防止工頻正反轉(zhuǎn)輸出時(shí)發(fā)生短路事故，在工頻正反轉(zhuǎn)輸出的交流接觸器上實(shí)施電氣和機(jī)械互鎖的平安措施。為了防止變頻器輸出時(shí)和工頻輸出短接，或者為了防止4.15運(yùn)輸升降機(jī)自動(dòng)化控制系統(tǒng)的組成運(yùn)輸升降機(jī)的工作狀態(tài)：自動(dòng)狀態(tài)和維修工作狀態(tài)。這兩種工作狀態(tài)互相獨(dú)立、彼此分開，目的在于確保控制回路的輸出的唯一性，防止發(fā)生類似雙線圈輸出的情況，杜絕事故的發(fā)生。升降機(jī)自動(dòng)化控制系統(tǒng)的組成：整個(gè)升降機(jī)自動(dòng)化控制系統(tǒng)的組成由核心控制元件PLC、空氣開關(guān)、電機(jī)馬達(dá)開關(guān)、交流接觸器、觸摸屏、開關(guān)、按鈕、指示燈、報(bào)警器和外部光電傳感器等元部件組成。其中由面板旋鈕開關(guān)或帶鎖的鑰匙旋鈕開關(guān)選擇整個(gè)系統(tǒng)的工作狀態(tài)，通過狀態(tài)平安繼電器的得電或失電來區(qū)分自動(dòng)運(yùn)行和手動(dòng)運(yùn)行的輸出電源的通和斷。這樣就使得系統(tǒng)只有在自動(dòng)運(yùn)行狀態(tài)下時(shí)PLC的輸出端子才有輸出電壓，當(dāng)系統(tǒng)在手動(dòng)運(yùn)行狀態(tài)下時(shí)，PLC輸出端子上無輸出電壓。馬達(dá)開關(guān)作用為當(dāng)系統(tǒng)指令電機(jī)以工頻方式工作時(shí)，起到保護(hù)電機(jī)的作用。人機(jī)界面能夠方便操作人員對設(shè)備進(jìn)行操作和監(jiān)控，同時(shí)實(shí)時(shí)顯示設(shè)備工作狀態(tài)，記錄生產(chǎn)產(chǎn)量和班產(chǎn)批次等歷史數(shù)據(jù)。報(bào)警燈由多級柱裝燈塔組成，不同顏色代表不同意義。設(shè)備外部設(shè)有多個(gè)光電傳感器，向PLC傳輸外部狀態(tài)信號，指示自動(dòng)升降機(jī)的工作狀態(tài)。自動(dòng)化控制系統(tǒng)中的平安局部的緊急停止按鈕擁有最高的設(shè)備輸出中止權(quán)，即無論在手動(dòng)還是自動(dòng)狀態(tài)下，只要緊停按鈕被按下，設(shè)備都會(huì)立即停止任何動(dòng)作。升降機(jī)井除了在高處和低處安裝了感應(yīng)升降機(jī)吊籃位置的光電傳感器，還在井架極限高位和極限低位安裝了機(jī)械式的行程限位開關(guān)，確保升降機(jī)轎箱不發(fā)生沖頂和撞底的事故。在1樓升降機(jī)進(jìn)口輸送帶和2樓升降機(jī)出口輸送帶上分別安裝有1個(gè)光電傳感器，用來檢測運(yùn)輸?shù)漠a(chǎn)品。在轎箱吊籃內(nèi)輸送帶上安裝有2個(gè)光電傳感器，用來檢測運(yùn)輸產(chǎn)品的進(jìn)出情況?？刂乒裨O(shè)計(jì)方案：由于生產(chǎn)線的情況決定了在運(yùn)輸升降機(jī)的自動(dòng)化控制系統(tǒng)中需要設(shè)立主控制柜和現(xiàn)場分控制箱。在主控制柜內(nèi)安裝所有空氣開關(guān)，馬達(dá)開關(guān)，PLC，觸摸屏，塔式報(bào)警燈等元?dú)饧?，在現(xiàn)場分控制箱上安裝自動(dòng)狀態(tài)系統(tǒng)停止旋鈕開關(guān)。手動(dòng)檢修操作盒采用移動(dòng)式手持盒，所有手動(dòng)按鈕相互連鎖，并且都為點(diǎn)動(dòng)按鈕。具體見如下示意圖。第五章垂直輸送機(jī)設(shè)計(jì)對電機(jī)輸送機(jī)的根本要求是能快速、準(zhǔn)確地拾-放和搬運(yùn)物件，這就要求它們具有高精度、快速反響、一定的承載能力、足夠的工作空間和靈活的自由度及在任意位置都能自動(dòng)定位等特性。設(shè)計(jì)電機(jī)輸送機(jī)的原那么是:充分分析作業(yè)對象(工件)的作業(yè)技術(shù)要求，擬定最合理的作業(yè)工序和工藝，并滿足系統(tǒng)功能要求和環(huán)境條件;明確工件的結(jié)構(gòu)形狀和材料特性，定位精度要求，取、放、搬運(yùn)時(shí)的受力特性、尺寸和質(zhì)量參數(shù)等，從而進(jìn)一步確定對輸送機(jī)結(jié)構(gòu)及運(yùn)行控制的要求;盡量選用定型的標(biāo)準(zhǔn)組件，簡化設(shè)計(jì)制造過程，兼顧通用性和專用性，并能實(shí)現(xiàn)柔性轉(zhuǎn)換和編程控制.本次設(shè)計(jì)的輸送機(jī)是通用電機(jī)上下料輸送機(jī)〔如圖3-2所示〕，是一種適合于成批或中、小批生產(chǎn)的、可以改變動(dòng)作程序的自動(dòng)搬運(yùn)或操作設(shè)備，動(dòng)作強(qiáng)度大和操作單調(diào)頻繁的生產(chǎn)場合。它可用于操作環(huán)境惡劣的場合。圖5-1裝配圖圖5-2爆炸圖圖5-3支架5.1垂直輸送機(jī)實(shí)現(xiàn)所需動(dòng)作的控制原理此輸送機(jī)采用了日本的三菱的可編程控制器來對輸送機(jī)進(jìn)行控制而且是與原來輸送帶的控制系統(tǒng)是分開的，此控制系統(tǒng)采用單獨(dú)的一臺(tái)三菱的PLC進(jìn)行控制。3.5.1輸送機(jī)實(shí)現(xiàn)所需動(dòng)作的I/O分配表如表5-1所示，狀態(tài)轉(zhuǎn)移圖5-4所示，梯形圖如圖5-5～圖5-8所示。表5-1I/O分配表圖5-4狀態(tài)轉(zhuǎn)移圖圖5-5梯形圖圖5-6梯形圖圖5-7梯形圖圖5-8梯形圖PLC程序如下：LDM8002SETS0STLS0LDX0ANDX2ANDX7SETS20STLS20OUTY4LDX6SETS21STLS21OETY1OUTK0T30LDT0SETS22STLS22OUTY1OUTT1K70LDT1SETS23STLS23OUTY7LDX3SETS24STLS24OUTY2LDX4SETS25STLS25OUTY5LDX10SETS26STLS26OUTY0OUTT3K70LDT3SETS27STLS27OUTY3LDX5SETS28OUTY6STLS31OUTY0OUTT4K40LDT4SETS32STLS32OUTY3LDX2SETS33STLS33OUTY6LDX10SETS34STLS34OUTY4LDX5SETS35STLS35OUTY1OUTT5K70LDT5SETS36STLS365.2運(yùn)輸升降機(jī)自動(dòng)運(yùn)行步驟設(shè)計(jì)運(yùn)輸升降機(jī)將產(chǎn)品從二樓向一樓輸送，再返回二樓。為了有效的運(yùn)用PLC的內(nèi)部空間和程序設(shè)計(jì)的簡單全面，整個(gè)控制程序采用西門子專用的步進(jìn)控制程序語言編寫。具體步驟如下。第一步：2樓生產(chǎn)線使能，系統(tǒng)判斷吊籃位置〔PS5/PS6〕，傳送第一件貨物進(jìn)入吊籃。同時(shí)傳送第二件貨物到2樓進(jìn)口輸送帶上等待下一傳送周期(PS1被第二件貨物擋住后停止前行)〔吊籃電機(jī)正轉(zhuǎn)〕。第二步：判斷升降機(jī)構(gòu)是否可以升降〔吊籃入口光電傳感器PS2是否由貨物擋住〕，向下降升貨物至一樓?！采惦姍C(jī)正轉(zhuǎn)〕第三步：判斷一樓出口輸送帶是否堵塞〔PS4是否被擋住〕,向升降機(jī)外輸送貨物。〔吊籃電機(jī)反轉(zhuǎn)〕第四步：判斷升降機(jī)構(gòu)是否可以升降〔吊籃入口光電傳感器PS2是否由貨物擋住〕，向上返回2樓?！采惦姍C(jī)反轉(zhuǎn)〕5.3垂直輸送機(jī)的主要技術(shù)參數(shù)和強(qiáng)度校核5.31電動(dòng)機(jī)的選擇在工業(yè)上一般采用三相交流電動(dòng)機(jī)，Y系列三相交流異步電動(dòng)機(jī)由于具有結(jié)構(gòu)簡單、價(jià)格低廉、維護(hù)方便等特點(diǎn)。一般用于空氣中不含易燃、易炸或腐蝕性氣體的場所。適用于電源電壓為380V無特殊要求的機(jī)械上，如機(jī)床、泵、風(fēng)機(jī)、各種運(yùn)輸機(jī)、攪拌機(jī)、農(nóng)業(yè)機(jī)械等。故在本輸送機(jī)的設(shè)計(jì)中優(yōu)先考慮。電動(dòng)機(jī)的結(jié)構(gòu)有開啟式、防護(hù)式、封閉式和防爆式。在此可選用封閉式的電動(dòng)機(jī)。綜合考慮各因素可選用Y系列全封閉式自扇冷式籠型三相異步電動(dòng)機(jī)。1、確定電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速同一功率的異步電動(dòng)機(jī)有同步轉(zhuǎn)速3000、1500、1000、750r/min等幾種。一般來說，電動(dòng)機(jī)的同步轉(zhuǎn)速愈高，磁極對數(shù)少，外闊尺寸小、價(jià)格低；反之，轉(zhuǎn)速愈低，外闊尺寸愈大，價(jià)格愈高。由于工作機(jī)滾筒的轉(zhuǎn)速很低，所以不易選用高速電動(dòng)機(jī)，一般應(yīng)選擇同步轉(zhuǎn)速為1000或1500r/min的電動(dòng)機(jī)。2、電動(dòng)機(jī)功率的選擇選擇的原那么：功率選得過小，不能保證工作機(jī)的正常工作或使電動(dòng)機(jī)長期過載而過早損壞；功率選得過大，那么電動(dòng)機(jī)價(jià)格高，且經(jīng)常不在滿載下運(yùn)行，而且功率因數(shù)很低，造成浪費(fèi)。對于長期連續(xù)工作，載荷較穩(wěn)定的機(jī)械，可根據(jù)電動(dòng)機(jī)所需的功率Pd來選擇，而不必校驗(yàn)電動(dòng)機(jī)的發(fā)熱和啟動(dòng)力矩，選擇時(shí)應(yīng)使電動(dòng)機(jī)的額定功率PN稍大于電動(dòng)機(jī)的所需功率Pd。由上面計(jì)算可知電動(dòng)機(jī)的所需功率為：Pd=1.2KW,所以我們應(yīng)選擇電動(dòng)機(jī)的同步轉(zhuǎn)速為1500或1000r/min，功率為2.2KW。5.32主軸直徑的初步估算軸是組成機(jī)械的一個(gè)重要零件。它支撐著其他轉(zhuǎn)動(dòng)件回轉(zhuǎn)并傳遞轉(zhuǎn)矩，同時(shí)它又通過軸承和機(jī)架聯(lián)接。所有軸上部件都圍繞軸心線作回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，形成了一個(gè)以軸為基準(zhǔn)的組合體軸系部件。輸送機(jī)主軸主要受彎矩和轉(zhuǎn)矩。所以按彎轉(zhuǎn)合成力矩初步估算軸徑。初步估算軸徑：選擇軸的材料為40Cr或35SiMn、經(jīng)調(diào)質(zhì)處理。材料力學(xué)性能數(shù)據(jù)如表5-2所示，計(jì)算出來的軸參數(shù)表如表5-3所示。表5-2材料力學(xué)性能表毛坯材料硬度(HB)抗拉強(qiáng)度σbMPa屈服點(diǎn)σsMPa彎曲疲勞強(qiáng)度σ-1MPa扭轉(zhuǎn)疲勞強(qiáng)τ-1MPa<=200217-155650360270155E=2.15x10e5Mpa表5-3軸參數(shù)表軸的材料Q23540Cr35SiMn[τ]/N·mm-212~2040~52A160~135106~98注：當(dāng)彎矩相對較小或只受轉(zhuǎn)矩時(shí)，[τ]取較大值，A取較小值；反之[τ]取較小值，A取較大值。由于結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)需采用實(shí)心軸結(jié)構(gòu)，所以按照實(shí)心軸的許用切應(yīng)力的計(jì)算公式：d≥(5T/[τ])?×(1/(1-γ4))?或：d≥A×(P/n)?×(1/(1-γ4))?其中：d——軸的直徑〔mm〕T—軸傳遞的額定轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)矩〔N.mm〕P——軸傳遞的額定功率〔kw〕n——軸的轉(zhuǎn)速〔r/min〕n=300r/min[τ]——軸材料的許用切應(yīng)力〔MPa〕，見表38.3-2取[τ]=20A——按[τ]而定的系數(shù)，見表38.3-2取A=98γ——空心圓軸的內(nèi)直徑d0與外直徑d之比。由實(shí)心軸的計(jì)算公式可得 dmin=A=98=18.44mm故初取軸徑為:d=18mm由機(jī)械零件設(shè)計(jì)手冊第13章按上式計(jì)算的軸徑，未考慮鍵槽對軸強(qiáng)度的影響，假設(shè)開一個(gè)鍵槽那么軸徑增大3%~7%，經(jīng)計(jì)算得：d=18.54～19.12mm故主軸直徑取d=18mm。5.33傳動(dòng)鏈的選擇垂直輸送機(jī)采用的是鏈傳動(dòng)，鏈傳動(dòng)與帶傳動(dòng)相比：鏈傳動(dòng)沒有彈性滑動(dòng)和打滑的現(xiàn)象，因此它能保持準(zhǔn)確的平均傳動(dòng)比，傳動(dòng)效率較高；又因鏈條不需要像帶那樣張的很緊，所以作用與軸上的徑向壓力也比擬小；在同樣使用條件下，鏈傳動(dòng)結(jié)構(gòu)更為緊湊。同時(shí)鏈傳動(dòng)能在高溫及速度較低的場合下工作。鏈傳動(dòng)與齒輪相比：鏈傳動(dòng)的制造與安裝精度要求較低，本錢低廉;在遠(yuǎn)距離傳動(dòng)〔大中心距〕時(shí)候，其結(jié)構(gòu)比齒輪傳動(dòng)輕便的很多。鏈按照用途不同，可分為起重鏈、曳引鏈和傳動(dòng)鏈三大類。起重鏈主要用于起重機(jī)械中提起重物，其工作速度≤0.25m/s；曳引鏈主要用于鏈?zhǔn)捷斔蜋C(jī)中提升重物，其工作速度≤4m/s；傳動(dòng)鏈用于一般機(jī)械中傳遞運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力，通常工作速度≤15m/s。傳動(dòng)鏈有齒形鏈和滾子鏈兩種。齒形鏈利用特定齒形的鏈片和鏈輪相嚙合來實(shí)現(xiàn)傳動(dòng)的，是用銷軸將多對具有60°角的工作面的鏈片組裝而成。鏈片的工作面與鏈輪相嚙合。為防止鏈條在工作時(shí)從鏈輪上脫落，鏈條上裝有內(nèi)導(dǎo)片或外導(dǎo)片。嚙合時(shí)導(dǎo)片與鏈輪上相應(yīng)的導(dǎo)槽嵌合。故又稱無聲鏈傳動(dòng)。齒形鏈允許的工作速度可達(dá)40m/s，但制造本錢高，重量大，故多用于高速或運(yùn)動(dòng)精度要求較高的場合。套筒滾子鏈由內(nèi)鏈板、外鏈板、套筒、銷軸、滾子組成。外鏈板固定在銷軸上,內(nèi)鏈板固定在套筒上，滾子與套筒間和套筒與銷軸間均可相對轉(zhuǎn)動(dòng)，因而鏈條與鏈輪的嚙合主要為滾動(dòng)摩擦。套筒滾子鏈可單列使用和多列并用,多列并用可傳遞較大功率。套筒滾子鏈比齒形鏈重量輕、壽命長、本錢低。在動(dòng)力傳動(dòng)中應(yīng)用較廣。套筒滾子鏈和齒形鏈鏈輪的齒形應(yīng)保證鏈節(jié)自由進(jìn)入或退出嚙合，在嚙入時(shí)沖擊很小，在嚙合時(shí)接觸良好。由于我們傳動(dòng)速度要求不快，考慮到經(jīng)濟(jì)性應(yīng)選用滾子鏈。結(jié)論通過潤滑油生產(chǎn)線的PLC控制畢業(yè)設(shè)計(jì)，掌握了什么是設(shè)計(jì)程序，設(shè)計(jì)程序工作的根本過程及各階段的根本任務(wù)，熟悉了設(shè)計(jì)程序總流程圖，加深了對PLC的理解，課本上的知識是機(jī)械的，外表的。通過努力把課本上的知識變得更為簡單，對實(shí)驗(yàn)原理也有了更深的理解。通過這次畢業(yè)設(shè)計(jì)，使我更為全面系統(tǒng)的了解PLC的構(gòu)造原理和根本實(shí)現(xiàn)方法。把課本的知識變得生動(dòng)有趣，激發(fā)了我們的學(xué)習(xí)積極性，把學(xué)過的原理加以強(qiáng)化，把課堂學(xué)過的知識通過自己的設(shè)計(jì)程序表示出來，加深了對理論知識的理解?，F(xiàn)在通過自己的動(dòng)對手做實(shí)驗(yàn)，理論聯(lián)系實(shí)際，對PLC的原理認(rèn)識更加深刻。在調(diào)試時(shí)應(yīng)該很仔細(xì)，一步一步調(diào)試下來，做到準(zhǔn)確無誤。在設(shè)計(jì)的過程中我還得到了指導(dǎo)老師的幫助與意見。在學(xué)習(xí)的過程中，不是每一個(gè)問題都能自己解決，向老師請教或向同學(xué)討論是一個(gè)很好的方法，不是有句話叫做思而不學(xué)者殆。做事要學(xué)思結(jié)合。通過本次設(shè)計(jì)，讓我很好的鍛煉了理論聯(lián)系實(shí)際，與具體工程、課題相結(jié)合開發(fā)、設(shè)計(jì)產(chǎn)品的能力。既讓我們懂得了怎樣把理論應(yīng)用于實(shí)際，又讓我們懂得了在實(shí)踐中遇到的問題怎樣用理論去解決。在本次設(shè)計(jì)中，我們還需要大量的以前沒有學(xué)到過的知識，于是圖書館和互聯(lián)網(wǎng)成了我們很好的助手。在查閱資料的過程中，我們要判斷優(yōu)劣、取舍相關(guān)知識，不知不覺中我們查閱資料的能力也得到了很好的鍛煉。我們學(xué)習(xí)的知識是有限的，在以后的工作中我們肯定會(huì)遇到許多未知的領(lǐng)域，這方面的能力便會(huì)使我們受益非淺。在設(shè)計(jì)過程中，總是遇到這樣或那樣的問題。有時(shí)發(fā)現(xiàn)一個(gè)問題的時(shí)候，需要做大量的工作，花大量的時(shí)間才能解決。自然而然，我的耐心便在其中建立起來了。為以后的工作積累了經(jīng)驗(yàn)，增強(qiáng)了信心。現(xiàn)在企業(yè)的經(jīng)營理念都是本著節(jié)約本錢，縮小生產(chǎn)過程中的必要?jiǎng)趧?dòng)時(shí)間，以此來賺取更高的利潤。運(yùn)用此PLC程序控制生產(chǎn)線流水的運(yùn)行，能夠更快更有效的提高產(chǎn)品的灌裝速度，同時(shí)軟件設(shè)計(jì)中可考慮自動(dòng)黏貼標(biāo)示的控制，無需人工對此進(jìn)行操作。程序運(yùn)用上升沿加法處理指令和減法處理指令，經(jīng)根據(jù)檢測到的信號自動(dòng)計(jì)算空瓶數(shù)與滿瓶數(shù)，記錄到相應(yīng)的存儲(chǔ)器中，整個(gè)過程簡便快捷，為企業(yè)節(jié)約勞動(dòng)力，降低生產(chǎn)本錢。畢業(yè)設(shè)計(jì)使我意識到只有理論知識是遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠的，只有把所學(xué)的理論知識與實(shí)踐相結(jié)合起來，才是正確的，才能提高自己動(dòng)手能力和獨(dú)立思索的能力。同時(shí)對于PLC開展歷史、強(qiáng)大功能、應(yīng)用領(lǐng)域以及系列知識得到了大概的系統(tǒng)認(rèn)識，也初步了解了一個(gè)完整的系統(tǒng)開發(fā)的過程，畢業(yè)設(shè)計(jì)對于創(chuàng)造思維的培養(yǎng)和開發(fā)能力的鍛煉有很大的幫助。在編程過程中，領(lǐng)略到了熟能生巧的含義。編程不僅要求有良好的根底，而且要求對各種程序有深刻的了解，同時(shí)深切感受到團(tuán)隊(duì)合作的重要性，尤其是在查資料的過程中，人多力量大，大家一起努力，查找資料的效率就提高了許多，大家在一起探討，相互學(xué)習(xí)，分工細(xì)化，互相提高，解決問題的速度就快多了。老師知識的幫助，經(jīng)驗(yàn)的傳授，也是我這次設(shè)計(jì)的一道美麗的風(fēng)景線，真正起到了拋磚引玉的目的。畢業(yè)設(shè)計(jì)讓我的動(dòng)手能力得到了大大的鍛煉，解決實(shí)際問題的能力得到了大大的提高，為即將開始的學(xué)習(xí)和工作奠定了一定的根底。在此，非常感謝蔡老師對我的幫助和悉心的指導(dǎo)。致謝時(shí)光荏苒，歲月如梭，不知不覺大學(xué)生活已接近尾聲，四年多的努力與付出，隨著本次畢業(yè)設(shè)計(jì)的完成，將要畫下完美的句號。本畢業(yè)設(shè)計(jì)是在蔡老師的悉心指導(dǎo)下完成的，從課題選擇到具體的寫作工程，設(shè)計(jì)初稿與定稿無不凝聚著老師的幫助，在我的畢業(yè)設(shè)計(jì)期間，蔡老師為我提供了種種專業(yè)知識上的指導(dǎo)和一些富于創(chuàng)造性的建議。指導(dǎo)老師淵博的專業(yè)知識，嚴(yán)謹(jǐn)?shù)闹螌W(xué)態(tài)度，精益求精的工作作風(fēng)，誨人不倦的高尚師德，樸實(shí)無華、平易近人的人格魅力對我影響深遠(yuǎn)。不僅使我掌握根本的研究方法，還使我明白了許多待人接物與為人處事的道理。在此，我謹(jǐn)向指導(dǎo)老師表示崇高的敬意和忠心的感謝！在臨近畢業(yè)之際，我還要借此時(shí)機(jī)向在這四年給予我諸多教誨和幫助的各位老師表示由衷的謝意，感謝他們四年來的辛勤栽培，不積跬步何以至千里，各位任課老師認(rèn)真負(fù)責(zé)，在他們的細(xì)心幫助和支持下，我能夠很好的掌握和運(yùn)用專業(yè)知識，并在設(shè)計(jì)中得以表達(dá)，順利完成畢業(yè)設(shè)計(jì)。同時(shí)，在設(shè)計(jì)過程中，我參考了有關(guān)的書籍和論文，在這里一并向有關(guān)的作者表示感謝。參考文獻(xiàn)[1]朱世強(qiáng)王宣銀.機(jī)器人技術(shù)及其應(yīng)用.浙江.浙江大學(xué)出版社.2004.P1～P60.[2]吳廣玉姜復(fù)興.機(jī)器人工程導(dǎo)論.哈爾濱.哈爾濱工業(yè)大學(xué)出版社.1988.P1～P80.[3]張建民.工業(yè)機(jī)器人.北京.北京理工大學(xué)出版社.1992.P1～P242[4]周四六.可編程控制器應(yīng)用根底.北京：人民郵電出版社，2006[5]田淑珍.可編程控制器原理及應(yīng)用．北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2005[6]孫波.機(jī)械專業(yè)畢業(yè)設(shè)計(jì)寶典.西安.西安電子科技大學(xué)出版社.2008.P1～P103.[7]吳瑞祥.機(jī)器人技術(shù)及應(yīng)用.北京.北京航空航天大學(xué)出版社.1994.P1～P15.[8]孫致禮馬星國.機(jī)械設(shè)計(jì).北京.科學(xué)出版社.2008.P1～P339.[9]裘祖榮.精密機(jī)械設(shè)計(jì)根底.北京.機(jī)械工業(yè)出版社.2008.P1～P393.[10]王冰.工程制圖.北京.高等教育出版社.2007.P1～P268.[11]姜佩東.液壓與氣動(dòng)技術(shù).北京.高等教育出版社.2008.P19～P48.[12]魏志精.可編程控制器應(yīng)用技術(shù)．北京：電子工業(yè)出版社，1995[13]廖常初.PLC編程及應(yīng)用.北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2002[14]吳明亮，蔡夕忠.可編程控制器實(shí)訓(xùn)教程.北京：化學(xué)工業(yè)出版社，[15]邱仕安.機(jī)電一體化技術(shù).西安.西安電子科技大學(xué)出版社.2008.P36～P65.[16]王曉莉.機(jī)械制圖.北京.科學(xué)出版社.2007P1～P225.[17]王毓敏.工程材料成形與應(yīng)用.重慶.重慶大學(xué)出版社.2006.P1～P244[18]齊蓉，肖維榮.可編程計(jì)算機(jī)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inproductionoperationmanagement.NumerousscholarshaveexaminedhowtosuccessfullyimplementATS.FollowinganintroductionofATSdefinedtypesandprocedures,thischapterappliesfactorstovariouscross-generationalproductionoperationmanagementliteratureasmentionedearlier.2.1Definitionandtypesofautomationtransportationsystems2.1DefinitionandtypesofautomationtransportationsystemsAutomationreferstoGroover[2]“theapplicationofmechanical,electronicandcomputerizedsystemstocontrolproductiontechnology.”Newtechnologiesrelevanttoproductionautomationincludepartiallyautomatedmachinetools,automatedassemblyequipment,industrialrobots,automatedmaterialhandlingandstoragesystems,automatedqualitycontrolinspectionsystems,andsupportforcomputerprocesscontrolcomputersystemmanufacturingactivities.Thecross-generationATSissuperiortothetraditionalmethodintermsofitsusetointegratetheapplicationofnewtechnologysystemswiththeringofmanufacturingproductionstrategy,explainingwhymaterialandinformationflowdesigninafactorycanbemorecomplete.ThestudyStevensonandSum[3]adoptsaproductionoperationsmanagementperspective,primarilythroughuseofproductionservicesandprocesscapabilitytolinkmachineoperationsthroughautomaticsensorsandcontroldevicesratherthanthroughhumanlabor.Machinesthatincorporateautomaticsensorsandcontroldevicesareconvertedintostandardizedandautomatedoperations,forusedinscalingupproductiontomassproductionlevelsandreducingproductioncosts.Thecross-generationATSadvantagesofstandardizationworkexperience,asaccumulatedbyeachgenerationofthesystem,canbeusedinthenextgeneration.2.2ImplementingofautomationtransportationsystemsIndustrycharacteristics,technicalpatterns,andproductflowaffectATSimplementation.ATScombinesproduction-oriented,process-oriented,andcontinuousimprovementsofmanufacturingprocessestomaintainahighyieldandenhancetotalproduction[4].Therefore,ATSimplementationflowmeetsoperationalobjectives,basedonflexibleproductionplanning[5].Inadditiontoproposingviewsregardingstagesandelementsduringimplementation,numerousscholarsandexpertshavediscussedgeneralprocedures[6].CrossgenerationATSischaracterizedbyitsintegrationofflexibledesignandplanningprocedures,allowingittoachieveadynamicproductionmanufacturingplanningstrategy.Apersonnelofaproductionunitisinvolvedinpractice,accordingtotheproductionofstrategicobjectives,inordertoevaluatethedesignresults.Fromtheperspectiveofmanufacturingmechanizationandautomationassembly[2],automationimportproceduresconsistofthefollowingfivesteps:designtheautomatedassembly,classifyautomatedassemblysystemtypes,developthesupplydevicearchitecture,analyzetheworkstationassemblymachines,andanalyzethesingleworkstationassemblyMachine.Thisstudypresentsanautomatedma