YZ-DP卸垛机的设计-自动加工生产线之卸垛机的设计【毕业论文+CAD图纸全套】

 毕    业    论    文  课题名称  自动加工单元 之卸垛机的设计  系 /专  业    班     级   学     号   学生姓名   指导教师：   2011 年 5 月  23 日  买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985  卸垛 自动生产线及控制系统研究  摘要  传统的机械设备与产品，多是以机械为主，是电气、液压或气动控制的机械设备。随着工业水平的不断发展，机械设备已逐步地由手动操作改为自动控制，设备本身也发展成为机电一体化的综合体。可编程序控制器 (以微处理器为核心，综合计算机技术、自动化技术和通信技术发 展起来的一种新型工业自动控制装置。经过 30多年的发展，目前，可编程序控制器已成为工业自动化领域中最重要、应用最多的控制装置，居工业生产自动化三大支柱 (可编程序控制器、机器人、计算机辅助设计与制造 )的首位。其广泛的深度和广度成为衡量一个国家工业自动化程度高低的标志。本文首先概述了 展及应用现状，随后又论述了 自动生产线的历史、我国的应用现状及存在的一系列问题及今后该领域的发展趋势。  其次进行了系统控制部分的设计。该系统的核心部分是 卸垛 自动生产线的控制系统，其控制系统主要是以可编程序控制器 (基础进行集成控制的。在该部分中，介绍了 细介绍了工艺流程及控制逻辑；设计了 介绍了用户对 卸垛 自动生产线实现实时监控、远程诊断和网络化管理搭建了平台。  最后，论文对全文进行总结，并提出了进一步研究的展望。  关键词   卸垛 ；控制系统； is is or of of by a a of is a 文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985  a of 0 of at of  in of to a of of LC of of of a of in  is a of a of In of of of of is a   买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985  目录   第 1 章绪论 .  1 1课题的研究背景及意义  .  1 2可编程控制器的产生、应用现状和发展趋势  .  1 2 1可编程控制器的产生  .  1 2 2可编程控制器的应用现状  .  1 2 3可编程控制器的发展趋势  .  1 3卸垛自动生产线的发展、应用现状及发展趋势  .  1 3 1卸垛自动生产线的发展  .  1 3 2卸垛自动生产线的应用现状  .  1 3 3卸垛自动生产线的发展趋势  .  1 4课题来源及主要研究内容  .  第 2 章卸垛自动生产线总体设计方案  .  2 1概述  .  2 2系统组成  .  2 3系统功能  .  2 4本章小结  .  第 3 章卸垛自动生产线机械系统及电气系统设计  .  3 1概述  .  3 2设备电气配置  .  减速机设置：  .  光电开关、接近开关设置：  .  控制气缸的阀及磁性开关：  .   .   .  线要求：  .  第 4 章气动及真空系统  .  4 1气动系统的组成  .  4 2气动回路设计  .  4 3本章小结  .  5 1控制系统概述  .  5 1 1 .  5 1 2 类  .  5 1 3 .  5 1 4 .  结论  .  买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985  1 绪论  1 1课题的研究背景及意义  随着科学技术的迅猛发展，生产力水平的不断提高，人们对降低劳动强度、改善工作环境同益重视起来。石油化工、化肥、粮食、港口等行业 对 质量和劳动效率的要求也日益提高，从而促进了这些企业的现代化改造。而传 统的人工卸垛由于其生产效率低下而成为这些行业产量和 质量提高的巨大障碍，已不能满足现代化大生产的需要。用户为了便于产品的运输和存储，对 卸垛要求更加严格，卸垛好坏 已成为企业升级和获得经济效益的关键因素，因此尽快提高产品的 质量，是这些行业的迫切任务之 一，也是用户对这些行业的要求。国际上日本国 大利米勒、美国 卸垛 先进技术。目前国内全自动 卸垛设备主要依靠进口，国产设备生产厂家较少，市 场呼吁国产化的全自动卸垛生产线。我国人工卸垛 的低效率与产量的日益提高之间的矛盾同益突出，因此对 卸垛 自动生产线的研究具有重大的经济意义和现实意义。  买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985  1 2可编程控制器的产生、应用现状和发展趋势  1 2 1可编程控制器的产生  上世纪 60年代未期，由于市场的需要，工业生产开始从大批量、少品种的生产方式转变为小批量、多品种的生产方式。这种生 产方式在汽车生产中得到更充分的体现，而当时汽车组装生产线的控制是采用继电器控制系统的。这种控制系统体积大，耗电多，特别是改变生产程序很困难。为了改变这种状况， 1968年，美国通用汽车公司对外公开招标，要求用新的电气控制装置取代继电器控制系统，以便适应迅速改变生产程序的要求。该公司为新的控制系统提出 10项指标：           1编程方便，可现场修改程序；  2维修方便，采用插件式结构；  3可靠性高于继电器控制装置；  4体积小于继电器控制盘；  5数据可直接送入管理计算机；  6成本可与继电器控制盘竞 争；  7输入可为市电；  8输出可为市电，容量要求在 2直接驱动接触器等；  9扩展时原系统改变最少；  10用户存储器大于 4 这 10项指标实际上就是现在可编程控制器的最基本功能。其核心 ,要求可归结为 4点：  1用计算机代替继电器控制盘；  2用程序代替硬接线；  3输入输出电平可与外部装置直接相联；  4结构易于扩展。  1969年美国的数字设备公司 (制成了第一台可编程控制器 在通用公司的汽车生产线上首次应用成功 ，开创了可编程控制器的新纪元。  可编程控制器是以微处 理器为核心，把电气传动和逻辑控制、自动测量和调节、数据计算和处理有机地结合起来，具有丰富的软件资源的现代化工业自 动化控制器 。经过 30多年的买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985  发展，现在可编程控制器己经成为最重要、最可靠、应用场合最广泛的工业控制微型计算机。在可编程控制器中，充分应用了大规模集成电路技术、微电子技术及通信技术，迅速地从早期的逻辑控制发展到进入位置控制、过程控制等领域。用可编程控制器已经可以构成包括逻辑控 制、过程控制、数据采集、图形工作站等的综合控制系统 。  买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985  1 2 2可编程控制器的应用现状  可编程控制器是“专为工业环境下应用而 设计的”工业控制计算机，由于其具有很强的抗干扰能力，很高的可靠性”，能在恶劣环境下工作的大量的 I 此，伴随着新产品、新技术的不断涌现，始终保持着旺盛的市场生命力。可编程控制器的出现，除了取代传统的继电器控制外，正在逐步占领 国际市场：当今世界的 00多家，生产 400多种 球最大的 5家 国 国 本的 7。我国对可编程控制器的 研制始于 1974年，目前全国有几十个生产厂家，但产品多为 128个丌关量 I 内市场几乎被国外的  买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985  1 2 3可编程控制器的发展趋势  近年来，随着微电子技术、计算机技术和通信技术的快速发展， 用范围迅速扩大。目前，  1高速度、大存储量方向发展为提高处理能力，要求 前大中型 2大公司都把   2向多品种方 向发展目前中小型 小型 适应市场的多种需要，今后 别是向超大型和超小型两个方向发展。据统计，小型 济可靠，适用于设备的单机控制，便于“机电仪”一体化。随着应用范围的不断扩大和网络及其他功能的不断加强，从控制能力上，诞生了各种各样 的特殊功能单元，用于压力、温度、转速、位移等各式各样的控制场合。 从产品的配套能力上，生产出了各种人机界面单元、通信单元，促进了大型及超大型  3编程语言多样化 的同时，编程软件也在不断发展。编程语言朝着多种编程语言的方向发展。尽管大多数 但是新的编程语言还是不断出现，现在有部分 如 。  4发展智能模块智能模块是以微处理器为基础的功能部件。它可以与 用主 利于提高 展智能模块可进一步提高  买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985  1 3卸垛 自动生产线的发展、应用现状及发展趋势  1 3 1卸垛 自动生产线的发展  卸垛 自动生产线属于 工业机器人。工业机器人是在第二次世界大战期问发展起来的，始于 40年代的美国橡树岭国家实验室的搬运核原料的遥控操作手 。工业机器人是一种能自动控制、可重复编程、多功能。多关节的操作机他可以是固定式或移动式的，用于工业自动化作业中。工业机器人与其他专用自动机的主要区别在于，专用机是适用于大量生产的专用自动化设备，而工业机器人是一种能适用于产品种类变更，具有多自由度动作的 柔性自动化设备。  卸垛生产线是机电一体化高技术产品，适用于化工、食品、医药等行业。它可以对出瓶的数量、速度是否有倒瓶现象进行控制，从而使灌装的精度 大大提高。大大节约了人力资源。  通过可编程控制器，对整个生产线的工作过程进行自动控制， 对运行过程中出现的故障或供料不足，出料不及时等等一系列问题进行声光报警。该设备具有操作简单、运行可靠、维修方便等特点。还可与上位机或触摸屏连接，对卸垛机的整个运行过程进行实时监控、远程诊断和网络化管理。  卸垛自动生产线是以 按钮或触摸屏等为输入设备， 成对各电机转速、方向及各个接触器、中继器等的控制。  叉车供应物料传感器检测有无物料人工撕膜卸垛机进行卸垛  图 1产线 流程图  在我国， 机械的研制始于 1958年，主要是自用设备，属革新产品，未进入市场，正式包装生产线起始于七十年代初，“八五”期间呈全方位发展态势，“九五”期间进入转型期，逐步成为高科技、高效益、现代化、国防化的产业。  我国机械起步较晚，解放后轻工业开发了一批专用卸垛 设备，为啤酒厂、饮料厂、卷烟厂、火柴厂配套，尚未形成行业。 80年代初，卸垛 机械作为 新兴的工业部门开始发展起来，经过近二十年的艰苦努力，一支从事卸垛 设备科研、设计、生产制造及教育管理的行业队伍已形成，并初具规模，产品品种 不断增加，产量迅速上升，技术水 平逐年提高，作为卸垛码垛 机械工业在我国国民经济的崛起中正在不断发展完善。  买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985  1 3 2卸垛 自动生产线的应用现状  从专业化程度看，目前国内包装设备厂专业化程度还不高， 57的企业是兼业生产，仅上海、山东、江苏、辽宁、浙江、广东等省市专业厂较多。很久以 来，我国生产线上的供料系统都是人工完成，很少使用卸垛机完成 。造成这种局面有多方面的原因，但主要是由于我国生产力水平较低，劳动力便宜，科研人才缺乏造成的。随着知识经济时代的到来，这种局面必将会被打破。  总的来说，我国 设备制造工业经近 20年的努力，在数量、质量、水平方 面均有较大的进展，为我国建立一个门类齐全、技术先进、水平相当、独立 完善的 设备生产系统奠定了坚实的基础。但要想在未来的国际竞争中占有一席之地，还必须要找出自身缺点和不足，特别是要找出与北美、日本、西欧等国家的差距。纵观 20余年的发展，不难发现我国 机械行业中存在的某些明显不足之处。  1低水平产品重复生产多   如小型自动封口机、真空包装机、小型灌装机、小食品生产设备等。这些设备技术难度小，成本低，起步快，因此，不少企业选中它做“入门”产品，以此积累资金再展鸿图。这样，就造成产品不可避免地重复，产品积压卖不出去， 自然又影响设备的更新，最终使得生产水平难以提高。  2高技术含量的产品尚未有人生产   如多层共挤设备。欧美一些著名的公司，虽有成套设备供应，但其共挤头也是从美国购来配套的。再如高压杀菌设备，甚至连实验室阶段也未进入。  3自主开发能力较弱   一方面是我国的企业起步较晚，还未摸清市场的脉搏，另一方面是科技力量薄弱，高科技人力资源不足，不具备先进的设计工具。本行业应用。气 以一提新产品，许多企业往往看好别人已生产的产品，市场不错，买来图纸依样画葫芦，结果并不理想。有的企业照搬国外产品测仿，达到了 样机水平的则吹为“国际先进水平”，实际上是人家早己淘汰的产品。  4可靠性问题普遍存在   我国一些企业不太注意产品质量，表现在两个方面：一是自身加工的零部件，有的精度不够，有的材质不好，有的该热处理的不热处理，该锻压的不锻压，以致于出现出口产品断轴，运行不到一个月即严重磨损而不能使用。另一方面是配套件，进货把关不严或有意购进低价劣质产 品，以致于出口产品轴承开裂。有的产品在用户开 机时因电器故障一次就卡壳。当然，密封件、传动件问题也不少。  5产品防护问题未能引起重视   为了操作人员的安全，设备安全所采取的措施 较少。买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985  这类产品绝对进不了欧美市场，只能进入第三世界没有防护立法的国家和地区。安全性、可靠性是至关重要的，一定要引起企业的足够重视。  买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985  1 3 3卸垛 自动生产线的发展趋势  为了满足各行各业对 日新月异的商品的质量 要求，改善工作环境，降低劳动强度， 卸垛机械就必须适应不断发展的工业的需要，未来的卸垛 机械将有以下发展趋势：  1机电仪综合技术是 卸垛 生产线的发展主流自动化程度是衡量卸垛  机械技术水平的重要标志。其内容包括自动控 N(艺参数、产品质量、运行故障、安全防护等控制 )和自动检测 (卸垛物、卸垛速度、卸 垛 过程等检测 )两个方面。由于大量采用了微电子、远红外、传感器等高新技术，特别是微型计算机的应用，使上述两个方面的水平迅速提高， 从而简化了产品结构，减少了人工操作，提高了卸垛 质量。  2在促进单机高速化的同时，注意提高系统效率高速化是提高卸垛 机械 生产效率的主要途径，为此，不断提高卸垛 速度已成为总的发展趋势。其主要途径是在提高自动化水平的同时不断改进结构。与此同时，还将更多的注意力 投向提高整个卸垛系统的生产效率上，使高速化向深层次发展，使 系统更加经济合理。  3大力开发辅助设备，促进连续化卸垛 生产线的发展单机联 线生产效率的提高，除主机外，各种辅助设备也相当重要 。为此，全面地系统地丌发各 种卸垛辅助设备已引起普遍关注。如用于容器及 产品的各种 整理、转向、运送装置、检测装置、打印装置等的开发，大大提高了卸垛 生产线的效率和自动化程度。  1 4课题来源及主要研究内容  本课题来源于南京贝隆齐 机械设备制造公司的实际项目，该公司是一家专业生产 卸垛 自动生产线的公司。  随着科学技术的迅猛发展，生产力水平的不断提高，人们对降低劳动强度、改善工作环境同益重视起来。在新的世纪，随着我国各项事业的蓬勃发展以及知识经济所面临的机遇和挑战， 卸垛 机械必将发挥越来越重要的作用，为国民生产产生不可估量的经济效益。以 垛 自动生产线 ，控制系统简洁方便，自动化程度较高， 可极大提高生产效率 。  本课题主要研究 卸垛 自动生产线及控制系统。 卸垛 自动生产线以 操作盘或触摸屏为输入设备， 行通信，完成对各电机转速、转向及各个接触器、中继器等的控制。  买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985  该课题主要包括以下研究内容：  1 卸垛 自动生产线机械系统设计在结构设计时拟采用使用较多的结构形式，做到结构紧凑，所占空间小，相对成本低。对 卸垛 自动生产线机械系统进行设计 ，包括机构的选择和分析、传动装置的计算、对主要结构进行设计和分析。  2 卸垛 自动生产线气动及真空系统设计气动驱动具有成本低、控制简单的特点。气动系统是生产线的基本组成部分之一，它的性能、寿命及稳定性直接决定着生产线的工作性能和质量。设计 卸垛 自动生产线的气动及真空系统，了解气动系统的原理和应用，给出基本的气动回路和真空系统的组成及功能。  3控制系统的软硬件设计 卸垛 自动生产线动作多，运动复杂，而所处工作环境恶劣 (高温、振动、粉尘 )，这就要求控制系统具有很高的可靠性、很强的故障诊断能力，确保生产的稳定运行。可编 程控制器是“专为工业环境下应用而设计的”工业控制计算机，由于其具有很强的抗干扰能力，很高的可靠性，能在恶劣环境下工作，故成为本课题首选的控制器。控制系统的软硬件设计，包括编排 卸垛 自动生产线的工艺过程及动作流程；分析研究包装码垛自动生产线的控制逻辑；绘制系统原理图及接线图；编制控制系统 I 0表：用梯形图法编制  买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985  第 2 章 卸垛 自动生产线总体设计方案  2 1概述  本课题所设计的 卸垛 自动生产线是一个典型的机电一体化系统。所谓的机电一体化系统是指在系统的主功能、信息处理功能和控制功能等方面引进了电子技术， 并把机械装置、执行部件、计算机等电子设备以及软件等有机结合而构成的系统，即机械、执行、信息处理、接口和软件等部分在电子技术的支配下，以系统的观点进行组合而形成的一种新型机械系统。机电一体化系统由机械系统 (机构 )、电子信息处理系统 (计算机 )、动力系统 (动力源 )、传感检测系统 (传感器 )、执行元件系统 (如电机 )等五大子系统组成。其五种内部功能即主功能、动力功能、检测功能、控制功能、 构造功能 。  机电一 体化系统的一大特点是由于机电一体化系统的微电子装置取代了人对机械的绝大部分的控制功能，并加以延 伸和扩大，克服了人体能 力的不足和弱点。另一 大特点是节省能源和材料消耗。其主要特征是自动化操作。  2 2系统组成  该系统是一个典型的机电一体化系统或称为机电计算机控制系统 (本系统主要采用 ，因而本系统设计主要由机械、气动、控制三大部分组成。其机械部分主要是各传动装置通过各种机构驱动执行装置实现设定的运动轨迹、完成预期的功能。气动部分是由检测传感器、电磁控制阀等组成。控制部分主要由可编程控制器 (本课题采用同本 200H)、交流接触器、低压断路器等组成。任何一个典型的机电计算机控制系统，从系统总体而言，都要由硬件 和软件两部分组成。如图  2系统的硬件配置主要由中央处理单元、 I/单元、 检测元件、人机操作界面、控制单元和执行元件组成 。  买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985  图 22of 3系统功能  1检测与控制功能系统通过各种传感器自动检测位置及是否回归起始原点的状况，由行和停止。系统实时检测供电电源情 况，由  2显示报警功能当系统出现下列情况之一时，均同时进行声、光报警： 各种传感器的供电电源 )；执行装置未回归原点位置时进行启动；垛盘满位时；系统供电电源严重过压或欠压等。  3灵活的操作过程 卸垛 自动生产线的操作过程有两种：自动操作手动操作。将自动手动的切换开关打到“手动”状态时，可以按下操作面板上相应的点动开关实现点动操作；打到“自动”状态时，则根据相应的控制程序进行自动且连续的作业。  2 4本章小结  本章从 卸垛 自动生产线作为一个典型的机电一体化系 统入手，从总体上分析了该系统的组成及功能，为下一步的研究勾勒出清晰的轮廓。  中央处理单元 入 /输出 I/O 扩展单元  检测元件  操作面板  控制单元  执行元件  买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985  第 3 章 卸垛 自动生产线机械系统 及电气系统 设计  3 1概述  机电一体化系统的机械系统与一般的机械系统相比，除要求具有较高的定位精度之外，还应具有良好的动态响应特性，就是说响应要快、稳定性要好。  这里所说的机械系统一般由减速装置、各种线性传动部件以及连杆机构等非线性传动部件、导向支承部件、旋转支承部件、轴系及机架等机构组成。全自动 卸垛 生产线是集机、电、于一体的高技术产品，它主要应用 于化工、粮食、食品及医药等行业中的瓶、纸箱、桶的全自动 卸码垛 。卸垛 机 自动生产线系统主要组成如图 3 1所示卸垛机生产线 分为输送台 1、输送台 2、输送台 3、输送台 4、换向输送台、垛板收集台、储瓶台、随动系统、拨瓶机构 、出瓶机构（图上没有画出）、真空系统部分和龙门立柱框架部分。本图仅为卸垛机总体平面图，由于本次设计机械部分过于复杂在这里将不做详细说明 ，之后本次设计的总图和所有部件图都将以 械部分将以图形式进行展出 。  3 2设备电气配置  减速机设置：  a: 本机中共有减速 机 15 台，总功率  买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985    1/A/180        n=14r/ P=输送台 1驱动    1/A/180        n=14r/ P=输送台 2驱动    1/A/180   n=14r/ P=送 台 3 驱动    1/A/180   n=14r/ P=输送 台 4 驱动       n=67r/ P=换向 输送 台 5 链条驱动    70           n=42r/ P=换向 输送 台 5 滚筒驱动    1/A/180   n=14r/ P=垛板收集输送台 6 驱动    1/B/270        n=14r/ P=储瓶台驱动           n=59r/ P=随动装置驱动          n=69r/ P=拨瓶出瓶驱动   1/0  n=22r/ P=4提升驱动   1/B/0       n=85r/ P=隔板吸头提升驱动   5/A/0     n=11r/ P=板吸头旋转驱动   2/B/270    n=60r/ P=动框架驱动   3/270     n=67r/ P=动夹头驱动  买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985  b: 其中  要变频调速。  c: 其中 速机要求正反转，防护等级要符合安全防护要求 （ ,绝缘等级 F。  d: 以上减速机中除 ， 全部 有制动装置。其中 15 要求快速制动。  e:本机分为手动和自动两种状态，各减速机要求能单独控制运转。  f:本机工作电压为  3 50助电压为   e:各减速机位置见附图 : 光电开关、接近开关设置 ：  a：各开关位置见附图：  b：各开关功用：   光电开关：      输送台 1 上垛检测      输送台 1 上垛到位检测      输送台 2 垛板到位检测      输送台 3 垛板到位检测      输送台 4 垛板到位减速检测      输送台 4 垛板定位检测      换向输送台 5 垛板到位检测      换向输送台 5 垛板到位 齐平检测  买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985      移动夹头安全放瓶储瓶台空检测     随动杆安全下降整层瓶到后位位置检测     随动杆安全下降整层瓶到前位位置检测     随动杆安全上升时储瓶台停止运动位检测     安全拨瓶出瓶位置检测     安全防护网 1 保护检测     安全防护网 2 保护检测     安全防护网 3 保护检测     垛板收集满检测     垛板收集输送台 6 垛板定位检测     隔板收集满位置检测     隔板收集框有垛板检测     提升移动框架下降定位检测     提升移动框架下降减速检测     备用  接近开关：       提升移动框架下限位检测       提升移动框架下降最后一层定位检测       提升移动框架与储瓶台定位检测       提升移动框架上升减速位检测       提升移动框架上限位检测       隔板吸头提升吸隔板下限位检测        隔板吸头提升放隔板下限位检测       隔板吸头提升放隔 板下降减速定位检测       隔板吸头提升吸隔板上升减速位检测      隔板吸头提升吸隔板上限位检测      隔板吸头提升吸隔板下降减速位检测      隔板吸头提升吸隔板下降定位检测      吸头旋转吸位定位检测   买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985      吸头旋转吸位减速定位检测      吸头旋转放位减速定位检测      吸头旋转放位定位检测      移动夹头夹位定位检测      移动夹头夹位减速定位检测      移动夹头放位减速定位检测      移动夹头放位定位检测      移动框架夹位定位检测      移动框架夹位减速定位检测      移动框架放位减速定位检测      移动框架放位定位检测      主提升链条右断裂保护检测      主提升链条左断裂保护检测      随动杆链条基准位检测       随动杆链条等待位检测      随动杆运行到位左边检测      随动杆 运行到位右边检测      拨杆运行基准位检测      进瓶到位检测      备用  行程开关     &nb