【導(dǎo)讀】畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）。題目穿劍式打包機(jī)。專業(yè)機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化。各位如果需要此設(shè)計(jì)的全套內(nèi)容（包括二維圖紙、中。英文翻譯、完整版論文、程序、答辯PPT）可加。QQ695939903，如果需要代做也請(qǐng)加上述QQ,代做免。工作起止日期：_2020_年03月03日起_2020_年06月20日止。指導(dǎo)教師對(duì)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）進(jìn)行情況，完成質(zhì)量及評(píng)分意見(jiàn)：。根據(jù)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）的材料和學(xué)生的答辯情況，答辯委員會(huì)作出如下評(píng)定：。哈爾濱工業(yè)大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）任務(wù)書。穿劍式打包機(jī)專為體積大的紙箱、棧板等打包而設(shè)計(jì)，它打包。機(jī)的功用是使包裝帶能緊貼于被捆扎包件表面，保證包件在運(yùn)輸、貯存中不。因捆扎不牢而散落，同時(shí)還應(yīng)捆扎整齊美觀。廣泛應(yīng)用于外貿(mào)出口、家具、電子電器產(chǎn)品、食品飲料、印刷造紙、制瓶、玻璃、陶瓷、工藝品、半成品。周轉(zhuǎn)及參展物品/機(jī)械的中轉(zhuǎn)等行業(yè)。1）設(shè)計(jì)穿劍式打包機(jī)結(jié)構(gòu)，設(shè)計(jì)總體方案，確定運(yùn)動(dòng)分配、整體布局等。2）穿劍送帶系統(tǒng)設(shè)計(jì)。4）粘接捆扎系統(tǒng)設(shè)計(jì)。

　　

【正文】 本文所設(shè)計(jì)的包裝帶捆扎機(jī)的控制系統(tǒng)主要包括：送退帶機(jī)構(gòu)電機(jī)的控制、剪切熨燙 機(jī)構(gòu)步進(jìn)電機(jī)的控制、用來(lái)驅(qū)動(dòng)包裝帶壓板往復(fù)移動(dòng)的氣缸的控制。 其中送退帶機(jī)構(gòu)電機(jī)的選擇已在第三章做過(guò)介紹，這里不再贅敘。 步進(jìn)電機(jī)控制系統(tǒng) 在捆扎系統(tǒng)中，由電機(jī)控制凸輪軸實(shí)現(xiàn)精確的運(yùn)動(dòng)，以此來(lái)實(shí)現(xiàn)第一頂桿，第二、三頂桿的精確運(yùn)動(dòng)，由于步進(jìn)電機(jī)是一種將電脈沖轉(zhuǎn)化為角位移的數(shù)字 /模擬變換器。當(dāng)步進(jìn)驅(qū)動(dòng)器接收到一個(gè)脈沖信號(hào)，它就驅(qū)動(dòng)步進(jìn)電機(jī)按設(shè)定的方向轉(zhuǎn)動(dòng)一個(gè)固定的角度（即步距角）?？梢酝ㄟ^(guò)控制脈沖個(gè)數(shù)來(lái)控制角位移量，從而達(dá)到準(zhǔn)確定位的目的。因此，本文捆扎機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)中選取步進(jìn)電機(jī)。 步進(jìn)電機(jī) 的選擇 步進(jìn)電機(jī)的選擇主要考慮步距角、靜力矩和保持力矩。步距角是在一個(gè)脈沖電信號(hào)的作用下，步進(jìn)電機(jī)轉(zhuǎn)過(guò)的機(jī)械角度。步距角的選擇取決于負(fù)載精度的要求，將負(fù)載的最小分辨率（當(dāng)量）換算到電機(jī)軸上，每個(gè)當(dāng)量電機(jī)應(yīng)走多少角度（包括減速）。電機(jī)的步距角應(yīng)等于小于此角度。目前市場(chǎng)上的步進(jìn)電機(jī)的步距角一般由176。 /176。、 176。 /176。、 176。 /3176。為了滿足設(shè)計(jì)任務(wù)要求，選用步距角為 度的混合型步進(jìn)電機(jī)。 最大靜轉(zhuǎn)矩是指步進(jìn)電機(jī)在通電狀態(tài)下，使轉(zhuǎn)子離開(kāi)平衡位置的極限轉(zhuǎn)矩值，它反映了步進(jìn)電機(jī)承受外加轉(zhuǎn)矩 的特性。最大靜轉(zhuǎn)矩也叫保持轉(zhuǎn)矩，是步進(jìn)電機(jī)最重要的參數(shù)之一。靜力矩一旦確定，哈爾濱工業(yè)大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 21 步進(jìn)電機(jī)就好確定了。 步進(jìn)電機(jī)的控制 步進(jìn)電機(jī)的控制與驅(qū)動(dòng)流程圖如圖 51 所示。主要包括脈沖信號(hào)發(fā)生器、環(huán)形脈沖分配器和功率驅(qū)動(dòng)放大源電路三大部分。脈沖信號(hào)發(fā)生器是一個(gè)頻率從幾赫茲到幾萬(wàn)赫茲連續(xù)可調(diào)的變頻信號(hào)，可用 8051 來(lái)產(chǎn)生，也可用專門的硬件電路產(chǎn)生。脈沖信號(hào)發(fā)生器能夠精確輸出脈沖的數(shù)量和頻率，因而能夠準(zhǔn)確的控制步進(jìn)電機(jī)的轉(zhuǎn)角和轉(zhuǎn)速。脈沖信號(hào)分配器的作用就是能把輸入的脈沖轉(zhuǎn)化成環(huán)形脈沖，以便控制步進(jìn)電機(jī)，并能進(jìn)行正反 轉(zhuǎn)控制。經(jīng)環(huán)形脈沖分配器輸出的信號(hào)驅(qū)動(dòng)功率很小，而步進(jìn)電機(jī)繞組的勵(lì)磁需要相當(dāng)大的電流，所以還需進(jìn)行功率放大才能驅(qū)動(dòng)步進(jìn)電機(jī)。另外，為了防止干擾，分配器送出的脈沖還需要進(jìn)行光電隔離。 圖 41 步進(jìn)電機(jī)的控制與驅(qū)動(dòng)流程圖 氣動(dòng)控制的系統(tǒng) 氣壓驅(qū)動(dòng)的工作介質(zhì)是空氣，它來(lái)源方便，取之不盡，用之不竭，使用后直接排入大氣而無(wú)污染，不需要設(shè)置專門的回收裝置，氣流動(dòng)時(shí)壓力損失少，節(jié)能，高效，適用于集中供氣和遠(yuǎn)距離輸送。動(dòng)作迅速、反應(yīng)快，調(diào)節(jié)方便、維護(hù)簡(jiǎn)單，系統(tǒng)有故障時(shí)，容易排除。工作環(huán)境適應(yīng)性好，特別適合在易爆 、易燃、潮濕、多塵、強(qiáng)哈爾濱工業(yè)大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 22 磁、振動(dòng)、輻射等惡劣條件下工作，排氣不污染環(huán)境，在食品、輕工、紡織、印刷、精密檢測(cè)等場(chǎng)合中應(yīng)用更具有優(yōu)勢(shì)。成本低，具有過(guò)載保持功能。所以氣壓驅(qū)動(dòng)的裝置在工業(yè)中應(yīng)用也是很廣泛的。但排氣噪聲比較大，高速排氣時(shí)應(yīng)加消聲器。 氣缸概述 氣動(dòng)系統(tǒng)中使用的氣動(dòng)元件需要根據(jù)使用情況進(jìn)行選用，包括氣缸類型的選擇、氣缸型號(hào)的選擇、氣缸的控制方式。 氣缸類型的選擇 ： 選擇氣缸的類型應(yīng)根據(jù)工作要求和使用條件。 要求氣缸到達(dá)行程終端無(wú)沖擊現(xiàn)象和撞擊噪聲應(yīng)選擇緩沖氣缸；要求重量輕，應(yīng)選輕型缸；要求 安裝空間窄且行程短，可選薄型缸；有橫向負(fù)載，可選帶導(dǎo)桿氣缸；要求制動(dòng)精度高，應(yīng)選鎖緊氣缸；不允許活塞桿旋轉(zhuǎn)，可選具有桿不回轉(zhuǎn)功能氣缸；高溫環(huán)境下需選用耐熱缸；在有腐蝕環(huán)境下，需選用耐腐蝕氣缸。 在有灰塵等惡劣環(huán)境下，需要活塞桿伸出端安裝防塵罩。 氣缸型號(hào)的選擇 捆扎機(jī)構(gòu)所使用汽缸主要考慮氣缸的導(dǎo)程，根據(jù)捆扎機(jī)構(gòu)頂桿與熱熔搭接器以及箱體壁之間的距離來(lái)確定所需氣缸的導(dǎo)程，選擇MAL 型 32 25 型號(hào)氣缸。 PLC 設(shè)計(jì) 可編程序控制器簡(jiǎn)稱為 PLC（ Programmable Logic Controller）主要由 CPU 模塊、輸入模塊、輸出模塊和編程器組成。 哈爾濱工業(yè)大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 23 圖 42 PLC 控制原理圖 PLC 實(shí)際上是一種工業(yè)控制計(jì)算機(jī)，它的硬件結(jié)構(gòu)與一般微機(jī)控制系統(tǒng)相似，甚至與之無(wú)異?？删幊绦蚩刂破髦饕?CPU（中央處理單元）、存儲(chǔ)器（ RAM 和 EPROM）、輸入 /輸出模塊（簡(jiǎn)稱 I/O 模塊）、編程器和電源五大部分組成。 CPU 模塊又叫中央處理單元或控制器，它主要由微機(jī)處理器（ CPU）和存儲(chǔ)器組成。 CPU 類似于人類的大腦和心臟。它采用掃描方式工作，每一次掃描要完成輸入處理、程序 執(zhí)行、輸出處理幾個(gè)工作。 I/O 模塊是系統(tǒng)的眼、耳、手、腳，是聯(lián)系外部現(xiàn)場(chǎng)和 CPU 模塊的橋梁。輸入模塊用來(lái)接收和采集輸入信號(hào)。從外部引入的尖蜂電壓和干擾噪聲可能損壞 CPU 模塊中的元器件，或使可編程序控制器不能正常工作，所以 CPU 模塊不能直接與外部輸入 /輸出裝置相連。I/O 模塊除了傳遞信號(hào)外，還有電平轉(zhuǎn)換與噪聲隔離的作用。 編程器除了用來(lái)輸入和編輯程序外，還可以用來(lái)監(jiān)視可編程序控制器運(yùn)行時(shí)梯形圖中各種編程元件的工作狀態(tài)。編程器可以永久地連續(xù)在可編程序控制器上，將它取下來(lái)后可編程序控制器也可以運(yùn)行。一般只在程序 輸入、調(diào)試階段和檢修時(shí)使用，一臺(tái)編程器可供多臺(tái)可編程序控制器公用。 開(kāi)關(guān)量模塊的輸入輸出信號(hào)僅有接通和斷開(kāi)兩種狀態(tài)。各 I/O點(diǎn)的通 /斷狀態(tài)用發(fā)光二極管或其它元件顯示在面板上，外部 I/O 接線一般接在模塊的接線端子上，某些模塊使用可拆除的插座型端子板，在不拆去端子的外部連線的情況下，可以迅速地更換模。 哈爾濱工業(yè)大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 24 硬件及梯形圖程序設(shè)計(jì) 控制方案設(shè)計(jì) 打包機(jī)的控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)中，需要用到四臺(tái)步進(jìn)電機(jī)，電機(jī) 電機(jī) 電機(jī) 電機(jī) 4 分別控制絲杠正反轉(zhuǎn)、齒輪軸正反轉(zhuǎn)、凸輪軸正轉(zhuǎn)和氣缸的運(yùn)轉(zhuǎn)。當(dāng)啟動(dòng)開(kāi)關(guān)時(shí)，打包機(jī)具體工 作步驟如下： 首先，電機(jī) 1 正轉(zhuǎn)， 絲杠帶動(dòng)劍直線運(yùn)動(dòng)，從而完成送劍；當(dāng)劍觸碰到行程開(kāi)關(guān) 1 時(shí)，電機(jī) 2 正轉(zhuǎn)，包裝帶在摩擦輪的帶動(dòng)下進(jìn)入導(dǎo)軌，完成送帶過(guò)程；當(dāng)帶端觸碰限位開(kāi)關(guān) 2 時(shí)，電機(jī) 3 啟動(dòng)，凸輪軸開(kāi)始運(yùn)轉(zhuǎn)，當(dāng)凸輪軸運(yùn)轉(zhuǎn)一周，限位開(kāi)關(guān) 3 開(kāi)啟，電機(jī) 2 反轉(zhuǎn)，包裝帶在摩擦輪的帶動(dòng)下退回儲(chǔ)帶箱，將帶子緊緊捆扎在物體上，此時(shí)電機(jī) 4 啟動(dòng)，氣缸伸出壓板，燙頭完成熨燙。最后電機(jī) 1反轉(zhuǎn)，劍退回。至此完成一個(gè)工作循環(huán)。 將上述任務(wù)簡(jiǎn)化如下： 四個(gè)電機(jī)按下啟動(dòng)按鈕，從 1 到 4 間隔 10 秒依次啟動(dòng)，按下停止按鈕，從 4 到 1 間隔 10 秒依次停止。 資源分配表 輸入設(shè)備 PLC 輸入 輸出設(shè)備 PLC 輸出 代號(hào) 功能 代號(hào) 功能 SB1 X 正轉(zhuǎn)按鈕 KM1 X 正轉(zhuǎn)接觸器 SB2 X 反轉(zhuǎn)按鈕 KM2 X 反轉(zhuǎn)接觸器 SB3 Y 正轉(zhuǎn)按鈕 KM3 Y 正轉(zhuǎn)接觸器 SB4 Y 反轉(zhuǎn)按鈕 KM4 Y 反轉(zhuǎn)接觸器 SB5 Z 正轉(zhuǎn)按鈕 KM5 Z 正轉(zhuǎn)接觸器 SB6 Z 反轉(zhuǎn)按鈕 KM6 Z 反轉(zhuǎn)接觸器 SB7 R 正轉(zhuǎn) KM7 R 正轉(zhuǎn) 接觸器 SB8 總停按鈕 HL1 燈（自動(dòng)） 哈爾濱工業(yè)大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 25 PLC 接線圖 圖 43 PLC 接線圖 PLC 控制流程圖 圖 44 PLC 控制流程圖 梯形圖控制程序的設(shè)計(jì)（見(jiàn)附錄圖 1~4） SB9 手動(dòng) /自動(dòng) HL2 燈（手動(dòng)） SB10 啟動(dòng)（自動(dòng)） HL3 燈（運(yùn)行） SB11 停止（自動(dòng)） HL4 燈（故障） 哈爾濱工業(yè)大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 26 結(jié) 論 通過(guò)歷時(shí)近 3 個(gè)月的籌備與研發(fā)，本文成功開(kāi)發(fā)出的穿劍式打包機(jī)，能很好的滿足對(duì)物品的捆扎要求，運(yùn)行穩(wěn)定。包裝帶捆扎機(jī)的研制成功，極大的提高了我國(guó)紙箱包裝的自動(dòng)化和標(biāo)準(zhǔn)化水平，減輕工人勞動(dòng)強(qiáng)度。本論文是對(duì)包裝帶捆扎機(jī)研發(fā)工作的總結(jié)，所作的主要工作包括 : (1) 國(guó)內(nèi)企業(yè)對(duì)于包裝捆扎機(jī)的需求以及應(yīng)用前景的分析，了解和掌握國(guó)內(nèi)與國(guó)際上關(guān)于包裝帶捆扎機(jī)的研究現(xiàn)狀及其發(fā)展趨勢(shì) 。 (2) 研究確定穿劍式打包機(jī)的工作流程和系統(tǒng)總體設(shè)計(jì)方案； (3) 關(guān)鍵機(jī)械部件 — 送退帶機(jī)構(gòu)的研究分析。闡述了送退帶機(jī)構(gòu)的工 作流程，捆扎形式的選擇 。 (5)氣動(dòng)控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)。以氣缸伸縮來(lái)帶動(dòng)包裝帶壓板運(yùn)動(dòng)，實(shí)現(xiàn)包裝帶的壓緊 。 穿劍式打包機(jī)的設(shè)計(jì)是一個(gè)實(shí)踐性很強(qiáng)的設(shè)計(jì)項(xiàng)目，并具有廣泛的應(yīng)用前景。通過(guò)研制穿劍式打包機(jī)，我學(xué)習(xí)了機(jī)、電、氣動(dòng)及計(jì)算機(jī)控制一體化的現(xiàn)代化高科技設(shè)備的研究開(kāi)發(fā)過(guò)程，在鍛煉自己科研能力的同時(shí)，鍛煉和提高我的實(shí)際動(dòng)手能力及項(xiàng)目科研管理能力，可以深入到我國(guó)工業(yè)現(xiàn)代化裝備的第一線，了解我國(guó)目前國(guó)有大中型工業(yè)企業(yè)的設(shè)備現(xiàn)狀，深深的感受到我國(guó)的工業(yè)技術(shù)水平與國(guó)外先進(jìn)水平還有很大差距，要不斷縮小這種技術(shù)水平差距正需要我們 當(dāng)代科研技術(shù)工作者的不懈努力。 哈爾濱工業(yè)大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 27 參考文獻(xiàn) ： [1] 忠峙 .Signode 半 自 動(dòng) 捆 扎 機(jī) [J]. 上 海 包裝 ,1993(4):4242. 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