滑块厚度综合检测平台控制系统硬件部分设计.doc

目次1绪论.21.1概述.21.2国内外的发展概况及趋势.21.3本课题研究的意义.41.4本课题拟采用的方法.41.5本课题的主要内容.42滑块厚度综合检测平台控制系统总体设计.62.1检测平台总体设计概要.62.1.1检测平台及分料机构设计简介.72.1.2检测平台及分料机构控制要求.82.2控制系统总体设计.92.2.1概述.92.2.2控制系统的总体方案设计.103控制系统的硬件选型及分析.123.1概述.123.1.1步进电机与驱动部分.123.1.2状态检测及报警设计.123.2步进电机选型及布置.133.2.1步进电机步距角的分析.133.2.2步进电机转速的分析估算.143.2.3负载转动惯量和转矩的估算.153.2.4选型.173.3接近开关.183.4电磁铁的选型.193.4.1弹簧预紧力的分析估算.193.4.2选型.203.5PLC硬件系统设计及选型.203.5.1PLC的选型.203.5.2PLC的I/O点分配.213.5.3PLC与工控机的通信协议.243.5.4驱动器的选择.253.6控制系统硬件总体连接图.274.控制系统软件简介.284.1概述.284.2软件的功能.284.3软件的实现方法.294.4软件流程图.295全文总结.31致谢.33参考文献.34传统检测的滑块检测方法采用人工检测，存在检测速度慢、效率低下和人为因素影响大的问题。随着生产力的提高，滑块的自动化检测成为发展的必然。本文通过对滑块检测工艺流程分析，设计了基于PC-PLC模式的滑块自动化检测系统的控制系统硬件。通过对检测系统的控制系统的总体方案和工作原理的介绍，阐明了控制部分硬件系统的设计思想，完成了硬件的选型，并通过现场调试验证了控制系统的合理性和可靠性。关键词：滑块步进电机控制毕业设计说明书（论文）外文摘要TitleMicrocomponentThicknessComprehensiveDetectingPlainThehardwareofcontrolsystemAbstractThetraditionalMicrocomponentverificationmethodwasmanualwork,whichhadtheproblemofslowvelocity,lowefficiencyandmaninducedfactoreffect.Astheincreaseoftheproductivity,theautomationdetectingofMicrocomponentbecamethenecessityofthedevelopment.InthisarticletheMicrocomponentdetectingtechnicswasanalysedandthecontrolsystemhardwareoftheMicrocomponentautomationdetectingsystemwasdesigned.Bytheintroduceoftheoverallplan,theprocessingtheoryofthecontrolsystemofthedetectingsystem,thedesignpenseeofthehardwareofthecontrolsystemwasdicussedandthepartsofthehardwarewasselected.Therationalityofcontrolsystemwasprovedwellbydebugginginindustriallocale.Keywords：MicrocomponentStepMotorC1绪论1.1概述滑块是空气调节器中的一个关键性部件，其加工要求的平行度、垂直度和尺寸精度都很高，滑块的加工质量、几何尺寸、形位公差、表面粗糙度等会严重影响空气调节器的性能指数，图1-1所示为滑块外形图。图1-1随着空气调节器的发展，滑块的需求量越来越大，对其精度要求越来越高，而目前，滑块厚度的检测仍然依靠手工操作。工作人员利用测量工具对滑块进行测量，然后对滑块是否合格进行估计分类。这种方法存在检测速度慢（一个工人一个班次只能检测几百块），效率低，人为因素影响大的问题，严重制约了滑块的生产效率，而且容易受主观因素影响，无法得到精确的数据。科学技术的发展要求生产向着快速、灵活、高质量、大批量的自动化方向发展，与此同时，产品检测能否跟得上生产的速度就决定了工厂效益的高低，尤其是对大批量生产的重要元件的检测，靠人工检测费时、费力。因此，如果能有一条自动检测生产线来取代原来的手工操作，就显得非常必要。因此，由宁波市科技局提出、南京理工大学承担研制一套自动化程度高、检测效率高的滑块厚度综合检测平台。该系统可以达到自动检测滑块的尺寸，以减轻工人劳动强度，节省大量的人力、财力、物力，并提高检测的正确率，使产量与检测同步，以提高生产效率和经济效益。1.2国内外的发展概况及趋势成件物品分拣是将众多的不同物品，迅速地按其要求分送到众多目的地的一种物料搬运过程。过去，成件物品分拣一般用人力和借助简单机械来进行，其主要缺点是劳动量大，效力低，差错率高。随着生产及商业连锁经营模式的发展和商品品种的激烈增多，目前物品分拣系统已成为各种行业，如邮政、医药、烟草、图书等末端配送中心的重要设施，也是物料搬运自动化的一个重要分支。双向滑块分拣系统主要由前处理设备、双向推块分拣主机、后处理设备、控制装置及电脑管理等四部分组成。1.前处理设备包括双向滑块分拣机之前向双向滑块分拣机输送物品的进给台及其他辅助性输送机和作业台等。进给台的功能主要有两个：一是操作人员利用输入装置或条码识别装置将各个分拣物品的尺寸、目的地址送入资讯处理系统，然后经控制器转换为确定推块方向、位置、数量和驱动分岔机构等一系列指令；另一个是控制分拣物品进入分拣主机的时间和速度，使进入分拣主机的物件与分配好的推块同步，确保和物件准确分拣。其他辅助性输送机则是向进给台输送分拣物品，可根据分拣系统现场的要求和条件来设置。2.双向推块分拣主机是系统的核心设备，由板式输送机、推块、道岔等关键部件组成，根据控制装置的指令、通过滑块将分拣物品分拣到相应的下线格口。3.后处理设备一般指设置在双向滑块分拣主机两侧的下线格口，其功能是暂存经分拣的物件。下线格口有多种类型和表式，如：有动力和无动力、滑槽和排轮结构等，以适应不同需求，线格口一般设有预满格及满格声光提示功能。格满后，由人工收集和装车发运，也有直接将伸缩式输送机或其他输送机连接下线格口组成后处理系统，以提高分拣效率。4.控制装置及电脑管理是对物品分拣资讯和处理，给系统设备各执行机构发出动作指令，使物品迅速、准确地在预定的分拣口进入目的地，完成对物品的分拣搬运处理。电脑管理主要是对系统中各设备运行的资料进行记录、监测和统计，相关生产资料、技术资料、各类报表等的整理和列印，并能与上位机联网，实现网路管理。1.3本课题研究的意义本课题意在研制出一套滑块厚度综合检测平台系统，利用系统的自动检测功能，来取代原有的人工检测，以达到减轻工人劳动强度、提高生产效率的目的。滑块自动检测装置的应用，将有效地提高企业的自动化水平，在提高了测量精度的基础上，极大地提高工厂的生产检测效率，提高产品质量和竞争力，可以产生极大的经济效益。因此，此检测装置的设计和应用，具有极高的实用价值与推广价值，有着重要的意义。1.4本课题拟采用的方法随着科技的不断发展，检测自动化已成为一种提高效率、提高检测结果精确性的重要途径。传统的滑块检测主要依靠工人手工打表的方式，对滑块是否合格进行检验。人工检测存在检测速度慢、效率低下、人为因素影响大等问题。因此，滑块的自动化检测成为必然。本课题中滑块的传送、分料、滑块厚度的检测等动作全部由系统进行自动化检测，这不仅能够大大提高测试效率，还能减少工作人员的主观因素对测试结果精确性的影响。要达到滑块厚度尺寸的自动检测的目的，本系统主要采用的是流水线式导轨结构，在导轨中完成滑块的运行及其翻转和旋转，并在完成综合检测后自动分料，导轨用步进电机带动双面同步齿形带传动，分料机构部分用步进电机带动，电磁铁得失电来实现；采用可编程序控制器（PLC）作为系统的控制核心，通过串行通讯与工控机