【正文】 1 電磁制動器 CJX19 1 電磁 離合器 熔斷器 液壓泵電機 NH00032A/400VACgGgL 1 排釘電機 NH00010A/400VACgGgL 1 輸送電機 NH00050A/400VACgGgL 1 電磁制動器 1 指示燈 XB7EVF4LC(紅 ) 3 開關(guān)電源 ABL1REM24025 1 控制變壓器 NDK100 1 控制開關(guān) XB5AS542C 急停按鈕 1 限位開關(guān) E2E 8MD 9 接近開關(guān) XCMD2110M12 6 繼電器 液壓泵電機 LRD32C 1 變頻器 排釘電機 6SE70161EA61 1 輸送電機 6SE70213EB61 1 異步電動機 液壓泵電機 Y160M4 1 排釘電機 Y100L14 1 輸送電機 Y132S4 1 PLC 西門子 S7200CPU226 1 陜西科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計說明書 12 主要 電器 元件計算與選型 斷路器 （ 1）斷路器的選用原則 （ a）斷路器的額定電壓 =線路的額定電壓； （ b）斷路器的額定電流與過電流脫扣器的額定電流 =線路計算負載電流； （ c）斷路器的額定短路通斷能力 =線路中最大短路電流，注意進出線端的短路通斷能力是否相等； （ d）斷路器欠電壓脫扣器的額定電壓 =線路的額定電壓；選擇型配電斷路器需考慮短延時短路通斷能力和延時梯級的配合； （ e）選擇電動機保護用斷路器需考慮電動機的啟動電流并使其在啟動時間內(nèi)不動作。其中有油泵星三角啟動接觸器 KM KMKM3，排釘電機接觸器 KM4，輸送電機接觸器 KM5，電磁離合器接觸器 KM6，電磁制動器接觸器 KM7，油泵運行指示燈 D1，排釘電機運行指示燈 D2，輸送電機運行指示燈 D3。各電路均有斷路保護。輸送電機及排釘電機采用濾波器及變頻器控制啟動及停止。其中主回路為 380V 三相交流電，二次回路為 110V 交流電，其他為 24V 直流電 ［ 7］ 。兩個回路都由電器 組成。 自動打釘機控制系統(tǒng)設(shè)計 9 3 控制系 統(tǒng)硬件部 分 設(shè)計 電氣控制系統(tǒng)組成 控制 線路設(shè)計 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、（接通、斷開、控制電動機的）接觸器主觸點等電器元件組成（電流大）。 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。按下橫梁上升按鈕，橫梁上升，松開按鈕橫梁停止運行，再次按下再次運行，直到橫梁碰觸到上限位器。 輸送線：如果沒有檢測到有木板信號且橫梁處于上限位位置時，離合器閉合，輸送線運行，進行木板運送，當木板檢測器檢測到木板時，離合器分開，一段時間后，制動器制動，制動持續(xù)一段時間，之后自動停止制動，并發(fā)出定位氣缸允許定位和橫梁允許打釘信號，當橫梁打完釘后處于上限位位置且無檢測木板信號則離合器重新閉合，帶動木板檢測信號 限位信號 PLC 橫梁液壓缸 排釘氣缸 定位氣缸 排釘電機 液壓泵電機 輸送帶電機 離 合 器 制 動 器 陜西科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計說明書 8 輸送帶運行，將打完釘?shù)哪就邪暹\走同時將待打釘?shù)哪景暹\到指定打釘位置，如此往 復(fù)。 定位氣缸：當檢測到離合器分開且制動器停止制動信號和橫梁在上限位位置，則定位氣缸下降到達下限位位置， 確保把木板推到預(yù)定理想打釘位置，然后自動返回上限位位置。分別敘述如下： 自動模式 自動模式啟動后，如果橫梁在下限位則立即返回到上限位的位置，如果在上限位位置則檢測并判斷以下條件 ：鋼釘夠且定位氣缸在上限位的位置且輸送線有木板，如果條件存在則橫梁開始下降進行打釘操作，直到碰到下限位器，且復(fù)位鋼釘檢測信號，然后返回上限位位置，然后再次判斷上述條件，如果存在再次下降，如此往復(fù)。操作方式主要分為手動和自動操作。檢測開關(guān)和傳感器檢測到的信號作為 PLC 的輸入信號（ I 地址），都要接 24V 的直流電源上，將這些數(shù)字信號傳到 PLC 以后， PLC 會根據(jù)所輸入的程序和輸入信號，讓一些輸出的繼電器接通工作。 控制系統(tǒng)的組成 自動打釘機控制系統(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，異步電動機等。 (6)輸送裝置 輸送裝置主要包括輸送帶電機、離合器、制動器和輸送帶。 (5)橫梁 橫梁在液壓缸的帶動上下運動， 當向下運動時實現(xiàn)打釘，然后返回上限位，上下端分別設(shè)有一個限位器。 (3)推釘氣缸 推釘氣缸主要用來把漏釘槽處的鋼釘推下，使之漏于下方的軟管，在軟管的導(dǎo)向作用下到達打釘位置，在軟管經(jīng)過時將通過軟管附近的鋼釘檢測傳感器，推釘氣缸行程的左端和右端分別設(shè)各有一個限位器。 本機主要組成部分 (1)搖釘盒 排釘裝置是由一個三相異步電動機作為動力源，用來帶動搖釘盒擺動，采用通用變頻器控制調(diào)節(jié)三相異步電動機的轉(zhuǎn)速，同時電動機和變頻器的啟動和停止是互相獨立陜西科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計說明書 6 的，當電機達到一個合適的轉(zhuǎn)速時，變頻器就以一個固定的值運行。木板定位完成以后，定位氣缸復(fù)位（回上位）。將木板推到超過準確停止的位置 10 毫米處，再將木板反向推回到準停位置，就和數(shù)控機床的回零一樣，先超過回零的準停位置， 機床再反向退回到準停位置，這樣防止回零不到位。此時木板已經(jīng)超出了定位線，當木板定位傳感器第一次檢測到有木板通過時，定位氣缸不動作，當氣缸動作傳感器檢測到有木料時，定位氣缸將木板推回，準確停止在定位線上，此時定位檢測傳感器第二次檢測到有木板，此時木板定位結(jié)束，定位氣缸返回，定位結(jié)束。 輸送線是自動打釘機的關(guān)鍵設(shè)備，它是由一個 的三相異步電動機作為動力源 ［ 4］ ，用來帶動輸送線向前運動，采用通用變頻器控制調(diào)節(jié)三相異步電動機的轉(zhuǎn)速，同時電動機和變頻器的啟動和停止是互相獨立的，當電機達到一個合適的轉(zhuǎn)速時，變頻器就以一個固定的值來控制電動機勻速運行。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，木板由輸送線運走，輸送線繼續(xù)來木板。 打釘裝置是自動打釘機的執(zhí)行機構(gòu)，它是由油泵電動機帶動液壓驅(qū)動，由電磁閥來排釘電機 M2 液壓泵 電機 M1 電機 M3 振動器 推釘氣缸 定位氣缸 搖釘盒 橫梁液壓缸 橫梁 鋼釘 上 限位 下限位 左限位 右限位 上限位 下限位 旁通閥 升降閥 輸送帶 木板檢測器 制動器 離合器 木板 圖 1 自動打釘機控制系統(tǒng)設(shè)計 5 控制油路的接通還是斷開，液壓直接驅(qū)動橫梁上下運動來實現(xiàn)打釘操作。釘子在排釘槽中排好以后，到達一個斜滑道推釘口上，推釘口上有一個推釘氣缸，氣缸的行程很小，只有10 毫米，當釘子在滑到口上排好以后，推釘氣缸開始動作把釘子推下，釘子通過皮軟管漏到打釘槽中，每一根皮軟管上都按有一個傳感器，用來檢測是不是每一個皮軟管里都有釘子漏下，當推釘氣缸由左限位（起始位）到達右限位（終了位）后，在右限位延時（停留） 秒后再退回到左限位，保證釘子都能被推下。 陜西科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計說明書 4 2 打釘機控制系統(tǒng)的總體方案 自動打釘機工作原理 工作示意圖 下圖是自動打釘機工作示意圖，說明了自動打釘機的工作原理 圖 21 自動打釘機工作示意圖 排釘裝置是由一個 的三相異步電動機作為動力源，用來帶動搖釘盒擺動，采用通用變頻器控制調(diào)節(jié)三相異步電動機的轉(zhuǎn)速，同時電動機和變頻器的啟動和停止是互相獨立的，當電機達到一個合適的轉(zhuǎn)速時，變頻器就以一個固定的值運行。其次介紹了 PLC(可編程程序控制器 )的基本組成、工作原理、主要特點；綜合以上的知識和現(xiàn)場的實際應(yīng)用做出了總體方案、控制策略以及硬件配置和軟件實現(xiàn)方法。進行信號檢測、物料運送、定位、打釘?shù)燃庸ぁ? 自動打釘機控制系統(tǒng)介紹 本文設(shè)計的自動控制系統(tǒng)是能夠?qū)崿F(xiàn)自動打釘機大批量生產(chǎn)包裝箱用木托盤的一種機電一體化裝備，涉及機械、電氣、控制、液壓氣動等多種技術(shù)。 自動打釘機控制系統(tǒng)設(shè)計 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 勞動強度 勞動強度大 勞動強度小 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)，這樣會嚴重影響產(chǎn)品質(zhì)量的穩(wěn)定及進一步提高，因此實現(xiàn)高精度自動加工對企業(yè)生產(chǎn)有極為重要的意義。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，是企業(yè)物流操作規(guī)范的必經(jīng)途徑。木托盤與叉車配合，實現(xiàn)物料的機械化搬運工作；木托盤與貨架的結(jié)合應(yīng)用，實現(xiàn)對物 料的有序堆垛存放，并大幅度提高空間的利用率；木托盤共用體系，可以大幅度降低物流工作成本。 (4) 木托盤的應(yīng)用 木托盤、貨架、叉車是物流倉儲設(shè)備的三大基礎(chǔ)元素。 單面托盤經(jīng)濟耐用，也是倉庫周轉(zhuǎn)發(fā)貨很好的選擇；單面托盤大致又有川字型的，田字型的，九腳型的。 (3) 根據(jù)托盤的用法分為 雙面托盤和單面托盤 。 陜西科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計說明書 2 圖 11 實木托盤 圖 12 膠合板托盤 (2) 根據(jù)進叉方向分為 雙向進叉托盤和四向進叉托盤。托盤是用于集裝、堆放、搬運和運輸?shù)姆胖米鳛閱卧摵傻呢浳锖椭破返乃狡脚_裝置 ［ 2］ 。 木托盤資料 木托盤以原木為材料，進行干燥定型處理，減少水分，消除內(nèi)應(yīng)力，然后進行 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，最后進行精整、防滑處理和封蠟處理。使用的托盤的材質(zhì)， 57％企業(yè)使用木托盤。 托盤的規(guī)格和材質(zhì)方面， 80%的企業(yè)利用 1200 1000mm 規(guī)格的托盤， 77％企業(yè)使用 1100 1100mm 規(guī)格的托盤。復(fù)合材料平托盤和木托盤上升比例較大。 中國物流與采購聯(lián)合會托盤專業(yè)委員會的初步調(diào)查顯示：中國現(xiàn)擁有各種類托盤約5000 萬～ 7000 萬片，每年產(chǎn)量遞增 2020 萬片左右。 對于生產(chǎn)企業(yè)，其所擁有的木托盤不出企業(yè)，木托盤的使用范圍從企業(yè)的倉庫到運輸環(huán)節(jié)之間的搬運。 Second, it introduces the basic ponents of a PLC (programmable program controller), the working principle, the main features。s basic structure design, including nailing institutions and feeding agencies。s works, the development of its control system program。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)用進行了闡述。分析并介紹了 PLC 編程方法，電機調(diào)速原理以及各種各種低壓常用電氣元器件的使用。 本論文主要完成以下工作：首先收集和分析木托盤自動打釘機的工作原理，擬定其控制系統(tǒng)方案；隨后進行木托盤自動打釘機的基本結(jié)構(gòu)設(shè)計，包括打釘機構(gòu)和送料機構(gòu)；然后根據(jù)控制系統(tǒng)方案，完成各種裝置和元器件的選型、校核，設(shè)計系統(tǒng)硬件線路設(shè)計，設(shè)計控制系統(tǒng)的線路原理圖，并對低壓電器、電纜（電力、控制、 通信）以及控制柜裝置進行學(xué)習(xí)，并了解了各種低壓電器的使用方法和控制原理；其次介