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EG-6203四通道超声波轴承清洗机送料机构设计开题报告.doc

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摘要

　　　随着市场对产品质量要求的日益严格和国际上对环保要求力度的加强，我国精密零件清洗工业受到极大的挑战，长期在精密零件清洗领域占据主导地位的ODS类清洗工艺由于破坏臭氧层而被禁止使用，作为代替品出现的一些氯代烃清洗剂，水基清洗剂和碳氢溶剂由于分别具有毒性，水处理繁琐，清洗效果较差以及不易干燥，安全性较差等缺点。阻碍了国内清洗工业的发展。

　　　本文主要对EG-6203型的轴承的生产中的清洗的工序的清洗设备的设计，它也是利用当今的科技超声波清洗代替了原来的机械清洗，工作过程如下：将要清洗的轴承放入自动上料机构的上料圆盘，上料圆盘在减速电机的带动下旋转，通过离心力的作用，轴承在挡料板的作用下，推料进入导归轨，再依次进入推料气缸的位置，在感应接触开关控制气缸在送料之前，上料台的导轨下有退磁器将轴承的磁性去掉，然后进入超声波清洗槽，然后是甩干槽，最后进入注脂包装生产线。本次设计的EG-6203型轴承超声波清洗机是PLC控制的全自动超声波清洗机。其具备了自动送料、自动感应退磁、自动记数、全程清洗喷淋风干、全程监控报警的功能。为现在的轴承制造业大大提高效率，使产品合格率大大提升。

　　　关键词：超声波；轴承清洗机；上料机构；自动控制。

摘要III

AbstractIV

目录V

1 绪论1

1.1 课题来源1

1.2 课题意义1

1.2.1 超声波清洗的特点1

1.2.2 现代超声波在轴承清洗中的发展趋势2

1.3超声波的分类及其主要工作器件2

1.3.1 通用超声波清洗机3

1.3.2 超声清洗机用的超声波发生器3

1.3.3 专用超声波清洗机5

2 总体方案设计7

2.1 总体方案设计的综述7

2.2 超声波发生器8

2.2.1 超声波发生器的简述8

2.2.2 超声波发生器的原理8

2.3 清洗槽8

2.4 自动送料机构10

3 清洗槽的具体设计12

3.1 导轨的结构12

3.2 清洗油泵、风机的设计12

3.3 油喷针和风喷嘴设计14

4 自动送料机构的设计15

4.1原理、结构及工作过程15

4.2轴的设计及校核15

4.3轴承的设计和校核18

4.4挡料板的设计20

4.5齿轮的校核20

4.5.1 齿轮的失效形成20

4.5.2 齿轮设计的要求21

4.5.3 齿轮的设计及校核21

5 自动控制电路25

5.1 PLC简介25

5.1.1 下列为I/O分配表26

5.1.2 下列为本设计的程序符号注释表27

5.1.3 人机界面控制30

5.1.4 本程序的梯形图30

6 结论与展望32

6.1结论32

6.2不足之处及未来展望32

致谢33

参考文献34

　　　需求数量变大。

1.2 课题意义

　　　在市场经济的环境下，对产品质量要求越来越高。为保证产品质量，许多企业在产品生产过程中，将采用清洗工艺来提高产品质量，为企业创造良好的经济效益。当前在一些工业产品生产过程中，超声波清洗的优点是价格经济，洗净效果良好，特别是在国际社会对于环境要求更加苛刻的条件下，有利于环保。超声清洗机可以应用于清洗体形大小不一，形状复杂，清洁度要求高的工件。例如可用于清洗手机零件、飞机零件、电脑零件、动车发动机零件、精密轴承零件、花键、垫片、车刀、锯片、钻石、注射器和各种显微镜镜头等；还可以用于清洗电路板、晶片及超导器件、电子显象管内的精密零件、电磁性元件、硅片、插座、相关的核材料、电极引线等电子类产品。

　　　我国加入WTO后，国外越来越多的厂家已经落户中国，产品质量竞争和静音轴承的开发、应用也势在必行，提高轴承洁净度水平也可促进和改善现有轴承的清洗技术和工艺管理水平，同时也是提高我国轴承行业国际竞争力的有效手段之一。

　　1.2.1 超声波清洗的特点

　　　超声波清洗与其它清洗相比具有洗净率高、残留物少,清洗时间短,清洗效果好，凡是能被液体浸到的被清洗件，超声对它都有清洗作用。不受清洗件表面形状限止，例深孔、狭缝、凹槽。都能得到清洗。由于超声波发生器采用D类工作放大,换能器的电声效率高，因此超声清洗具有高效节能。它是一种真正高速、高质量、能易实现自动化的清洗技术。若清洗剂采用非ODS清洗剂则具有绿色环保清洗作用。超声清洗对玻璃、金属等反射强的物体其清洗效果好，而不适宜纺织品、多孔泡沫塑料、橡胶制品等声吸收强的材料。

　　　电子材料加工成型后的清洗：如晶片、硅片、压电陶瓷片等电子材料是供给元器件厂家的产品，其产品出厂前必须清洗，特别是做出口业务的厂家，其产品清洗成为一大难题，超声波清洗是最有效的途径。以下是超声波清洗技术的具体应用范围：

　　　(1) 机械行业：防锈油脂的去除；量具的清洗；机械零部件的除油除锈；发动机、化油器及汽车零件的清洗；过滤器、滤网的疏通清洗等。

　　　(2) 表面处理行业：电镀前的除油除锈；离子镀前清洗；磷化处理；清除积炭；清除氧化皮；清除抛光膏；金属工件表面活化处理等。

　　　(3) 仪器仪表行业：精密零件的高清洁度装配前的清洗等。

　　　(4) 电子行业：印刷线路板除松香、焊斑；高压触点等机械电子零件的清洗等。

　　　(5) 医疗行业：医疗器械的清洗、消毒、杀菌、实验器皿的清洗等。

　　　(6) 半导体行业：半导体晶片的高清洁度清洗。

　　　(7) 钟表首、饰行业：清除油泥、灰尘、氧化层、抛光膏等。

　　　(8) 化学、生物行业：实验器皿的清洗、除垢。

　　　(9) 光学行业：光学器件的除油、除汗、清灰等。

(10) 纺织印染行业：清洗纺织锭子、喷丝板等。

(11) 石油化工行业：金属滤网的清洗疏通、化工容器、交换器的清洗等。

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内容简介：: 编编号号无锡太湖学院毕毕业业设设计计（论论文文）题目：题目： EG-6203EG-6203 四通道超声波轴承四通道超声波轴承清洗机送料机构设计清洗机送料机构设计信机系系机械工程及自动化专专业业学号： 0923242 学生姓名：马佳富指导教师：范圣耀（职称：副教授）（职称：） 2013 年 5 月 25 日无锡太湖学院本科毕业设计（论文）无锡太湖学院本科毕业设计（论文）诚诚信信承承诺诺书书本人郑重声明：所呈交的毕业设计（论文） EG-6203 四通道超声波轴承清洗机送料机构设计是本人在导师的指导下独立进行研究所取得的成果，其内容除了在毕业设计（论文）中特别加以标注引用，表示致谢的内容外，本毕业设计（论文）不包含任何其他个人、集体已发表或撰写的成果作品。班级：机械 95 学号： 0923242 作者姓名： 2013 年 5 月 25 日I无锡太湖学院无锡太湖学院信信机机系系机械工程及自动化机械工程及自动化专业专业毕毕业业设设计计论论文文任任务务书书一、题目及专题：一、题目及专题：1、题目EG-6203 四通道超声波轴承清洗机送料机构设计 2、专题二、课题来源及选题依据二、课题来源及选题依据由于我在一家轴承制造厂家进行实习，在轴承的清洗过程中涉及到轴承的清洗，而轴承的清洗机在市场上有很多种，本人实习的公司用的是先进的超声波轴承清洗机，所以我就选取超声波轴承清洗机上的一个机构送料机构进行设计。超声波清洗(简称超声清洗)是将超声波的振动加人到洗涤液中用以清洗固体表面的方法。现在，超声清洗以其独特的清洗效果泛地应用于机械、电子、电脑、轻工、医疗、化工、五金、仪表、电镀等行业。轴承制造业是随着现代工业的发展而迅速发展起来的配套工业。现阶段，我国新一轮的工业化改造逐步展开，新兴工业迅速发展，对轴承的需求量迅速增加，轴承制造业蓬勃发展，某些地区如雨后春笋般出现了许多家新的轴承制造企业。 II三、本设计（论文或其他）应达到的要求：三、本设计（论文或其他）应达到的要求：熟悉超声波清洗技术的发展历程，特别是近十几年来提出的对于轴承进行的全自动的清洗技术。熟练掌握超声波清洗设备的分类，超声波清洗时的工艺流程等。了解超声波清洗机的内部主要器件及其作用，对超声波清洗机的送料机构各个零件进行分析，掌握各构件的作用及校核；对 PLC 技术在超声波清洗装备中的应用，使设备能够进行全自动清洗。四、接受任务学生：四、接受任务学生：机械 95 班班姓名姓名马佳富五、开始及完成日期：五、开始及完成日期：自自 2012 年年 11 月月 12 日日至至 2013 年年 5 月月 25 日日六、设计（论文）指导（或顾问）：六、设计（论文）指导（或顾问）：指导教师指导教师签名签名签名签名签名签名教教研研室室主主任任学科组组长研究所学科组组长研究所所长所长签名签名III 系主任系主任签名签名2012 年年 11 月月 12 日日III摘摘要要随着市场对产品质量要求的日益严格和国际上对环保要求力度的加强，我国精密零件清洗工业受到极大的挑战，长期在精密零件清洗领域占据主导地位的 ODS 类清洗工艺由于破坏臭氧层而被禁止使用，作为代替品出现的一些氯代烃清洗剂，水基清洗剂和碳氢溶剂由于分别具有毒性，水处理繁琐，清洗效果较差以及不易干燥，安全性较差等缺点。阻碍了国内清洗工业的发展。本文主要对EG-6203型的轴承的生产中的清洗的工序的清洗设备的设计，它也是利用当今的科技超声波清洗代替了原来的机械清洗，工作过程如下：将要清洗的轴承放入自动上料机构的上料圆盘，上料圆盘在减速电机的带动下旋转，通过离心力的作用，轴承在挡料板的作用下，推料进入导归轨，再依次进入推料气缸的位置，在感应接触开关控制气缸在送料之前，上料台的导轨下有退磁器将轴承的磁性去掉，然后进入超声波清洗槽，然后是甩干槽，最后进入注脂包装生产线。本次设计的EG-6203型轴承超声波清洗机是PLC控制的全自动超声波清洗机。其具备了自动送料、自动感应退磁、自动记数、全程清洗喷淋风干、全程监控报警的功能。为现在的轴承制造业大大提高效率，使产品合格率大大提升。关键词：关键词：超声波；轴承清洗机；上料机构；自动控制。 IV AbstractWith the market increasingly stringent requirements on product quality and the strengthening of the international requirements of environmental protection. Our precision parts cleaning industry is facing a great challenge. For the destruction of the ozone layer , the ODS class cleaning crafts are prohibited from using which has dominated for a long time in the field of precision parts cleaning. As a substitute for the emergence of some chlorinated hydrocarbon cleaning agents, Water-based cleaning agent and hydrocarbon solvents are toxic, water treatment is cumbersome. Besides, cleaning effect is less effective and hard to dry, whats more, the security is low and other shortcomings. All those shortcomings have hindered the development of the domestic cleaning industry.This paper focuses on the cleaning apparatus of the cleaning step in the production of the type EG-6203 bearings design. It uses current technology ultrasonic cleaning instead of the original mechanical cleaning, work processes are as follows: we take the bearing which has been cleaned in the automatic feed mechanism feeding disc, The feeding disc were rotated by the gear motor. Through the effects of Centrifugal force, and bearing in the role of a blocking plate Pusher are putted into the rail. And then turn into the pusher cylinder position. Sensor contact switch control cylinder before feeding back porcelain magnetic bearing is removed, and then into the ultrasonic cleaning tank, and then drying tank, and finally into the greasing packaging production line, feed station on the rail. The design of the EG-6203 bearing ultrasonic cleaning machine is PLC controlled automatic ultrasonic cleaning machine. With automatic feeding, auto-sensing demagnetization, automatic counting, the entire cleaning spray dried, monitor the entire alarm function. Now bearing manufacturing greatly improve efficiency, greatly enhance the rate of qualified products.Key words: Ultrasonic wave；Bearing cleaning machine；Feeding mechanism；Automatic control.V目目录录摘要.IIIABSTRACT.IV目录 .V1 绪论.11.1 课题来源.11.2 课题意义.11.2.1 超声波清洗的特点.11.2.2 现代超声波在轴承清洗中的发展趋势.21.3 超声波的分类及其主要工作器件.21.3.1 通用超声波清洗机.31.3.2 超声清洗机用的超声波发生器.31.3.3 专用超声波清洗机.52 总体方案设计.72.1 总体方案设计的综述.72.2 超声波发生器.82.2.1 超声波发生器的简述.82.2.2 超声波发生器的原理.82.3 清洗槽.82.4 自动送料机构.103 清洗槽的具体设计.123.1 导轨的结构.123.2 清洗油泵、风机的设计.123.3 油喷针和风喷嘴设计.144 自动送料机构的设计.154.1 原理、结构及工作过程.154.2 轴的设计及校核.154.3 轴承的设计和校核.184.4 挡料板的设计.204.5 齿轮的校核.204.5.1 齿轮的失效形成.204.5.2 齿轮设计的要求.214.5.3 齿轮的设计及校核.215 自动控制电路.25VI5.1 PLC 简介.255.1.1 下列为 I/O 分配表.265.1.2 下列为本设计的程序符号注释表.275.1.3 人机界面控制.305.1.4 本程序的梯形图.306 结论与展望.326.1 结论.326.2 不足之处及未来展望.32致谢.33参考文献.34EG-6203 四通道超声波轴承清洗机送料机构设计11 绪论绪论1.1 课题来源课题来源由于我在一家轴承制造厂家进行实习，在轴承的清洗过程中涉及到轴承的清洗，而轴承的清洗机在市场上有很多种，本人实习的公司用的是先进的超声波轴承清洗机，所以我就选取超声波轴承清洗机上的一个机构送料机构进行设计。人类对蝙蝠做实验并第一次发现超声波的时间是在 1900 年，第一次创造出超声波是1930 年，首次创造出声强和声波频率都可以控制的超声波装置是在 1918 年,超声波清洗机在 1951 年首次出现的。超声清洗，是利用超声波的振动，加到洗涤液中，产生共振，从而用来洗去固体表面污渍的方法。当今,超声清洗凭借它独特的清洗效果，广泛地应用于各个行业。随着现代工业的发展，轴承制造业也相应的快速发展起来。当前的阶段，随着改革开放，我国加入世贸组织，我国逐步展开的工业化改造，迅速发展的新兴工业，快速增加的轴承需求，轴承制造业也随之蓬勃的发展起来，随着改革的深入，某些地区更为突出，出现了很多新的轴承制造企业。例如南通地区，过去几乎没有轴承制造厂，而近几年已迅速发展到 100 余家，并且增长没有放缓，继续上升。随着该行业的快速的发展，竞争也相应的变得更加的激烈，随之对清洗轴承的标准也变的高了，所以关于轴承清洗设备的需求数量变大。1.2 课题意义课题意义在市场经济的环境下，对产品质量要求越来越高。为保证产品质量，许多企业在产品生产过程中，将采用清洗工艺来提高产品质量，为企业创造良好的经济效益。当前在一些工业产品生产过程中，超声波清洗的优点是价格经济，洗净效果良好，特别是在国际社会对于环境要求更加苛刻的条件下，有利于环保。超声清洗机可以应用于清洗体形大小不一，形状复杂，清洁度要求高的工件。例如可用于清洗手机零件、飞机零件、电脑零件、动车发动机零件、精密轴承零件、花键、垫片、车刀、锯片、钻石、注射器和各种显微镜镜头等；还可以用于清洗电路板、晶片及超导器件、电子显象管内的精密零件、电磁性元件、硅片、插座、相关的核材料、电极引线等电子类产品。我国加入WTO后，国外越来越多的厂家已经落户中国，产品质量竞争和静音轴承的开发、应用也势在必行，提高轴承洁净度水平也可促进和改善现有轴承的清洗技术和工艺管理水平，同时也是提高我国轴承行业国际竞争力的有效手段之一。1.2.1 超声波清洗的特点超声波清洗的特点超声波清洗与其它清洗相比具有洗净率高、残留物少,清洗时间短,清洗效果好，凡是能被液体浸到的被清洗件，超声对它都有清洗作用。不受清洗件表面形状限止，例深孔、狭缝、凹槽。都能得到清洗。由于超声波发生器采用 D 类工作放大,换能器的电声效率高，因此超声清洗具有高效节能。它是一种真正高速、高质量、能易实现自动化的清洗技术。若清洗剂采用非 ODS 清洗剂则具有绿色环保清洗作用。超声清洗对玻璃、金属等反射强的物体其清洗效果好，而不适宜纺织品、多孔泡沫塑料、橡胶制品等声吸收强的材料。电子材料加工成型后的清洗：如晶片、硅片、压电陶瓷片等电子材料是供给元器件厂家的产品，其产品出厂前必须清洗，特别是做出口业务的厂家，其产品清洗成为一大无锡太湖学院学士学位论文2难题，超声波清洗是最有效的途径。以下是超声波清洗技术的具体应用范围：(1) 机械行业：防锈油脂的去除；量具的清洗；机械零部件的除油除锈；发动机、化油器及汽车零件的清洗；过滤器、滤网的疏通清洗等。 (2) 表面处理行业：电镀前的除油除锈；离子镀前清洗；磷化处理；清除积炭；清除氧化皮；清除抛光膏；金属工件表面活化处理等。 (3) 仪器仪表行业：精密零件的高清洁度装配前的清洗等。 (4) 电子行业：印刷线路板除松香、焊斑；高压触点等机械电子零件的清洗等。 (5) 医疗行业：医疗器械的清洗、消毒、杀菌、实验器皿的清洗等。 (6) 半导体行业：半导体晶片的高清洁度清洗。 (7) 钟表首、饰行业：清除油泥、灰尘、氧化层、抛光膏等。 (8) 化学、生物行业：实验器皿的清洗、除垢。 (9) 光学行业：光学器件的除油、除汗、清灰等。 (10) 纺织印染行业：清洗纺织锭子、喷丝板等。 (11) 石油化工行业：金属滤网的清洗疏通、化工容器、交换器的清洗等。1.2.2 现代超声波在轴承清洗中发展趋势现代超声波在轴承清洗中发展趋势轴承在当今的国民生产的应用是非常广泛的。中国是轴承生产大国，清洗是轴承的合套后的一道重要的工序。清洗的好坏决定了轴承的合格率。轴承的内外圈在加工打磨之后就产生了细小的颗粒和磁性。在自动化之前，直至现在一些小厂还沿用独立的退磁机去磁然后用机械式的液体压力清洗。这样大大浪费劳动力和减少工作效率。在超声波的出现后，现在采用的超声波清洗，由发生器输出超音频振荡电功率，经换能器将电功率换成超声机械振动，清洗液在超声振动下，产生具有数千万个大气压的微核波，形成液面与被清洗面间的高速核气流，使粘附被清洗件表面的各类污物剥落使产品合格率大大提升，同时提高效率，减少劳动力。本次毕业设计的四通道超声波轴承清洗机是采用 PLC 控制的全自动的超声波清洗机。在 PLC 自动控制器的控制下自动送料、自动感应退磁、自动记数、全程清洗喷淋风干、全程监控报警在现代化的制造加工。生产过程中，消耗于送料的时间损失是组成零件单件加工时间的一部分，它属于辅助时间。要想提高生产率，减少生产中的辅助时间将是非常重要的一个环节。而要想减少辅助时间，就必须提高生产的自动化程度。自动送料机构就是为实现生产中送料工序自动化而设计的一种专用机构。在以前的轴承清洗中的清洗、退磁都分开进行的，在如今全自动的生产中大大节约了时间，节约了生产成本。同时还按用户特殊要求研制、开发、生产了用于清洗软磁器件、精密轴承零件的专用超声波清洗设备，在生产中发挥了良好的作用加之超声波清洗和自动送料和退磁、清洗同步进行使如今的轴承的制造清洗的效率大大提高，减少劳动力，也使产品合格率大大提升。1.3 超声波的分类及其主要工作器件超声波的分类及其主要工作器件我们可以根据超声波清洗的机理，可选择最佳的状态，并得到最好的清洗效果。但是我们还应要选择适合的声强。如果声强过高，则会产生大量的气泡，在声波表面会形EG-6203 四通道超声波轴承清洗机送料机构设计3成屏障，所有的液体空间就不容易被声波所辐射，在远离声源的地方，工件的清洗度不够。同时，声强过高，过大的气泡膨胀，在声波压缩相内，气泡闭合不及时。声强范围为 10Wcm220Wc m2。对于一些塑料表面难于清洗的污垢，则应采用较高的声强进行清洗。超声清洗设备一般可被分两类，即通用和专用两种机型清洗设备。如图 1-1 所示:图 1-1 超声波清洗机大致的结构分布图1.3.1 通用超声波清洗机通用超声波清洗机超声电源和清洗器合为一体或分开布局是超声波清洗机结构一般的两种形式，一般的小功率(200W 以下)，清洗机用一体式结构，但是分体式结构运用于大功率清洗机。分体式结构超声波清洗机由清洗缸，换能器，发生器三大主要部分构成，如下图 1-2所示：图 1-2 分体式超声波清洗器超声波清洗机的清洗缸：超声波清洗机的清洗缸是用来装载被清洗工件和清洗液的容器，材料一般为不锈钢。一般可在网状框架内先装工件，再放到缸内，一起进行清洗工作。超声波发生器：对于超声波发生器，从使用的元器件种类大致可以分为三类：1.可控硅式，2.电子管式，3.晶体管式。随着科技的进步，当前已经发展到 “功率模块”的方式，也就是用大的输出功率，其功率范围是几十瓦到几千瓦不等，相应的工作频率也从 15kHz40kHzo 都有。1.3.2 超声清洗机用的超声波发生器超声清洗机用的超声波发生器超声波清洗机所用的超声波发生器，有以下的特点：(1)随着清洗液深度的改变，换能器的共振频率和阻抗变化很大，并且不易调节。不过实践证明，当槽内放进适量清洗物后，改问题可以解决。 (2)一般来说，由于清洗负载变动较小，可以不要求复杂的频率自动跟踪电路。无锡太湖学院学士学位论文4(3)实用超声波发生器，大多数采用大功率自激式反馈振荡器。超声波换能器：超声波清洗机用的换能器主要有以下几种：磁致伸缩换能器国内用的磁致伸缩换能器大多数是用镍片叠成的窗口型换能器，将它银焊在清洗缸底部，然后用导线在窗口上绕一定卷数而成。此种换能器能承受较大功率，且可靠性好，使用寿命长。缺点为效率较压电换能器低，原材料镍片价格贵，如图 1-3 所示:图 1-3 磁致伸缩换能器压电式换能器目前国内外大多数超声清洗设备，用的是该种换能器，勘 L 形结如图 1-4 所示：图 1-4 压电式换能器简图这种压电式换能器，一般由两片压电陶瓷晶片所构成。一个清洗设备会用多个换能器，经粘接剂粘接在清洗缸底部，经并联联接，才组成一台清洗机的换能器。换能器基元之间距对于频率 20kH4 一般在 510mm，如果变大了，容易发生弯曲振动的情况，而EG-6203 四通道超声波轴承清洗机送料机构设计5且振动板受到腐蚀的同时辐射面相对会变得少了。通用超声波清洗设备，清洗零件的适用性广，已应用于核材料、指针、化学、物理、镜片、航海、分子工业、军事器械等许多的行业。1.3.3 专用超声波清洗机专用超声波清洗机该清洗设备主要安装在某些特定物件清洗的生产流水线上。超声清洗设备的主要参数：（1）频率，（2）清洗介质，（3）功率密度，（4）超声波频率，（5）清洗温度。图 1-5 为常见的的软磁器件超声清洗设备，在清洗工件时，被清洗物件从进料口，可传动的不锈钢专用网带送到超声清洗槽进行清洗，再经过喷淋、烘干等工序后出料，实现被清洗物件可直接包装入库。工艺流程：进料前喷淋超声波清洗后通喷淋风刀吹劈热风烘干冷风出料。图 1-5 软磁器件专用超声波清洗设备各工序简要说明如下：进料:物件进料可采用半自动进料。除油:包含乳化液、防锈油、超声波清洗机光滑油等。适宜于各种油泵油嘴和航空轴承等精细机械零件、汽车零件电子元器件、机车零件、电镀零件、药芯焊丝带钢、磁性资料、收缩机零件线路板、半导体资料、液压件、化纤涤纶过滤芯（板）、光学玻璃、钟表首饰以及兵器零件等。除锈除氧化皮:采取超声波清洗，并辅以先进的清洗工艺，以弱酸代替强酸，既可保障对各种外形尺寸的工件型材（如各种碳钢和不锈钢板材、盘圆等）实行疾速、彻底、少净化地除去锈蚀或氧化皮，效力高、质量好有的还适于大工业在线解决。烘干：是使轴承表面的水分脱离轴承，防止轴承在空气中生锈。出料：物件出料可采用半自动出料。本次毕业设计的四通道超声波轴承清洗机是采用 PLC 控制的全自动的超声波清洗机。在 PLC 自动控制器的控制下自动送料、自动感应退磁、自动记数、全程清洗喷淋风干、全程监控报警在现代化的制造加工。其中软磁器件专用超声波清洗设备的原理图如图 1-6 所示：无锡太湖学院学士学位论文6图 1-6 软磁器件专用超声波清洗设备的原理图EG-6203 四通道超声波轴承清洗机送料机构设计72 总体方案设计总体方案设计2.1 总体方案设计的综述总体方案设计的综述超声波清洗机的构成：超声波清洗机主要由超声波清洗槽和超声波发生器两部分构成。超声波清洗槽采用坚固、弹性好、耐腐蚀的优质不锈钢制成，底部安装有超声波换能器振子；超声波发生器产生高频高压，通过电缆连接线传导给换能器，换能器与振动板一起产生高频共振，从而使清洗槽中的溶剂受超声波作用对污垢进行洗净。本次设计的主要是清洗 6203 型号的全自动超声波清洗机。对于 6203 这种最大直径40 的小型的轴承的清洗，如果采用机械清洗则达不到要清洗的效果。图 2-1 就体现了超声波清洗与机械清洗的效果对比。所以针对 6203 这样小型轴承的清洗就采用超声波清洗。图 2-1 超声波清洗效果图超声波清洗的原理把液体装入清洗槽内，给槽内作用超声波。由于超声波与声波一样是一种疏密的振动波，介质的压力作交替变化。如果对液体中某一确定点进行观察，这点的压力如图 2-2 曲线 A 所示。以静压(一般一个大气压)为中心，产生压力的增减，若依次增强超声波的强度，则压力振幅也随着增加，像图 2-2 曲线 B。图 2-2 清洗槽内液体的某一点受压情况无锡太湖学院学士学位论文8所谓负压，但实际上负的压力是不存在的, ,这是在液体中产生撕裂的力。且形成真空的空泡，并被后面的压缩力压挤而破灭。这种在声场作用下的振动，当声压达到超声波清洗一定值时，气泡将迅猛增长，然后又突然闭合，在气泡闭合时，由于液体间相互碰撞产生强大的冲击波，在其周围化作用的冲击波，其清洗过程中由下列四个因素作用所引起产生上千个大气压的压力。这也就是所说的用了空化作用的冲击波。2.2 超声波发生器超声波发生器超声波发生器，通常称为超声波电箱、超声波发生源、超声波电源。它的作用是把我们的市电（220V 或 380V，50 或 60Hz）转换成与超声波换能器相匹配的高频交流电信号。从放大电路形式，可以采用线性放大电路和开关电源电路，大功率超声波电源从转换效率方面考虑一般采用开关电源的电路形式。线性电源也有它特有的应用范围，它的优点是可以不严格要求电路匹配，允许工作频率连续快速变化。从目前超声业界的情况看，超声波主要分为自激式和它激式电源。2.2.1 超声波发生器的简述超声波发生器的简述超声波发生器采用世界领先的他激式震荡线路结构，较以前的自激式震荡线路结构在输出功率增加 10%以上，电气性能符合甲方提供销的技术标准（出厂标准）。2.2.2 超声波发生器的原理超声波发生器的原理发生器的原理是首先由信号发生器来产生一个特定频率的信号，这个信号可以是正弦信号，也可以是冲信号，这个特定频率就是换能器的频率，一般应用在超声波设备中的超声波频率为 20KHz、25KHz、28KHz、33KHz、40KHz、60KHz、100KHz 或以上尚未大量使用。但随着以后精密清洗的不断发展,相信使用面会逐步扩大。超声波发生器电原理如图 2-3 所示：图 2-3 超声波发生器电原理图2.3 清洗槽清洗槽轴承主要是通过清洗机的自动上料盘上料经过二个超声波清洗喷淋槽、一个风机风干槽。所以机器的清洗槽就是有三个槽组成。如图2-4总体示意：EG-6203 四通道超声波轴承清洗机送料机构设计9图 2-4 超声波轴承清洗槽1-.自循环入液口 2-溢流进液口 3.通风口 4. 冷却水出液接口 5. 冷却水出液接口 6. 自循环入液口7. .溢流出液口 8. 超声波振子无锡太湖学院学士学位论文10由于采用浸没式换能器（图 2-5）独立的超声波振板工作。这种换能器一般有两片压电陶瓷晶片组成。一台清洗机用多个换能器，经粘接剂粘接在清洗缸底部且经并联联接组成一台清洗机的换能器。换能器基元之间距(对于频率 20kH4 一般在 510mm 为佳，太大了容易产生弯曲振动，且振动板受到腐蚀，同时辐射面相对减少。所以这种换能器是粘接在 2.5mm 的 304 型钢材的箱体内。图 2-5 浸没式换能器超声波换能器的工作温度最好为 30-50。而且超声波的工作环境必须是在液体环境中，所以在导轨的下放放置振板的必须是能盛液体的容器，这样才能正常工作。而在喷淋槽内要盛足够的清洗液（柴油）。所以整个箱体是个容器。2.4 自动送料机构自动送料机构本机器的轴承清洗是在导轨上一一推进的，由于轴承的清洗是要时间得充足，本机构采用PLC控制气缸推进，可以设定气缸的推动的间隙。只有把轴承依次送到气缸推动器口才能依次推进导轨才能清洗槽。采用离心力的作用使轴承在挡料板的作用下，使轴承一一推进如图2-6所示：图 2-6 上料机构EG-6203 四通道超声波轴承清洗机送料机构设计11上料机构的上料圆盘在定方案时是没有锥型圆台的，在多次实验后发现没有中间圆台时会断料，轴驱动是采用独立的调速减速电机，这样可以控制进料的速度。在上料盘的导轨下面放置独立的退磁器，退磁器是通过在推料气缸上方的接近感应开关来使退磁器工作，这样节约能源。在当今自动化的控制自然少不了PLC自动控制器，PLC的配套控制器热电偶，接近感应开关，油限位是自然少不了的元气件。同时采用触摸屏替代了原始的按钮开关，电路带有故障报警的功能。下图2-6为机器的电路图。图 2-6 总电路图无锡太湖学院学士学位论文123 清洗槽清洗槽的具体设计的具体设计3.1 导轨的结构导轨的结构导轨的设计十分繁杂，在经过多次实验最后，决定了以下的方案：该清洗机导轨的作用是让轴承在清洗槽上顺利的依次经过，拟订的方案是在一排支架上安装小滚轴，这样轴承就能顺利的通过，但为了清洗的效果，还在导轨的下方安装了喷针，最后设定如图3-1所示，导轨则是成对制作成对使用的，左右导轨是分别记有L、R的英文字母标记。导轨的材料为1Cr18Ni9Ti。导轨的制作一定要精密。与导轨配套制作的是导轨的安装支架，如图3-2所示图 3-1 导轨的示意图图 3-2 导轨支架3.2 清洗油泵、风机的设计清洗油泵、风机的设计油泵、风机都是清洗机的核心部件。喷淋、风干也是清洗的必要步骤。喷油和出风一定要让 6203 轴承的内圈旋转起来的要求。考虑到所需的工作条件，图 3-3 为所选的油泵的型号；图 3-3 油泵的型号该油泵的适用范围：2CY 系列齿轮油泵适用于输送不含颗粒纤维，无腐蚀性，温度不高于 200，粘度不大于 1500CST 的重油、柴油、机械油，以及性质类似的其它液体，EG-6203 四通道超声波轴承清洗机送料机构设计13可作为传输，增压，燃油喷射，液压以及润滑泵，不锈钢齿轮泵适于输送不含固体腐蚀介质。该油泵的用途： 1.在输油系统中可用作传输，增压泵。2.在燃油系统中可用作输送，加压，喷射的燃油泵。3.在液压系统中可用作提供液压动力的液压泵。4.在一切工业领域中，均可作润滑油泵用。结构特点：2CY 系列齿轮泵是有泵体、泵盖、齿轮、轴承套以及轴端密封等零部件组成。齿轮均经氮化处理，有较高的硬度和耐磨性，与轴一同安装在轴套内。泵内所有运转部件均利用其输送的介质润滑。泵内四个轴承套在泵体内安装，随工作压力大小自动调整端面间隙，因此泵的压力稳定，输出流量脉动小，容积率高。图 3-4 2CY 型泵油泵图 3-5 2CY 型泵外形及安装尺寸无锡太湖学院学士学位论文142CY 系列齿轮油泵,该系列齿轮油泵结构简单紧凑，使用维护方便，适应性强，效率高。2CY 型卧式离心泵的电机为 380 级 4KW.流量为 2.17-127.78L/S 的功率足以应付像6203 型的轴承的力量.为了以后清洗更大的轴承欲留。而在风机方面,因为其工作不太严密,所以就选用电机为 380 级 4KW 的风机。如图 3-4 为 2CY 型泵油泵，图 3-5 为 2CY 型泵外形及安装尺寸。3.3 油喷针和风喷嘴设计油喷针和风喷嘴设计喷针是采用有机材料 50*50*200 的中心打通在钻上倾斜细孔,倾斜主要是为了让轴承内圈容易旋转.风喷也是同样的原理采用空心的镀锌管尺寸直径 8 毫米.采用支架定位。其中喷针的构造如图 3-6 所示，风喷嘴如图 3-7 所示。图 3-6 喷针的构造图图 3-7 风喷嘴EG-6203 四通道超声波轴承清洗机送料机构设计154 4 自动送料机构的设计自动送料机构的设计4.1 原理、结构及工作过程原理、结构及工作过程由于的结构的特殊性,所以自动上料机构则采用旋转离心力的作用将轴承送进预定好的送料汽缸位置.该机构有上料圆盘、挡料板、推料汽缸、接近开关组成。图 4-1 为该机构的结构。图 4-1 上料机构4.2 轴的设计及校核轴的设计及校核送料机构中一共使用了 1 根轴，轴是主要是连接减速电机与上料圆盘的中间机构。在这根轴中，承受负载波动，重量大的惯性离心力，轴受离心力作用，故需要进行严格的校核。提供转动中心的作用。上轴结构简单，只起固定辊轴，提供转动中心的作用，故不作校核现对中轴进行校核计算，如下：轴的材料无特殊要求，因为 45 刚是最常用的材料，故选用 45 钢调质，查表得强度极限b=640Mpa , 屈服极限s=355MPa。轴的计算步骤如下：设计轴的结构如图 4-2 所示：图 4-2 轴的结构无锡太湖学院学士学位论文16轴的工作能力计算指的是轴的强度刚度和震动稳定性等方面的计算，多数情况下轴的工作能力取决于轴的强度，所以在此只对轴的强度进行校核；轴的受力如图 4-3 所示：图 4-3 轴的受力简图转矩由上面计算可知 4,1150 / minpkw nr由公式 19549/ minp kwTn r取 133215TN mm圆周力 112 332152156tTFd 425tFN径向力 tan425 tan20rtnFF154rFN计算支撑反力水平面反力 1 1rrrpF lF lP l将数据代入公式有 1425 208224 108266rF1498rFN 2425 58224 258266rF2310rFNa) 水平面受力及弯矩图如图 4-4 所示图 4-4 轴在水平面的受力分析图b) 垂直面受力及弯矩图如图 4-5 所示 11ttttFFlF lF l EG-6203 四通道超声波轴承清洗机送料机构设计17 730N1154 208 1500 108266tF1tF 图 4-5 垂直面受力及弯矩图同样由公式得 926N2154 58 1500 158266tF2tF c)合成弯矩图如图 4-6 所示图 4-6 轴的合成弯矩图应力校正系数的选取根据转矩性质的不同引入应力校正系数(1) 单向旋转载荷稳定，切应力接近不变，r=+1 0.3 11bb(2) 单向旋转载荷不稳定，切应力接近脉冲循环，r=0 0.6 10bb(3) 连续正反转，载荷不稳定，切应力接近对称循环,r=-1 =1 11bb对于固定心轴，考虑启动停车等影响，弯矩在轴截面上所引起的应力可视为脉动循环变应力，所以取=0.6转矩图如图 4-7 所示无锡太湖学院学士学位论文18图 4-7 轴的转矩图，如图 4-7 0.6 70000 42000N mm ，如图 4-7 10.6 33200 119920N mm 根据第三强度理论计算该轴的大小 22MTW332dWmax1b根据转矩图得出 26mm40mm31min105105260.1 60dmm 19mm26mm32 min41300190.1 60dmm经校核，轴无严重过载，且各危险截面都能达到要求，所以该轴合格。 4.3 轴承的设计和校核轴承的设计和校核本设计中的送料装置中一共使用两种轴承，其中上辊轴使用的轴承所承受的轴承应力比较小，故不做校核，现对中滚轴的轴承进行校核。轴承 1 选用 6002 型深沟球轴承，轴承 2 选用 6005 型深沟球轴承，轴承数据如表 4-1所示：表 4-1 轴承的数据轴承型号d（mm）D(mm)Cr（N）（N）rC0600215325580285060052547100005850轴承1的校核如表4-2所示表4-2 轴承1的校核计算项目计算内容计算结果轴承1的径向载荷rF12222111498730rxyFFF1884rFN轴承转速1n由以上可知，min/451rn min/451rn 轴向载荷aF1由以上计算可知，=0 NaF1=0 NaF1raCF0/=0/9420raCF0/=0raCF0/EG-6203 四通道超声波轴承清洗机送料机构设计19ee=0.16raFF /=0/844raFF /0e 续表4-2计算项目计算内容计算结果X、YX=1，Y=0冲击载荷系数df=1.2df当量动载荷P()1.2 (1 8840)draPfXFYFP=1060.8N轴承预期使用寿命hL=hLhth24000=24000hhL计算额定动载荷3324000 451060.81667016670hrL nCP4261rCN基本额定动载荷rC由上表可知=13200NrC由于，故选用6002型深沟球轴承可以满足轴承寿命的要求4261rCNrC轴承2的校核如表4-3所示：表4-3 轴承2的校核计算项目计算内容计算结果轴承2的径向载荷rF22222222310925rxyFFF2976rFN轴承转速1n由以上可知，min/451rn min/451rn 轴向载荷aF2由以上计算可知，=0NaF2=0NaF2raCF0/=0/9420raCF0/=0raCF0/ee=0.16raFF /=0/952raFF /0eX、YX=1，Y=0冲击载荷系数df=1.2df当量动载荷P()1.2 (1 9760)draPfXFYFP=1171.2N无锡太湖学院学士学位论文20轴承预期使用寿命hL=hLhth24000=24000hhL计算额定动载荷3324000 451171.21667016670hrL nCP4704rCN 续表 4-3计算项目计算内容计算结果基本额定动载荷rC由上表可知=13200NrC由于，故选用 6005 型深沟球轴承可以满足轴承寿命的要求。4704rCNrC4.4 挡料板的设计挡料板的设计虽然挡料板只是一个很小的配件，但是挡料板也有自己的作用，并且挡料板的好坏，直接影响进料的清洗。由于挡料板的重要性，所以不同厂家的清洗机的挡料机构各种各样，但本台机器的挡料机构还是很合理，实践得到了证实。下图 4-8 是挡料板的结构和轴承的运动轨迹。图 4-8 挡料板与轴承运行轨迹4.5 齿轮的校核齿轮的校核4.5.1 齿轮的失效形式齿轮的失效形式齿轮最重要的部分为轮齿。它的失效形式主要有四种：轮齿折断、齿面磨损、齿面点蚀、和齿面胶合。1轮齿折断齿轮折断有多种形式，在正常情况下，主要是齿根弯曲疲劳折断。因为在轮齿受载时，齿根处产生的弯曲应力最大，再加上齿根的过度部分的截面突变及加工刀痕等引起的应力集中的作用，当齿轮重复受载后，齿根处就会产生裂纹，并逐步扩展，致使齿轮疲劳折断。轮齿因短时过载或冲击过载而引起的突然折断，称为过载折断。用淬火钢或铸铁等脆性材料制成的齿轮，容易发生这种断齿。 2齿面磨损 EG-6203 四通道超声波轴承清洗机送料机构设计21在齿轮的传动中，齿面随着工作条件的不同会出现多种不同的磨损形式。例如当啮合齿面间落入坠物（如沙粒，铁屑等）时，齿面即被磨损而致报废，这种磨损称为磨粒磨损，它是开式齿轮的主要失效形式之一，改用闭式齿轮是防止该失效的有效方法之一。3齿面点蚀轮齿工作时，其工作表面产生的接触压应力由零增加到一最大值，即齿面接触应力是按脉动循环变化的。在过高的接触应力的多次重复作用下，齿面表层就会产生细微的疲劳裂纹裂纹的蔓延扩展使齿面的金属微粒剥落下来而形成凹坑，即疲劳点蚀，继续发展以致轮齿啮合情况恶化而报废。实践表明，疲劳点蚀首先出现在齿根表面靠近节线处。齿面抗点蚀能力主要与齿面硬度有关，齿面硬度越高，抗点蚀能力也越强。软齿面（HBS350）的闭式齿轮传动常因齿面点蚀而失效。在开式传动中，由于齿面磨损较快，点蚀还来不及出现或扩展即被磨掉，所以一般看不到点蚀现象。可以通过对齿面接触疲劳强度的计算，以便采取措施以避免齿面的点蚀；也可以通过提高齿面硬度和光洁度，提高润滑油粘度并加入添加剂、减小动载荷等措施提高齿面接触强度。 4齿面胶合，在高速重载传动中，常因啮合温度升高而引起润滑失效，致使两齿面金属直接接触并相互粘联。当两齿面相对运动时，较软的齿面沿滑动方向被撕裂出现沟纹，这种现象称为胶合。在低速重载传动中，由于齿面间不易形成润滑油膜也可能产生胶合破坏。提高齿面硬度和光洁度能增强抗胶合能力。低速传动采用粘度较大的润滑油；高速传动采用含抗胶合添加剂的润滑油，对于抗胶合也很有效。4.5.2 齿轮设计的要求齿轮设计的要求齿轮传动在具体的工作情况下，必须具有足够的、相应的工作能力，以保证在整个工作寿命期间不至失效。因此，针对齿轮工作情况及失效形式，都应分别确立相应的设计准则。但是对于齿轮面磨损、塑性变形等，由于尚未建立起广为工程实际而且行之有效的计算方法，及设计数据，所以目前设计一般使用的齿轮传动时，通常只按保证齿根弯曲疲劳强度及保证齿轮面接触强度两准则进行计算。对于高速大功率的齿轮传动（如航空发电机主传动、汽轮发电机组传动等），还要按保证齿面抗胶合能力的准则进行计算。至于抵抗其他的失效能力，目前虽然不进行计算，但应采取相应的措施，以增强齿轮抵抗这些失效的能力。4.5.3 齿轮的设计及校核齿轮的设计及校核1. 选用齿轮类型、精度等级、材料及齿数。(1) 由传动方案得，选用直齿圆柱齿轮传动。(2) 送料机作为一般工作机器，速度不高，顾选用7级精度（GB 10095-88）。(3) 材料选择。选择齿轮材料为40Cr（调制），硬度为280HBS。(4) 选齿轮齿数取124z 22.3 2455.2z 256z 2. 按齿轮接触强度设计无锡太湖学院学士学位论文22由设计计算公式进行试算，即 1213(1)2.32()EtdHKT uZdu (1) 确定各公式内的计算数值1) 选取载荷系数 =1.3 tK2) 已知小齿轮传递转矩 =33200N mm1T3) 由机械设计书本10-7选取齿宽系数 1d 4) 由机械设计表10-6查得材料的弹性影响系数=EZ12189.8MPa5) 由图10-21d按齿面硬度查得小齿轮的接触疲劳强度极限和大齿轮的接触疲劳强度极限分别为 lim1600HMPalim 2550HMPa6) 由式10-13计算应力循环次数 9116060 960 1 (2 8 300 15)4.17 10hNn jL 9924.17 101.296 103.2N7) 由图10-19取接触疲劳寿命系数 20.95HNK20.95HNK8) 计算接触疲劳许用应力取失效概率为1%，安全系数S=1，由式10-12得 13212()FaSadFKTY YmZ2lim 220.95 550522.5HNHKMPaMPaS(2) 计算1) 试算小齿轮分度圆直径，代入中1d 1110.85 500303.571.4FNFEFKMPaMPaS较小的值412231311.3 9.948 104.2189.82.32()2.32()65.39613.2522.5tEtdHKTuZdmmu2) 计算圆周转速v1165.396 960/3.29/60 100060 1000td nvm sm s3) 计算齿轮宽度b11 65.39665.396dtbdmm 4) 计算齿宽与齿高之比 bh65.39610.676.13bh5) 计算载荷系数根据，7级精度，由图10-8查得动载荷系数 3.29/vm s1.12vK EG-6203 四通道超声波轴承清洗机送料机构设计23直齿轮 ;1HFKK由表10-2查得使用系数 1AK 由表10-4得用插值法查得7级精度、小齿轮相对支撑非对称布置 1.423HBK由=10.67，查图10-13得,bh1.423HBK1.35FK所以载荷系数 1 1.12 1 1.4321.594AVHFKK K KK 6) 按实际的载荷系数校正所算得的分度圆直径3111.594365.39669.9951.3ttKddmmK3. 按齿根弯曲强度计算校核由弯曲强度的计算公式 13212()FaSadFKTY YmZ(1) 确定各公式内的计算数值 1) 查得小齿轮的弯曲疲劳强度极限；大齿轮的弯曲的强度极限1500FEMPa2380FEMPa2) 查图，取弯曲疲劳系数 120.85,0.88FNFNKK3) J计算弯曲疲劳许用应力取弯曲疲劳安全系数S=1.4，求得172Bmm 2220.88 380238.861.4FNFEFKMPaMPaS4) 计算载荷系数K AVFFKK K KK5) 查询齿形系数 12.65FaY22.226FaY6) 查取应力校正系数 11.58SaY21.764SaY7) 计算大小齿轮的并加以比较 FaSaFY Y 1112.65 1.580.01379303.57FaSaFYY 2222.226 1.7640.01644238.86FaSaFYY 大齿轮的数值大。设计计算 4322 1.512 994.8 100.016441.991 24mmmmm对比计算结果，由齿面接触疲劳强度计算的模数大于由齿根弯曲疲劳强度计算的模数，由于齿轮的大小主要取决于弯曲强度所决定的承载能力，而齿面接触疲劳强度所决定的承载能力，仅与齿轮直径（即模数与齿数的乘积）有关可由弯曲强度算得的模数1.99圆整为标准值m=2，按接触强度算得的分度圆直径算出小齿轮齿数169.995dmm无锡太湖学院学士学位论文24 1134dzm大齿轮的齿数 22.3 3478z 这样设计的出的齿轮传动，即满足了齿面接触疲劳强度，又满足了齿根弯曲疲劳强度，并做到结构紧凑避免浪费。4. 几何尺寸计算(1) 计算分度圆直径 1134 268dz mmm2278 2156dz mmm(2) 计算中心距1268 15611222ddamm(3) 计算齿轮宽度11 6868dbdmm 取，268Bmm172Bmm(4) 计算齿根圆半径*112234 22 1 22 2 0.2563fadz mh mc mmm *222278 22 1 22 0.25 21565151fadz mh mc mmm (5) 计算齿顶圆直径*11234 22 1 268472aadz mh mmm *22278 22 1 21564160aadz mh mmm (6) 齿距26.28Pmmm(7) 齿厚23.1422msmm(8) 齿槽宽23.1422memm(9) 顶隙*0.25 20.5cc mmmEG-6203 四通道超声波轴承清洗机送料机构设计255 自动控制电路自动控制电路5.1 PLC 简介简介PLC 控制程序作为整个现场控制的核心,对整个系统的好坏具有重要的作用。PLC 即可编程控制器是指以计算机技术为基础的新型工业控制装置。无锡太湖学院学士学位论文26电源ON内部处理输入处理（输入传送、远程I/O）通信服务外设、CPU、总线服务更新时钟、特殊寄存器运行方式执行程序输出处理自行诊断STOPPLC正常存放自诊断结果致命错误CPU强制为STOPYN图 5-1 PLC 工作的全过程在 1987 年国际电工委员会(International Electrical Committee)颁布的 PLC 标准章案中对 PLC 做了如下定义: PLC 英文全称 Programmable Logic Controller,中文全称为可编程逻辑控制器，定义是:一种数字运算操作的电子系统，专为在工业环境应用而设计的它采用一类可编程的存储器,用于其内部存储程序、执行逻辑运算、顺序控制、定时、计数与算术操作等面向用户的指令,并通过数字或模拟式输入/输出控制各种类型的机械或生产过程，PLC 的中文意思是可编程逻辑电路，也是一种和硬件结合很紧密的语言，可以说有半导体的地方就有 PLC 的运用，所以，其在半导体方面有很重要的应用,。PLC 是一种电子装EG-6203 四通道超声波轴承清洗机送料机构设计27置，是专门为在工业环境下应用而设计的数字运算操作，可以编制程序的存储器是用来在其内部存储执行逻辑运算、顺序运算、计时计数和算术运算等操作的指令，并能通过数字式或模拟式的输入和输出，控制各种类型的机械或生产过程。PLC 及其有关的外围设备，都应该按易于扩展其功能的原则而设计，易于与工业控制系统形成一个整体。其特点如下:(1) 体积不大,重量适中,能耗比较小，价格方面容易接受；(2) 系统方面的设计建造相对简单,维护容易,容易更改；(3) 容易学，容易用,工程技术人员比较喜欢；(4) 适用性高，配套全面,功能全；(5) 可靠，抗干扰能非常的强，不易受外部的影响。关于 PLC 分类，世界上 PLC 产品可分成三大主要的流派，分别是美国产品,欧洲产品和日本产品，美国和欧洲的 PLC 技术，在相互隔离情况下独立研究开发的,因此我们可以看到，美国和欧洲的 PLC 技术的差异很明显，而日本的 PLC 技术，主要是由美国引进的,对美国的 PLC 技术有一定的继承性,日本主要发展小型 PLC 设备上的技术，美国和欧洲则是以大中型 PLC 设备技术而闻名，日本则以小型 PLC 著称。根据 PLC 结构形式的不同,PLC 主要可分为整体式和模块式两类。根据 I/O 点数量分小型机、中型机、大型机。PLC工作的全过程可用图 5-1 的运行框图来表示。整个运行可以分为上电处理、扫描过程、出错处理三部分。本设计中的电路采用现在自动控制器PLC全程控制、监控。同时采用触摸屏代替原始的按钮控制，使用触摸屏可以直观的控制、监控机器工作。下图为PLC控制图（详见图纸）。本设计采用的是OMORN SYSMAC SPM2A PLC。5.1.1 下列为下列为I/OI/O分配表分配表0.00 启动0.01 停止0.02 急停0.03 手/自动0.04 1#液位0.05 2#液位0.06 3#液位0.07 1#泵故障0.08 2#泵故障0.09 3#泵故障0.10 风机故障0.11 1#上料开关1.00 2#上料开关1.01 3#上料开关1.02 4#上料开关无锡太湖学院学士学位论文281.03 温控TIM000 1#上料位推料时间设定TIM001 2#上料位推料时间设定TIM002 3#上料位推料时间设定TIM003 4#上料位推料时间设定5.1.2 下列为本设计的程序符号注释表：下列为本设计的程序符号注释表：BOOL 0.00 启动 0BOOL 0.01 停止 0BOOL 0.02 急停 0BOOL 0.03 手自动0BOOL 0.04 1#液位0BOOL 0.05 2#液位0BOOL 0.06 3#液位0BOOL 0.07 1#水泵故障 0BOOL 0.08 2#水泵故障 0BOOL 0.09 3#水泵故障 0BOOL 0.10 风机故障0BOOL 0.11 1#上料开关 0BOOL 1.00 2#上料开关 0BOOL 1.01 3#上料开关 0BOOL 1.02 4#上料开关 0BOOL 1.03 温控 0BOOL 3.00 1#水泵手动 0BOOL 3.01 2#泵手动0BOOL 3.02 3#泵手动0BOOL 3.03 风机手动0BOOL 3.04 电加热手动 0BOOL 3.05 超声波手动 0BOOL 3.06 1#上料手动 0BOOL 3.07 2#上料手动 0BOOL 3.08 3#上料手动 0BOOL 3.09 4#上料手动 0BOOL 3.10 1#上料汽缸 0BOOL 3.11 2#上料汽缸 0BOOL 3.12 3#汽缸手动 0BOOL 3.13 4#汽缸手动 0BOOL 4.00 手动停止0EG-6203 四通道超声波轴承清洗机送料机构设计29BOOL 5.00 1#水泵手0BOOL 5.01 2#水泵手0BOOL 5.02 3#水泵手0BOOL 5.03 风机手0BOOL 5.04 电加热手0BOOL 5.05 超声波手0BOOL 5.06 1#上料手0BOOL 5.07 2#上料手0BOOL 5.08 3#上料手0BOOL 5.09 4#上料手0BOOL 5.10 1#汽缸手0BOOL 5.11 2 #汽缸手0BOOL 5.12 3#汽缸手0BOOL 5.13 4#汽缸手0BOOL 6.00 1#水泵自0BOOL 6.01 2#水泵自0BOOL 6.02 3#水泵自0BOOL 6.03 风机自0BOOL 6.04 电加热0BOOL 6.05 超声波0BOOL 6.06 1#上料自0BOOL 6.07 2#上料自0BOOL 6.08 3#上料自0BOOL 6.09 4#上料自0BOOL 6.10 1#汽缸自0BOOL 6.11 2#汽缸自0BOOL 6.12 3#汽缸自0BOOL 6.13 4#汽缸自0BOOL 7.00 液位低0BOOL 7.01 1#水泵故障输出 0BOOL 7.02 2#水泵故障输出 0BOOL 7.03 3#水泵故障输出 0BOOL 7.04 风机故障输出0BOOL 7.05 超声波液位底0BOOL 7.06 风机故障输出0BOOL 8.00 故障复位0BOOL 9.00 超声波液位低0无锡太湖学院学士学位论文30BOOL 10.00 1#水泵0BOOL 10.01 2#水泵0BOOL 10.02 3#水泵0BOOL 10.03 风机 0BOOL 10.04 超声波0BOOL 10.05 1#上料电机 0BOOL 10.06 2#上料电机 0BOOL 10.07 3#上料电机 0BOOL 11.00 4#上料电机 0BOOL 11.01 1#上料汽缸输出 0BOOL 11.02 2#上料汽缸输出 0BOOL 11.03 3#上料汽缸输出 0BOOL 11.04 4#汽缸输出 0BOOL 11.05 红灯 0BOOL 11.06 黄灯 0BOOL 11.07 绿灯 0BOOL 12.00 绿灯 0BOOL 20.00 1#上料位中间位 0BOOL 20.01 2#上料位中间位 0BOOL 20.02 3#上料位中间位 0BOOL 20.03 3#上料位中间位 0BOOL TIM000 1#上料位推料时间设置0BOOL TIM001 2#上料位推料时间设置0BOOL TIM002 3#上料位中间位 0BOOL TIM003 3#上料位中间位 0BOOL TIM050 1#上料位信号判断0BOOL TIM051 2#上料位信号判断0BOOL TIM052 3#上料位信号判断0BOOL TIM053 3#上料位信号判断0P_0_02sBOOL 254.01 0.02 秒时钟脉冲位 0P_0_1s BOOL 255.00 0.1 秒时钟脉冲位0P_0_2s BOOL 255.01 0.2 秒时钟脉冲位0P_1minBOOL 254.00 1 分钟时钟脉冲位0P_1sBOOL 255.02 1.0 秒时钟脉冲位0P_CYBOOL 255.04 进位(CY)标志0P_Cycle_Time_ErrorBOOL AR13.05循环时间错误标志 0P_Cycle_Time_ValueUINT_BCD AR15当前扫描时间0EG-6203 四通道超声波轴承清洗机送料机构设计31P_EQBOOL 255.06 等于(EQ)标志0P_ERBOOL 255.03 指令执行错误(ER)标志 0P_First_CycleBOOL 253.1

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