机电综合实训.doc

南京工业职业技术学院项目技术报告机电综合实训项目技术报告 姓 名： XXX 学 号： XXXXXX 班 级： XXXXX 课程名称：机电综合实训 指导老师： 庄俊东 徐德洪 提交日期：2014年12月19日 组 别： 第 三 组 概 要本文介绍气动系统的设计过程，各种气动元件的性能与使用方法，根据项目的工艺要求、控制要求和技术指标进行工况分析、气动元件的选择、气动回路图的设计，并进行系统软件仿真运行、安装与调试。以生产密封袋为例，说明了在两气缸顺序动作控制回路中，纯气动、继电控制和气动加电磁阀PLC控制三种不同的实现方法。关键词生产密封袋；气动回路；继电控；PLC目 录前 言1第一章 项目简介21.1 综合实训项目任务21.2 任务要求及技术参数2第二章 纯气动控制方式42.1 纯气动原理图的设计过程42.2 纯气动原理图42.3 负载分析42.4 选择设计执行元件52.5 元器件明细表62.6 调试分析7第三章 气动加电磁阀方式83.1 行程开关控制方案设计83.2 气动原理图、电气原理图83.3 元器件明细表93.4 调试分析9第四章 气动加电磁阀PLC控制104.1 控制面板104.2 输入输出分配表104.3 PLC外部接线图114.4 程序规划124.5 顺序功能图134.6 PLC梯形图144.7 元器件选型174.8 程序调试分析18参考文献20个人总结21前 言本实训项目通过纯气动、气动加电磁阀、气动加电磁阀PLC控制的方案来设计，绘制电气原理图、气动原理图，元器件选型计算、选择元器件，完成控制程序。安装调试程序，使两个气缸能够完成以一动一停的方式行前运动。生产密封袋是按照给定程序、轨迹、要求实现自动加热密封、剪切的包装装置。生产中的应用可以提高生产的自动化水平和生产率；可以减轻劳动强度，保证产品的质量，实现安全生产；尤其在一些恶劣的环境中，它代替人进行正常的工作，意义更为重大。一个项目往往需要一个项目组共同完成。一个项目组由一个组长和若干组员组成。组长根据项目的难易程度、工作量的大小以及开发周期的长短等因素来配备若干组员。组长制定项目整体方案，要给每个组员分配好各自的任务，并且在项目的全过程中始终协调好组员之间的合作关系。每个组员既要努力完成自己的分工，也要及时配合组长的工作，服从组长的调动，还要主动与 其他组员沟通协调。本实训以小组为单位进行，最后提交技术报告。第一章 项目简介1.1 综合实训项目任务生产密封袋（水平进料）任务如下图所示。图示包装装置中，轨道上的密封袋采取一动一停方式向前运动。热封采用气缸A作为执行元件，气缸能够很容易地驱动电极压头移动，以完成热封。另一个气缸B驱动切刀动作，剪切或分开密封袋。气控回路中要设置紧急停止按钮及复位手动按钮。1.2 任务要求及技术参数（1）动作过程设计：设计、设置初始状态，按照工作任务合理设计动作过程，选择过程的控制方式，比如顺序动作是采用行程开关方式控制还是采用延时方式控制。（2）系统输入：1 启动按钮：用于启动机械手使其进入工作状态；2 复位按钮：用于使机械手恢复到初始位；3 急停按钮：用于紧急状态急停；4 自动、半自动选择开关：用于进行自动、半自动状态切换；5 采用行程开关方式时，行程开关的输入。（3）系统输出：控制气缸A、B合理动作。（4）控制要求：分别用纯气动方式、气动加电磁阀方式、气动加电磁阀PLC方式完成设计的动作过程。纯气动方式：利用行程阀来控制回路的顺序动作气动加电磁阀方式：利用行程开关控制电磁铁，从而控制回路的顺序动作PLC控制模式控制要求：初始状态实现复位、单步模式、半自动模式、全自动模式四种工作模式；单步模式：每按一次启动按钮执行一步。半自动模式：每按一次启动按钮执行一个循环。全自动模式：启动后连续运动。复位模式下，按下复位按钮（SB2），机器回到初始状态。半自动模式下启动按钮（SB1）按下,机器走一个循环。 在原点且在半自动模式下开始指示（HL1）灯闪烁在复位模式下，如未在原点复位指示灯（HL2）闪烁半自动模式：自动、复位模式指示灯（HL3）亮；复位模式：自动、复位模式指示灯（HL3）灭。技术参数 组 别参 数A B C D 最大工作负载1500N700N700N550N快退速度3m/min3.5m/min3m/min3.5m/min工进速度30mm/min40mm/min50mm/min60mm/min运动部件重量2100N1600N1000N850N导轨形式竖直铸铁导轨其它A、C为热封气缸，B、D为切刀气缸1 进气管、回气管长度各为1米2 行程s均为100mm3 静摩擦系数: 0.2 动摩擦系数: 0.14 启动、减速、制动时间：0.1s5 气缸负载效率：0.5第二章 纯气动控制方式2.1 纯气动原理图的设计过程纯气动方式是利用行程阀来控制换向阀换向，从而实现顺序动作完成任务。2.2 纯气动原理图（1） 热封按下手动阀q，压缩空气使阀FA换向处于左位，并进入A缸的左腔使活塞杆伸出，完成热封。（2） 剪切当A缸活塞杆上的挡块压下行程阀a1后，压缩空气使阀FB换向处于左位，并进入B缸的左腔，推动活塞杆伸出，剪切密封袋。（3） 退回当B缸活塞杆上的挡块压下行程阀b1时，压缩空气使阀FA、FB换向处于右位，并进入A、B缸右腔，使活塞杆缩回，从而完成一个工作循环。2.3 负载分析本组选择C缸：由综合实训手册中要求提取出关于C缸的相关数据，现列表将其表达如下：运动部件重量1000N静摩擦系数0.2动摩擦系数0.1气缸负载效率0.5设计以前，必须了解主机或气动设备的工艺过程、动作循环、空间位置、结构、主要技术要求及自动化程度等内容。同时还要了解工作现场的温度、湿度、工件物料的状态，有无腐蚀性、可燃性，对防振、防尘的要求，了解动力源的情况，最高和最低供气压力及管问供气流量变动范围等内容。经过受力分析及计算的出负载受力情况如下：工况计算公式（外负载）外负载（N）工作负载（N）F=kFl (k的范围1.1-1.3)启动Fl=fsFnfs: 静摩擦因数Fn: 运动部件重量Fl=0.21000=200240加速Fl=fvFn+mvtfv: 动摩擦因数m: 运动部件质量vt：加速度Fl=0.11000+1000*0.001/103/60/0.1=120.996120.996快进Fl=fvFnFl=0.11000=100120工进Fl=fvFn+FtFt: 最大工作负载Fl=0.11000+700=800820反向启动Fl=F启0240反向加速Fl=F加0120.996反向快进Fl=F快01202.4 选择设计执行元件(1)根据参数要求：缸行程100mm，推紧力700N；选择两个活塞式双作用单活塞杆气缸(2)计算气缸内径式中 22工作负荷;工作压力;机械效率。（1）选定气缸工作压力为0.4、机械效率为0.5，则气缸的内径为：0.0668m根据缸径和行程查设计手册选：型号：QGEW-2标准气缸内径：80mm工作压力范围：0.11.0MP温度：-2580（但在不冻结情况下）（2）耗气量计算：Q=0.046D*D*V*(P+0.1)=73.6L/minD气缸内径(cm) ，P-工作压力（Mpa）V-气缸最大速度（mm/s）（3）管道内径：Q-耗气量V-推荐流速8m/s选择内径为16mm的管道2.5 元器件明细表序 号名 称型 号厂 商数 量备 注1双作用气缸QGEW-2标准AirTAC22两位三通行程阀S3L-06AirTAC3弹簧复位3两位五通换向阀4A120-0CAirTAC2双作用4两位两通换向阀4A120-0CAirTAC1左侧弹簧复位5手动阀4H120-06AirTAC12.6 调试分析序 号出现问题原因分析解决方法备 注1未按手动阀，气缸伸出两位五通换向阀不在初始位通气复位2气缸伸出不缩回行程阀不到位更换行程阀3气缸伸缩太快，看不清动作气压太大降低气压（或增加节流阀控制速度）4气缸无法完成循环A缸缩回无法定位在A缸缩回处添加一个行程阀第三章 气动加电磁阀方式3.1 行程开关控制方案设计当气缸运动到极限位置后触动行程开关，控制电磁铁得电，从而使电磁换向阀换向，实现气缸的顺序动作，完成任务。3.2 气动原理图、电气原理图（1）热封按下启动开关SB1，1YA得电使阀FA换向处于左位，压缩空气进入A缸的左腔使活塞杆伸出，完成热封。（2）剪切当A缸活塞杆上的挡块压下行程阀2S后，2S闭合，3YA得电使阀FB换向处于左位，压缩空气进入B缸的左腔，推动活塞杆伸出，剪切密封袋，同时1S断开，1YA断电。（3）退回当B缸活塞杆上的挡块压下行程阀4S时，4S闭合，3S断开，3YA断电，2YA和4YA得电使阀FA、FB换向处于右位，压缩空气进入A、B缸右腔，使活塞杆缩回，从而完成一个工作循环。3.3 元器件明细表序 号名 称型 号厂 商数 量备 注1双作用气缸QGEW-2标准AirTAC22行程开关LXW5-11G3AirTAC43两位五通电磁换向阀4A120-0CAirTAC24单向节流阀ASC100-06AirTAC40.5-9.5Kgf/cm23.4 调试分析序 号出现问题原因分析解决方法备 注1接通电源，气缸伸出接通电源，1YA直接得电增加一个启动开关2气缸伸出不缩回电磁阀右位不得电更换电磁阀3气缸伸出不缩回行程开关没有压到位换行程开关4气缸A、B同时返回时，B缸返回速度快，回到初始位又伸出B缸返回速度快增加节流阀控制速度第四章 气动加电磁阀PLC控制气动加电磁阀PLC是利用PLC来控制气缸动作顺序，从而实现自动化。4.1 控制面板4.2 输入输出分配表输 入输 出动 作地 址动 作地 址A缸左位检测I0.11YA得电Q0.1A缸右位检测I0.22YA得电Q0.2B缸左位检测I0.33YA得电Q0.3B缸左位检测I0.44YA得电Q0.4启动按钮I0.0停止按钮I1.0复位按钮I2.04.3 PLC外部接线图4.4 程序规划对PLC程序进行总体规划、程序模块划分，理清程序模块之间的调用关系和互锁关系，如图4-1所示。图4-1 程序规划图4.5 顺序功能图启动开关 I0.0A缸左位检测开关 I0.1A缸右位检测开关 I0.2B缸右位检测开关 I0.4A缸伸出 Q0.1B缸伸出 Q0.3A缸缩回 Q0.2B缸缩回 Q0.44.6 PLC梯形图单步模式半自动模式全自动模式复位模式4.7 元器件选型序 号名 称型 号厂 商数 量备 注1双作用气缸QGEW-2标准AirTAC22行程开关LXW5-11G3AirTAC43两位五通电磁换向阀4A120-0CAirTAC24单向节流阀ASC100-06AirTAC40.5-9.5Kgf/cm24.8 程序调试分析序 号出现问题原因分析解决方法备 注1按下启动开关SB1无效电路中无电流重接24V、0V2按下启动开关SB1无效电路接触不良检查线路3A、B缸无法完成循环程序矛盾，电磁阀两边同时得电重编程序4气缸A、B同时返回时，A缸返回速度快，回到初始位又伸出B缸在中间位置时，两边行程开关检测不到，系统默认B缸已返回重编程序，在B缸初始位增加行程开关，检测缩回动作致 谢本次综合实训项目是在庄俊东和徐德洪两位老师的悉心指导下完成的，他们对本次实训工作倾注了大量的心血！我们在老师的指导下完成了工业上生产密封袋的三种不同的控制方式-纯气动控制方式、气动加电磁阀控制方式、气动加电磁阀PLC控制。二周来，老师深厚的专业背景、严谨的治学态度、平易宽厚的人格作风使我受益匪浅。感谢您们对我们的悉心教诲，使我们顺利地完成了实训任务，在实训任务完成之际，衷心感谢老师对我的关心和培养！同时感谢我同组同学及同班同学的帮助和关心！最后向审阅技术报告的老师致以深深的谢意！参考文献1吴振顺.气压传动与控制.哈尔滨工业大学出版社.2010.2李壮云.液压气动与液力工程手册.电子工业出版社.2008.3崔培雪.冯宪琴.典型液压气动回路600例.化学工业出版社.2011.4徐灏.机械设计手册.机械工业出版社.1988.个人总结为期两周的“机电综合实训”即将结束，本次实训受益匪浅，我们对于气动方面的知识比较欠缺，因而整个