【正文】 自己要學(xué)習(xí)的東西還太多，以前老是覺得自己什么東西都會，什 么東西都懂，有點(diǎn)眼高手低。 本人的畢業(yè)設(shè)計(jì)要求設(shè)計(jì)自動打釘機(jī)控制系統(tǒng)，目的是為在國內(nèi)出現(xiàn)的木托盤生產(chǎn)及使用提出一個有效合理的解決方法，盡管我對專業(yè)知識掌握得還不夠透徹，我還是希望通過自己的努力完成設(shè)計(jì)并希望有所突破。 圖 46 報警部分缺釘或開關(guān)未復(fù)位報警判斷 自動打釘機(jī)控制系統(tǒng)設(shè)計(jì) 27 5 人機(jī)界面 設(shè)計(jì) 觸摸屏選型 在設(shè)計(jì)自動打釘機(jī)是，我們將采用威綸通觸摸屏進(jìn)行控制盒監(jiān)控，代替?zhèn)鹘y(tǒng)面板控制與監(jiān)控。 復(fù)位離合器按鈕接通標(biāo)志，輸送線木板檢測標(biāo)志，推釘卡住標(biāo)志，手動推釘標(biāo)志，排釘電機(jī)變頻運(yùn)行關(guān)標(biāo)志，輸送電機(jī)變頻運(yùn)行關(guān)標(biāo)志。 PLC 選型 本設(shè)計(jì)中所選 PLC 要求具有運(yùn)行穩(wěn)定，使用簡單方便，價格便宜，很適用于小型控制系統(tǒng)等優(yōu)點(diǎn)，所以選擇了市場上性價比較高的典型的西門子 S7200 系列產(chǎn)品 ［ 9］ 。 熔斷器 陜西科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書 18 由于各種電氣設(shè)備都具有一定的過載能力，允許在一定條件下較長時間運(yùn)行；而當(dāng)負(fù)載超過允許值時，就要求保護(hù)熔體在 一定時間內(nèi)熔斷。如圖 35 所示 。 圖 34 ABL1REM24025 開關(guān)電源型號說明 自動打釘機(jī)控制系統(tǒng)設(shè)計(jì) 15 控制變壓器 考慮變壓器所要帶動的后續(xù)電器是 7 個接觸器線圈，和 3 個指示燈 ， 經(jīng)查手冊每個接觸器線圈功率最大為 5W，指示燈 ，總計(jì)功率為 5 7+3 = 所需變壓器容量 P/COS（∮） =據(jù)此查正泰控制變壓器手冊得到變壓器型號為 NDK100 輸入 AC380V 輸出AC110V。 （ 2）電機(jī)斷路器的選擇計(jì)算 液壓泵電機(jī)額定工作電 壓 U=380V，功率 P=11KW，則額定工作電流： I=P/（ U COS(Ф ) η =11000/(380 )= 電機(jī)的啟動電流： Ist=（ 5～ 7）倍的電機(jī)額定電流 = 6 = 所以 QF1 選擇正泰斷路器 3VT8100N50TMA/3P+MX。 當(dāng)機(jī)械在原點(diǎn)位置（上橫梁處于上限位且定位氣缸在 上限位且排釘氣缸不動作），點(diǎn)按手動進(jìn)料按鈕，離合器閉合，輸送線運(yùn)行，輸送線開始運(yùn)送木板，當(dāng)木板檢測器檢測到木板時，離合器分開，一段時間后制動器開始制動，制動保持一段時間，然后停止制動，完成木料運(yùn)行。正常工作時，輸送帶電機(jī)長期運(yùn)行，離合器通過分開和閉合控制輸送帶間歇運(yùn)行，實(shí)現(xiàn)打釘時停止運(yùn)送以及打完釘后和沒有木板時開始運(yùn)行的運(yùn)送物料目的，在離合器和輸送帶之間設(shè)有制動器，用于在輸送帶需要停止時制動輸送帶。推釘氣缸繼續(xù)重復(fù)循環(huán)推釘，輸送線繼續(xù)重 復(fù)循環(huán)輸送木板，再將木料準(zhǔn)確定位。 木托盤加工 目前木托盤加工以傳統(tǒng)的手動設(shè)備最為常見 ［ 3］ ，但近年來也出現(xiàn)了自動化設(shè)備的使用，他們的優(yōu)缺點(diǎn)見表 11。 40％企業(yè)使用塑料托盤， 14％企業(yè)使用鋼托盤， 14％企業(yè)使用復(fù)合材料托盤， 11％企業(yè)使用紙托盤。 關(guān)鍵詞： 自動打釘機(jī)， PLC， 控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)， 自動化加工 II The Design of Automatic Nailing Machine Control System ABSTRACT Automatic nailing machine is a box of mass production of wooden pallets a mechatronics equipment, involving mechanical, electrical, control, hydraulic and pneumatic and other technology. The task of this project is to study the design of the electrical control system to automate the job of nailing nailing machine according to the principle of automatic nailing machine. In this thesis, plete the following tasks: the first collection and analysis wooden pallet automatically to fight nail machine39。s works, the development of its control system program。 木托盤資料 木托盤以原木為材料，進(jìn)行干燥定型處理，減少水分，消除內(nèi)應(yīng)力，然后進(jìn)行 切割、刨光、斷頭、抽邊、砂光等精整加工處理而形成型材板塊，采用具有防脫功能的射釘（個別情況采用螺母結(jié)構(gòu)）將型材板塊裝訂成半成品托盤，最后進(jìn)行精整、防滑處理和封蠟處理。 自動打釘機(jī)控制系統(tǒng)設(shè)計(jì) 3 表 11 木托盤手動與自動加工區(qū)別 使用傳統(tǒng)手動設(shè)備 使用自動化設(shè)備 效率 效率低 效率明顯提高 勞動強(qiáng)度 勞動強(qiáng)度大 勞動強(qiáng)度小 質(zhì)量 質(zhì)量不穩(wěn)定，質(zhì)量低 質(zhì)量穩(wěn)定，質(zhì)量高 管理 不利于現(xiàn)場管理 現(xiàn)場便于管理 成本 生產(chǎn)成本較高 生產(chǎn)成本較高 通過上表比較可知，手工操作在加工過程中將會不自覺的把人為因素引入操作環(huán)節(jié)，這樣會嚴(yán)重影響產(chǎn)品質(zhì)量的穩(wěn)定及進(jìn)一步提高，因此實(shí)現(xiàn)高精度自動加工對企業(yè)生產(chǎn)有極為重要的意義。 輸送線是自動打釘機(jī)的關(guān)鍵設(shè)備，它是由一個 的三相異步電動機(jī)作為動力源 ［ 4］ ，用來帶動輸送線向前運(yùn)動，采用通用變頻器控制調(diào)節(jié)三相異步電動機(jī)的轉(zhuǎn)速，同時電動機(jī)和變頻器的啟動和停止是互相獨(dú)立的，當(dāng)電機(jī)達(dá)到一個合適的轉(zhuǎn)速時，變頻器就以一個固定的值來控制電動機(jī)勻速運(yùn)行。 控制系統(tǒng)的組成 自動打釘機(jī)控制系統(tǒng)的主要組成部分有： PLC，限位開關(guān)，氣壓電磁閥，液壓電磁閥，接觸器，斷路器，主令開關(guān)，繼 電器，變頻器，電磁離合器，電磁制動器，異步電動機(jī)等。 自動打釘機(jī)控制系統(tǒng)設(shè)計(jì) 9 3 控制系 統(tǒng)硬件部 分 設(shè)計(jì) 電氣控制系統(tǒng)組成 控制 線路設(shè)計(jì) 控制系統(tǒng)包括控制主電路和控制電路（二次回路），主電路由電動機(jī)、（接通、斷開、控制電動機(jī)的）接觸器主觸點(diǎn)等電器元件組成（電流大）。 同理，排釘電機(jī)額定工作電流 I=2200/（ 380 ） = Ist= 6 = 所以 QF2 選擇正泰斷路器 3VT8100N10TMA/3P+MX。 指示燈 指示燈包括油泵運(yùn)行指示燈和排釘電機(jī)運(yùn)行指示燈和輸 送電機(jī)運(yùn)行指示 3 個，且均在 AC110V 回路中，所以選擇指示燈為 XB7EVF4LC(紅 ) （ 3 個） 。 圖 35 限位開關(guān) 產(chǎn)品 列表 繼電器 熱繼電器在電氣控制過程中起到過載保護(hù)的重要功能，熱繼電器的選型原則是熱繼電器額定工作電流和電壓與負(fù)載額定工作電流和電壓相符，本設(shè)計(jì)中只有在液壓泵電機(jī)回路設(shè)有一個熱繼電器。定電流選擇偏大，負(fù)載在短路或長期過負(fù)荷時不能及時熔斷；選擇過小，可能在正常負(fù)載電流作用下就會熔斷，影響正常運(yùn)行，為保證設(shè)備正常運(yùn)行，必須根據(jù)負(fù)載性質(zhì)合理地選擇熔體額定電流 ［ 11］ 。如表 35 所示。復(fù)位按鈕開關(guān)開機(jī)復(fù)位標(biāo)志，按鈕開關(guān) 2 組，制動標(biāo)志，離合器結(jié)合標(biāo)志，制動復(fù)位標(biāo)志，液壓關(guān)標(biāo)志。在使用 西門子 S7200 時，在不增加其它通訊接口模塊時，威綸通觸摸屏可以通訊 PPI 協(xié)議與 S7200 直接通訊。下面我對我的設(shè)計(jì)做一個簡單的小結(jié)： （ 1） 課題分析。通過這次畢業(yè)設(shè)計(jì)，我才明白學(xué)習(xí)是一個長期積累的過程，在以后的工作、生活中都應(yīng)該不斷的學(xué)習(xí)，努力提高自己知識和綜合素質(zhì)。通過這次畢業(yè)設(shè)計(jì)使我明白了自己原來知識太理論化了，面對單獨(dú)的課題的是感覺很茫然。在沒有接受畢業(yè)設(shè)計(jì)以前覺得畢業(yè)設(shè)計(jì)只是對大學(xué)所學(xué)知識的一個總結(jié)，但是通過這次畢業(yè)設(shè)計(jì)使我明白，這不僅是對所學(xué)知識的檢驗(yàn)，也是對學(xué)習(xí)能力的一種提升。機(jī)器正常運(yùn)行過程中，若按下急停按鈕，則所有程序停止工作，并進(jìn)入初始化，報警燈亮，只有當(dāng)回復(fù)開機(jī)條件時報警燈熄滅，此時設(shè)備才可重新工作。 復(fù)位 至 中間繼電器 。大型 PLC 還可以采用三 CPU 構(gòu)成表決式系統(tǒng)，使機(jī)器的可靠性更高。 電動機(jī) 自動打釘機(jī)由一個 11KW 油泵電動機(jī)，一個 輸送電動機(jī)和一個 搖釘電動機(jī)作為動力源 。 （ b）本設(shè)計(jì)中的限位開關(guān)包括排釘氣缸限位開關(guān)和橫梁限位開關(guān)和定位氣缸限位開關(guān)共 6 個，因?yàn)樗鼈冊O(shè)在 PLC 輸入繼電器回路中，所以選擇限位開關(guān)為XCMD2110M12。 據(jù)此，查施耐德選型手冊，得到直流開關(guān)電源型號為 ABL1REM24025（輸入電壓AC220V，輸出電壓 DC24V，額定電流 ，額定功率 60W），型號說明如圖 34。注意能否斷開短路電流，如不能斷開短路電流則需和適當(dāng)?shù)娜蹟嗥髋浜鲜褂谩? 按下定位氣缸，若橫梁處于上限位，且離合器分開狀態(tài)，則定位氣缸下降，直到碰觸下限位器停止，松開按鈕，定位氣缸返回上限位位置。 (6)輸送裝置 輸送裝置主要包括輸送帶電機(jī)、離合器、制動器和輸送帶。完成之后，橫梁退回到上限位，同步氣缸也必須復(fù)位，橫梁復(fù)位之后，木板由輸送線運(yùn)走，輸送線繼續(xù)來木板。木托盤的選型是現(xiàn)代企業(yè)物流中物料包裝存儲單元化的起點(diǎn)，是企業(yè)物流操作規(guī)范的必經(jīng)途徑。使用的托盤的材質(zhì)， 57％企業(yè)使用木托盤。同時本文還對 系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)，硬件配置， 觸摸屏設(shè)置軟件應(yīng)用進(jìn)行了闡述。 subsequently carried wooden pallet automatically to fight nail machine39。木托盤是現(xiàn)在使用最廣的托盤。它不僅可以提高生產(chǎn)效率，并且還同時提高了產(chǎn)品質(zhì)量和產(chǎn)品的加工精度等。離合器是用來控制輸送線的前行運(yùn)轉(zhuǎn)，輸送線是間歇運(yùn)動的而不是連續(xù)運(yùn)動的，所以采用離合器來控制，當(dāng)有木料運(yùn)送過來時，離合器斷開，輸送線和電動機(jī)結(jié)合，電機(jī)帶動輸送線（負(fù)載）向前運(yùn)動，將木板輸送到指定位置，離合器斷 開 秒以后不能立即制動，再延時 秒后開始制動，制動持續(xù) 秒以后制動結(jié)束 ［ 5］ 。 總體 控制 方案 S7200 PLC 是整個控制系統(tǒng)的核心部分，液壓驅(qū)動的橫梁是完成打釘操作的執(zhí)行元件，離合器和制動器是控制輸送線的間歇運(yùn)轉(zhuǎn)和木料的準(zhǔn)確定位，變頻器是控制輸送電機(jī)和搖釘電機(jī)的轉(zhuǎn)速，振動器是輔助搖釘盒讓釘子快速落到排釘槽中，增加釘子落到排釘槽中的概率，漏釘檢測傳感器是檢測釘子是否都漏下，定位檢測傳感器是檢測木板是否準(zhǔn)確定位，檢測開關(guān)是用來檢測橫梁位置和推釘氣缸的位置?？刂齐娐酚山佑|器線圈、繼電器等電器元件組成（電流?。? 同理，輸送電機(jī)額定工作電流 I=5500/（ 380 ） = Ist= 6 = 所以 QF3 選擇正泰斷路器 3VT8100N25TMA/3P+MX。 主令電器 （ 1）控制按鈕 控制按鈕是一種結(jié)構(gòu)簡單，應(yīng)用十分廣泛的主令電器。 液壓泵電機(jī)的額定工作電流是 ，所以選擇熱繼電器型號是 LRD32C 整定電流 2332A。 （ 1）電動機(jī)熔斷器選擇原則 （ a）單臺直接起動電動機(jī)，熔體額定電流 =(～ )電動機(jī)額定電流。 表 35 S7200 技術(shù)指標(biāo) 根據(jù)設(shè)備功能的要求，只需用到輸入點(diǎn)數(shù)為 20 個點(diǎn)，輸出點(diǎn)數(shù)為 16 個點(diǎn)，所以選陜西科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書 20 擇無需增設(shè)拓展模塊，即完成了控制 任務(wù) 又 節(jié)省了成本。復(fù)位手動氣缸動作標(biāo)志，離合斷開標(biāo)志，手動調(diào)整定位氣缸標(biāo)志。但這種通訊方式由于受通訊協(xié)議本身限制，在通訊數(shù)據(jù)較多時，通訊速度相對較慢，使用 Modbus 協(xié)議則通訊速度可以提高約一倍。在領(lǐng)到設(shè)計(jì)題目后，我認(rèn)真翻閱了有關(guān)書籍及老師提供的資料，對課題進(jìn)行了認(rèn)真分析，并及時向老師請教了其中的一些難點(diǎn)。 總之，不管學(xué)會的還是學(xué)不會的的確覺得困難比較多，真是萬事開頭難，不知道如何入