【正文】 further enhance the tool breakage and automatic detection workpiece etc. Function.In China39。最后，向我的父親、母親、姐姐致謝，感謝他們對我的理解與支持。他們細心指導(dǎo)我的學(xué)習(xí)與研究，不僅授我以文，而且教我做人，雖歷時三載，卻給以終生受益無窮之道。許多問題都是書本上是這樣，而在實際運用中卻很不一樣，在經(jīng)過多次分析修改后，才設(shè)計出達到要求的系統(tǒng)。控制系統(tǒng)的開發(fā)設(shè)計是一項復(fù)雜的系統(tǒng)工程，必須嚴格按照系統(tǒng)分析、系統(tǒng)設(shè)計、系統(tǒng)實施、系統(tǒng)運行于調(diào)試的過程來進行。經(jīng)過一段時間的努力，旋蓋機的機械結(jié)構(gòu)、控制系統(tǒng)已設(shè)計完畢，其功能基本達到要求。： 系統(tǒng)控制過程、小結(jié)本章介紹了控制系統(tǒng)的選擇、控制系統(tǒng)的硬件構(gòu)成、控制系統(tǒng)設(shè)計以及控制過程分析?？紤]到PLC輸入輸出點的負載能力，還考慮適當(dāng)?shù)膫溆命c，故本機選用16點I/O接口的PLC，輸入點數(shù)8,輸出點數(shù)8。、控制系統(tǒng)的硬件構(gòu)成：控制系統(tǒng)是機器的核心組成部分之一，對生產(chǎn)效率和可靠性影響很大。 余量后，作為輸入輸出點數(shù)估算數(shù)據(jù)。工藝流程的特點和應(yīng)用要求是設(shè)計選型的主要依據(jù)?；谝陨侠斫猓憧梢缘贸鯩C與PLC具有以下幾點區(qū)別： （1）PLC抗干擾性能為MC高 （2）PLC編程比MC編程簡單 （3）PLC設(shè)計調(diào)試周期短 （4）PLC的I/0響應(yīng)速度慢，有較大的滯后現(xiàn)象（MS），而MC的響應(yīng)速度快（US）。而PLC是一種為適應(yīng)工業(yè)控制環(huán)境而設(shè)計的專用計算機。（3）延時控制繼電器控制系統(tǒng)是靠時間繼電器的滯后動作實現(xiàn)延時控制，而時間繼電器定時精度不高，受環(huán)境影響大，調(diào)整時間困難。、PLC與繼電器控制兩種控制方法的不同之處（1）控制方式：繼電器的控制是采用硬件接線實現(xiàn)的，是利用繼電器機械觸點的串聯(lián)或并聯(lián)極延時繼電器的滯后動作等組合形成控制邏輯，只能完成既定的邏輯控制。（2）閉環(huán)過程控制以往對于過程控制的模擬量均采用硬件電路構(gòu)成的PID模擬調(diào)節(jié)器來實現(xiàn)開、閉環(huán)控制。所有操作都可以在顯示屏上的操作元件上進行。大功率固體繼電器，由于需用散熱片，就進一步增加了所有空間和成本。（2）半導(dǎo)體器件關(guān)斷后仍可有數(shù)微安至數(shù)毫安的漏電流，因此不能實現(xiàn)理想的電隔離。該控制系統(tǒng)的核心部件選用了日本三菱FX2N系列的可編程控制器。為保證工作可靠，設(shè)計值（即計算值）應(yīng)比要求值略大（可大5%～10%）。表51列出了此磁力旋蓋頭的隔距Lg取不同值時，所能施加的旋緊力矩（即最大傳遞力矩）的計算值。⑴式表明，當(dāng)此磁力耦合系統(tǒng)的尺寸（即Vm、Am、Lm、Lg）一定時，傳遞力矩M是φ的函數(shù)，為此設(shè)m=Lm/Lg，并令，可解得 ⑵式中：對于小氣隙磁路，忽略漏磁的影響（即令）不會對傳遞力矩的計算結(jié)果帶來顯著影響，但可使計算大為簡化，故設(shè)計時在以上式中可令。上式可作為設(shè)計此磁力耦合系統(tǒng)各參數(shù)的依據(jù)。目前，高性能稀土永磁材料的 開發(fā)和應(yīng)用得到了很大發(fā)展，如釹鐵硼、釤鈷等材料磁性能都非常高，較宜制作磁力耦合機械，能實現(xiàn)磁性材料用量少、磁力耦合機械體積小、重量輕、能傳遞力矩大等目的。力矩過小，旋蓋旋不緊；力矩過大，易損壞瓶嘴和瓶蓋。當(dāng)瓶蓋已旋緊，而主動磁力旋盤仍在回轉(zhuǎn)，致使輸入扭力矩超過磁力傳動器所能傳遞的最大扭力矩時，主動磁力旋盤3與被動磁力旋盤6產(chǎn)生滑脫，前者可以繼續(xù)回轉(zhuǎn)，而后者則與瓶蓋一起靜止不轉(zhuǎn)，而旋蓋頭給瓶蓋施加的旋緊力矩即為磁力傳動器所能傳遞的極限力矩，并不會因傳動輸入軸4和主動磁力旋盤3的繼續(xù)回轉(zhuǎn)而增加旋緊力矩，不會因此而損壞瓶嘴、瓶蓋和旋蓋頭。這些永磁體按極性相反相間分布。因為本次設(shè)計是采用的是直線式旋蓋機，總體的結(jié)構(gòu)比較簡單，而旋蓋頭則是旋蓋機的關(guān)鍵部件，直接影響作業(yè)效率和封口質(zhì)量，所以本次設(shè)計的重點就放在旋蓋頭的設(shè)計。第4章 旋蓋機原理及結(jié)構(gòu)設(shè)計第4章 旋蓋機原理及結(jié)構(gòu)設(shè)計、旋蓋機的選擇：本設(shè)計選用半自動直線式旋蓋機，其具有結(jié)構(gòu)簡單，工作穩(wěn)定，經(jīng)濟效益好地優(yōu)點。五、結(jié)構(gòu)的工藝性機座屬于箱體類零件，體積大，結(jié)構(gòu)復(fù)雜，成本較高。 隔板（左）與加強筋（右）四、連接剛度為提高結(jié)合表面的連接剛度，可采取如下措施： 1）根據(jù)受力大小和方向，合理選擇緊固螺釘?shù)闹睆?、?shù)量及其位置。若單靠增加壁厚提高剛度，勢必使機座笨重、浪費材料，故常用增加隔板和加強筋來提高剛度。當(dāng)受簡單拉、壓作用時，變形只和截面積有關(guān)，而與截面形狀無關(guān)，設(shè)計時主要是選擇合理的尺寸。它具有生產(chǎn)周期短、成本低以及簡化木模形狀和鑄造工藝等優(yōu)點。、結(jié)構(gòu)設(shè)計一、典型結(jié)構(gòu)方形截面機座：結(jié)構(gòu)簡單，制造方便，箱體內(nèi)有較大的空間來安放其它部件；但剛度稍差，宜用于載荷較小的場合。、時效處理制造機座時，鑄造（或焊接）、熱處理及機加工等都會產(chǎn)生高溫，因各部分冷卻速度不同而收縮不均勻，使金屬內(nèi)部產(chǎn)生內(nèi)應(yīng)力。鋼用鋼材焊接成機架。、機座設(shè)計要素：、機座材料機座材料應(yīng)根據(jù)其結(jié)構(gòu)、工藝、成本、生產(chǎn)批量和生產(chǎn)周期等要求正確選擇，常用的有：鑄鐵鑄鐵容易鑄成形狀復(fù)雜的零件；價格較便宜；鑄鐵的內(nèi)摩擦大，有良好的抗振性。（3）兩帶輪中心線平行，帶輪斷面垂直中心線，主、從動輪的槽輪在同一平面內(nèi)，軸與軸端變形要小。（2） 缺點：傳動比不準確、帶壽命低、軸上載荷較大、傳動裝置外部尺寸大、效率低。因此設(shè)計高速帶傳動時，應(yīng)減小帶的表面積，盡量用厚而窄的帶；帶輪的輪輻表面應(yīng)平滑（如用橢圓輪輻）或用輻板以減小風(fēng)阻。減小帶的拉力變化，可減小其內(nèi)摩擦損失。嚴重滑動，特別是過載打滑，會使帶的運動處于不穩(wěn)定狀態(tài)，效率急劇降低，磨損加劇，嚴重影響帶的壽命。 與普通帶傳動相比，同步齒形帶傳動的特點是： ①鋼絲繩制成的強力層受載后變形極小，齒形帶的周節(jié)基本不變,帶與帶輪間無相對滑動,傳動比恒定、準確；②齒形帶薄且輕，可用于速度較高的場合，傳動時線速度可達40米／秒，傳動比可達10，傳動效率可達98％； ③結(jié)構(gòu)緊湊，耐磨性好； ④由于預(yù)拉力小，承載能力也較小；⑤制造和安裝精度要求甚高，要求有嚴格的中心距，故成本較高。強力層中線定為帶的節(jié)線，帶線周長為公稱長度。三角帶常多根并列使用，設(shè)計時可按傳遞的功率和小輪的轉(zhuǎn)速確定帶的型號、根數(shù)和帶輪結(jié)構(gòu)尺寸。三角膠帶是三角帶中用得最多的一種，它是由強力層、伸張層、壓縮層和包布層制成的無端環(huán)形膠帶。三角帶通常是數(shù)根并用，帶輪上有相應(yīng)數(shù)目的型槽。強力錦綸帶強度高，且不易松弛。平型帶有膠帶、編織帶、強力錦綸帶和高速環(huán)形帶等。若有多種傳動帶滿足傳動需要時，則可根據(jù)傳動結(jié)構(gòu)的緊湊性、生產(chǎn)成本和運轉(zhuǎn)費用，以及市場的供應(yīng)等因素，綜合選定最優(yōu)方案。帶傳動除用以傳遞動力外，有時也用來輸送物料、進行零件的整列等。綜合以上幾點，最終選擇的定位氣缸型號為c95k，升降氣缸型號為cp95s、電源控制按鈕：電源控制按鈕選用LA158系列控制按鈕開關(guān)，該控制開關(guān)具有復(fù)位按鈕、自鎖按鈕、帶燈按鈕、蘑菇鈕、旋鈕、鑰匙鈕、急停鈕，觸點有自潔功能，觸頭材質(zhì)銀鎳合金,在低電壓場合也能接觸可靠，而且防護等級高達IP65，配置硅膠防護照具備出色的防水防塵性能。如氣缸工作在有灰塵等惡劣環(huán)境下，需在活塞桿伸出端安裝防塵罩。根據(jù)活塞的速度決定是否應(yīng)采用緩沖裝置。在需要隨工作機構(gòu)連續(xù)回轉(zhuǎn)時（如車床、磨床等），應(yīng)選用回轉(zhuǎn)氣缸。氣缸的行程與使用的場合和機構(gòu)的行程有關(guān)，但一般不選用滿行程。下面以單活塞桿雙作用缸為例介紹氣缸的選型步驟。氣缸的靜態(tài)特性是指與缸的輸出力及耗氣量密切相關(guān)的最低工作壓力、最高工作壓力、摩擦阻力等參數(shù)。氣缸的負載率β定義為 （l3－5）氣缸的實際負載是由實際工況所決定的，若確定了氣缸負載率q，則由定義就能確定氣缸的理論輸出力，從而可以計算氣缸的缸徑。氣缸的效率 h 是氣缸的實際推力和理論推力的比值，即 （133）所以 （134）氣缸的效率取決于密封的種類，氣缸內(nèi)表面和活塞桿加工的狀態(tài)及潤滑狀態(tài)。4）嵌入式氣缸 氣缸缸筒直接制作在夾具體內(nèi)。氣缸的安裝形式可分為1）固定式氣缸 氣缸安裝在機體上固定不動，有腳座式和法蘭式。氣缸的種類很多，一般按氣缸的結(jié)構(gòu)特征、功能、驅(qū)動方式或安裝方法等進行分類。雙作用氣缸內(nèi)部被活塞分成兩個腔。這種旋轉(zhuǎn)磁場在一周內(nèi)有三種形態(tài)，每種磁狀態(tài)持續(xù)120度。當(dāng)轉(zhuǎn)子磁極轉(zhuǎn)過120度以后，直接裝在轉(zhuǎn)子軸上的旋轉(zhuǎn)遮光板也跟著同時旋轉(zhuǎn)，并遮住VP1而使VP2受光照射，從而使功率管V1截止，功率管V2導(dǎo)通，電流從繞組流出而流入繞組，使得轉(zhuǎn)子磁極繼續(xù)按順時針方向旋轉(zhuǎn)，并帶著遮光板同時沿順時針方向旋轉(zhuǎn)。圖中采用光電器件作為位置傳感器，以3個功率晶體管VVV3構(gòu)成功率邏輯單元。間接式位置傳感器是利用電樞繞組的感應(yīng)電動勢間接檢測轉(zhuǎn)子位置。轉(zhuǎn)動圓盤體現(xiàn)轉(zhuǎn)子位置信號，差動變壓器作為檢測元件檢測轉(zhuǎn)子位置信號并向逆變器的控制電路輸出控制信號。其主要工作原理是電流的磁效應(yīng)，這包括霍爾效應(yīng)和磁陰效應(yīng)。位置傳感器的種類比較多，可分為直接式和間接式，直接式位置傳感器，由于其檢測精度和可靠性高而被廣泛采用。這兩個磁勢的瞬時速度不同，但是平均速度相等，因此能保持“同步”。無刷直流電動機本質(zhì)上是自控同步電動機，電機轉(zhuǎn)子跟隨定子旋轉(zhuǎn)磁場運動，因此，應(yīng)按一定的順序給定子各相繞組輪流通電，使之產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)的定子磁場。定子繞組一般分為三相且多采用整距集中式繞組；轉(zhuǎn)子則由永磁鋼按一定的極對數(shù)組成，轉(zhuǎn)子磁鋼的形狀呈弧形，磁極下定轉(zhuǎn)子氣隙磁通密度呈梯形分布。在無刷直流電機數(shù)學(xué)模型建立上，對其進行簡化，提煉出無刷直流電機系統(tǒng)方框圖以及傳遞函數(shù)，并根據(jù)該模型進行系統(tǒng)誤差分析。旋蓋機的啟動轉(zhuǎn)矩比較大，控制精度高，并且由于旋蓋電機轉(zhuǎn)動角度不大同時需要很好地對電機電流進行精確控制，它需要的反應(yīng)速度以及良好的低速運行特性。無刷直流電動機的損耗小、容量大、可靠性高、干擾小、壽命長，還可使機械結(jié)構(gòu)設(shè)計得體積更小、重量更輕，起動轉(zhuǎn)矩大、轉(zhuǎn)動慣量小，因而動態(tài)特性好，同時還具有同步進電機一樣的鎖相功能。直流伺服電動機有優(yōu)良的控制性能，其機械特性和調(diào)速特性均為平行的直線，這是各類交流電動機所沒有的特性。下面對這幾種電機的性能特點進行比較，從而決定旋蓋電機選用的種類。、小結(jié)本章在有產(chǎn)品設(shè)計要求的大前提下，確定了本設(shè)計的重要參數(shù)，并對其進行了論證。生產(chǎn)效率的論證因為本潤滑油小包裝生產(chǎn)線由兩臺灌裝機（46灌/分鐘）、兩臺旋蓋機組成，所以旋蓋機的生產(chǎn)效率大于或等于灌裝機的生產(chǎn)效率即可，即大于或等于46灌/分鐘。適用蓋（高度、直徑）的論證考慮到我們設(shè)計的這一臺旋蓋機主要是用來旋潤滑油瓶蓋，而且經(jīng)實際測量得到瓶蓋直徑的范圍一般在30～45mm之間，而瓶蓋高度則在20～30mm范圍內(nèi)。所以并不是說旋蓋頭數(shù)越多越好，這還要根據(jù)你自己工廠的生產(chǎn)規(guī)模、生產(chǎn)批數(shù)選擇適合自己的機型頭數(shù)。第2章 重要參數(shù)的確定與論證、重要參數(shù)的確定主要技術(shù)參數(shù)：旋頭數(shù)為兩個；適用蓋（直徑）：＜25～50mm；適用蓋（高度）：35mm；生產(chǎn)效率：50灌／分鐘電源：380V 50Hz電動機功率：外形尺寸：7005001243 mm、重要參數(shù)的論證、產(chǎn)品設(shè)計要求：一機多用：利用同一臺設(shè)備旋不同高度、不同直徑的瓶蓋，提高設(shè)備的利用率；使用安全，維修方便：在整體設(shè)計中考慮機器的安裝、調(diào)整和開機以及設(shè)備的維修、保養(yǎng)和維護，使零部件更換方便，盡量做到通用化、標(biāo)準化；降低成本：為了提高產(chǎn)品質(zhì)量，要求設(shè)備精度和自動化程度高，但設(shè)備的售價也相應(yīng)提高，因此設(shè)計時，要結(jié)合生產(chǎn)工藝要求，對相關(guān)因素進行綜合考慮。它可以把灌裝好的潤滑油瓶通過傳送帶運輸，快速旋蓋封口傳送到下一道工序。本旋蓋機具有恒扭矩旋蓋頭，壓力可方便調(diào)整。、所設(shè)計的旋蓋機在整個生產(chǎn)線中的作用旋蓋機是自動灌裝生產(chǎn)線的主要設(shè)備之一，用于玻璃瓶或PET瓶的螺紋蓋封口。首先是自動化程度低，經(jīng)旋蓋機旋蓋后仍需進行人工旋蓋才能達到加工要求；其次是效率低下，不能滿足我國罐頭生產(chǎn)現(xiàn)狀；還有就是旋蓋質(zhì)量低，返工率高等問題。這種旋蓋機可以和灌裝機一樣通過增加頭數(shù)來增加產(chǎn)量。由于直線式是單通道旋蓋方案，其生產(chǎn)能力受到限制，一般最高生產(chǎn)能力為150～200瓶/min左右。該機結(jié)合了現(xiàn)代PLC自動控制技術(shù)，機電氣一體化，具有結(jié)構(gòu)簡單、效率高、經(jīng)濟性好、可靠性好等特點。對旋蓋機控制系統(tǒng)的硬件的選型，并編制控制系統(tǒng)程序，繪制其控制系統(tǒng)接線圖，梯形圖等。、設(shè)計思想半自動直線式旋蓋機設(shè)計涉及到機械、電氣以及自動控制等各方面的知識，需要機械、電子、自動控制的各方面的綜合知識進行設(shè)計。本潤滑油小包裝生產(chǎn)線由兩臺灌裝機（46灌/分鐘）、兩臺旋蓋機、一臺熱封要、一臺噴碼機、一臺包裝機（56灌/分鐘）、碼垛機一臺及其配套設(shè)備組成。第1章 緒論潤滑油小包裝生產(chǎn)線及旋蓋機結(jié)構(gòu)設(shè)計第1章 緒論、潤滑油小包裝生產(chǎn)線概況目前，我國包裝行業(yè)的企業(yè)所有制構(gòu)成有了很明顯的變化，民間投資不斷活躍并成了這個領(lǐng)域的一個亮點。而潤滑油小包裝生產(chǎn)線現(xiàn)況與行業(yè)的現(xiàn)況差不多，在運用許多高新技術(shù)后，小包裝生產(chǎn)線在高速PLC的運算和控制下，大大地提高了生產(chǎn)效率，降低了成本，深受國內(nèi)許多中小廠家喜愛。、本次論文的設(shè)計任務(wù)、設(shè)計思想及設(shè)計特點、設(shè)計任務(wù)本論文的設(shè)計任務(wù)是對生產(chǎn)線上的旋蓋機進行設(shè)計機械和控制系統(tǒng)設(shè)計，要求其結(jié)構(gòu)科學(xué)，工作穩(wěn)定且可以滿足潤滑油小包裝生產(chǎn)線實際生產(chǎn)的需要。旋蓋機控制系統(tǒng)設(shè)計觀察旋蓋機的工作流程，分析其工作原理并繪制控制系統(tǒng)圖（電路原理圖）。為此，本人通過對旋蓋機工作過程及工作原理的認識，設(shè)計一款可以針對不同的產(chǎn)品可根據(jù)其自身特點進行調(diào)節(jié)使用的旋蓋機。但在實踐中，對小直徑蓋由于搓壓皮帶對蓋的摩擦力矩減小，要高速將蓋旋