【正文】 編程軟件 STEP7。使用 AutoCAD20xx 制作 PLC 端子圖、主電路圖和控制流程圖；我們所使用的PLC 是西門子 S7200，所以必須使用西門子編程軟件 STEP7 編寫控制梯形圖。 所需 軟件 監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)計(jì) 中用到的軟件有 ： Photoshop CS、 Flash 和 MCGS。 MCGS 用于監(jiān)控系統(tǒng)的設(shè)計(jì)，它是工業(yè)組態(tài)軟件，具有遠(yuǎn)程監(jiān)控、數(shù)據(jù)采集、數(shù)據(jù)分析、過(guò)程控制等強(qiáng)大功能，在自動(dòng)化系統(tǒng)中占據(jù)主力軍的位置，逐漸成為工業(yè)自動(dòng)化系統(tǒng)中的靈魂。它具有適應(yīng)性強(qiáng)、開(kāi)放性好、易于擴(kuò)展、經(jīng)濟(jì)、開(kāi)發(fā)周期短等優(yōu)點(diǎn)；在 MCGS制作的監(jiān)控系統(tǒng)中需要 9段 AVI格式的動(dòng)畫和兩張背景圖片，所以需要學(xué)習(xí)使用 Flash 制作動(dòng)畫和學(xué)習(xí)使用 Photoshop 處理背景圖片。 南京工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書（論文） 第 3 頁(yè) 設(shè)計(jì)任務(wù)難點(diǎn) 不僅要設(shè)計(jì)機(jī)械運(yùn)動(dòng)部件，還要設(shè)計(jì)控制程序和監(jiān)控系統(tǒng)。機(jī)械運(yùn)動(dòng)部件設(shè)計(jì)包括三維圖和工程圖的制作，還有后期 要到工廠加工出模型； PLC 控制程序的編寫包括： PLC程序編寫，設(shè)備調(diào)試； MCGS 監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)計(jì) 包括界面設(shè)計(jì)，運(yùn)行策略編寫 ；三者之間還要相互連接調(diào)試，以保持機(jī)械運(yùn)動(dòng)和監(jiān)控運(yùn)行的協(xié)調(diào)性。 a. 三維制圖軟件 Unigraphics NX b. 二維制圖軟件 AutoCAD 20xx c. 西門子編程軟件 STEP7 d. 圖象處理軟件 Photoshop e. 動(dòng)畫制作軟件 Flash f. 工控組態(tài)軟件 MCGS a. 模型的裝配調(diào)試 b. PLC 控制梯形圖 設(shè)計(jì) c. 監(jiān)控 窗口 設(shè)計(jì) 南京工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書（論文） 第 4 頁(yè) 第二章 模型設(shè)計(jì)制作 模型結(jié)構(gòu)方案確定 系統(tǒng)控制要求 系統(tǒng)采用 PLC控制模型的運(yùn)動(dòng)，使模型能夠?qū)崿F(xiàn)手動(dòng)復(fù)位和自動(dòng)控制兩種控制方式。 通過(guò)選擇開(kāi)關(guān)（ SA）選擇手動(dòng)復(fù)位（鎖住自動(dòng)控制），按下點(diǎn)動(dòng)按鈕（ SB1），使繼電器（ KA3）得電，控制撥料電機(jī)正轉(zhuǎn) ， 帶動(dòng)撥料桿正轉(zhuǎn)，當(dāng)撥料桿復(fù)位時(shí)，松開(kāi)點(diǎn)動(dòng)按鈕（ SB1），撥料電機(jī)停止轉(zhuǎn)動(dòng)；按下點(diǎn)動(dòng)按鈕（ SB2）使繼電器（ KA1）得電，控制轉(zhuǎn)盤電機(jī)正轉(zhuǎn) ， 帶動(dòng)轉(zhuǎn)盤正轉(zhuǎn)，當(dāng)轉(zhuǎn)盤復(fù)位時(shí)，轉(zhuǎn)盤電機(jī)停止轉(zhuǎn)動(dòng)，松開(kāi)點(diǎn)動(dòng)按鈕（ SB2）； 當(dāng)系統(tǒng)復(fù)位后，將選擇開(kāi)關(guān)（ SA）撥到自動(dòng)控制（鎖住手動(dòng)復(fù)位），按下啟動(dòng)按鈕（ SB3），系統(tǒng)按照 PLC 控制要求自動(dòng)分選物料，當(dāng)按下停止按鈕（ SB4），系統(tǒng)立即停止運(yùn)動(dòng)。 圖 21：模型裝配圖 底撐； 底板； 滑道； 主軸承座； 齒圈； 端蓋； 料隔板； 撥料桿； 撥料桿軸； 撥料套； 1蓋板支撐； 1蓋板； 1小齒輪； 1齒輪軸； 1隔套； 1小軸承座； 1傳感器架； 1料斗； 1底板。 南京工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書（論文） 第 5 頁(yè) 系統(tǒng)工作原理 如圖 21 所示， 所要分選的物 料放在料斗（ 18）中，在物料掉入轉(zhuǎn)盤之前，通過(guò)料斗（ 18）后面的兩個(gè)接近開(kāi)關(guān)（ SQ SQ2）識(shí)別物料類別，確定物料將要通過(guò)的滑道（當(dāng) SQ1=0， SQ2=1 時(shí)選擇滑道 1；當(dāng) SQ1=1， SQ2=0 時(shí)選擇滑道2；當(dāng) SQ1=1， SQ2=1 時(shí)選擇滑道 3）；當(dāng)小齒輪（ 13）在 轉(zhuǎn)盤 電機(jī)的帶動(dòng)下轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，帶動(dòng)大齒輪（ 5）轉(zhuǎn)動(dòng)，從而使轉(zhuǎn)盤轉(zhuǎn)動(dòng)。當(dāng)蓋板（ 12）的矩形槽轉(zhuǎn)到料斗（ 18）的正下方時(shí)，觸發(fā)接近開(kāi)關(guān)（ SQ3）而停止轉(zhuǎn)動(dòng)，料斗中的物料掉入槽中；經(jīng)過(guò)一秒鐘的定時(shí)，轉(zhuǎn)盤將逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)，當(dāng)轉(zhuǎn)到剛剛選擇的滑道時(shí)，觸發(fā)接近開(kāi)關(guān)而停止 （滑道 1 處接近開(kāi)關(guān)是 SQ5；滑道 2 處接近開(kāi)關(guān)是 SQ6；滑道 3處接近開(kāi)關(guān)是 SQ7），同時(shí)觸發(fā)撥料電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)，帶動(dòng)撥料桿 （ 8） 正轉(zhuǎn)將物料推入指定的滑道。當(dāng)撥料桿 （ 8） 轉(zhuǎn)一圈復(fù)位時(shí)，觸發(fā)轉(zhuǎn)盤電機(jī)反轉(zhuǎn)，帶動(dòng)蓋板（ 18）反轉(zhuǎn)，當(dāng)觸發(fā)接近開(kāi)關(guān)（ SQ3）時(shí)，轉(zhuǎn)盤電機(jī)停止轉(zhuǎn)動(dòng)；這時(shí)蓋板的矩形槽剛好在料斗的正下方，于是物料通過(guò)蓋板上的矩形槽掉入轉(zhuǎn)盤中，為下一個(gè)物料的分選做好準(zhǔn)備。當(dāng)料斗中的物料被分選完時(shí)，蓋板停止在滑道1 或滑道 2 或滑道 3，這時(shí)只要在料斗中放入物料，轉(zhuǎn)盤就會(huì)自動(dòng)返回， 繼續(xù)分選物料。 方案確定 根據(jù)對(duì)系 統(tǒng)的控制要求和工作原理的分析和研究，在對(duì)多種方案進(jìn)行研究比較后，最終選擇了如圖 22 的模型結(jié)構(gòu)方案 。 模型所需用到的標(biāo)準(zhǔn)件如下： 滾動(dòng)軸承， GB/T27694 6010 滾動(dòng)軸承， 8 4 16? ? ?? 擋圈， GB89386 80 擋圈， GB89486 50 南京工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書（論文） 第 6 頁(yè) 圖 22：分選系統(tǒng)模型 模型零部件設(shè)計(jì)制作 在模型結(jié)構(gòu)方案確定之后，就開(kāi)始設(shè)計(jì)模型零部件了，在這部分主要用到的軟件是 。得益于 ，使我們的設(shè)計(jì)變得更快捷、更簡(jiǎn)單，即使是很復(fù)雜的零件也能夠輕松地設(shè)計(jì)出來(lái)。我們只要花費(fèi)很少的時(shí)間和精力，就能夠清楚 模型的結(jié)構(gòu)和裝配關(guān)系。 底撐（ 01）設(shè)計(jì)制作 底撐裝配在底板（ 19）上面，主要是用來(lái)支撐整個(gè)模型并為電機(jī)的安裝留出足夠的 空間。對(duì)底撐的要求不高，使用的材料為板金噴塑，數(shù)量為 2。如圖23： 底撐 上 8 個(gè)孔的直徑為 毫米 南京工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書（論文） 第 7 頁(yè) 圖 23：底撐三維圖 底板（ 02）設(shè)計(jì)制作 底板（ 02）固定在底成撐（ 01）的上面，作用主要是放置主軸承座、小軸承座及傳感器架。由于大、小齒輪之間要求較精確的嚙合，對(duì)兩個(gè)軸承座的中心距要求較高，所以對(duì)底板上兩個(gè)圓糟之間的中心距要求較高。底板采用的材料是鋁合金，數(shù)量為 1。如圖 24： 圖中箭頭 1 所指的圓槽和小軸承座配合，箭頭 2 所指的圓槽和主軸承座配合， 槽深 2毫米， 中心距 為 65? 毫米。箭頭 3 所指的 5個(gè)螺紋孔為 M4，用來(lái)定位傳感器架。 南京工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書（論文） 第 8 頁(yè) 圖 24：底板三維圖 滑道（ 03）設(shè)計(jì)制作 滑道有三個(gè)過(guò)道，作用是讓三種不同的物料通過(guò)，從而達(dá)到分選物料的目的，對(duì)滑道的要求不高。使用的材料為板金噴塑，數(shù)量為 1。如圖 ： 圖 ：滑道三維圖 南京工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書（論文） 第 9 頁(yè) 由于滑道的結(jié)構(gòu)復(fù)雜，難以加工，因此工廠里加工出來(lái)的滑道和圖中的滑道相差較大，幾乎不能使用，所以我用有機(jī)玻璃自制了一個(gè)簡(jiǎn)易的滑道。如圖： 圖 ： 自制滑道 主軸承座（ 04）設(shè)計(jì)制作 主軸承座的作用是支撐滾動(dòng)軸承，再由滾動(dòng)軸承支撐轉(zhuǎn)盤，以實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)盤的轉(zhuǎn)動(dòng)。主軸承座的材料為鋁合金，數(shù)量為 1。 如圖 26： 圖中箭頭 1 所指的圓柱面直徑為 ? 50，和 國(guó)標(biāo)為 GB/T27694 6010 的滾動(dòng)軸承 的內(nèi)徑 配合，箭頭 2 所指的臺(tái)階用于 滾動(dòng)軸承 的定位 主軸承座需要和底板（ 02）上 箭頭 2 所指的槽配合，但工廠里加工的配合尺寸略大，難以安裝。用螺釘擰緊 之后，就不能拆卸了。 南京工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書（論文） 第 10 頁(yè) 圖 26：主軸承座三維圖 大齒輪（ 05）設(shè)計(jì)制作 大齒輪由小齒輪帶動(dòng)以實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)盤的轉(zhuǎn)動(dòng)，材料為尼龍，數(shù)量為 1，模數(shù)為1，齒數(shù)為 110，齒形角為 20 度，精度為 8 級(jí)，要求較高。如 圖 27： 圖中箭頭 1 所指的圓柱面上需要粘貼小鐵片， 這樣接近開(kāi)關(guān)可以通過(guò)感應(yīng)鐵片，將信號(hào)傳遞 給 PLC，通過(guò) PLC 控制轉(zhuǎn)盤的定位。圖中箭頭 2 所指的圓柱面和 國(guó)標(biāo)為 GB/T27694 6010 的滾動(dòng)軸承 的外徑配合。 南京工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書（論文） 第 11 頁(yè) 圖 27：齒輪三維圖 端蓋（ 06）設(shè)計(jì)制作 端蓋的作用是帶動(dòng)蓋板轉(zhuǎn)動(dòng)，使用的材料是鋁合金，數(shù)量為 1，如圖 28： 通過(guò)圖中箭頭 1 所指的 4 個(gè) ? 的孔將 端蓋 固定在大齒輪上，圖中箭頭2 所指的臺(tái)階由滾動(dòng)軸承支撐。 圖 28：端蓋三維圖 南京工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書（論文） 第 12 頁(yè) 隔料板（ 07）設(shè)計(jì)制作 隔料板的作用是運(yùn)送物料和支撐蓋板，材料是板金噴塑，數(shù)量為 1。如圖29： 通過(guò)圖中箭頭 1所指的 4個(gè)孔將 隔料板 固定在 端蓋 上，物料落入 隔料板 內(nèi)，當(dāng) 撥料桿 轉(zhuǎn)動(dòng)經(jīng)過(guò)箭頭 2 所指的間隙時(shí)，將物料推出 隔料板 圖 29：料隔板三維圖 撥料桿（ 08）設(shè)計(jì)制作 撥料桿的作用是通過(guò)旋轉(zhuǎn)將物料 從 隔料板 內(nèi)推入 滑道，制作材料是有機(jī)玻璃，數(shù)量為 1。如圖 210： 撥料桿上孔的直徑是 6，但工廠里加工的是 4，所以要用銼刀將孔銼到 6毫米。 南京工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書（論文） 第 13 頁(yè) 圖 210：撥料桿三維圖 撥料桿軸（ 09）設(shè)計(jì)制作 撥料桿軸由撥料電機(jī)帶動(dòng)正轉(zhuǎn)，從而使撥料桿轉(zhuǎn)動(dòng)，使用的材料是 A3，數(shù)量為 1。如圖 211： 圖中箭頭 2 所指的孔和電機(jī)軸配合，箭頭 1 所指的孔為 M3，用于軸和電機(jī)的連接 ； 箭頭 3 所指的 表面上有 M6 的螺紋，用于安裝 撥料桿 。 圖 211：撥料桿軸三維圖 南京工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書（論文） 第 14 頁(yè) 撥料套（ 10）設(shè)計(jì)制作 撥料套主要是用來(lái)固定撥料桿軸的 頂 端，以保持撥料桿軸的垂直度，制作材料是鋁合金，數(shù)量為 1。如圖 212： 圖 212：撥料套三維圖 蓋板支撐（ 11）設(shè)計(jì)制作 蓋板支撐的作用是固定和支撐蓋板，制作材料是黃銅，數(shù)量為 1。如圖213： 南京工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書（論文） 第 15 頁(yè) 圖 213：蓋板支撐三維圖 蓋板（ 12）設(shè)計(jì)制作 蓋板的作用是托住物料，當(dāng)蓋板的矩形槽轉(zhuǎn)動(dòng)到料斗 正 下方 時(shí)，物料通過(guò)蓋板上的矩形槽落入轉(zhuǎn)盤 。制作材料是有機(jī)玻璃，數(shù)量為 1。如圖 214： 圖 214：蓋板三維圖 南京工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書（論文） 第 16 頁(yè) 工廠里加工了三塊蓋板，但其中有一塊缺 圖中箭頭 1 所指 的孔，我們用電烙鐵在上面烙了個(gè)孔，然后用銼刀將孔銼到 ? 10；另外兩塊沒(méi)有 箭頭 2所指的矩 形槽，同樣使用電烙鐵將多余的材料去除，然后用銼刀修整。 小齒輪（ 13）設(shè)計(jì)制作 小齒輪由轉(zhuǎn)盤電機(jī)帶動(dòng)，將轉(zhuǎn)動(dòng)傳遞給大齒輪，從而帶動(dòng)轉(zhuǎn)盤 轉(zhuǎn)動(dòng)。制作材料為 A3，數(shù)量為 1，模數(shù)為 1，齒數(shù)為 20，齒形角為 20 度。如圖 215： 圖 215：小齒輪三維圖 工廠里加工的小齒輪沒(méi)有 圖中箭頭 2 所指的 臺(tái)階，給后面的模型裝配添加了難度 ，圖中箭頭 1 所指的孔為 ? 8，和 齒輪軸 （ 14）配合 。 齒輪軸（ 14）設(shè)計(jì)制作 齒輪軸 由 轉(zhuǎn)盤電機(jī)帶動(dòng)，將轉(zhuǎn)動(dòng)傳遞給小齒 輪，制作材料是 A3，數(shù)量為 1。如圖 216： 圖中箭頭 1 所指的孔為 M3， 用于小齒輪和齒輪軸的連接，箭頭 2 所指的圓柱面為 ?8，和兩個(gè) 8 4 16? ? ?? 的 滾動(dòng)軸承配合。 南京工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書（論文） 第 17 頁(yè) 圖 216：齒輪軸三維圖 隔套（ 15）設(shè)計(jì)制作 隔套用于兩個(gè) （ 8 4 16? ? ??