【正文】 不運行。 其它部分的程序要使整個自動模擬焊接設備順利的運行，還需要一些程序?qū)⑷齻€按鈕的作用與程序聯(lián)系起來，焊接部分的程序和運輸過程的程序也得連接起來。工件釋放后，再經(jīng)過一個短暫的延時時間，可編程控制器發(fā)出一個輸出信號 Y005，使無桿氣桿帶著頂推氣缸、旋轉(zhuǎn)氣缸、機械手和工件一起向右運動，運動到中位時，位于中位的接近開關產(chǎn)生一個輸入信號 X010，可編程控制器接收這一信號后，使無桿氣缸停止動作，接著可編程控制器斷開輸出信號Y00Y017，使頂推氣缸和旋轉(zhuǎn)氣缸不再動作，回到初始狀態(tài)，這時檢測頂推動作的接近開關就會產(chǎn)生一個輸入信號 Y011。接著經(jīng)過一個短暫的延時，可編程控制器接通 Y006，使無桿氣桿帶著頂推氣缸、旋轉(zhuǎn)氣缸、機械手和工件一起繼續(xù)向左運動，一直到位于左極限的接近開關檢測到信號為止。無桿氣缸向左運動，可編程控制器的輸入 X014 呈斷開狀態(tài)，一直運動到中位，位于中位的接近開關產(chǎn)生一個檢測信號并送入可編程控制器中，可編程控制器接收到這一信號后，就立即斷開 Y006，使機械手等位于中位。接著經(jīng)過一個短暫的延時時間，可編程控制器產(chǎn)生一個輸出信號 Y007，使頂推氣缸完成工件的提升動作，工件一提升，可編程控制器的輸入輸入信號 X011 就呈斷開狀態(tài)。當可編程控制器接收到這一信號后就會立即發(fā)出指令使無桿氣缸停止?？删幊炭刂破飨犬a(chǎn)生一個輸出信號Y004，使機械手打開，接著經(jīng)過一個短暫的延時時間，產(chǎn)生一個輸出信號 Y005，使無桿氣缸向右移動，無桿氣缸移動后，X010 處于斷開狀態(tài)。 運輸過程的程序當工件加工完畢，推料桿會將工件推到同一個位置，然后，再將其運離。當主推料桿返回后，可編程控制器就會斷開使檔桿落下的信號，使主送料桿能夠?qū)⒐ろ樌腿氲谝还ぷ鼽c。一直到兩個工作點中至少有一個處于不工作狀態(tài)，主送料才會動作。兩個工作點的模擬焊接動作各持續(xù) 10 秒鐘，使用延時程序來完成。 當待加工工件進入第一加工點，位于第一加工點接近開關就產(chǎn)生一個檢測信號傳送到可編程控制器中。工件一進入分配處，位于分配處的接近開關就產(chǎn)生一個檢測信號傳送到可編程控制器中使 X003 處于接通狀態(tài)。在檔桿沒有落下的情況下，主送料桿會將待加工工件送入第一加工點，反之，主送料桿將工件送到工件分配處就返回。在進行可編程控制器的接線工作時，只需一把螺絲刀就可完成所有的接線工作，相當方便簡單。電磁線包與可編程控制器都與交流220V 的電源相連。在所選用的可編程控制器中，有 24 個輸入節(jié)點和 16 個輸出節(jié)點，在自動模擬焊接設備中，需要 12個輸入節(jié)點和 12 個輸出節(jié)點，為了安裝的方便，選用了X000，X001，X002，X003，X004，X005，X006，X007，X010，X011，X013，X014 這 12 個輸入節(jié)點；選用了 Y004，Y005，Y006，Y007，Y010，Y011，Y012，Y013，Y014，Y015，Y016，Y017 這 12 個輸出節(jié)點。 可編程控制器的選擇可編程控制器選用三菱的型號為 FX1N－40MR－001 的小型可編程控制器。檢測頂推氣缸是否有動作及無桿氣缸位移位置的接近開關只需采用一般的檢測距離較短的接近開關，在自動模擬焊接設備中，選擇了四個型號為 LJ177－5Z/NKS 的接近開關來滿足這些檢測需要，這些接近開關的檢測距離為 。檢測工作臺部分工件位置的接近開關由于工作臺和氣缸安裝位置及工件移動情況的原因，需將其安裝在工作臺的背面才能較好的工作，也使整個工作臺看起來比較美觀，故這些接近開關需要有較大的檢測距離。 接近開關的選擇和按鈕的安裝 可編程控制器的輸入信號由接近開關和按鈕產(chǎn)生。在自動模擬焊接設備中使用十個型號為 4V210－08 的兩位五通既可電磁控制也可手動控制的閥來實現(xiàn)對七個有桿氣桿、頂推氣缸、旋轉(zhuǎn)氣缸和氣動手指的控制；選擇型號為 4V230C－08 的三住五通既可電磁控制也可手動控制的閥來實現(xiàn)對無桿氣缸的控制，使無桿氣缸不僅能停在左極限和右極限，亦能停在行程中和任何一個位置。 氣閥的選擇閥的種類很多。在自動模擬焊接設備中，使用了三個型號為 CDJ2B10－25－B 的有桿氣缸，兩個用來完成模擬焊接的動作，一個作為檔桿來完成待加工工件的分配工作；兩個型號為 CDJ2B10－50－B 的有桿氣缸分別作為送料桿和推料桿來完成將待加工工件送入第二加工點和將加工完畢的工件推離第一加工點的動作，一個型號為 CDJ2B10－75－B 的有桿氣缸作為推料桿來完成將加工完畢的工件推離第二加工點的動作，一個型號為 CDJ2B10－125－B 的有桿氣缸作為主送料桿來完成將待加工工件送入第一加工點和送入分料點的動作?？諝饨?jīng)壓縮機壓縮進入貯氣罐內(nèi)，貯氣罐內(nèi)的壓縮空氣經(jīng)過壓縮空氣調(diào)理裝置后進入輸送管道，然后再通過各種形式的閥，才能最終進入氣缸，推動活塞運動。另一方面，由于可編程控制器自身的硬件和由制造者編制的系統(tǒng)監(jiān)控程序的優(yōu)越性能的關系，使得用戶程序在運行時很穩(wěn)定、可靠。此外，不像單片機一樣，要將程序?qū)懭雴纹瑱C，需特定的程序?qū)懭氲挠曹浖?，在可編程控制中，在相應的編程環(huán)境中將程序編寫完成后，直接可寫入可編程控制中，進行調(diào)試、運行。用梯形圖編程，語言顯得精簡。 軟件部分由于控制機構采用小型的可編程控制器，因此必須采用適合于所選擇型號的可編程控制器的編程語言。此外，單片機語言比較復雜難懂，完成相同一個動作，單片機的語言要比可編程控制器的繁瑣的多，同時，要把單片機語言寫入單片機內(nèi)，需要專門的軟硬件，要比可編程控制麻煩的多?？删幊炭刂破鞑粌H具有很高的可靠性，而且編程方便，易于使用，軟件方面可編程控制器采用與實際電路接線圖非常接近的梯形圖，易懂易編，硬件方面只用螺絲刀即可進行全部接線工作。因此，選擇接近開關作為自動模擬焊接設備的檢測機構。因此要求檢測機構要有精確的檢測能力和快速傳遞信號的能力，同時對檢測機構形狀，結構，尺寸都有要求。但這些氣缸都是獨立的個體，得用塑膠板，螺釘?shù)炔牧蠈⑦@些獨立的元件組合起來，使之成為一個完整的整體，進而完成各項動作。故選用氣動手指來完成抓取動作，而沒有選取吸盤來完成抓取動作。自動模擬焊接設備中有工件的輸送的系統(tǒng)，即將加工完的工件從一端運到另一端，這一輸送過程中包括工件的抓取、提升、移動、旋轉(zhuǎn)這一系列的動作。由于動力機構是采用氣動的方式，故執(zhí)行機構采用氣缸還完成規(guī)定的動作，達到設計的要求是最直接的選擇。故動力機構采用氣動的方式，而不采用伺服電機的形式。從貯氣罐中出來的壓縮空氣經(jīng)過適當?shù)拈y的控制，就可滿足壓強、方向、流量的要求，從而驅(qū)動各個執(zhí)行元件完成規(guī)定的動作。方案設計 硬件部分自動模擬焊接設備是一個完整的系統(tǒng)，包含了動力、執(zhí)行、檢測、控制等部分，由不同的元件來實現(xiàn)各個部分的功能，達到預期的效果。自動模擬焊接設備是一套教學設備，將氣動知識與可編程控制知識綜合起來，有助于學習氣動技術和可編程控制的相關知識。關鍵詞：可編程控制器，氣動技術，接近開關緒 論 隨著時代的進步，社會的發(fā)展，氣動技術和可編程控制器在工業(yè)上的運用越來越廣泛。自動模擬焊接設備能實現(xiàn)手動送料，自 動分配 焊接機焊接，然后機械手自 動地將已加工完 畢的工件運走的一系列連續(xù)的動作。1 / 50自動模擬焊接設備設計目 錄工學院自動模擬焊接設備設計………………………………………………………呂敏軸套塑料模具設計………………………………………………………… 屈斌閥體蠟模模具設計 …………………………………………………… 林瑞永微機控制超低速運動下降桿設計………………………………………… 孫國浩基于遺傳算法的車間調(diào)度方法………………………………………… 黃頌志虛擬企業(yè)的作業(yè)模型構建及其業(yè)務流程設計…………………………… 陳 局電腦的造型設計………………………………………………………… 毛盈歡工業(yè)電熨斗的造型設計 ………………………………………………… 張麗娜彈性板中的表面波分析 ………………………………………………… 潘俏俏2 / 50自動模擬焊接設備設計作者：呂敏 指導教師：周嶸摘要：本論文是對畢業(yè)設計——自動模擬焊接設備設計所采用的方案以及所使用的硬件、軟件技術和所能達到的效果的描述。自動 模擬焊接 設備在動力上采用氣 動的方式，接近開關提供反 饋 信號，采用可編程控制器（PLC）實現(xiàn)總的控制。自動模擬焊接設備是一套教學設備，能幫助學生學習氣動技術，學 習可編程控制器（ PLC）的使用及傳感技術。作為機械專業(yè)的學生，學習氣動知識和可編程控制知識是必須的，但我們?nèi)鄙賹烧呓M合在一起使用，形成一個完整的系統(tǒng)的學習。自動模擬焊接設備的原理及方法亦能適用于實際生產(chǎn)的系統(tǒng)，它能提高生產(chǎn)效率，而且由于驅(qū)動采用氣動方式，故幾乎不對環(huán)境造成污染，因此對于實際生產(chǎn)也有很大的意義。 動力機構動力機構采動氣動的方式。雖然動力機構亦可采取伺服電機的形式，但在自動模擬焊接設備中，由于要實現(xiàn)的動作很多，而且這些動作之間又具有相對獨立性，需要多個伺服電機才能完成規(guī)定的動作，并且要完成規(guī)定的動作，還必須經(jīng)過減速箱體等的設計制造，才能將伺服電機提供的運動形式轉(zhuǎn)化為自動模擬焊接設備所需要的運動形式，這些都會大大地增加自動模擬焊接設備的繁瑣性。 執(zhí)行機構執(zhí)行機構采用不同型號的氣缸，加以組合來完成規(guī)定的動作。氣缸價格低，便于安裝，結構簡單、可靠，不僅能完成直線運動，還能完成旋轉(zhuǎn)運動和側(cè)轉(zhuǎn)（擺動）運動，而且，氣缸根據(jù)尺寸和有效行程不同，又有各種形式的氣缸，可供選擇的范圍很大。工作的抓取選擇氣動手指作為機械手來完成，當然，抓取的動作亦可由吸盤來完成，但吸盤對工件表面的粗糙度要求較高，而且吸盤亦不及采用機械手來實現(xiàn)抓取動作的直觀性。提升動作可以選取頂推氣缸來完成，移動動作可由無桿氣缸來完成，旋轉(zhuǎn)動作可由旋轉(zhuǎn)氣缸來完成。. 3 檢測機構3 / 50檢測機構主要用來檢測工件的位置和無桿氣缸的移動情況，并將檢測到的信號傳送給可編程控制器，由控制機構對信號進行處理。在自動模擬焊接設備中，要使其適合于自動模擬焊接設備，能發(fā)揮其功能，同時不能使自動模擬焊接設備看起來很突兀。. 4 控制機構控制機構采用小型的可編程控制器。雖然采用單片機亦能完成所要求的工作，但單片機需要自己設計在可編程控制器中已有的一些安全性電路，而且需要自己根據(jù)需要焊接電路，故單片機的可靠性遠不及可編程控制器。故控制機構采用可編程控制器，而不采用單片機。在自動模擬焊接設備中，采用與實際電路接線圖非常接近的梯形圖。梯形圖語言的易懂易編對于初學者來說是很有幫助的，有助于看懂程序，有助于對可編程控制由淺入深的學習。這樣就顯得可編程控制器的編程相當直接、方便。硬件技術 氣動元件的選擇 動力機構采用氣動的方式。 氣缸的選擇在自動模擬焊接設備中，需要由氣缸來完成的動作有模擬焊接，待加工工件的分配，將待加工工件送入工作點，將已加工完畢的工件推離工作點，已加工完工件抓取、提升、移動、旋轉(zhuǎn)，需選擇合適的氣缸就能完成所有的這些動作。在加工完工件的輸送過程中，選擇型號為 ORV16*150－11W 的無桿氣缸來完成移動；選擇型號為 SDA25*10 的頂推氣缸來完成提升動作；選擇型號為 CRQBW10－180 的旋轉(zhuǎn)氣缸完成旋轉(zhuǎn)運動；選擇型號為 MHZ－10N 的氣動手指作為機械手來完成工件的抓取、釋放動作。在自動模擬焊接設備中，閥要根據(jù)所接收的輸入信號決定氣流所取路徑，控制氣流4 / 50的通過、切斷、或流動方向，閥的輸入信號由可編程控制器輸出，因此決定使用電磁控制和彈簧復位的閥。為了控制進入氣缸的壓縮空氣的流量的大小，使活塞桿運動速度達到自動模擬焊接設備所要求的，選擇在氣缸的一端安裝單向節(jié)流閥或節(jié)流閥。在自動模擬焊接設備中，檢測機構需要檢測是否有工件待加工，是否有工件加工完需運離，還有頂推氣缸是否有動作，無桿氣缸處于何位置。最后選用五個型號為 LJ18A3－8－Z/BX 的螺紋式的接近開關，其實際檢測距離為 4mm?？删幊炭刂破鞯妮斎胄盘柍私咏_關所產(chǎn)生的檢測信號外，還包括開始，急停，停止三個信號，這些通過三個按鈕來實現(xiàn)。可編程控制器接收檢測機構和按鈕發(fā)出的信號，然后對這些信號進行處理，再將產(chǎn)生的結果信號輸出給控制閥的電磁線包，用于驅(qū)動氣缸。在接輸出時，要將其中的 COM3，COM4，COM5 這三個節(jié)點聯(lián)接在一起。接近開關的工作電壓為 10~36V，由可編程控制器提供的電壓為 24V 的電源。5 / 50軟件技術 焊接部分的程序當接近開關檢測到有工件待加工時，可編程控制器就會得到相應的輸入信號 X002，進行處理后，產(chǎn)生輸出信號 Y014，使負責主送料的氣缸動作。當工件一離開等待位置，X002 就處于斷開狀態(tài)。經(jīng)過短暫的延時，可編程控制器輸出一個信號 Y015，使副送料桿動作，將待加工工件送入第二工作點并返回?？删幊炭刂破鹘邮盏捷斎胄盘?X000，進行處理后輸出兩個信號 Y01Y010，使檔桿落下，模擬焊接開始；同理，工件進入第二工作點，可編程控制器接收到輸入信號 X001，進行處理后輸出信號 Y012，使位于第二工作點的模擬焊接的氣缸動作。當兩個工作點都處于模擬焊接狀態(tài)時，即使接近開關檢測到有工件待加工，送料桿也不動作。當?shù)谝还ぷ鼽c的工件加工完成后，可編程控制器就會斷開 Y010，并經(jīng)過 1 秒的延時后，發(fā)出一輸出信號 Y012，使負責將加工完工件推離第一工作點的氣缸動作。同理，當?shù)诙ぷ鼽c的工件加工完成，可編程控制器斷開 Y012，并經(jīng)過 1 秒的延時時間，產(chǎn)生一輸出信號 Y013，使副推料桿動作，將已加工完畢的工件推離第二工作點。當工件進入這一固定位置時，位于這一位置的