【正文】 的輸入電路有共點(diǎn)式、分組式、隔離式之別。R1和R2構(gòu)成分壓電路。ⅱ 交流輸入單元。此時(shí)A點(diǎn)為低電平，該電平經(jīng)濾波器送到內(nèi)部電路中。LED顯示該輸入點(diǎn)的狀態(tài)。圖中只畫(huà)出對(duì)應(yīng)于一個(gè)輸入點(diǎn)的輸入電路，各個(gè)輸入點(diǎn)所對(duì)應(yīng)的輸入電路均相同。①開(kāi)關(guān)量輸入單元。輸入/輸出單元是PLC與外部設(shè)備互相聯(lián)系的窗口。其中元件映像寄存器用來(lái)存儲(chǔ)開(kāi)關(guān)量輸入/輸出狀態(tài)以及定時(shí)器、計(jì)數(shù)器、輔助繼電器等內(nèi)部器件的ON/OFF狀態(tài)。③工作數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器。根據(jù)生產(chǎn)過(guò)程或工藝的要求，用戶程序經(jīng)常需要改動(dòng)，所以用戶程序存儲(chǔ)器必須可讀寫(xiě)。系統(tǒng)程序寄存器是只讀存儲(chǔ)器，用戶不能更改其內(nèi)容。診斷電源、PLC內(nèi)部電路的故障，根據(jù)故障或錯(cuò)誤的類型，通過(guò)顯示器顯示出相應(yīng)的信息，以提示用戶及時(shí)排除故障或糾正錯(cuò)誤。將接收到現(xiàn)場(chǎng)輸入的數(shù)據(jù)保存起來(lái)，在需要該數(shù)據(jù)的時(shí)候?qū)⑵湔{(diào)出、并送到需要該數(shù)據(jù)的地方。其作用有以下幾點(diǎn)[11]：①接受、存儲(chǔ)由編程工具輸入的用戶程序和數(shù)據(jù)，并可顯示出程序的內(nèi)容和存儲(chǔ)地址。CPU與各擴(kuò)展模塊之間若通過(guò)電纜連接，距離一般不超過(guò)10m。另外還有獨(dú)立的I/O擴(kuò)展單元等與主機(jī)配合使用。對(duì)安全要求高的系統(tǒng)還可采用多重的檢出元件和連鎖系統(tǒng)，而對(duì)其中的邏輯運(yùn)算等，可采用冗余的PLC實(shí)現(xiàn)。對(duì)于計(jì)數(shù)器，如果需要對(duì)頻率較高的信號(hào)進(jìn)行計(jì)數(shù)，則可以選擇高速計(jì)數(shù)器。為了實(shí)現(xiàn)工業(yè)領(lǐng)域?qū)δM量控制的廣泛要求，目前大部分PLC產(chǎn)品都具備處理這類模擬量的功能。目前，PLC在國(guó)內(nèi)外已廣泛應(yīng)用于鋼鐵、采礦、水泥、石油、化工、電力、機(jī)械制造、汽車、裝卸、造紙、紡織、環(huán)保和娛樂(lè)等行業(yè)。4 可編程控制器可編程控制器是自自動(dòng)控制技術(shù)、微計(jì)算機(jī)技術(shù)和通信技術(shù)為基礎(chǔ)發(fā)展起來(lái)的新一代工業(yè)控制裝置，目前它已被廣泛應(yīng)用于各個(gè)領(lǐng)域。他們的結(jié)構(gòu)原理如圖36所示。四、接近傳感器的選擇在設(shè)計(jì)中，接近傳感器主要是用在氣缸上磁力式接近傳感器和定位檢測(cè)模塊當(dāng)中感應(yīng)型接近傳感器。（4）與接觸式開(kāi)關(guān)相比，可實(shí)現(xiàn)高速響應(yīng)。（c）接近傳感器特點(diǎn)（1）由于能以非接觸方式進(jìn)行檢測(cè)，所以不會(huì)磨損和損傷檢測(cè)對(duì)象物。其動(dòng)作原理圖如圖34所示。一般的靜電容量型接近傳感器，對(duì)像電容器一樣平行配置的兩塊平行板的容量進(jìn)行檢測(cè)的圖像傳感器。定性的說(shuō)明：在檢測(cè)體一 圖33 感應(yīng)型接近傳感器原理圖側(cè)和傳感器一側(cè)的表面上，發(fā)生變壓器的狀態(tài)。（b）接近傳感器分類及其工作原理接近傳感器可以分為：感應(yīng)型接近傳感器、靜電容量型接近傳感器、磁力式接近傳感器。當(dāng)金屬檢測(cè)體接近傳感器的感應(yīng)區(qū)域，開(kāi)關(guān)就能無(wú)接觸，無(wú)壓力、無(wú)火花、迅速發(fā)出電氣指令，準(zhǔn)確反應(yīng)出運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)的位置和行程，即使用于一般的行程控制，其定位精度、操作頻率、使用壽命、安裝調(diào)整的方便性和對(duì)惡劣環(huán)境的適用能力，是一般機(jī)械式行程開(kāi)關(guān)所不能相比的。表31 E3CL11M參數(shù)表 檢測(cè)方式項(xiàng)目 型號(hào)反射型E3CL11M檢測(cè)距離20177。在投射可視光的類型中，投光光束是眼睛可見(jiàn)的，便于對(duì)檢測(cè)物體的位置進(jìn)行調(diào)整。因此，傳感器能長(zhǎng)期使用。③響應(yīng)時(shí)間短光本身為高速，并且傳感器的電路都由電子零件構(gòu)成，所以不包含機(jī)械性工作時(shí)間，響 應(yīng)時(shí)間非常短。（5）光纖式光電傳感器把發(fā)光器發(fā)出的光用光纖引導(dǎo)到檢測(cè)點(diǎn)，再把檢測(cè)到的光信號(hào)用光纖引導(dǎo)到光接收器就組成光纖式光電傳感器。（3）反光板反射式光電傳感器把發(fā)光器和收光器裝入同一個(gè)裝置內(nèi)，在它的前方裝一塊反光板，利用反射原理完成光電控制作用的稱為反光板反射式（或反射鏡反射式）光電傳感器。（2）對(duì)射式光電傳感器若把發(fā)光器和收光器分離開(kāi)，就可使檢測(cè)距離加大。發(fā)光器能發(fā)出紅外光或可見(jiàn)光，在無(wú)阻情況下光接收器能收到光。它可以在特殊的環(huán)境中使用，檢測(cè)微小的物體。三角反射板是結(jié)構(gòu)牢固的反射裝置。接收器有光電二極管或光電三極管組成。（2）光電傳感器結(jié)構(gòu)光電傳感器在一般情況下，有三部分構(gòu)成，它們分別為：發(fā)送器，接收器和檢測(cè)電路。以下進(jìn)行具體的介紹。按傳感器的輸出量，可分為模擬式傳感器和數(shù)字式傳感器。按傳感器的構(gòu)成原理分為：結(jié)構(gòu)型和物性型兩大類。有些傳感器由敏感元件和轉(zhuǎn)換元件組成,沒(méi)有轉(zhuǎn)換電路,如壓電式加速度傳感器,其中質(zhì)量塊是敏感元件,壓電片(塊)是轉(zhuǎn)換元件。 轉(zhuǎn)換電路：把轉(zhuǎn)換元件輸出的電量信號(hào)轉(zhuǎn)換為便于處理、顯示、記錄或控制的有用的電信號(hào)的電路。③ 它的輸出量是某種物理量,這種量要便于傳輸、轉(zhuǎn)換、處理、顯示等,可以是氣、光、電量,但主要是電量。在某些情況下，這些電路的一部分是和傳感器部件直接相鄰的。按照 Gopel 等的說(shuō)法是：“傳感器是包括承載體和電路連接的敏感元件”，而“傳感器系統(tǒng)則是組合有某種信息處理(模擬或數(shù)字)能力的傳感器”。傳感器的正確選擇決定了整個(gè)工程的自動(dòng)化程度，以及產(chǎn)品加工質(zhì)量。（3）點(diǎn)光源行業(yè)最小機(jī)身 本機(jī)采用超小機(jī)身，只有原先高壓汞燈照射機(jī)的1/8的體積，這樣使得本機(jī)不僅可以用于單元生產(chǎn)線，也可以安裝在小型設(shè)備中，為了更方便操作，照射頭采用從機(jī)身背面引出的方式。）（2）降低生產(chǎn)成本A：由于采用LED的發(fā)光方式，壽命長(zhǎng)達(dá)25000小時(shí)（連續(xù)點(diǎn)燃?jí)勖┎捎霉?jié)能設(shè)計(jì)，只有在需要照射時(shí)才點(diǎn)亮，實(shí)際使用壽命將長(zhǎng)達(dá)30000小時(shí)以上。氣缸2是在檢修UV和紫外線照射量時(shí)收縮活塞桿，方便調(diào)整。 技術(shù)參數(shù)為：①． 定電壓：?jiǎn)雾?xiàng)220V/50Hz；②． 額定功率：10W； 圖213 GS2000點(diǎn)膠機(jī)③． 空氣壓力：；④． 時(shí)間選擇：；⑤．循環(huán)方式：?jiǎn)斡|發(fā)式或定量連續(xù)式控制。2）、沒(méi)有滴膠針的磨損和與其它零件干涉的問(wèn)題。③ 無(wú)接觸式滴膠泵點(diǎn)膠機(jī)工作原理：壓縮空氣送入膠瓶(注射器)，將膠壓進(jìn)與活塞室相連的進(jìn)給管中，在此加熱，溫度受控制，以達(dá)到最佳的始終如一的粘性。 特點(diǎn)：具有膠點(diǎn)點(diǎn)徑無(wú)固定限制的靈活性。滴出的膠量由活塞下沖的距離決定，可以手工調(diào)節(jié)，也可以在軟件中控制。對(duì)于以上各參數(shù)的調(diào)整，應(yīng)按由點(diǎn)及面的方式，任何一個(gè)參數(shù)的變化都會(huì)影響到其他方面，同時(shí)缺陷的產(chǎn)生，可能是多個(gè)方面所造成的，應(yīng)對(duì)可能的因素逐項(xiàng)檢查，進(jìn)而排除。⑦ 固化溫度曲線對(duì)于膠水的固化，一般生產(chǎn)廠家已給出溫度曲線。同時(shí)環(huán)境的溫度也應(yīng)該給予保證，濕度小膠點(diǎn)易變干，影響粘結(jié)力。⑤ 膠水溫度一般環(huán)氧樹(shù)脂膠水應(yīng)保存在05℃的冰箱中，使用時(shí)應(yīng)提前1/2小時(shí)拿出，使膠水充分與工作溫度相符合。環(huán)境溫度高則會(huì)使膠水粘度變小、流動(dòng)性變好，這時(shí)需調(diào)低背壓就可保證膠水的供給，反之亦然。點(diǎn)膠量多少由螺旋泵的旋轉(zhuǎn)時(shí)間長(zhǎng)短來(lái)決定，實(shí)際中應(yīng)根據(jù)生產(chǎn)情況（室溫、膠水的粘性等）選擇泵的旋轉(zhuǎn)時(shí)間。當(dāng)注膠模塊底下的光電傳感器感應(yīng)到送進(jìn)的部品時(shí)，產(chǎn)生電信號(hào)，PLC接到信號(hào)輸出信號(hào)控制氣缸4的電磁閥換位，活塞桿向下運(yùn)動(dòng)，達(dá)到位置時(shí)進(jìn)行2點(diǎn)注膠；完成后氣缸4活塞伸長(zhǎng)，之后控制氣缸1的電磁閥換位，氣缸1活塞桿伸長(zhǎng)，達(dá)到行程后，氣缸4活塞桿下行，注膠1點(diǎn)；完畢后氣缸4活塞桿伸長(zhǎng)，接著氣缸2活塞收縮，完成后氣缸3活塞桿收縮，到位氣缸4活塞桿向下注膠3點(diǎn)，完成后氣缸4活塞桿伸長(zhǎng)，完成一個(gè)產(chǎn)品注膠。對(duì)應(yīng)圖12所示的注膠點(diǎn)，注膠點(diǎn)簡(jiǎn)圖如圖211所示。定位模塊當(dāng)中的氣缸，不傳遞力，只是提供一個(gè)位移因此只從價(jià)格和行程上考慮選取。整個(gè)模塊的主要是由氣缸和位移傳感器組成，其結(jié)構(gòu)圖如圖210所示。定位檢測(cè)模塊是進(jìn)行注膠工序的準(zhǔn)備工序，它的主要功能是保證部件的注膠質(zhì)量。下面的軸承主要為支撐作用。其參數(shù)如表22[6]所示。實(shí)際生產(chǎn)中，由于氣體泄漏或是阻力損失，氣缸實(shí)際輸出力[6]為：式中 氣缸實(shí)際輸出力 N； D氣缸缸徑 m； p輸入壓縮空氣壓力Pa； 摩擦阻力，約為的1030﹪左右。即：氣缸輸出力做功[5]為：=所以 F=這個(gè)力是圓形底盤(pán)轉(zhuǎn)動(dòng)之后所需的力，但是每次間歇啟動(dòng)，由于圓盤(pán)存在慣性力，氣缸輸出力要克服這個(gè)力，必須大于這個(gè)慣性力才能帶動(dòng)圓盤(pán)轉(zhuǎn)動(dòng)。設(shè)計(jì)齒輪的齒數(shù)為68，模數(shù)為1。② 下面計(jì)算一下圓盤(pán)轉(zhuǎn)動(dòng)需要的動(dòng)能：按照上面對(duì)每天產(chǎn)量的分析，這其中除圖29 圓形底盤(pán)結(jié)構(gòu)去送料和注膠及紫外線照射時(shí)間，每個(gè)回轉(zhuǎn)周期為5s左右。①底盤(pán)的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量的計(jì)算：圓盤(pán)底盤(pán)質(zhì)量的計(jì)算ⅰ 圓盤(pán)底盤(pán)體積 V=Sd≈[π200176。由于整個(gè)系統(tǒng)是一個(gè)小載荷圖28 傳動(dòng)軸系統(tǒng)。其轉(zhuǎn)動(dòng)為間歇運(yùn)動(dòng)。框D中的氣缸8是用來(lái)定位檢測(cè)用的。初步擬定整體系統(tǒng)氣缸傳動(dòng)圖如圖26所示。液壓元件為防止液壓油外泄，必須保證密封，要求加工精度高。③空氣的粘度很小，在管道中流動(dòng)時(shí)的壓力損失較小，故壓縮空氣便于集中供應(yīng)和長(zhǎng)距離傳送；液壓油則正好相反。①氣壓傳動(dòng)使用空氣作為介質(zhì)，空氣是取之不盡的，故無(wú)介質(zhì)供應(yīng)的困難和介質(zhì)費(fèi)用的支出；同時(shí)，用過(guò)的空氣可直接排入大氣而不會(huì)污染環(huán)境，管路系統(tǒng)也因此可以簡(jiǎn)化。（c）方案對(duì)比與方案選定（1）就電動(dòng)傳動(dòng)和液壓氣壓傳動(dòng)相比，液壓氣壓傳動(dòng)系統(tǒng)比電動(dòng)傳動(dòng)系統(tǒng)設(shè)計(jì)制造簡(jiǎn)單，液壓氣壓傳動(dòng)比電動(dòng)傳動(dòng)價(jià)格低且控制簡(jiǎn)單方便，是比較合適的傳動(dòng)系統(tǒng)。芯子轉(zhuǎn)動(dòng)加快，千斤也很快在各個(gè)飛輪內(nèi)齒上滑動(dòng)，發(fā)出“嗒嗒”的聲音。單向齒輪的結(jié)構(gòu)及傳動(dòng)原理如下：?jiǎn)渭?jí)飛輪又稱為單鏈輪片飛輪，主要由外套、平擋和芯子、千斤、千斤簧、墊圈、絲擋幾鋼球等零件組成。傳動(dòng)系統(tǒng)采用液壓缸和氣壓缸時(shí)需要一個(gè)運(yùn)動(dòng)形式轉(zhuǎn)換結(jié)構(gòu)，即需要將活塞桿的直線運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)換成旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)。（1）輸出轉(zhuǎn)矩的元件例如液壓馬達(dá)和氣壓馬達(dá)[3]，馬達(dá)是將液壓、氣壓能轉(zhuǎn)換成機(jī)械能的裝置，是將液體和氣體的動(dòng)能轉(zhuǎn)化為轉(zhuǎn)矩輸出，用作機(jī)械動(dòng)力。步進(jìn)電機(jī)系統(tǒng)是開(kāi)環(huán)控制，只要在周期的脈沖輸入就可以控制轉(zhuǎn)盤(pán)轉(zhuǎn)過(guò)90176。雖然效率是設(shè)計(jì)治具的前提，但是“把復(fù)雜的問(wèn)題簡(jiǎn)單化才是最好設(shè)計(jì)”說(shuō)的才是設(shè)計(jì)的真理。從這個(gè)角度考慮，電動(dòng)機(jī)不能簡(jiǎn)單的選擇普通的三相異步電動(dòng)機(jī)，能提供間歇型轉(zhuǎn)動(dòng)的電機(jī)可以選擇步進(jìn)電機(jī)和伺服電機(jī)[2]。鑒于在上述選擇的圓周循環(huán)送進(jìn)系統(tǒng)中，整個(gè)加工過(guò)程存在著4個(gè)工位（3個(gè)加工工位，一個(gè)送料和取產(chǎn)品工位），因此360176。從整個(gè)機(jī)電系統(tǒng)中，我們可以選擇若干形式傳動(dòng)形式。 圖24 圓周循環(huán)送進(jìn)系統(tǒng)綜合以上分析，圓周循環(huán)加工結(jié)構(gòu)無(wú)論是在設(shè)計(jì)制造方面，成本的降低方面，方便工人作業(yè)方面都優(yōu)于直線送進(jìn)結(jié)構(gòu)。這樣極大地方便了工人的操作，一個(gè)產(chǎn)品加工完成之后，先取出成品，再放進(jìn)部件，節(jié)省了工人的勞動(dòng)量。過(guò)長(zhǎng)的話就需要兩個(gè)工人，一個(gè)人送料，一個(gè)人取成品并初步檢查加工質(zhì)量；即使短點(diǎn)，一個(gè)人能完成送料和取成品過(guò)程，由于進(jìn)口和出口分開(kāi)在兩側(cè)，工人作業(yè)時(shí)候需要左右擺動(dòng)身體，長(zhǎng)時(shí)間作業(yè)會(huì)產(chǎn)生疲勞。帶狀結(jié)構(gòu)可以選擇柔性物體——寬皮帶，或是選擇剛性物體——互相連接的鋼板塊。 圖23 直線送進(jìn)系統(tǒng)示意圖從圖23我們可以看出在直線送進(jìn)結(jié)構(gòu)中檢測(cè)模塊、注膠模塊、紫外線照射模塊被排在同一條直線上，整套作業(yè)動(dòng)作在一條直線上完成，整個(gè)機(jī)械結(jié)構(gòu)細(xì)長(zhǎng)。因此考慮到以上因素，要設(shè)計(jì)的治具不能設(shè)計(jì)成全自動(dòng)化，因?yàn)橥耆詣?dòng)化的設(shè)計(jì)制造成本高，另外完全自動(dòng)化夾具的設(shè)計(jì)制造周期長(zhǎng)影響，影響產(chǎn)品的加工周期。夾具的設(shè)計(jì)不光要考慮到生產(chǎn)效率，另外也要考慮到其他情況，例如機(jī)械結(jié)構(gòu)的人性化，更重要的是要考慮到整個(gè)夾具設(shè)計(jì)制造的成本問(wèn)題。按照產(chǎn)品的加工要求，可以把要設(shè)計(jì)的治具大致分為以下動(dòng)作過(guò)程：送料→定位→檢測(cè)→注膠→紫外線照射→產(chǎn)品包裝等六個(gè)動(dòng)作。 圖11 系統(tǒng)控制關(guān)系簡(jiǎn)圖2夾具工程機(jī)械結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)圖21 松下ETC松下電器產(chǎn)業(yè)推出的新款ETC（自動(dòng)收費(fèi)系統(tǒng)）如圖21，配有內(nèi)置揚(yáng)聲器的天線，它以結(jié)構(gòu)緊湊，安放隨意而深受廣大客戶喜歡。它的核心控制單元是可編程控制器，通過(guò)PLC編程設(shè)計(jì)合理的生產(chǎn)邏輯關(guān)系，控制系統(tǒng)送料，定位檢測(cè)，注膠動(dòng)作，紫外線照射動(dòng)作。課題的研究結(jié)果也將改善生產(chǎn)環(huán)境，使工人處在一個(gè)舒適的生產(chǎn)環(huán)境中從事生產(chǎn)作業(yè)，作業(yè)強(qiáng)度大大的降低，這樣就必然提高整個(gè)產(chǎn)品的質(zhì)量。生產(chǎn)要求必須設(shè)計(jì)一套治具來(lái)保證產(chǎn)品產(chǎn)量和質(zhì)量，解放工人勞動(dòng)力。“治具”源于日語(yǔ)“ジグ（jig）”，大部分情況下所說(shuō)的治具等同與夾具，有時(shí)候也存在著區(qū)別。 mechanical design of the module body structure (Figure Drawing parts, ponents such as cylinder model choice)。在本設(shè)計(jì)過(guò)程中，首先由工程的方案確定開(kāi)始，列舉分析不同方案，并選定最終方案——?dú)鈮簜鲃?dòng)方案。科技大學(xué)學(xué)士學(xué)位論文摘 要隨著競(jìng)爭(zhēng)日益激烈，勞動(dòng)密集型的電子企業(yè)對(duì)效率的最求也越來(lái)越烈。本設(shè)計(jì)主要是研究松下ETC揚(yáng)聲器外殼與喇叭之間注膠的自動(dòng)化生產(chǎn)，主要完成主傳動(dòng)方式、定位檢測(cè)、注膠、紫外線照射等模塊設(shè)計(jì)。 Design of the main drive shaft。為解決這些問(wèn)題，治具作為一種生產(chǎn)輔助工具也就應(yīng)運(yùn)而生。無(wú)論是哪一種形式，都浪費(fèi)了一些不必要的時(shí)間，另外工人長(zhǎng)時(shí)間操作必然會(huì)產(chǎn)生疲勞，很難保證產(chǎn)品的質(zhì)量，更無(wú)法保證生產(chǎn)效率。課題的成功解決必然縮短單個(gè)松下ETC的組裝時(shí)間，進(jìn)而提高整個(gè)企業(yè)生產(chǎn)該產(chǎn)品的效率，增加產(chǎn)品的生產(chǎn)數(shù)量。按其工作過(guò)程，整個(gè)治具是由定位檢測(cè)模塊、注膠模塊、紫外線照射模塊三大模塊，還有送料的主傳動(dòng)系統(tǒng)組成。整個(gè)系統(tǒng)的控制關(guān)系簡(jiǎn)圖如圖11所示。從原始資料著手，揚(yáng)聲器喇叭與外殼之間的粘接，要保證產(chǎn)品的質(zhì)量關(guān)鍵在于揚(yáng)聲器外殼與喇叭之間定位的穩(wěn)定性，注膠三點(diǎn)位置的準(zhǔn)確性，紫外線照射強(qiáng)度和時(shí)間的控制以及整個(gè)生產(chǎn)過(guò)程的邏輯控制。 按照上面進(jìn)行的生產(chǎn)加工過(guò)程分析，從機(jī)械自動(dòng)化的角度考慮，要完成整個(gè)加工過(guò)程，可以把整個(gè)加工過(guò)程設(shè)計(jì)成完全自動(dòng)化生產(chǎn)過(guò)程，也就是上面提到的六個(gè)動(dòng)作過(guò)程