【正文】 分配及主要器件的I/O連接圖第五章 變速箱參數(shù)計(jì)算與選擇結(jié)論與展望感謝緒 論自動(dòng)化流水線是近幾十年發(fā)展起來的一種高科技自動(dòng)化生產(chǎn)設(shè)備。帶式輸送線效率的提高可以通過操作水平的提高來實(shí)現(xiàn)。前者費(fèi)時(shí)費(fèi)工、效率低。 隨著我國工業(yè)生產(chǎn)的飛躍發(fā)展，自動(dòng)化程度的迅速提高，汽車工業(yè)的日益發(fā)展，汽車流水線生產(chǎn)以及迫不及待的出現(xiàn)歷史的舞臺(tái)上，配合可編程控制器（PLC）控制性更強(qiáng)，應(yīng)變更靈活，操作更簡單，已經(jīng)逐漸取代繼電器控制系統(tǒng)成為新的控制方式。自動(dòng)化流水線設(shè)備放下物件在乙傳送帶后自動(dòng)返回原位抓起下一個(gè)物件。同時(shí)考慮到這種傳送帶自動(dòng)化流水線設(shè)備工作單元是流水線上使用較多的基礎(chǔ)單元，所以在傳感器的選取、自動(dòng)化流水線設(shè)備的控制方式上采用了較常見和簡單的設(shè)計(jì)。電動(dòng)機(jī)提供傳送帶傳送的源動(dòng)力，信號(hào)采集器采用光傳感器進(jìn)行信號(hào)采集，調(diào)速控制器采用變頻器調(diào)速方式。在本次設(shè)計(jì)中，由于需要采集的信息是物體的移動(dòng)，所以采用的是光電傳感器，光電傳感器是一種小型電子設(shè)備，它可以檢測(cè)出其接收到的光強(qiáng)的變化。優(yōu)點(diǎn)：可檢測(cè)透明物體和光亮度高的物體；檢測(cè)穩(wěn)定，安裝方便缺點(diǎn)：當(dāng)反光鏡或傳感器表面有灰塵時(shí)，檢測(cè)精度降低。這段距離就是應(yīng)差距離。并且由于自動(dòng)化流水線設(shè)備必須準(zhǔn)確抓握物件，防止物件的損傷，所以對(duì)時(shí)間反應(yīng)上要求較為嚴(yán)格。 1 非智能控制方式在交流變頻器中使用的非智能控制方式有V/f協(xié)調(diào)控制、轉(zhuǎn)差頻率控制、矢量控制、直接轉(zhuǎn)矩控制等。目前在變頻器中實(shí)際應(yīng)用的矢量控制方式主要有基于轉(zhuǎn)差頻率控制的矢量控制方式和無速度傳感器的矢量控制方式兩種。(1) 神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)控制 神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)控制方式應(yīng)用在變頻器的控制中，一般是進(jìn)行比較復(fù)雜的系統(tǒng)控制，這時(shí)對(duì)于系統(tǒng)的模型了解甚少，因此神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)既要完成系統(tǒng)辨識(shí)的功能，又要進(jìn)行控制。(4) 學(xué)習(xí)控制學(xué)習(xí)控制主要是用于重復(fù)性的輸入，而規(guī)則的PWM信號(hào)(例如中心調(diào)制PWM)恰好滿足這個(gè)條件，因此學(xué)習(xí)控制也可用于變頻器的控制中。兩頭的升降結(jié)構(gòu)則是由氣缸、PLC控制的電磁閥控制完成。一般氣缸兩段都帶有緩沖裝置，當(dāng)活塞運(yùn)動(dòng)到終端時(shí)，活塞撞擊的力量很大，所以緩沖裝置可以有效的減少?zèng)_撞力。 一、直動(dòng)式電磁閥 原理：通電時(shí)，電磁線圈產(chǎn)生電磁力把關(guān)閉件從閥座上提起，閥門打開；斷電時(shí)，電磁力消失，彈簧力把關(guān)閉件壓在閥座上，閥門關(guān)閉。當(dāng)需要?dú)飧谆钊蛴疫\(yùn)動(dòng)時(shí)，即氣缸左邊空間進(jìn)氣。工作壓差，,2W,ZQDF,ZCM系列等直動(dòng)式和分步直動(dòng)式；（壓差式）電磁閥；最高工作壓差應(yīng)小于電磁閥的最大標(biāo)定壓力；一般電磁閥都是單向工作，因此要注意是否有反壓差，如有安裝止回閥。電磁閥的最高標(biāo)定公稱壓力一定要超過管路內(nèi)的最高壓力，否則使用壽命會(huì)縮短或產(chǎn)生其它意外情況。它和傳送帶的傳動(dòng)調(diào)速系統(tǒng)一樣，都是工作在自動(dòng)控制系統(tǒng)的控制之下。國際電工委員會(huì)(IEC)在1987年2月通過了對(duì)它的定義：“可編程控制器是一種數(shù)字運(yùn)算操作的電子系統(tǒng)，專為在工業(yè)環(huán)境應(yīng)用而設(shè)計(jì)的。CPUEPROMRAM電源模塊輸入模塊用戶輸入設(shè)備輸出模塊I/O接口通信接口總線用戶輸出設(shè)備外圍設(shè)備計(jì)算機(jī)或其他PCL圖41 PLC硬件系統(tǒng)結(jié)構(gòu)框圖為了進(jìn)一步提高PLC的可靠性，近年來對(duì)大型PLC還采用雙CPU構(gòu)成冗余系統(tǒng)，或采用三CPU的表決式系統(tǒng)。3．運(yùn)動(dòng)控制 PLC可以用于圓周運(yùn)動(dòng)或直線運(yùn)動(dòng)的控制。此次設(shè)計(jì)中，PCL需要完成由傳感器接收信號(hào)經(jīng)過處理再輸出變頻器和電磁閥的任務(wù)。 PLC的選取根據(jù)設(shè)計(jì)要求，需要9個(gè)輸入接口，9個(gè)輸出接口。因此，PLC控制系統(tǒng)的抗干擾非常重要。減速機(jī)其體積小，傳動(dòng)效率高，減速范圍廣，精度高等諸多有點(diǎn)，而被廣泛應(yīng)用于伺服、步進(jìn)、直流等傳動(dòng)系統(tǒng)中。A1=m（Z1+Z2）/2=150A2=m（Z3+Z4）/2=200Z2=4*Z1， Z4=4*Z3查自動(dòng)化流水線設(shè)備冊(cè)得，傳遞動(dòng)力的的齒輪運(yùn)動(dòng)m≥2mm，對(duì)于硬齒面齒輪齒輪硬度＞350HBS外嚙合傳動(dòng)m=（~）a，載荷平穩(wěn)，中心距大時(shí)取小值，反之取大值。已知大帶輪直徑為D=350mm，小帶輪直徑為d=90mm。通過了這次實(shí)際操作，自己從中得到了不少的收獲，對(duì)做一個(gè)工程的流程也有所認(rèn)識(shí)，對(duì)PLC 和氣動(dòng)系統(tǒng)的理解也加深了不少。經(jīng)過這次設(shè)計(jì)，同時(shí)我個(gè)人的學(xué)習(xí)領(lǐng)悟能力和團(tuán)隊(duì)合作精神也得到一個(gè)質(zhì)的提高。[4] 鐘肇新， [M].華南理工出版社2002本書詳細(xì)介紹了PLC的組成結(jié)構(gòu)、工作原理、指令系統(tǒng)、編程方法、網(wǎng)絡(luò)通訊以及PLC在控制系統(tǒng)中的實(shí)際應(yīng)用等內(nèi)容[5] . 電子工業(yè)出版社2006101本書在介紹變頻器的基本類型和變頻器的運(yùn)行原理的基礎(chǔ)上，介紹丹佛斯、西門子、ABB、松下、富士等公司的變頻器及其應(yīng)用實(shí)例，包括變頻器在機(jī)床、流量、壓力、液位、溫度、配比、涂布、卷繞、退繞、同步，以及復(fù)合材料制造等方面的應(yīng)用實(shí)例。書中給出了大量來源于生產(chǎn)實(shí)際的實(shí)用電路和實(shí)例。[2] 本書詳細(xì)介紹了PLC的組成結(jié)構(gòu)、工作原理、指令系統(tǒng)、編程方法、網(wǎng)絡(luò)通訊以及PLC在控制系統(tǒng)中的實(shí)際應(yīng)用等內(nèi)容。致 謝回顧這次歷時(shí)兩個(gè)多月的畢業(yè)設(shè)計(jì)，感覺收獲頗豐。這次畢業(yè)設(shè)計(jì)可以說是一個(gè)完整的工程項(xiàng)目。根據(jù)設(shè)計(jì)要求，取P=。一級(jí)傳動(dòng)齒輪1齒數(shù)為Z1，齒輪2齒數(shù)為Z2；二級(jí)傳動(dòng)齒輪3齒數(shù)為Z3。2）減速同時(shí)降低了負(fù)載的慣量，慣量的減少為減速比的平方。要提高PLC控制系統(tǒng)的可靠性，一是在硬件上采取措施。變頻器要實(shí)現(xiàn)兩條傳送帶的減速、停止功能；電磁閥要實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化流水線設(shè)備的上下、左右、抓放的動(dòng)作。輸入電器有接觸器、繼電器、電磁閥、指示燈及其他有關(guān)顯示、執(zhí)行電器等。PID調(diào)節(jié)是一般閉環(huán)控制系統(tǒng)中用得較多的一種調(diào)節(jié)方法。當(dāng)PLC投入運(yùn)行時(shí)，首先它以掃描的方式接收現(xiàn)場(chǎng)各輸入裝置的狀態(tài)和數(shù)據(jù)，并分別存入I/O映象區(qū)，然后從用戶程序存儲(chǔ)器中逐條讀取用戶程序，經(jīng)過命令解釋后按指令的規(guī)定執(zhí)行邏輯或算數(shù)運(yùn)算的結(jié)果送入I/O映象區(qū)或數(shù)據(jù)寄存器內(nèi)。隨著技術(shù)的發(fā)展，這種裝置的功能已經(jīng)大大超過了邏輯控制的范圍，因此，今天這種裝置稱作可編程控制器，簡稱PC。 要是開啟的時(shí)間短或開和關(guān)的時(shí)間不多時(shí)，則選常閉型。 動(dòng)作時(shí)間很短頻率較高時(shí)一般選取直動(dòng)式，大口徑選用快速系列。流體的溫度必須小于選用電磁閥的標(biāo)定溫度。 特點(diǎn)：流體壓力范圍上限很高，但必須滿足流體壓差條件。此次設(shè)計(jì)中，采用了SMC CJ2型，缸徑20mm，長度為600mm的標(biāo)準(zhǔn)型雙向氣缸。此次設(shè)計(jì)中采用的活塞式單桿雙向氣缸。其中控制系統(tǒng)還是采取了PLC控制。專家?guī)炫c推理機(jī)制的設(shè)計(jì)是尤為重要的，關(guān)系著專家系統(tǒng)控制的優(yōu)劣。2 智能控制方式智能控制方式主要有神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)控制、模糊控制、專家系統(tǒng)、學(xué)習(xí)控制等。通過控制各矢量的作用順序和時(shí)間以及零矢量的作用時(shí)間，又可以形成各種PWM波，達(dá)到各種不同的控制目的。對(duì)于如矢量控制變頻器這種需要大量運(yùn)算的變頻器來說，有時(shí)還需要一個(gè)進(jìn)行轉(zhuǎn)矩計(jì)算的CPU以及一些相應(yīng)的電路。 L(ight)ON/D(ark)ON模式L(ight)ON：沒有檢測(cè)物時(shí)，傳感器有輸出D(ark)ON：有檢測(cè)物時(shí)，傳感器有輸出 光電傳感器選用原則：能用對(duì)射，用對(duì)射。這樣，就允許被測(cè)物有一個(gè)更大的偏轉(zhuǎn)角度。發(fā)射器發(fā)射的縱波經(jīng)過反光鏡把縱波轉(zhuǎn)變成橫波，由接收器接收。設(shè)計(jì)帶式輸送機(jī)滿載時(shí)輸送帶放置80臺(tái)發(fā)動(dòng)機(jī)，再制造的現(xiàn)代小型汽車發(fā)動(dòng)機(jī)分為鑄鐵發(fā)動(dòng)機(jī)和鑄鋁發(fā)動(dòng)機(jī)，帶速v=。具體系統(tǒng)工作流程圖如下：（圖13）發(fā)動(dòng)機(jī)部件被放置傳送帶傳送帶停止時(shí)間間隔止發(fā)動(dòng)機(jī)移送到下降裝置放下發(fā)動(dòng)機(jī)啟動(dòng)回收帶回收帶減速回收帶停止上升裝置傳感器A傳感器B傳感器B1傳感器A1啟動(dòng)傳送帶檢測(cè)回收帶是否停止圖13 工作流程圖第二章 傳送帶傳動(dòng)及調(diào)速系統(tǒng)的設(shè)計(jì) 傳送帶傳動(dòng)及調(diào)速系統(tǒng)是實(shí)現(xiàn)將物件傳送至相應(yīng)位置并在需要的時(shí)候能實(shí)現(xiàn)自動(dòng)減速、停止功能的系統(tǒng)。都是由前一個(gè)狀態(tài)觸發(fā)后一個(gè)狀態(tài)，所以這里采用的是步進(jìn)控制系統(tǒng)，傳感器、自動(dòng)化流水線設(shè)備的限位作為輸入信號(hào)，控制信號(hào)作為輸出信號(hào)。自動(dòng)化流水線設(shè)備自動(dòng)降下抓起物件移至乙傳動(dòng)帶上方放下物件，物件F由乙傳送帶運(yùn)走，并在需要的時(shí)候自動(dòng)減速、停止。 那些電子和汽車業(yè)的歐美跨國公司很早就在它們?cè)O(shè)在中國的工廠中引進(jìn)了自動(dòng)化生產(chǎn)。隨著工業(yè)自動(dòng)化的發(fā)展, 出現(xiàn)了數(shù)控加工中心,它在減輕工人的勞動(dòng)強(qiáng)度的同時(shí), 大大提高了勞動(dòng)生產(chǎn)率。發(fā)動(dòng)機(jī)流水線控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)摘 要汽車發(fā)動(dòng)機(jī)市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)日益加劇，多品種混合裝配流水線也陸續(xù)上市。作業(yè)的準(zhǔn)確性和各種環(huán)境中完成作業(yè)的能力，在國民經(jīng)濟(jì)各領(lǐng)域有著廣闊的發(fā)展前景。 在現(xiàn)今的中國，塑料制品行業(yè)盡管仍屬于勞動(dòng)力密集型，自動(dòng)化流水線設(shè)備的使用已經(jīng)越來越普及。當(dāng)物件F放置在甲傳送帶上，傳送到快要接近自動(dòng)化流水線設(shè)備的時(shí)候時(shí)，在實(shí)現(xiàn)