【正文】 差：用游標(biāo)卡尺或 直鋼尺測磚的長度、寬度及厚度（國標(biāo)：指每塊磚 4 個(gè)變長平均尺寸與工作尺寸的偏差）國標(biāo)為≤177。 耐急冷急熱性：產(chǎn)品抵抗外界溫度急劇變化而不被破壞的能力。重視基礎(chǔ)學(xué)科研究，大膽吸收其它行 業(yè)科研成果，運(yùn)用到新型 包裝 設(shè)計(jì)與研制中來。該設(shè)備采用模塊化設(shè)計(jì)方法，分為摞磚、對齊、送紙、折紙、打包五大模塊，根據(jù)用戶的條件與需要合理優(yōu)化配置模塊，使生產(chǎn)效益最大化；而且摞磚模塊采用的是升垛式摞磚方式，反應(yīng)迅速，不損傷瓷磚的表面。 高速度、高效率、易操作，使科信達(dá)的瓷磚自動(dòng)包裝線一經(jīng)推出便得到了市場的認(rèn)可，成為陶企生產(chǎn)中的好幫手。而且該設(shè)備達(dá)到了 100％在線測量，使陶企可通過實(shí)時(shí)測量，報(bào)告磚體尺寸的變化，利于及時(shí)調(diào)整機(jī)器設(shè)備參數(shù)保證產(chǎn)品質(zhì)量。 自動(dòng)包裝線的 分類 自動(dòng)包裝線是按包裝的工藝過程，將各自動(dòng)包裝機(jī)和有關(guān)輔助設(shè)備，用輸送裝置連 結(jié)起來，并具有獨(dú)立控制裝置的工作系統(tǒng)。它特別適用于少品種、大批量的產(chǎn)品包裝中。若某一臺設(shè)備發(fā)生故障停車，將引起全線停車。這種自動(dòng)線把全線分成若干段，對故障少者不設(shè)儲料器，使之具有 “ 剛性 ” ；對故障多者設(shè)置儲料器，使之具有 “ 柔性 ” 。各單機(jī)生產(chǎn)節(jié)拍相同。這類線中需設(shè) 11 置一些換向或合流裝置。該線一般較長，機(jī)器數(shù)量較多，故輸送、換向、分流、合流裝置種類多且復(fù)雜。由于氣動(dòng)技術(shù)是以壓縮空氣為介質(zhì) ,以氣源為動(dòng)力的能源傳遞技術(shù) ,其工作可靠性高、使用壽命長、對環(huán)境沒有污染 ,所以在機(jī)械手的驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)中常采用氣動(dòng)技術(shù)。與傳統(tǒng)的繼 電接觸器控制線路相比， PLC 控制系統(tǒng)具有結(jié)構(gòu)簡單，可靠性高，抗干擾能力強(qiáng)，故障率低，設(shè)計(jì)、安裝簡單 ,易于操作、維修與維護(hù)等特點(diǎn)，現(xiàn)已廣泛用于工業(yè)控制系統(tǒng)中。設(shè)計(jì)的經(jīng)濟(jì)性體現(xiàn)為合理的功能定位、實(shí)現(xiàn)使用功能要求的最簡單的技術(shù)途徑和最簡單合理的結(jié)構(gòu) 對零件設(shè)計(jì)的基本要求 機(jī)械零件是組成機(jī)器的基本單元，對機(jī)器的設(shè)計(jì)要求最終都是通過零件的設(shè) 12 計(jì)來實(shí)現(xiàn)的，所以設(shè)計(jì)零件時(shí)應(yīng)滿足的要求是從設(shè)計(jì)機(jī)器的要求中引伸出來的，即也應(yīng)從保證滿足機(jī)器的使用功能要求和經(jīng)濟(jì)性要求兩方面考慮。另外要盡量采用標(biāo)準(zhǔn)化、系列化和通用化的零部件。 三、應(yīng)保證抓取物體在手指內(nèi)的夾持精度，應(yīng)保證每個(gè)被抓取的物體，在手指內(nèi)都有準(zhǔn)確的相對位置。隨著生產(chǎn)規(guī)模的發(fā)展，機(jī)車對加工精度和生產(chǎn)效率及安全性有了更高的要求，繼電器、接觸器的斷續(xù)控制方式不能連續(xù)準(zhǔn)確地反映信號。 單片機(jī)控制方式 單片微型計(jì)算機(jī)是微型計(jì)算機(jī)的一個(gè)重要分支，也是一種非?；钴S和頗具有生命力的機(jī)種，較適用于控制領(lǐng)域，通常情況下，單片機(jī)由單塊集成電路芯片構(gòu)成，內(nèi)部含有計(jì)算機(jī)的基本功能部件：中央處理器 CPU、存儲器和 I/O 接口電路等。 所以大多數(shù)單片機(jī)采用 CMOS 工藝，并增強(qiáng)了空閑和掉電兩種工作方式。但微機(jī)控制方式需要掌握難懂的匯編、 BASIC、 FORTRAL、 PASCAL、 C等語言，需要較高級的操作人員和環(huán)境要求，且不能應(yīng)用于比較惡劣的工作環(huán)境。計(jì)算機(jī)技術(shù)已經(jīng)全面引入了可編程控制器中，使其擁有了更高的運(yùn)算速度，超小型的體積，更可靠的抗工業(yè)干擾設(shè)計(jì)，使其功能發(fā)生了質(zhì)的飛躍。 這種控制方式的特點(diǎn)很多，有：可靠性高，擴(kuò)展能力強(qiáng)，邏輯運(yùn)算能力強(qiáng)，輸入輸出電路一律采用光電隔離，內(nèi)部采用電磁屏蔽，從而能更好地適用于工作環(huán)境；配套齊全，功能完善，實(shí)用性強(qiáng)；易學(xué)易用，深受工程技術(shù)人員歡迎。 21 世紀(jì)，可編程控制器會有更大的發(fā)展，將在工業(yè)以及工業(yè)以 15 外的眾多領(lǐng)域發(fā)揮越來越重要的作用。 (2) 高的可靠性。 (3) 強(qiáng)的功能。對于企業(yè)中一般的電氣技術(shù)人員和技術(shù)工人 , 這種面向生產(chǎn)、面向用戶的編程方式 , 與常用的微機(jī)語言相比更容易接受。它替代了硬接線控制設(shè)備，實(shí)現(xiàn)了軟件編程，用程序來描述控制過程，要更改生成過程只需要改變程序就可以了。 機(jī)械手主要由手部和運(yùn) 動(dòng)機(jī)構(gòu)組成。為了抓取空間中任意位置和方位的物體，需有 6 個(gè)自由度。設(shè)計(jì)的是一個(gè)五自由度工件搬運(yùn)氣 動(dòng)機(jī)械手。各模塊劃分，如圖 41所示。臂部有 3 個(gè)自由度，即大臂 45176。該氣動(dòng)機(jī)械手具有五自由度（手指運(yùn)動(dòng)不計(jì)入自由度數(shù)），結(jié)構(gòu)示意圖，如圖 所示。的旋轉(zhuǎn)。 — 大臂旋轉(zhuǎn) 45176。 — 手指吸盤斷開 — 放下第一塊瓷磚 — 大臂旋轉(zhuǎn)90176。 — 手指吸盤吸合 — 手腕旋轉(zhuǎn) 90176。 — 小臂伸出一個(gè)位置 — 手腕旋轉(zhuǎn) 90176。 — 手指吸盤吸合 — 手腕旋轉(zhuǎn) 90176。 — 小臂伸出一個(gè)位置 — 手腕旋轉(zhuǎn) 90176。回到原位 — 原位 — 手腕旋轉(zhuǎn) 90176。 — 大臂旋轉(zhuǎn) 45176。 — 小臂縮回一個(gè)位置 — 腰關(guān)節(jié)旋轉(zhuǎn) 180176。 — 腰關(guān)節(jié)旋轉(zhuǎn) 180176。 — 手腕旋轉(zhuǎn) 90176。其中，手腕的旋轉(zhuǎn)由單線圈兩位電磁閥控制。 21 機(jī)械手的工作過程如下： 1） 原位狀態(tài)下（機(jī)械手大臂在右限位、手腕在上限位 SQ小臂在左限位 SQ9 動(dòng)作），按啟動(dòng)按鈕，機(jī)械手手腕開始動(dòng)作。 4） 大臂旋轉(zhuǎn) 45176。 6） 大臂旋轉(zhuǎn) 180176。 8） 小臂收縮到行程開關(guān) SQ8 受壓動(dòng)作，收縮停止，腰旋轉(zhuǎn) 180176。 11） 手指吸盤斷開，放下瓷磚延時(shí) 1S。 14） 大臂旋轉(zhuǎn) 180176。 16） 小臂收縮到行程開關(guān) SQ6 受壓動(dòng)作，收縮停止，腰旋轉(zhuǎn) 180176。 19） 手指吸盤斷開，放下瓷磚延時(shí) 1S。 22） 大臂旋轉(zhuǎn) 180176。 24） 小臂收縮到行程開關(guān) SQ5 受壓動(dòng)作，收縮停止，腰旋轉(zhuǎn) 180176。 即為瓷磚自動(dòng)包裝線 。也就是說，若上一次搬運(yùn)到工作臺上的工件尚未過來，機(jī)械手應(yīng)自動(dòng)停 止下降，用光電開關(guān) X008 進(jìn)行無工件檢測。 手動(dòng)操作：及時(shí)用按鈕操作對機(jī)械手的每一步運(yùn)動(dòng)單獨(dú)進(jìn)行控制。 單周期操作：機(jī)械手從原點(diǎn)開始，按一下啟動(dòng)按鈕，機(jī)械手自動(dòng)完成一個(gè)周期的動(dòng)作后停止。 目前，可變程序控制器的生產(chǎn)廠家眾多，產(chǎn)品型號、規(guī)格不可勝數(shù)，但主要分為歐、日、美三大塊。 目前，在中國市場上最具競爭力的西門子公司、三菱公司、歐姆龍公司、 AB公司所推出的 PLC 均為從小到大全系列的產(chǎn)品，可以滿足各種各樣的要求。 常見的輸出形式有繼電器輸出、晶閘管（ SSR）輸出、晶體管輸出。 PLC 控制 I/O 分配明細(xì) 概括地講， PLC 的工作方式是一個(gè)不斷循環(huán)的順序掃描工作方式，每一次掃描所用的時(shí)間成為掃描周期或工作周期。PLC 采集現(xiàn)場信息即采集輸入信號有兩種方式： 1） 集中采樣輸入方式。 用戶程序容量估計(jì) 分析系統(tǒng)控制要求，一個(gè)工作循環(huán)分為 11 個(gè)工步，每一工步完成一些簡單動(dòng)作。 SQ0— SQ11十二個(gè)接近 開關(guān)、開關(guān) 0— 3分別接 X0— X1 X1 X13 、 X1 X15 的 16 個(gè)輸入，輸出 Y1— yY12 分別接 中間繼電器 的 KM1— KM KM12； Y11 接電磁鐵 YC；報(bào)警指示燈接 Y14。 28 圖 51 PLC 電氣接線圖 軟件的設(shè)計(jì) 控制流程圖 由系統(tǒng)的控制要求，設(shè)計(jì)控制程序流程圖（見圖 51）。氣缸靠 電磁閥得電而動(dòng)作 ， 左移和右移 分別為進(jìn)氣節(jié)流調(diào)速和排氣節(jié)流調(diào)速。 各氣缸的到位信號由磁性開關(guān)產(chǎn)生， PC 控制器檢測到信號后控制電磁閥做出下一步動(dòng)作。 FX2系列產(chǎn)品的單元式的特點(diǎn)是非常緊湊，它將所有的電路都裝入到一個(gè)模塊中，構(gòu)成了一個(gè)整體。這樣的幾個(gè)模塊裝起來就構(gòu)成了長方體，有利于節(jié)約成本。 輸入電壓為 DC 24V。以上指標(biāo)都是比較保守的，實(shí)際測量結(jié)果要高出以上標(biāo)準(zhǔn)。這項(xiàng)指標(biāo)的高低直接反映可編程控制器的運(yùn)算規(guī)模。 電磁鐵輸出要求 /力量 什么是行程：滑桿相對于完全吸入位置的位 移 . 電磁鐵通電就會產(chǎn)生力量 ,在不同大小的行程位置力量的大小不同 ,通常規(guī)律是 ,行程越大 ,力量越小 .(追求的理想狀態(tài)是：電磁鐵可以產(chǎn)生的力量 /行程曲線 ,剛好滿足應(yīng)用需求的力量 /行程曲線 ) 定義：從給電磁鐵施加電壓開始 ,到滑桿完成需要位移時(shí)的時(shí)間 . Duty Cycle={通電時(shí)間 On time/(通電時(shí)間 On time＋斷電時(shí)間Off time)}X100% 電磁鐵在通電激勵(lì)時(shí)發(fā)熱 ,負(fù)載周期或者最長通電時(shí)間以及電磁鐵的功率決定了電磁鐵工作時(shí)的溫升 . 電磁鐵工作時(shí)的溫升 ,和工作時(shí)的環(huán)境溫度決定了電磁鐵材料絕緣等級的選擇 . (絕緣等級對應(yīng)溫度℃： A=105,E=120,B=130,F=155,H=180,N=200,C=220+) 電磁鐵輸入條件 和 功率 應(yīng)用可能有： AC/DC(恒壓源 ,恒流源 ,電瓶 ,干電池 ,DC 發(fā)電機(jī) ,電容 ),整流濾波方式 ,電壓范圍 ,最大可供電流等 ： 電磁鐵應(yīng)用中 ,如果現(xiàn)有電源是交流 AC,需要采用整流器轉(zhuǎn)換為直流 .原則上要設(shè)計(jì)為全波整流類型 .整流元件的反向峰值電壓應(yīng)該是電磁鐵驅(qū)動(dòng)電壓的 三倍 . (功率 )成比例 .但力量在電磁鐵達(dá)到磁飽和后不再隨電流 (功率 )增大 .但同時(shí) ,溫升隨電流 (功率 )成比例增大 . 電磁閥的選擇 38 電磁閥選擇的依據(jù) 電磁閥選型首先應(yīng)該依次遵循安全性，可靠性，適用性，經(jīng)濟(jì)性四大原則，其次是根據(jù)六個(gè)方面的現(xiàn)場工況 (即管道參數(shù)、流體參數(shù)、壓力參數(shù)、電氣參數(shù)、動(dòng)作方式、特殊要求進(jìn)行選擇 )。 高溫流體：要選擇采用耐高溫的電工材料和密封材料制造的電磁閥，而且要選擇活塞式結(jié)構(gòu)類型的。 工作壓力：如果工作壓力低則必須選用直動(dòng)或分步直動(dòng)式原理；最低工作壓差在 以上時(shí)直動(dòng)式、分步直動(dòng)式、先導(dǎo)式均可選用。 但是有些用于安全保護(hù)的工況，如爐、窯 火焰監(jiān)測，則不能選常開的， 39 應(yīng)選可長期通電型。 用于噴泉必須采用潛水型電磁閥 (防護(hù)等級在 IP68 以上 )。接近開關(guān)的應(yīng)用已遠(yuǎn)超出一般行程控制和限位保護(hù)的范疇，例如用于高速計(jì)數(shù)、測速、液面控制、檢測金屬體的存在、零件尺寸以及無觸頭按鈕等。接近開關(guān)可根據(jù)其感辨機(jī)構(gòu)工作原理的不同分為下列幾種形式： 1） 高頻振蕩型用于檢測各種金屬，當(dāng)前應(yīng)用最為普遍； 2） 電磁感應(yīng)型（包括差動(dòng)變壓器型）用于檢測導(dǎo)磁和非導(dǎo)磁金屬； 3） 電容型用于檢測各種導(dǎo)電或不導(dǎo)電的液體及金屬； 4） 永磁型及磁敏元件用于檢測磁場及磁性金屬； 5） 光電型用于檢測不透光的物質(zhì)； 6） 超聲波型用于測不透過超聲波的物質(zhì)； 40 接近開 關(guān)的主要技術(shù)指標(biāo) 1）距離：對不同類型的接近開關(guān)的動(dòng)作距離含意不同。一般動(dòng)作距離在 5μ m~。采用無觸頭輸出形式的接近開關(guān)，操作頻率主要決定于信號發(fā)生機(jī)構(gòu)及電路中的其他儲能元件，若為觸頭輸出形式，則主要決定于所用繼電器的操作頻率。金屬物到位時(shí)，輸出端輸出電壓≥ 22V； 金屬物離去后，輸出電 壓＜ 50mV，開關(guān)的重復(fù)定位精度≤ mm。當(dāng)采用組合開關(guān)來控制 5KW 以下小容量電磁閥時(shí)，其額定電流一般為（ ） IN， 接通次數(shù) 小于（ 1520）次 /h，常用的組合開關(guān)為 HZIO 系列。 41 8 電氣控制裝置工藝設(shè)計(jì) 工藝設(shè)計(jì)的目的是為了滿足電氣控制設(shè)備的制造和使用要求。 2) 盡可能減少組件之間的連線數(shù)量 .接線關(guān)系密切的控制電器置于同一組件中 . 3) 強(qiáng)弱電控制器分離 .以減少干擾 . 4) 力求整齊美觀 .外形尺寸、重量相近的電器組合在一起 . 5) 便于檢查與調(diào)試 .需經(jīng)常調(diào)節(jié)、維護(hù)和易損元件組合在一起 . 電氣控制設(shè)備的各部分及足見之間的連線方式通常有 : 1) 電器板、控制板、機(jī)床電器的進(jìn)出線一般采用接線端子 . 2) 被控制設(shè)備與電氣箱之間采用多孔接插件 ,便于拆裝、搬運(yùn) . 3) 印刷電路板及若電控制組件之間宜采用各種類型標(biāo)準(zhǔn)接插件 . 總裝配圖、接線圖是進(jìn)行分部設(shè)計(jì)和協(xié)調(diào)各部分組成一個(gè)完整系統(tǒng)的依據(jù) .總體設(shè)計(jì)要使整個(gè)系統(tǒng)集中、緊湊 ,同時(shí)在場地允許條件下 ,對發(fā)熱厲害 ,噪聲震動(dòng)大的電氣部件 ,如電動(dòng)機(jī)組 ,起動(dòng)電阻箱等盡量放在離操作者較遠(yuǎn)的地方或隔離起來 ,對于多工位加工的大型設(shè)備 ,應(yīng)考慮兩地操作的可能 .總電源緊急停止控制應(yīng)放在方便明顯的位置 .總體配置設(shè)計(jì)合理與否將影響到電氣控制系統(tǒng)工作的 42 可靠性 ,并關(guān)系到電氣系統(tǒng)的制造、裝備質(zhì)量、調(diào)試、操作及維護(hù)是否方便 .本設(shè)計(jì)的控制面板和電氣控制箱見附圖 1 和附圖 2 所示 . 43 9 總 結(jié) 本課題討論的對象主要是對機(jī)械手運(yùn)動(dòng)位置的控制，這個(gè)對象雖然雖然在工業(yè)上有很多的應(yīng)用，且水平都較高，但將其用于瓷磚的包裝還是一項(xiàng)新的技術(shù)，同時(shí)存在著比較大的技術(shù)難題，例如：對瓷磚的檢測單純的依賴機(jī)器還比較困難，而且可能成本大于效益。篇幅較短，然后引出機(jī)械手位置的控制時(shí)瓷磚包裝中的重要環(huán)節(jié)，然后在第四、第五章著重介紹這種控制方案，應(yīng)用自己學(xué)的 PLC 知識，設(shè)計(jì)出一套瓷磚自動(dòng)包裝控制方案。要獲得更大的收益，就需要得到購買者的 認(rèn)可，這就是性價(jià)比的問題，也就是說如何用最小的錢買到最好的產(chǎn)品。系統(tǒng)由一般同行所需要的硬件，以及一套可行性高的 PLC 程