供水管道管片模具搬运小车控制系统设计【优秀毕业课程设计】
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供水管道管片模具搬运小车控制系统设计【优秀毕业课程设计】,供水,管道,管片,模具,搬运,小车,控制系统,设计,优秀,优良,毕业,课程设计
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中 北 大 学 信 息 商 务 学 院 毕业设计开题报告 学 生 姓 名： 赵虹 学 号： 12020143 名 ： 机械工程系 专 业 ： 机械设计制造及自动化 设 计 题 目 ： 供水管道管片模具搬运小车 控制系统 设计 指 导 教 师 : 曾志强 2016 年 3 月 21 日 毕 业 设 计 开 题 报 告 1结合毕业设计情况，根据所查阅的文献资料，撰写 2000 字左右的文献综述： 文 献 综 述 1 研究背景与意义 究背景 在山西的某供水项目中，祁县东山的 20 多公里的自来水输送是通过开掘隧道来完成的。隧道开掘采用盾构机（ 元，美国设计的，长 380 多米）完成。但是由于隧道是为了输送水体的，因此需要对开掘的岩体进行全程的管路铺设，以避免水体泄露。目前，隧道管路铺设采用水泥预制件来实现。在盾构机掘进的过程中，其中有一道工序能够实现自动铺设（管道直径 4 米，四块预制件可以合成一个完整的圆）。 究意义 通过构建模具搬运小车系统，培养设计并实现自动控制系统的能力。智能作为现代的新发明，它可以按照预先设定的模式 自动的运行，不需要人的参与。自动小车就是其中的一个体现，本系统就是以小车自动搬运为目的进行研究的 。自动小车主要实现小车的自动循迹及卸物功能。这样的小车自动化程度高，易维护，降低产品损伤，安全性能好，成本较低，有较小的场地要求，美观方便。 2 国内外研究现状 及分析 搬运车作为物流搬运中的主力军，其作用 不容忽视。实 现 空间的移动活动 叫物流 ， 其中 垂直移动称为堆高（堆垛）物流，平行移动称为搬运物流，这两个物流活动是物流活动中最常见的物流，还有装卸物流，这些物流过程均离不开搬运车的参与。搬运车的价值正日益凸显，搬运车 主要功能是完成搬运物流活动。 搬运车发展历史，经历 3 代发展，搬运车发展正在向第四代发展。第一代搬运车为手动搬运车 ,其特点是自动化、智能化程度不高，但它为人工搬运向机械化搬运转化做出了巨大的贡献，时至今日，它在搬运车市场仍然具备一定的市场份额；第二代搬运车是以内燃叉车为代表的内燃搬运车，具备较高的自动化，内燃叉车以发动机为动力，动力强劲，缺点是有废气排放污染环境，效能较低，有害人类健康，不适合食品行业使用；第三代搬运车是以电动叉车为代表的 全电动搬运车 ,其自动化程度和内燃叉车相当，但它是节能环 保理念推动的 动力 技术更新，使用的是电池动力，电动搬运车具备节能、无废气排放 、 噪音小等优点，是食品行业的最佳选择，由于其节能的突出优点，被搬运车行业认为是未来最有潜力的叉车之一，但目前遇到了发展瓶颈，由于其受电瓶容量的限制，功率小，作业时间短。 传统搬运方式 ， 一般采用人工及半人工搬运方式 ， 这种方法通常会造成人员设备投资高、利用率低下。因此 ， 我们需要设计一种能够实现自动寻迹、自动搬运货物的搬运车 ,从而对传统搬运方式的智能化和现代化程度进行改善和提升 ， 进而实现降低生产成本的目的。 第四代搬运车发展是以自动无人搬运车 （ 无人搬运车 (为现代柔性制造系统中的关键设备 ，是当今柔性制造系统 (自动化仓储系统中物流运输的有效手段，现代的自动无人搬运车是由计算机控制，多数的 于对 作业过程进行优化，发出搬运指令，跟踪传送中的构件以及控制 路线，无人搬运车的引导方 式主要有电磁感应引导、激光引导和磁铁陀螺引导等方式，可以给无人搬运车编程序输入引导搬运车完成搬运工作，是一种智能化比较高的搬运车。 智能化 搬运系统的开发 ， 可编程序控制器 (到了广泛应用，而且 已在工业生产过程的自动控制中得到了广泛的应用。它是以微处理器为核心 ,综合计算机技术、自动控制技术和通信技术发展起来的一种通用的自动控制装置 ,它具有结构简单、易于编程、性能优越、可靠性高、灵活通用和使用方便等一系列优点 ；液压 技术也是实现工业自动化的重要手段 ,并且已广泛地应用于各工业部门 ， 在机械产品自动化、工业自动化及企业技术改造方面占有重要的地位。 搬运车主要由发动机总成、防爆抗污染系统、液压系统、承载动力源的前机架、行走系统、 电控 系统、承载液压支架、 提升机构 组成 。 3 文献综述 液压技术作为现代机械设备实现传动与控制的重要技术手段，液压技术在国民经济各领域得到了广泛的应用。与其他传动控制技术相比，液压技术具有能量密度高配置灵活方便调速范围大工作平稳且快速性好易于控制并过载保护易于实现自动化和机电液一体化整合系统设计制造和使用维护方便等多种显著的技术优势，因而使其成为现代机械工程的基本技术构成和现代控制工程的基本技术要素。 为了保证设备运行的可靠与安全，需要有许多辅助电气设备为之服务，能够实现某项 控制功能 ，即 控制回路或二次回路。这些设备要有以下 功能： (1)自动控制功能 ： 高压和大电流开关设备的体积是很大的，一般都采用操作系统来控制分、合闸，特别是当设备出了故障时，需要开关自动切断电路，要有一套自动控制的电气操作设备，对供电设备进行自动控制。 (2)保护功能 ： 电气设备与线路在运行过程中会发生故障，电流 (或电压 )会超过设备与线路允许工作的范围与限度，这就需要一套检测这些故障信号并对设备和线路进行自动调整 (断开、切换等 )的保护设备。 (3)监视功能 ：设备能够正常工作至关重要， 设备是否带电 ，关系到设备控制逻辑正常运转 ，从外表看 设备带电否 无法分辨，这 就需要设置各种视听信号，如灯光和音响等，对设备进行电气监视。 (4)测量功能 ： 灯光和音响信号只能定性地表明设备的工作状态 (有电或断电 )，如果想定量地知道电气设备的工作情况，还需要有各种仪表测量设备，测量线路的各种参数，如电压、电流、频率和功率的大小等。 在设备操作与监视当中，传统的操作组件、控制电器、仪表和信号等设备大多可被电脑控制系统及电子组件所取代，但在小型设备和就地局部控制的电路中仍有一定的应用范围。这也都是电路实现微机自动化控制的基础。常用的控制线路的基本回路由以下几部分组成 ： (1)电源供电回 路 ： 供电回路的供电电源有 220V 等多种。 (2)保护回路 ： 保护 (辅助 )回路的工作电源有单相 220、 36V 或直流 220、 24V 等多种，对电气设备和线路进行短路、过载和失压等各种保护，由熔断器、热继电器、失压线圈、整流组件和稳压组件等保护组件组成。 (3)信号回路 ： 能及时反映或显示设备和线路正常与非正常工作状态信息的回路，如不同颜色的信号灯，不同声响的音响设备等。 (4)自动与手动回路 ： 电气设备为了提高工作效率，一般都设有自动环节，但在安装、调试及紧急事故的处理中，控制线路中 还需要设置手动环节，通过组合开关或转换开关等实现自动与手动方式的转换。 (5)制动停车回路 ： 切断电路的供电电源，并采取某些制动措施，使电动机迅速停车的控制环节，如能耗制动、电源反接制动，反接制动和再生发电制动等。 (6)自锁及 互 锁回路 ： 启动按钮松开后，线路保持通电，电气设备能继续工作的电气 环节叫自锁环节，如接触器的动合触点串联在线圈电路中。两台或两台以上的电气装置和组件，为了保证设备运行的安全与可靠，只能一台通电启动，另一台不能通电启动的保护环节，叫 互 锁环节。如两个接触器的动断触点分别串联在对方线圈电路 中。 参考文献 ： 1杨秀茹 北京：机械工业出版社， 2015 2张宏友 M连理工大学出版社， 2009 2 3马宪亭 M学工业出版社， 2009 4李国强 . 控制液压系统生产工艺配方技术 控制液压系类资料 M学工业出版社， 2002 5柳玉龙 煤矿机械， 2010， 31（ 7）， 206王明普 . 支架搬运车的设计 2005, 4: 217张梅美 硕士学位论文 北林业大学 , 2013 8 胡彬 . 面向柔性制造系统的无人搬运车控制器研究 上海 ： 上海交通 大学 , 2012 9王得胜，韩红彪 北京： 电子 工业出版社， 2011 10 张兵，韩霞 用 电子 工业出版社， 2015 11王得胜，韩红彪 北京： 电子 工业出版社， 2011 12纪青松，唐莹著 . 术与应用（三菱机型） 项目教程 电子 工业出版社， 2013 13杨后川 用 100 例 电子 工业出版社， 2011 14常同立 北京： 清华大学 出版社， 2014 15张利平 . 液压控制系统及设计 化学 工业出版社， 2006 16张彤，张文涛，张瓒 . 气设计实例入门 京航空航天大学出版社， 2014 17 2015,74:175 18,of 015,81(92123 毕 业 设 计 开 题 报 告 本课题要研究或解决的问题和拟采用的研究手段（途径）： 本设计要根据工厂现场实际的工作空间，在搬运车机械运动机构的基础上进行液压系统及控制电路的设计，搬运车在重载的情况下，如果应用电机来进行驱动运 行，将会对动力电源的供电方式有特殊的要求，如果小车的动力电机直接通过供电电缆来供电，在运动过程中会有将电缆拉断或碾压的可能，存在一定的安全隐患。 搬运车要求实现自动控制运行，所以要有工作可靠、性能优良的 行控制，并且在小车或现场出现故障的时候能够迅速将搬运车立即停止运行，搬运车在运动转向停止时，由于其重量大，不可能立即停止，这样在硬件电路设计和程序编程时都要注意到这些细节，所以在编程设计上有一定的经验要求，并且搬运车运行前要进行调试改良然后再投入运行。 根据以上总结的注意事项和问题，为了保证安全可靠的 控制系统的设计，前期要对控制电路进行严格的设计和审核，选择质量可靠、寿命较长的电气控制元器件，在机械部分设计完成后，要很好的将机械部分和电气控制逻辑结合起来，达到将控制和机械完美结合，现提出以下设计步骤： 据现场的实际条件选择合适的动力电机，然后将小车的控制主电路进行设计校验，然后根据电路要求，选择控制元器件，即选型，根据小车要完成的动作，和小车的行走路线，选择合适的控制 考虑 点数够用； 据搬运过程中小车工作台的抬高、降低，以及小车运行方向的转换要求，设 计好液压控制系统； 步完成机电液控制系统的总体设计，熟悉电路图的相关元器件的表示方法，熟悉液压控制系统中控制原
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