分拣机的设计【6张图/22700字】【优秀机械毕业设计论文】

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A0-位移检测系统部件图.dwg

A0-整机装配图.dwg

A1-分辨率提高器.dwg

A2-气压系统原理图.dwg

A3-字头盘轴零件图.dwg

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关键词：: 分拣设计优秀优良机械毕业设计论文

资源描述：

文档包括:
说明书一份。44页，22700字。
申报表一份。
登记表一份。
小论文一份。

图纸共6张，如下所示
A0-位移检测系统部件图.dwg
A0-整机装配图.dwg
A1-分辨率提高器.dwg
A2-气压系统原理图.dwg
A3-字头盘轴零件图.dwg
A3-检测带轮零件图.dwg

摘要

全自动V带分拣机是一种昂贵的高效能设备，所以在广大厂家中需要一种价格低廉又能够进行分拣工作的设备。本文介绍既能达到维修，调试，使用方便，又能达到高效能的一种半自动只能V带长度分拣机。主要研究内容有，设计了用于V带分拣，融PLC现代传感器技术机械气动于一体的机电一体化设备，利用现代传感技术，实现位移量于检测脉冲数之间的转换，通过对检测脉冲数分组，简介实现北侧带长的分组：组别标记号对应的打印脉冲次数，实现自动打印组别号标记。以PLC为控制核心部分实现智能化控制。根据V带日生产量大的特点，通过自动检测于打印一体化，实现了高效率检测。半自动智能的设计思想，使高科技于丰富人力资源实现了有机结合，适合国情。

关键词：分拣，PLC, 打印脉冲

Abstract
The sort of V-belt is a wide-used product. It is difficult to accomplish it by hand and the Auto-Sorter is effective but too expensive. So most of the sorts are done by selective exams.in this case，an efficient convenient and cheap V-belt sorter is in bad need。In this dissertation， the semi-auto V-belt sorter is developed to meet this need. It is typical mechatronic equipment。Auto-mask is realized by using sensor, PLC is used as a main controlling section. The technique of auto-sort and auto-mark can meet the need of the rapid massive production .the semi-auto design can take advantage of the rich human resources, which is more adoptable in China.

Key words: sort PLC exam pulse

目录
Abstract 2
第1章绪论 4
1.1引言 4
1.2分组分拣技术与分组销售 5
1.2.1分组分拣技术与分组销售的问题描述及解决方案特点 5
2、分拣技术 5
1.2.2半自动智能v带长度分拣机技术分析 7
1.3现代控制技术、检测技术现状分析 8
1.3.1可编程控制器(PLC)国内应用现状 9
2.1 引言 10
2.2总体设计的主要内容 10
2.2.1 V带分组性能指标 11
2.2.2总体方案 12
(Ld=1400 mm) 单位:mm 13
3.1引言 14
3.2位移检测 15
3.2.2.根据本机精度确定被测V带组段范围 16
3.2.3 分辨率提高器结构尺寸的设计 17
3.3自动打印标记 21
3.3.1 字头转动电机的选择 24
3.3.2 字头转动轴的设计 25
3.3.3 联轴器的选择 25
3.4设备各工作过程的控制 26
3.4.1 PLC控制特点及所选型号 27
4.1引言 28
4.2气动技术的主要特点 28
4.3气动装置设计 29
5.1引言 31
5.2检测带轮直径及结构设计 31
5.2.1固定式检测带轮 32
5.2.2夹紧式检测带轮 34
5.3初始中心距及基准中心距的确定、总自支架上的刻度 36
5.4检测带轮轴系以及机架设计 37
5.4.1 检测带轮轴的设计 37
（1）.对导轨进行弯曲应力校核 41
5.6本章小节 43
参考文献 45
致谢 46

分拣机的设计

内容简介：: 机械机床设计机械制造工艺学课程设计是在我们学完了大学的全部基础课、技术基础课以及大部分专业课之后进行的也是一次理论联系实际的训练 ,因此 ,它在我们四年的大学生活中占有重要的地位。这次设计的是牛头刨床的拨叉，包括零件图、毛坯图、装配图各一张，机械加工工艺过程卡片和与工序卡片各一张。首先我们要熟悉零件和了解其作用，它位于车床变速机构中，主要起换档作用。然后，根据零件的性质和零件图上各端面的粗糙度确定毛坯的尺寸和机械加工余量。最后拟定拨叉的工艺路线图，制定该工件的夹紧方案，画出夹具装配图。牛头刨床拨叉零件的加工工艺及铣端面专用夹具设计。从零件的结构外型分析，它的外型复杂，且不易加工，因此该零件选用是铸造件。它的主要加工面是孔、拨叉叉口两端面和侧面、槽口，在加工中由于面的加工精度要比孔的加工精度容易保证。因此，在设计中采用先面后孔的原则，并将孔与平面的加工划分为粗加工和精加工阶段，以保证加工精度。在本设计中，先以一个面加工出一个基准面，然后，再以该基准面加工相应的孔。在后面的工序中，均以该孔为定位基准，加工拨叉叉口两端面（相对于孔的位置精度高）槽口和斜平面，在整个加工过程中，分别采用了铣床、钻床。并设计了端面铣的专用夹具。由于该零件的尺寸不大，所需的夹紧力不大。因此，夹紧方式都采用手动夹紧，它的夹紧简单，机构的设计更为方便，满足夹紧要求。就我个人而言，我希望能通过这次课程设计，了解并认识一般机器零件的生产工艺过程，巩固和加深已学过的技术基础课和专业课的知识，理论联系实际，从中锻炼自己分析问题、解决问题的能力，为今后的工作打下一个良好的基础，并且为后续课程的学习打好基础。有很多不同的种类和制造商的自动排序技术，对市场的今天，但是它们可以被分为三种基本类型。这些技术的运用某些类型的探测信号，即能区分塑料瓶的基础上的化学或物理特性当信号检测和分析，由一个传感器。第一种类型的自动分拣系统，是通过光学传感。光学分拣系统使用可见光分开，塑胶瓶，以颜色。第二类是系统基于传动技术，即一个信号，通过直接通过瓶，并阅读由一个传感器在另一边的瓶子。每个塑料树脂都有其特点响应信号的基础上，其独特的化学组成。第三类是表面上的扫描装置，而信号的弹跳，表面上的瓶子，并其反射到传感器，以资识别。同样，每一个塑胶树脂类型都有其自己独特的回应。当传感器检测到的是什么寻找，它一般会启动喷气将弹出或直接项目，它已经确认。主要分拣技术，在目前使用的，包括光学，，荧光分析（，和近红外（近红外）。一些自动排序技术，有能力的多种类，由两个树脂型和颜色，而一些被称为二元分类系统分别从流瓶。第一代的自动排序技术二元分类系统主要是发达国家以提供可靠分离两个视觉上相似，而高度不相容的塑料从回收的角度来看 -,即聚氯乙烯和聚酯。正如已经讨论过，聚氯乙烯是一大污染物宠物回收，甚至在非常低的浓度。当前先进的系统，先进的自动分类技术相结合的几种类型的传感器，以提供多种排序功能，溪流胶树脂类型。为例如，有一个商业系采用了一个是一个红外传感器分隔樽清晰，半透明和不透明的类别，其次是光学传感器的那种瓶子以颜色，最后一个近红外传感器分离瓶树脂类。热力学计算是压缩机计算的基础。普通压缩机在热力计算上有压缩机辅助设计系统的帮助，会大大加快设计进度，使设计更加合理。而全无油润滑压缩机热力学计算，在人工计算时查取图时出现的误差，数据选取的不符合计算要求，所导致计算数据的不正确或不准确。针对当前尚无全无油润滑压缩机辅助计算系统的情况。通过对计算时所需图表的数字化，编制了全无油润滑压缩机热力学辅助设计系统，成功的简化了全无油润滑压缩机的热力学计算过程，实现了对计算时所需数据的在线选取，智能查图查表，对数据的输出、保存和打印，并提高了计算参数的准确性和可靠性。一、介绍机床的布局压缩机排气量的大小决定了星轮、螺杆直径的大小和啮合中心距的大小，因此螺杆直径的不同，机床的主轴与刀具的回转中心也不同。为满足加工不同直径的螺杆，目前国内单螺杆加工机床的布局大致有以下几种方案。第一种：机床的主轴与刀具回转中心的中心距为固定式机床的主轴与刀具回转中心的中心距为固定式，中心距不可调整。加工几种直径的螺杆就需要几种中心距规格不同的机床。优点：机床的结构简单。缺点：每种机床只能加工一种规格的螺杆，当市场上某种规格的压缩机螺杆需要量大时，造成一台机床加工，其他机床闲置。第二种：机床的主轴箱为可回转式机床可根据加工螺杆直径的大小在加工前把主轴箱旋转一个角度。这种主轴箱能够回转的机床是对上述第一种机床在使用方法上的改进，与第一种机床的结构基本相同。优点：机床的结构简单，能适应多种规格螺杆的加工。缺点 1：主轴箱旋转后主轴回转中心线与刀具回转中心线间的距离不易精确测量。缺点 2：主轴箱旋转后主轴前端面与刀具的回转中心线间的距离减少，因此加工较大直径的螺杆受到限制。第三种：机床的主轴箱为横向移动式主轴箱底部与底座之间布置有矩形滑动导轨，主轴箱移动的方向垂直于主轴回转中心线并垂直于刀具回转中心线。主轴箱的动力通过花键轴传给底座内的刀具进给机构。根据加工螺杆直径的大小，在加工前用手轮丝杠进给机构把主轴箱移动到适当位置，然后用螺钉将主轴箱固定在底座上。主轴箱的移动距离可用光栅尺检测，位置误差采用主轴箱可横向移动的一个机床就可以加工直径 95 385间任何一种规格的螺杆。由于加工 95 385径的螺杆，造成主轴前端面与刀具回转中心线间的距离差值过大，因此在实际应用时设计成两种规格的机床，一个机床加工 95 205一个机床加工 180 385 优点：机床能适应多种规格螺杆的加工，每种规格的螺杆不需要配备相应的加工机床。缺点：机床的结构和机床的装配较前二种机床复杂，机床的造价也较前二种机床高。二、介绍机床的主轴结构机床主轴箱的水平主轴和底座上的立式的主轴精度的高低决定了被加工螺杆的精度，同时螺杆在压缩机中以几千转的速度高速旋转时，精度较差的螺杆会使压缩机产生发热、振动、效率低、磨损快等现象。国内目前现有的单螺杆加工机床主轴结构大致有以下两种方案。第一种：轴承径向游隙不可调的主轴结构主轴前轴承采用 1个双列圆柱滚子轴承和两个推力球轴承组合，该主轴使用双列圆柱滚子轴承承受径向切削力，使用两个推力球轴承承受轴向切削力。主轴后轴承一般采用 1个双列圆柱滚子轴承或采用 1个向心球轴承。这种主轴结构的优点：主轴的加工和装配简单，造价较低。缺点 1：由于主轴轴承的径向游隙不可调整，所以主轴精度较差。虽然可以利用轴承的内径和轴径的过盈配合来消除轴承的径向游隙，但每个轴承的内径和径向游隙不是一个固定值，因此设计和加工时很难给准轴径与轴承内径的配合公差。缺点 2：在市场上很难买到国产或进口的 C、 D 级或的推力球轴承，机床生产厂常用普通级轴承替代使用，此举也影响了主轴精度的提高。轴承径向游隙不可调的主轴结构适用于一般精度的普通机床，不适用于对主轴精度要求较高的机床。第二种：轴承径向游隙可调的主轴结构主轴前轴承采用一个圆锥孔的双列圆柱滚子轴承和 1 个的双列向心推力球轴承组合。该主轴使用圆锥孔的双列圆柱滚子轴承承受径向切削力，使用双列向心推力球轴承承受轴向切削力和部分径向切削力。主轴后轴承一般采用 1个圆锥孔双列圆柱滚子轴承的内圈和配合轴径均为 1： 12圆锥，用圆螺母锁紧轴承则使轴承在轴向产生一个位移并使轴承的内圈膨胀，从而达到减少或消除轴承径向游隙的目的。这种主轴结构的优点：主轴精度较高。在主轴前端面 230径上测量主轴的端面跳动值为主轴前端 230圆上测量主轴的径向跳动值为二种结构的主轴精度比第一种主轴精度提高 50%左右。这种主轴结构的缺点：主轴的加工工艺较复杂，主轴的装配也需要有经验的工人操作才能使主轴精度达到理想数值。三、刀具进给深度的控制不同直径的螺杆需要加工螺旋槽的深度也不同，螺旋槽的深度从几十毫米到一百多毫米不等，刀具进给机构大约需要旋转进刀几千圈才能完成一个螺杆零件的加工。由于刀具进给机构在刀具旋转的同时还要完成进刀动作，所以一些在普通机床上常用的机械、电气控制切深的方法都不适用于单螺杆加工机床。单螺杆加工机床的刀具进给机构采用以下不同的方法都可以达到控制进刀深度的目的。第一种：摩擦离合器和电气开关控制刀具进给深度它的控制原理是刀具切深增大时刀具进给机构的负载扭距增大，使刀具进给机构传动链中的摩擦离合器打滑，一个机械连杆机构触发电气开关并发出声、光信号提示操作者，此时操作者人工操作断开刀具进给机构的动力。这种控制方法的优点是：控制方法简单及零件加工和操作不受突然断电的影响。缺点是：加工不同直径的螺杆需要调整摩擦离合器压紧碟簧的预紧力。由于每个螺杆材质的密度、硬度存在细微差异及刀具锋利程度也存在差异，因此使这种控制方法的精度不太准确，可能导致螺杆螺旋槽的深度公差过大。第二种：用电磁离合器、编码器组合控制刀具进给深度刀具进给系统中，装有电磁离合器及一对用于检测刀具转动圈数的测速齿轮和一个编码器。塔式起重机是建筑施工垂直运输的主要设备，也是衡量一个建筑施工企业装备实力的重要标识，在当今竞争日益激烈的建筑市场，为满足施工需要，很多施工企业都购置了塔式起重机。随着塔式起重机在施工现场的广泛使用，由塔式起重机引发的伤亡事故也越来越多，给人民的生命财产带来重大损失。据国内有关部门统计资料表明，塔式起重机的事故率已达其安全问题仍然是建筑施工中的忧患起重机的工作需要更多的科学技术松散的培训，测试和监督的要求 , 周围的建筑起重机给这些工作的人树立了一种虚假的安全感，在我们的行业。最近塔式起重机倒塌在一个繁忙的纽约市建筑地盘应敲响警钟，提醒我们问题的存在，并加强我们目前安全的做法。当谈到安全问题时，训练和测试是关键。不过，建造业是把不合格人员放在建筑起重机的驾驶位上，甚至没有通过今天的测试。在许多地方，没有任何经验必须合格的通过标准化的测试。一周的学习将给予一些人足够的知识足以通过认证考试，然后他们可以跳转到的起重机的驾驶室。塔式起重机是特别危险的，尤其是在市区用地变得更加拥挤时。攀登行动更是一个风险的行动，其灾难性非常高。然而，大多数塔式起重机攀登员的训练，在一个非传统的方式，通过二手知识已流传一段时间。问题与这种类型的现成的知识是，多年来，留下来的非常少，但最重要的细节却丢失了。这种“渗透”的知识，导致操作者只能发展自己的技巧攀登起重机，往往放弃基本的安全，企图以节省时间和能源 . 在许多情况下没有安全装置或警报来提醒严重的问题的存在。攀登人员容易遭受到影响安全性至关重要的决策所带来的压力。攀登时，使用损坏或泄漏的液压系统，没有任何的调整，这并不鲜见。在黑暗中工作和延长工作时间是时有发生的。这种攀登方法，其中的每一次攀登都会成为新的冒险，不应该作为规范被采纳。攀爬架的设计，在制造商之间存在不同，但设计的步骤在原则上是相似的。攀登过程中是相对比较明了的，配合着的体力劳动和技术程序。这是并不复杂，它是更多地了解知道正确的序列需要做什么，然后按照下列步骤，一个又一个，确保每一步在做下一步前成功完成。这是十分重要，每个人都清楚的知道事情进展的怎么样，在每一个阶段存在什么样的危险。这就是为什么业界需要规范的培训，测试和监督，其中包括一个实际的评估能力。技术人员应该随着实际经验的提升，直接从制造商哪里获得标准训练。视察员同样也也须有具体的技术培训。他们应独立于安装和维修的各方面，这由客观决定。架设的关键人员应该有标准的训练和测试 . 当这些需要得到满足，起重机作业应进行严格按照有关制造商的指示，工程原则和政府的法律。但业内人士和国会议员，要加强他们的宽松标准，以保障公众利益。看到自己的家园变成了尘埃和碎片的纽约市居民，会对处理这些问题的方式感到震惊。 of is we of is of to an is a so it in of an of of a we be is to of to of of to a to is of of it so is is of in of in of is to In to a of a in In at of to in a As of is is it is to I of to of of to a of in of on be on or is by a of is to by a by a on of a to on of to a it is it an or it in of by - it a of of to of a - VC As is a ET at in of to of RT to VC an by by IR to by is of of is to up in in of or by It is of is by of to on of as of of of of so in To of of in of of on of of a of on a in a to of at a of on a at on of of a is of to to a of of of 2 of of of is at of is to of of to of of to of to of in of by to to on a be as a 95 385mm 95 385mm of of of is in of a 95 205mm 180 385mm a of to to of be of of of of of of of on of of at at a of of of be so a as of is of of of of of to of of or a to of of of of be so of to is a so it is to to 2 it is to in of or C, D 4, P5 to of of do to of to a of of of a 4 of a to of of of of to to of a P5 of :12, a a in of to or of At 230mm on 230mm at on of of a 0% of of to to of is of mm to 00 to of in to a of in at so on a of in of of to be to of to of is to of so of a to of is of a of to of of of of in of of to is of an to a of a It is a of to device题目名称分拣机的设计题目类别设计类题目性质结合实际专业机械电子工程参加本题目学生人数 1 人论文类虚拟题目题目来源、教师准备情况、主要培养学生哪些能力应该包括以下几方面内容： 1、本课题研究的意义； 2、调研（社会调查）情况总结； 3、查阅文献资料情况（列出主要文献清单； 4、拟采取的研究路线； 5、进度安排。第一，全自动分拣是利用现代检测技术、计算机技术、自动化等技术进行的高效率、高精度检测与分拣。设备自动化程度高、价格昂贵，受企业规模与资金限制，目前一般中小厂家购置不起。因此，根据我国当前的科技水平及企业资金状况分析，全自动分拣机并不具备广阔的发展市场。第二，克服了人工分拣的繁难，极大提高了劳动效率，提高了厂家产品的市场竞争力，有极大的经济效益和社会效益。第三，现代技术与丰富的人力资源有机结合，在不降低检测精度的前提下，尽量采用成熟技术、标准控制设备等，以实现 “ 组装化 ” 设计，达到高可靠性，易于安装、调试、操作、维修等目的。目的是开发一种性能价格比较高的半自动 V 带分拣机，售价预定在 10 万元以内。该机能够在士 1范围内，按设定的标准，将 V 带分成不同的组别，经检测后自动打上组别标记，分拣速度约 10 /分钟。该机不但提高了分拣精度，而且克服了人工分拣的繁难，极大提高了劳动效率，提高了厂家产品的市场竞争力，有极大的经济效益和社会效益。如果该机投放市场，一定会赢得 V 带生产厂家的青睐，所以本机极具开发价值并具有极大的市场潜力。在指导教师的带领指导下，我们参阅了大量文献，并对舞台制造的有关工厂进行了参观了解，使我们的设计思路得到了很大启发，并对我们设计过程当中出现的问题如何正确的解决有了一定的帮助。题目内容及要求分拣机的设计发展中国家的 V 带生产厂家，将现代技术与丰富的人力资源有机结合，根据国内外现状调查，提出较为可行的方案。总体设计上选材合理，结构设计美观大方，主结构支架制造精度要求高。采用的机构合理，达到现代舞台设计的要求。编写设计计算说明书。 (5) 中、外文参考资料： 1中华人民共和国国家标准带传动普通 v 带传动 (1357， 1 一 92)S国家技术监督局发布 2 王忠发机械设计北京理工大学出版社 M1998 二 113 一 136 3 机械设计手册 (l、 2、 3、 4、 5)，机械工业出版社 M1992 4 郑堤唐可洪机电一体化设计基础，机械工业出版社 M5 电气图形符号新标准应用简明手册，江西科技出版社 M 6 郑铭等低压电器选用及维修手册，机械工业出版社 M1995 7 机械设计课程设计手册，高等教育出版社 M 8 张利平主编液压气动系统设计手册，机械工业出版社 M 9 陈立定主编电器控制及可编程控制器，华南理工大学 M 10 电器及可编程控制器应用技术，机械工业出版社 M 11 机械设计常用元器件手册，机械工业出版社 M 12 陈碧秀主编实用中小电机手册，辽宁科学技术出版社 M 13 机电一体化技术应用实例，机械工业出版社 M1994 14 机电一体化实用技术手册，兵器工业出版社 M1994 15 钟肇新、彭侃可编程控制器原理及应用，华南理工大学出版社 M16 袁任光可编程控制器 (用技术与实例，华南理工大学出版社 M习环节安排实习长春第一机床厂实验金工实习基地计算机应用计算机绘图 30 学时教研室主任审批签字分院院长审批签字注：题目类别和题目性质请用符号填在相应栏内。 1 长春理工大学光电信息学院毕业设计（论文）登记表分院机电工程分院专业机械电子工程班级 09523 学生姓名孙佳琳指导教师张广杰设计（论文）起止日期 2013 年 3 月 2 6 月 21 教研室主任题目名称（包括主要技术参数）及要求分拣机动控舞台的运行，要求准确可靠、传动平稳、无噪音，总体设计上选材合理，结构设计美观大方，主结构支架制造精度要求高，并且采用的机构合理，达到现代舞台设计的要求。论文开题报告（设计方案论证）应该包括以下几方面内容： 1、本课题研究的意义； 2、调研（社会调查）情况总结； 3、查阅文献资料情况（列出主要文献清单； 4、拟采取的研究路线； 5、进度安排。 1)设计了用于 V 带分拣，融代传感器技术、机械、气动等技术于一体的，一种典型的机电一体化设备 ; 2)利用现代传感技术，实现位移量与检测脉冲数之间转换 ;通过对检测脉冲数分组，间接实现被测带长的分组 ;组别标记号对应相应的打印脉冲数，实现自动打印组别标记号 ; 3)以为核心控制部件实现智能化控制，被检测带的型号改变时，主要通过调整应用软件完成任务转换，达到了较高的性能价格比 ; 4)根据 V 带日生产量大的特点，通过自动检测与打印一体化，实现了高效率检测， 10 根 /分钟 ; 5)半自动智能的设计思想，使高技术与丰富人力资源实现了有机结合，适合国情。在指导教师的带领指导下，我们参阅了大量文献，并对舞台制造的有关工厂进行了参观了解，使我们的设计思路得到了很大启发，并对我们设计过程当中出现的问题如何正确的解决有了一定的帮助。 2 1 中华人民共和国国家标准带传动普通 v 带传动 (1357， 1 一 92)，国家技术监督局发布 2 王忠发北京 :北京理工大学出版社 M. 1998 二 113 一 136 3 机械设计手册 (l、 2、 3、 4、 5)，机械工业出版社 M 1992 4 郑堤唐可洪，机电一体化设计基础，机械工业出版社 M， 5 电气图形符号新标准应用简明手册，江西科技出版社 M 6 郑铭等，低压电器选用及维修手册，机械工业出版社 M 1995 7 机械设计课程设计手册，高等教育出版社 M 8 张利平主编，液压气动系统设计手册，机械工业出版社 M 9 陈立定主编，电器控制及可编程控制器，华南理工大学 M 10 电器及可编程控制器应用技术，机械工业出版社 M 11 机械设计常用元器件手册，机械工业出版社 M 12 陈碧秀主编，实用中小电机手册，辽宁科学技术出版社 M 13 机电一体化技术应用实例，机械工业出版社 M 1994 14 机电一体化实用技术手册，兵器工业出版社 M 1994 15钟肇新可编程控制器原理及应用，华南理工大学出版社 M 16袁任光可编程控制器 (用技术与实例华南理工大学出版社 M 拟采取的研究路线 ,：设计了一种集可编程控制器，机械，光电，气动为一体的机电一体化半自动产品。本产品主要面向广大的发展中国家的 V 带生产厂家，将现代技术与丰富的人力资源有机结合，在不降低检测精度的前提下，尽量采用成熟技术、标准控制设备等，以实现“组装化”设计，达到高可靠性，易于安装、调试、操作、维修等目的 ,本产品以为核心控制部件，适应性广、工作可靠。（ 5）进度安排： 3 月 2 日 3 月 15 日查阅文件，书籍材料。 3 月 16 日 3 月 29 日翻译英文材料。 3 月 30 日 4 月 26 日写课题论文，写初稿。 4 月 27 日 5 月 17 日完善论文，定稿。 5 月 18 日 6 月 7 日绘制设计草图、打印。 6 月 8 日 6 月 21 日整理，熟悉文件。 3 记事：指导教师审阅意见：年月日编号本科生毕业设计分拣机的设计 of 生姓名孙佳琳专业机械电子工程学号 0952303 指导教师张广杰分院机电工程分院 2013 年 6 月长春理工大学光电信息学院毕业论文摘要全自动以在广大厂家中需要一种价格低廉又能够进行分拣工作的设备。本文介绍既能达到维修，调试，使用方便，又能达到高效能的一种半自动只能要研究内容有，设计了用于用现代传感技术，实现位移量于检测脉冲数之间的转换，通过对检测脉冲数分组，简介实现北侧带长的分组：组别标记号对应的打印脉冲次数，实现自动打印组别号标记。以控制核心部分实现智能化控制。根据过自动检测于打印一体化，实现了高效率检测。半自动智能的设计思想，使高科技于丰富人力资源实现了有机结合，适合国情。关键词：分拣，打印脉冲 he is a It is to it by 春理工大学光电信息学院毕业论文 is So of by an is in n is to It is is by is as a of of of is 春理工大学光电信息学院毕业论文 I 目录 . 1 第 1 章绪论 . 1 言 . 1 组分拣技术与分组销售 . 1 组分拣技术与分组销售的问题描述及解决方案特点 . 2 2、分拣技术 . 2 自动智能 v 带长度分拣机技术分析 . 3 代控制技术、检测技术现状分析 . 4 编程控制器 (内应用现状 . 5 言 . 7 体设计的主要内容 . 7 带分组性能指标 . 7 体方案 . 8 (400 单位 :. 9 言 . 10 移检测 . 11 带组段范围 . 12 分辨率提高器结构尺寸的设计 . 13 动打印标记 . 17 字头转动电机的选择 . 19 字头转动轴的设计 . 20 联轴器的选择 . 20 备各工作过程的控制 . 21 制特点及所选型号 . 21 言 . 22 动技术的主要特点 . 23 动装置设计 . 23 言 . 25 测带轮直径及结构设计 . 25 定式检测带轮 . 26 紧式检测带轮 . 28 始中心距及基准中心距的确定、总自支架上的刻度 . 30 测带轮轴系以及机架设计 . 30 检测带轮轴的设计 . 30 长春理工大学光电信息学院毕业论文 1） . 34 章小节 . 35 参考文献 . 37 致谢 . 38 长春理工大学光电信息学院毕业论文春理工大学光电信息学院毕业论文 1 第一章绪论带传动是一种应用很广的机械传动，其中 V 带产生的摩擦力要比普通平带大得多，因此前据国家标准的规定，普通为 Y, Z, A, B, C,D, 种型号都有几种不同的周长。标准中将内周长度定为公称长度，长度从 4001。由于受单根传递较大功率时，往往设置多根一般要求，为避免载荷在各根带上分布不均匀，带的根数不宜过多，一般不应超过 9根。 V 带的伸张层与压缩层由橡胶制成，强力层可由几层帘布或线绳制成。其公称尺寸受生产工艺、原材料等因素影响较大。事实上，目前各类规模生产厂家生产的同一型号、同一公称尺寸 V 带的长度误差值均较大 (可达几十毫米，这在金属制品中是不可想象的 )。由此造成在成组使用多根 V 带的传动中，尽管选用了某生产厂家的同一型号、同一公称尺寸的由于存在较大的长度误差，每根对而言，张紧力较大的 V 带会过早的发生疲劳失效，如脱层，撕裂或拉断等 ;与此相反，张紧力较小的载能力没有完全发挥，甚至会出现打滑现象，整体传动效率降低，极大降低了带的预期寿命，难以达到设计的传动效果。只有减小一组带传动中带长的误差，方可提高传动能力。可采用如下两种途径加以解决 : 带生产的制造工艺、原材料、生产过程控制等方面考虑提高单根带的公称尺寸精度。在现有生产条件下， V 带制造商将产品按实际长度经检测分成若干组，每一组做上组别标记，在销售时按组售出，以方便用户成组使用。第一种途径需要进行大量研发，投入巨额资金，提高整个设备的精度，短期内不可能解决，是不可取的。而第二种方案属于分组装配法，即所谓 “ 分组销售 ” 可以在不改变现有生产工艺及设备的前提下完成，从技术、生产效率、资金投入等方面均可行，是一种行之有效的方法。要进行分组销售，生产厂家必定有一个分组分拣过程。按国家标准规定，同一公称长度的 V 带的同组配合公差为 2用长度的配合公差则为 4由于V 带为环状等因素， V 带分组分拣过程对大多数生产厂家来说是一个较为复杂且不易控制的一个问题。长春理工大学光电信息学院毕业论文 2 组分拣技术与分组销售的问题描述及解决方案特点 1 考虑 V 带经常成组使用，为了解决带与带之间张紧力不一致问题，国家标准(定了如规定公称长度为 1600限偏差为 :+23组公差 4 尺寸范围 1589 16234一组三组 1605 五组七组九组 1625 成组使用时，配组公差值越小， V 带间张紧力的差值也小，带的寿命愈趋于一致，且带的寿命长、传动效率高。虽然过多地尺寸分组会造成产品管理方面的不便，但这毕竟影响不大，所以，在条件允许的条件下，应尽可能减小配组公差值。所谓 “ 分拣技术 ” ，就是采用一定的方法，将生产的成不同的组别，并打上相应的标记，以供使用时识别。目前主要有人工分拣、全自动分拣二种方式。人工分拣是操作者仅利用卷尺等测量工具对带长进行测量。由于内周长度测量不易进行，另外还要考虑不同操作者视觉差别等原因造成的测量误差，因此，人工分拣精度误差较大。粗略估计，公称长度 1600 毫米时，测量误差值一般应在 5上。除此之外，按一班生产 1000 根 V 带计算，用人工测量每一根带，实际上工作量太大，一般厂家只是采用对一炉生产的抽检数据作为组别依据。全自动分拣是利用现代检测技术、计算机技术、自动化等技术进行的高效率、高精度检测与分拣。设备自动化程度高、价格昂贵，受企业规模与资金限制，目前一般中小厂家购置不起。因此，根据我国当前的科技水平及企业资金状况分析，全自动分拣机并不具备广阔的发展市场。国内外 V 带生产厂家众多，除极少数发达国家的部分国家的岛第六橡胶厂，是较大规模的前仍利用人工分拣。本课题就是基于解决上述问题而立项，目的是开发一种性能价格比较高的半自动 V 带分拣机，售价预定在 10 万元以内。该机能够在士 1范围内，按设定的标准，将 V 带分成不同的组别，经检测后自动打上组别标记，分拣速度约 10 /分钟。该机不但提高了分拣精度，而且克服了人工分拣的繁难，极大提高了劳动效率，长春理工大学光电信息学院毕业论文 3 提高了厂家产品的市场竞争力，有极大的经济效益和社会效益。如果该机投放市场，一定会赢得以本机极具开发价值并具有极大的市场潜力。本课题拟开发一种集可编程控制器，机械，光电，气动为一体的机电一体化半自动产品。本产品主要面向广大的发展中国家的产厂家，将现代技术与丰富的人力资源有机结合，在不降低检测精度的前提下，尽量采用成熟技术、标准控制设备等，以实现 “ 组装化 ” 设计，达到高可靠性，易于安装、调试、操作、维修等目的。另外，本产品设计以可编程控制器作为核心控制部件，只要在机器本身作一些改进并更换更高级别的可编程控制器，本产品就会由半自动变为全自动。因此本产品尚具有良好的发展态势。目前，发达国家的胶带生产工艺装备和试验测试设备己达到相当先进和完善的地步，整个生产工艺连续化普遍采用计算机控制胶成型、硫化、磨削、切割等工艺，设备和功率试验机等测试设备实现了高度机电一体化操作人员少、生产效率高、产品质量好。如德国的司、司、日本的神户公司等专业生产此类专用设备 ;某些大的橡胶公司如司和司等也可自行设计制造此类设备。但引进这些厂家的设备价格相当昂贵，一般为国产设备价格的 3，同时不适合于我国的国情，从而使其在国内的推广应用受到限制。国内拥有先进设备的只是少数厂家，而其他大多数厂家的生产设备仍十分落后。自动智能半自动智能 V 带分拣机工作原理如图 1示。要分拣的 V 带套在带轮 1、带轮2上。固定于机架之上，它在机架上的位置根据被测带的公称尺寸调整，由定位销定位，螺栓和压板固定，气缸 2和移动支架 2 装在可调支架上，带轮 2 装在移动支架 2上。工作时气缸 2推动移动支架 2，随着移动支架 2和带轮 2右移，被检测到预定值时，气缸 2 运动停止，安装在可调支架上的位置传感器向动托板下装有齿条，齿条与分辨率提高器的输入圆柱啮合，在该分辨率提高器的输出轴上有一个齿盘，该齿盘与光电传感器，成位移的测量工作。将此脉冲数存入储器贮存后，由别完毕，记轮上有 12 个打印字头 (每一个打印字头对应一个打印符号 )，每个打印字头 (打印符号 )对应一个带长度分组公差组别，标记轮控制电动机运转时带动标记轮转动，通过一个对普通金属材料敏感的涡流式接近开关的高、低电平的输出，由与位移量脉冲数进行比较，再配合气缸 1动作，实现正确组别打印。气缸 1, 2复位，标记轮的转动复位，完成一个测试循环。本课题解决的关键技术问题 : 如何将生产的同一规格、同一型号组。如何快速、精确地检测右滑板位移量，并判明公差分组的组别。长春理工大学光电信息学院毕业论文 4 按判明的公差分组的组别，使打印头转至相应的组别字号，完成正确的字号打印。该设备如何在通一台设备上，以较小的资金投入实现不同规格、型号图 1带分拣机工作原理测技术现状分析控制装置是控制系统中实现控制功能的物理单元。广义地讲，计算机控制装置都是以计算机为核心构成的。计算机连续控制系统中采用的是由硬件模拟电路构成的模拟式计算机控制，而离散控制系统中采用的是以微型机为主的数字计算机，由硬件和软件两部分组成。采用数字计算机控制，运算精度高，抗干扰能力强，可靠性好，开发容易且周期短，而且在硬件电路基本不变的情况下，通过改变控制软件就可适应对不同被控对象进行控制的需要，即具有良好的柔性。因此，采用微型机的控制装置在机电一体化产品中得到了非常广泛的应用。控制装置中采用的微型机属工业控制计算机，常用的主要有可编程控制器、单片微控制器 (即单片机 )、通用的总线式工业控制系统 (简称工控机 )等三类。本机的控制系统主要完成以下功能 : 顺序控制 :完成从测长、打印头自动打印、复位到重新启动测量等顺序控制。数据传递与比较 :完成对测量装置读数的保存，完成打印头转动数据输入，并对二者数据进行比较，最终完成按测量要求控制打印头转动角度，为进行标记打印作好准备。不同规格型号 V 带的检测 :要检测的 V 带型号较多，测量参数改变时，应能够方长春理工大学光电信息学院毕业论文 5 便、灵活地进行系统调整。根据控制要求，综合考虑，控制系统主要选用可编程控制器可获得较好的性能价格比。在机电一体化产品中，传感器及测量系统是一个十分重要的环节。传感器用于检测有关外界环境及自身状态的各种物理量 (如力、温度、距离、变形、位置、功率等 )极其变化，并将这些信号转换成电信号，然后再通过相应的变换、放大、调制与解调、滤波、运算等电路将有用的信号检测出来，反馈给控制装置或送去显示。实现上述功能的传感器及相应的信号检测与处理电路，就构成了机电一体化产品中的检测系统。编程控制器 (内应用现状传统的继电器接触器控制具有结构简单、易于掌握、价格便宜等优点，在工业生产中应用甚广。但是，这些控制装置体积大、动作速度较慢、耗电较多、功能少，特别是由于它靠硬件连线构成系统，接线繁杂，当生产工艺或控制对象改变时，原有的接线和控制盘 (柜 )就必须随之改变换更换，通用性和灵活性较差，不能实现复杂的智能控制。可编程控制器一般可认为是一种数字运算操作的电子系统，专为在工业环境中应用而设计，它采用可编程的存储器，用于其内部存贮程序，执行逻辑运算、顺序控制、定时、计数和算术操作等面向用户的指令，并通过数字式或模拟式输入输出控制各种类型的机械或生产过程。主要特点有四点 : 1、高可靠性。到目前为止，没有任何一种工业控制设备可以达到可编程控制器的可靠性。随着器件水平的提高，可编程控制器的可靠性还在继续提高。例如，三菱列平均无故障时间可达 30 万小时。事实上，如果某种控制装置可以连续运行 20年以上不出问题，在当前技术更新瞬息万变的世界上，则可以认为是永远不坏的装置了。 2、编程方便、易于使用。可编程控制器采用与实际电路接线非常接近的梯形图。这种图形编程方式易懂易编，一般技术人员，也能够在很短的时间内学会使用。当今的可编程控制器还针对具体问题设计了诸如步进顺序控指令、流程图指令等指令系统，对于加快系统开发速度习卜常重要。从硬件方面说，使用可编程控制器，无论是接线、配置都极其方便，只用螺丝刀即可进行全部接线工作，而不要自制很多接口电路，通常经实验室编程、模拟调试后，在现场很快就能安装调试成功。 3、环境要求低。可编程控制器具有适应工业现场的高温、冲击和振动等恶劣环境的特点。长春理工大学光电信息学院毕业论文 6 4、与其它装置配置联接方便。例如可编程控制器的接口原则就是使外部接线、电平转换尽量少。对于开关量，输入可以是无源触点开关或集电极开路晶体管输出 ;输出有继电器、可控硅、晶体管等各种不同的形式。可直接连接各种不同类型的接触器、电磁阀等。 5、运行迅速。工作节奏快、高速度，为继电器逻辑控制所望尘莫及。基于机将其作为控制系统。移检测技术分析检测位移量的方法有许多。利用光电传感器与一转动齿盘配合产生脉冲，即可实现位移量与电信号的转变，通过检测系统可以实现对位移量的检测。长春理工大学光电信息学院毕业论文 7 第二章系统总体设计言本机是一典型的机电一体化产品。机电一体化总体设计是应用系统总体技术，从整体目标出发，综合分析产品的性能要求及各机、电组成单元的特性，选择最合理的单元组合方案，实现机电一体化产品优化设计的过程。随着大规模集成电路的出现，机电一体化产品得到了迅速普及和发展，机、电紧密结合的程度在迅速增加。种类繁多、性能各异的集成电路、传感器和新材料等，给机电一体化设计人员提供了众多的可选方案，使设计工作具有更大的灵活性。本章针对如何利用这些条件，应用机电一体化技术，开发出操作简便、测量精确、可靠性与性能价格比高的半自动一般来讲，机电一体化总体设计包含技术资料准备、性能指标确定、总体方案确定三部分内容。也就是说，根据所设计产品的技术要求来确定其性能指标，通过对多个可行方案进行比较和评价，设计出综合性能最优换较优的总体方案。带分组性能指标表 2带尺寸分级规定 (国家标准位公称尺寸极限偏差配组公差公称尺寸极限偏差配组公差 1400 +23， 2500 +31, 1600 +23， 2800 +37, 1800 +27, 3150 +37, 2000 +27, 3550 +44,2 22400 +31, 4000 +44,2 4500 +52,2 7100 +77,0 5000 +52,2 8000 +77,0 5600 +63,0 9000 +93,2 6300 +63,0 10000 +93,2 根据表 3. 2按配组公差可以计算出带组段范围。表 3. 3是常用每一个组段应对应一个组段的标识号。表 3. 3为 V 带组段范围直径为 200直径为 3001600 1800 2000 2240 2500 2800 3150 1 15891593 17871791 19871991 22242232 24842492 27822790 31323140 长春理工大学光电信息学院毕业论文 8 2 15931597 17911795 19911995 22322240 24922500 27902798 31403148 3 15971601 17951799 19951999 22402248 25002508 27982806 31483156 4 16011605 17991803 19992003 22482256 25082516 28062814 31563164 5 16051609 18031807 20032007 22562264 25162524 28142822 31643172 6 16091613 18071811 20072011 22642272 28222830 31723180 7 16131617 18111815 20112015 28302838 31803188 8 16171621 18151819 20152019 9 16211625 18191823 20192023 10 18231827 20232027 该机器对基准长度为 25112711 2911 3111351 3611 39114261八种规格滞进行检测分组。其中基准长度为 2511711种规格的 V 带按配组公差要求分为 8 组 ;基准长度为 2911111两种规格 V 带按配组公差要求分为 2 组 ;基准长度为 3351 3611种规格 V 带按配组公差要求分为 3 组 ;3911261种规格错按配组公差要求分为 8 组。产品的使用要求包括功能性要求、经济性要求和安全性要求等，产品的性能指标是根据这些要求以及设计和制造能力、市场需求等来确定。根据以上分析，提出本机主要性能指标如下 : 于 Z, A, B, C 四种常用公称长度范围 16003150 50 尺寸误差。 1 0 15条 /分钟。适应多种型号对本机主要性能指标的说明 : 任何产品所能实现的功能都有一定的范围。合理地确定产品的功能范围，既要考虑用户的使用要求，还要考虑产品经济上的合理性。本机仅用于 Z, A, B, C 四种常用称长度范围 1600 要基于以下考虑。在实际生产中，公称长度较短的于长度较短，带宽最小，重量体积都不大，且长度公差小 (2因此，在生产中较易控制，人工检测也很方便，勿需使用分拣机进行分拣。而长度相对较长的 D, E 型 V 带，经调查发现，在实际生产中用量极少，产量很低。考虑产品经济上的合理性，本机设计可忽略上述几种带型，只考虑使用范围最广，在生产中长度尺寸不易控制与检测的 Z, A, B, C 四种型号产品的精度指标是产品设计的一个重要指标，也是用户选购产品的一个主要参考依据。一般情况下，精度越高，成本也越高，反之，成本降低。体方案长春理工大学光电信息学院毕业论文 9 本机是根据国家标准带尺寸的分级规定，用于 V 带长度检测、判断尺寸的组段范围，并自动完成打印组段标识号。因其长度进行测量，不宜采取直接测量方法，如此将使得测量装置复杂化，势必增大设备成本。但如果考虑一定的张紧力作用下作回转运动，那么，在一定张紧力作用下，可以通过测量两带轮中心距尺寸，来间接得到带长。如果取两带轮直径为 D，带长为 L，中心距为，则有下列关系 : a =1/2 (L 一 D )表 2出了 V 带长度组段范围，由上式可以推得相应的中心距组段范围。例如，配组公差为4 V 带，对每一个配组公差其相应中心跟变动量为 2之，通过测量中心距变动量可以推知此，通过测量中心距位移量来间接计算后，通过打印头打上相应组段标识号，即可完成以基准长度 1600 带为例，由表 2测量带轮直径 D=200 589a=559固定带轮与移动带轮的初始中心距即按此值调整。表 2带组段范围、中心距位移量、打印标识号关系 (400 单位 : 段范围 1589 1593 1593 1597 1597 1601 1601 1605 1605 1609 1609 1613 1613 1617 1617 1621 1621 1625 中心距位移量 02 24 46 68 810 1012 1214 1416 1618 打印标识号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 因此，本机应由以下功能模块组成 : 驱动模块 :使移动带轮运动，被测带产生设定的张紧力。位移测量功能模块 :检测出相对初始值的位移量值。自动打印功能模块 :根据组段范围自动打印标识号。控制模块 :实现顺序控制、组别范围判断、正确打印标识号等。驱动模块机械、液压、气动均可产生直线运动。本机采用气压驱动移动带轮运动，打印头打印的动作也由气压驱动完成。气压以空气为工作介质，介质清洁且容易获得、成本低、结构紧凑 ;对本课题而言，利用压力继电器，气动传动很容易对被检测 V 带既进行定张紧力控制，又能够适时发出电信号。这一点，单纯机械传动难以实现。液压传动可用于压力较大场合。检测时的带张紧力设定为 :400 长春理工大学光电信息学院毕业论文 10 工作压力 :动移动带气缸型号 :=50 驱动标记轮气缸型号 :=12 位移测量功能模块位移检测可选择方案很多。如感应同步器、光栅传感器 (激光位移传感器、光电传感器等。按国家标准要求， V 带配组公差值在 4间，相对于一般机械零件公差，数值相当大，对检测精度要求相对较低。在能够满足使用要求的条件下，主要考虑结构简单、使用维修方便、降低成本，选择光电传感器与码盘配合组成位移检测系统，初步提出位移检测精度 0.5 得到较高的性能价格比。自动打印功能模块打印头要根据位移测量结果，通过控制系统作用，完成正确转位以及打印组别标识号。打印头对应位移测量结果实现正确转位，可采用控制步进电机、伺服电机、光电码盘和交流异步微型电动机联合控制等实现。本机从实用、系统简便等方面考虑，选用后者实现打印头转位。电机型号为60控制模块本机以为设备的控制系统主体，利用其柔性控制特点，实现位移检测、打印头转动、气缸电磁阀动作及其余部分的动作，通过改变应用程序的某些模块和对设备进行简单的调整后可完成不同型号本机选用三菱列的选择 I/O 总数为 40 点， 24 个输入点， 16个输出点，功耗 25出电源为第三章检测、自动打印标记、电气控制原理及设计随着现代测量、控制及自动化技术的发展，传感器技术越来越受到人们的重视，应用越来越普遍。凡是应用到传感器的地方，必然伴随着相应的检测系统。尤其是在机电一体化产品中，传感器极其检测系统不仅是一个必不可少的组成部分，而且已成为机与电有机结合的一个重要纽带。由于近年来计算机的普及应用，在机电一体化产品中许多复杂的信号处理都采用计算机来完成，本机的信号处理由成。数字式传感器可直接将被测量转换成数字信号输出，既可提高检测精度、分辨率及抗干扰能力，又易于信号的运算处理、存储和远距离传输。最常见的数字式传感器有光栅、磁长春理工大学光电信息学院毕业论文 11 栅、感应同步器、光电编码器及激光干涉仪等。目前可用于位移检测的传感器种类很多。本机采用光电传感器，光电传感器是将光信号转换为电信号的一种传感器，若用这种传感器测量其它非电量时，只要将这些非电量的变化 (例如位移的变化 )转换成光信号的变化即可。这种测量方法具有结构简单、非接触、高可靠性、高精度和反应快等特点。图 3 图 3光断续器是一种光电子器件，它是专门用来检测物体的光传感器，它有一个发光元件和受光器件，将电信号转变为光信号，然后再将光信号变为电信号输出。在此我们选择了透过型光断续器。透过型光断续器的原理图如图 3们的发光元件和受光器件相距一定的距离，中间物体为穿过用的凹槽，当无物体穿过时，发光元件的辐射光照射在受光器件上，将光信号转转换为电信号输出。当断续器内有物体时，则发光元件辐射的光被遮挡，受光器件无光照射，也就无信号输出。

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