饮料瓶回收机主机结构设计含proe三维及6张CAD图
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饮料瓶回收机主机结构设计含proe三维及6张CAD图,饮料瓶,回收,机主,结构设计,proe,三维,CAD
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设计(论文)任务书题 目(包括副标题)饮料瓶回收机结构设计教师姓名职 称教学单位学生姓名专 业班 级学 号任务下达时间2018年12月9日成果形式A毕业设计 B毕业论文 C实做 1毕业设计（论文）课题任务的内容和要求：（阐明通过毕业设计（论文）解决（研究）的主要问题及解决（研究）问题的方法要求。）废旧饮料瓶回收机主要是针对在大型商场、大型小区、体育馆、学校等人口密集区域进行饮料瓶回收。该回收机机械部分主要由回收机外壳、存储盒以及压扁系统。本设计主要是完成饮料瓶回收机实体设计。2毕业设计（论文）工作进度要求：周 次计划工作内容第一周饮料瓶回收机功能需求设计。第二周第三周饮料瓶回收机结构方案制定并确定最终方案。第四周第八周 根据设计方案进行详细结构设计并画出工程图。第九周-第十周 撰写毕业设计说明书，经指导教师审阅后进行修改。第十一周-第十二周制作多媒体答辩讲稿，准备答辩提纲并进行毕业答辩。（注：表格不够可另行加页 ） 系（教研室）主任签字： 摘摘 要要在新型的社会发展背景下，我们的饮料瓶自动回收装置孕育着绿色、环保循环经济的理念，将节能、环保意识深入人心，通过自动回收饮料瓶，能有效减少了社会上饮料瓶随意扔弃现象。饮料瓶的自动回收又能起到机器换人，节省劳动力的良好经济、社会效益。为本次设计的饮料瓶回收机，由壳体、压扁机构、存储箱、供电系统、3 处阀门及其驱动电磁铁等构成。设计中首先调研了饮料瓶回收机国内外研究现状及饮料瓶回收机的结构及原理，通过对饮料瓶回收机结构及原理的分析，在此分析基础上提出了总体结构方案及压扁机构方案；接着，对选择了各主要技术参数并且对各主要零部件进行了设计与校核，通过设计计算得到主要结构尺寸；然后，通过 Pro/E 三维设计软件设计了该饮料瓶回收机；最后，绘制了饮料瓶回收机装配图及主要零部件图。通过本次设计，得到了结构合理、工作可靠、性能优良的饮料瓶回收机，并且形成了一套通用的饮料瓶回收机设计流程及方法，有利于今后饮料瓶回收机的设计与制造。关键词：关键词：饮料瓶；回收机；压扁机构；Pro/E；PLCAbstractUnder the background of new social development, our automatic recycling device for beverage bottles gestates the concept of green, environmental protection and circular economy. It deeply roots peoples awareness of energy saving and environmental protection. Through automatic recycling of beverage bottles, it can effectively reduce the phenomenon of casual discarding of beverage bottles in society. The automatic recovery of beverage bottles can also play a good economic and social benefit of machine replacement and labor saving. The beverage bottle recycling machine designed for this time consists of shell, flattening mechanism, storage box, power supply system, three valves and their driving electromagnets.Firstly, the research status of beverage bottle recycling machine at home and abroad and the structure and principle of beverage bottle recycling machine are investigated. Based on the analysis of the structure and principle of beverage bottle recycling machine, the overall structure scheme and flattening mechanism scheme are put forward. Then, the main technical parameters are selected and the main parts are designed and checked. Through the design calculation, the overall structure scheme and flattening mechanism scheme are obtained. To the main structure size; then, through Pro/E three-dimensional design software, the beverage bottle recycling machine is designed; finally, the assembly drawing and the main parts drawing of the beverage bottle recycling machine are drawn.Through this design, a beverage bottle recycling machine with reasonable structure, reliable operation and excellent performance has been obtained, and a set of general design process and method of beverage bottle recycling machine has been formed, which is conducive to the design and manufacture of beverage bottle recycling machine in the future.Key words: beverage bottle; recycling machine; flattening mechanism; Pro/E; PLC目 录第第 1 章章 绪绪 论论 .11.1 课题背景及意义课题背景及意义.11.1.1 课题的背景 .11.1.2 课题的意义 .11.2 国内外研究现状和发展趋势国内外研究现状和发展趋势.21.3 课题内容课题内容.21.4 预期经济及社会效益预期经济及社会效益.2第第 2 章章 总体方案设计总体方案设计 .42.1 设计要求设计要求.42.2 方案设计方案设计.42.2.1 研究方案、技术路线 .42.2.2 预期技术指标 .42.2.3 总体方案 .5第第 3 章章 各主要零部件的设计各主要零部件的设计 .73.1 总体参数确定总体参数确定.73.2 电动推杆选择电动推杆选择.73.2.1 分类 .73.2.2 主要结构 .73.2.3 工作原理 .83.2.4 参数选择 .83.3 电磁铁的选择电磁铁的选择.83.3.1 分类 .93.3.2 原理 .93.3.3 参数选择 .103.4 壳体的设计壳体的设计.10第第 4 章章 基于基于 PRO/E 的三维设计的三维设计.124.1 PRO/E 三维设计软件概述三维设计软件概述.124.2 三维设计三维设计.134.2.1 壳体 .144.2.2 支架 .144.2.3 固定板 .154.2.4 滑动板 .154.2.5 前上盖 .154.3 三维装配三维装配.16第第 5 章章 PLC 控制系统设计控制系统设计 .175.1 PLC 简介简介.175.1.1 基本结构 .175.1.2 工作原理 .185.2 PLC 选型选型.185.3 PLC 控制逻辑设计控制逻辑设计.20总总 结结 .21致致 谢谢 .22参考文献参考文献 .23饮料瓶回收机主机结构设计第第 1 1 章章 绪绪 论论1.11.1 课题背景及意义课题背景及意义1.1.1 课题的背景现代社会饮料的产量和消耗量非常的庞大，饮料瓶充斥在公共场合的各个角落，饮料瓶的处理无疑带来了很大的环境、经济和社会问题。这些现状使我们对于饮料瓶回收的研究迫在眉睫。研发一种能自动识别各种饮料瓶，将其分类回收，同时能给人们返利，鼓励大家环保的智能饮料瓶回收机研究与开发就很有必要性。本项目旨在利用研发的这种智能饮料回收机减少饮料瓶随意丢弃带来的白色污染、水源和 土壤污染，让废饮料瓶得到最大限度的循环再利用。同时，通过返利鼓励市民将空瓶投进智能回收机，正确回收生活垃圾、增强环保意识、形成节能环保的良好社会风气，进而获得良好的经济效益和社会效益。随着经济社会的发展和人们生活水平的提供，饮料成为人们生活中不可或缺的一种商品，饮料的产量和消耗量都非常的庞大，在人们尽情享受饮料带来的爽朗心情的同时，饮料瓶的处理无疑带来 了很大的环境、经济和社会问题。遍地充斥着的饮料瓶不仅造成了 环境污染、市容破坏，同时也是一种极大的资源浪费。这些现状使 我们对于饮料瓶回收的研究迫在眉睫。同时，饮料瓶难以分解。这样如何回收利用这些饮料瓶成为一个亟待解决的问题。研发一种能回收饮料瓶，鼓励大家环保的饮料瓶回收装置的研究与开发就很有必要性。1.1.2 课题的意义本项目旨在保护环境，节约资源，让废饮料瓶这一“城市矿产”得到最大限度的循环再利用。在学校、商场、公共场所、旅游景 点等人口密集的地方，每天所产生的饮料瓶不计其数，如果进行 合理的回收，既节约资源，又保护环境，我国已逐渐进入老龄化 社会，人力资源正逐步短缺，可以节省劳动力，减轻保洁员的劳动强度，这样通过机器换人，可以收到了良好的社会经济效益。同时，鼓励市民将空瓶投进饮料瓶自动回收装置，增强环保意识、形成节能环保的良好社会风气，同时获得良好的经济效益和社会效益。在新型的社会发展背景下，我们的饮料瓶自动回收装置孕育着绿色、环保循环经济的理念，将节能、环保意识深入人心，通过自动回收饮料瓶，能有效减少了社饮料瓶回收机主机结构设计会上饮料瓶随意扔弃现象。饮料瓶的自动回收又能起到机器换人，节省劳动力的良好经济、社会效益。在这些巨大效益的带动下，饮料瓶自动回收装置必将向着智能化、网络化的方向飞速发展，通过物联网、互联网实现智能识别、回收、返利和远程管理，最终实现产业化，并成为智慧城市中必不可缺的重要一环。1.21.2 国内外研究现状和发展趋势国内外研究现状和发展趋势虽然目前市面上也存在一些类似的对饮料瓶进行回收装置，但是这些产品都存在诸多的问题：（1）回收种类单一，很难达到全面绿色环保的目的；（2）识别困难，操作过于复杂，不便于在人们生活节奏较快且人流量较大的迅速完成回收动作，这样会导致人们因嫌太过繁琐而 不愿采用此种环保的回收方式；（3）设备经济性、实用性差，功能简单，成本较高，无法推广；（4）存满后不能及时发出预警信号通知清洁人员前来处理；（5）没有将节能环保的宣传工作融入其中。基于上述现状，本文想从这些方面进行突破，创新研究，设计 一种全新的饮料瓶自动回收装置，为以后饮料瓶回收装置的智能化、 网络化、产业化奠定坚实的基础。1.31.3 课题内容课题内容本文旨在研发设计一种饮料瓶自动回收装置：（1）使该回收装置能够自动识别金属制易拉罐、塑料饮料瓶、 玻璃饮料瓶和纸质饮料瓶，便于对多种饮料瓶进行自动分类回收。（2）利用结构对饮料瓶进行处理分类储存，存满后自动预警。（3）鼓励人们以新的生活方式，来节约资源。1.41.4 预期经济及社会效益预期经济及社会效益随着我国高等教育受众人数增多，校园内部废弃饮料瓶的数量 不断增大，在大学校园内针对广大师生群体使用的饮料瓶回收装置 必然会得到大力支持，市场前景可观。按一个学校在校生有 8000 人，每天产生的饮料瓶在 2000 个左右，按每个饮料瓶 0.1 元，每天的回 收收益将达 200 元，一年的回收收益可达 7 万余元。同时，现在的人们喜欢出去旅游，车站旅游景区人流量都是很大的，面对如此大 的人流量，产生的空饮料瓶将会更多，利用饮料瓶自动回收装置回收这些空瓶，并将其转入正饮料瓶回收机主机结构设计确的循环流通渠道，产生的经济效益将 会更为可观。我国已逐渐进入老龄化社会，人力资源正逐步短缺，饮料瓶自动回收装置放在高校、车站等公共场合对饮料瓶进行回收，每台饮料瓶自动回收装置保守估计每年可以减少 2 个保洁员的劳动力，如果说按照每个保洁员月薪 2500 元人民来算，那么一年至少可以省下 6 万元人民币的支出，同时可以减轻其他保洁员的劳动强度，这样通过机器换人，也收到了良好的经济及社会效益。饮料瓶回收机主机结构设计第第 2 2 章章 总体方案设计总体方案设计2.12.1 设计要求设计要求废旧饮料瓶回收机主要是针对在大型商场、大型小区、体育馆、学校等人口密集区域进行饮料瓶回收。该回收机机械部分主要由回收机外壳、存储盒以及压扁系统。本设计主要是完成饮料瓶回收机实体设计。2.22.2 方案设计方案设计2.2.1 研究方案、技术路线本文采用先进行总体方案设计；然后进行各关键功能部件设计，即：饮料瓶自动识别系统设计、饮料瓶自动挤压系统设计、饮料瓶自动分类存储系统设计、回收装置；最后再进行具体空间布局及总体装配设计的研究方案和技术路线。具体的研究方案和技术路线如下：（1）进行饮料瓶自动回收装置的总体设计，给各个关键功能部件进行总体的空间布局。（2）设计饮料瓶的自动识别装置，使回收装置能够利用各种传感装置识别金属制易拉罐、塑料瓶等不同类型的饮料瓶，已达到为分类存储做前期准备的目的。（3）运用气动技术、步进电机、伺服电机等机电设备通过精巧的结构设计和运动控制技术对设计饮料瓶的挤压、排空装置，将其压扁，以达到合理利用空间的目的。（4）运用位置控制技术对已识别、处理好的饮料瓶按类别不同 进行分区存储，以方便日后的回收循环再利用。（5）设计饮料瓶自动回收装置存储量检测系统，饱和后自动报警，通知清洁员清理。2.2.2 预期技术指标本文通过深入的研究、设计、开发期望达到以下技术指标：（1）饮料瓶自动回收装置一次能容纳饮料瓶共计 300 个左右。（2）饮料瓶自动回收装置至少能识别金属易拉罐、塑料瓶两种饮料瓶，识别时间不超过 15s。（3）饮料瓶自动回收装置能够对饮料瓶等饮料瓶进行挤压等预处理后分类分区存储。饮料瓶回收机主机结构设计（4）饮料瓶自动回收装置存储饱和后能够进行预警，通知保洁人员前来取出饮料瓶。2.2.3 总体方案如下图 2-1 所示，为本次设计的饮料瓶回收机，由壳体、压扁机构、存储箱、供电系统、3 处阀门及其驱动电磁铁等构成，其中 3 处阀门根据控制系统的指示控制各处电磁铁通断电实现阀门的开闭从而实现饮料瓶被压扁后分类存放。图 2-1 饮料瓶回收机总体方案简图压扁机构由电动推杆、固定板、滑动板、滑杆及破洞针等构成，饮料瓶落入滑板与固定板之间后电动推杆推着滑板及针挤压饮料瓶使其破洞并被压扁。饮料瓶回收机主机结构设计图 2-2 饮料瓶回收机总体方案简图饮料瓶回收机主机结构设计第第 3 3 章章 各主要零部件的设计各主要零部件的设计3.13.1 总体参数确定总体参数确定由于饮料瓶的尺寸大小不一，为适用于大多数饮料瓶的回收，因此已最大尺寸饮料瓶为基础设定，对饮料瓶进行了精确的测量,测量结果如下表 3-1（单位：mm）：表 3-1 饮料瓶瓶体参数表3.23.2 电动推杆选择电动推杆选择电动推杆是一种将电动机的旋转运动转变为推杆的直线往复运动的电力驱动装置。可用于各种简单或复杂的工艺流程中做为执行机械使用，以实现远距离控制、集中控制或自动控制。多用于家用电器、厨具、医疗器械、汽车等行业的运动驱动单元。3.2.1 分类（1）按丝杠形式分：梯形丝杆式，滚珠丝杆式，行星滚珠丝杆式，行星滚柱丝杠等。（2）按减速形式分：蜗轮蜗杆式、齿轮式（3）按电机类型分：直流电机式（12/24/36V） ，交流电机式（220/380V） ，步进电机式，伺服电机式等。（4）按用途分：工业推杆，医疗推杆，家电推杆，家居推杆等1。3.2.2 主要结构电动推杆由驱动电机、减速齿轮、螺杆、螺母、导套、推杆、滑座、弹簧、外壳及涡轮、微动控制开关等组成。电动推杆是一种新型的电动执行机构，电动推杆主要由电机、推杆和控制装置等机构组成的一种新型直线执行机构，可以实现远距离控制、集中控制。电动推杆在一定范围行程内作往返运动，一般电动推杆标准行程在，100，150，200，250，300，350，400mm，特殊行程也可根据不同应用条件要求设计定做。电动推杆可以根据不同的应用负荷而设计不同推力的电动推杆，一般其最大推力可达 6000N，空载运行速度为 4mm35mm/s,电动推杆以 24V/12V 直流永磁电项目柱体高底面半径盖面半径底盖面厚度柱体侧壁厚度三次测量均值28055.0527.940.290.12饮料瓶回收机主机结构设计机为动力源，把电机的旋转运动转化为直线往复运动。推动一组连杆机构来完成风门、阀门、闸门、挡板等切换工作。采用电动推杆作为执行机构不仅可减少采用气动执行机构所需的气源装置和辅助设备，也可减少执行机构的重量。气动执行机构在整个控制运行过程中都需要有一定的气压，虽然可采用消耗量小的放大器等，但日积月累，耗气量仍是巨大的。采用电动推杆执行机构，在改变控制开度时，需要供电，在达到所需开度时就可不再供电，因此从节能看，电动推杆执行机构比气动执行机构有明显节能优点。适用于远距离操纵而广泛用于电力、化工、冶金、矿山、轻工、交通、船舶等部门的风门、阀门、闸门等机构的启闭、物料装卸、流量控制等。现已被越来越多的部门用它来代替机构手、液压阀、减速传动机构的自动装置 1 。3.2.3 工作原理电动机经齿轮或蜗轮蜗杆减速后，带动一对丝杆螺母。把电机的旋转运动变成直线运动，利用电动机正反转完成推杆动作。如通过各种杠杆、摇杆或连杆等机构可完成转动、摇动等复杂动作。通过改变杠杆力臂长度，可以增大或减小行程。行程控制装置蜗轮蜗杆传动形式：电机齿轮上的蜗杆带动蜗轮转动，使蜗轮内的小丝杆作轴向移动，由连接板带动限位杆相应作轴向移动，至所需行程时，通过调节限位块压下行程开关断电，电动机停止运转（正反控制相同） 。齿轮传动形式：电机通过减速齿轮后带动安装于内管的小丝杆，带动与之连接一起的做轴向运行螺母，至所设定的行程时螺母触角压住限位开关断开电源，电机停止运动（反向与之相同） 。3.2.4 参数选择（1）负载通过实验，要压扁饮料瓶需要先把饮料瓶用破洞排除内部空气，其中使饮料瓶破洞需要 50N 压力，而压扁饮料瓶也需要 3080N 压力，而保证饮料瓶被可靠压扁通常选用推杆的推力臂所需最大推力稍大，因此本次选用 100N 推力的电动推杆，即：F=100N（2）行程饮料瓶在被压扁过程中，电动推杆最大行程不超过饮料瓶直径大小，因此根据饮料瓶最大直径选用本次所用的电动推杆行程为 150mm，即：饮料瓶回收机主机结构设计S=150mm综上述所，选用安迪特系列电动推杆 ANT-26。3.33.3 电磁铁的选择电磁铁的选择电磁铁是通电产生电磁的一种装置。在铁芯的外部缠绕与其功率相匹配的导电绕组，这种通有电流的线圈像磁铁一样具有磁性，它也叫做电磁铁（electromagnet） 。我们通常把它制成条形或蹄形状，以使铁芯更加容易磁化。另外，为了使电磁铁断电立即消磁，我们往往采用消磁较快的的软铁或硅钢材料来制做。这样的电磁铁在通电时有磁性，断电后磁就随之消失。电磁铁在我们的日常生活中有着极其广泛的应用，由于它的发明也使发电机的功率得到了很大的提高。3.3.1 分类1、电磁铁按电流分：（1）交流电磁铁（2）直流电磁铁2、电磁铁按用途分（1）制动电磁铁：在电气传动装置中用作电动机的机械制动，以达到准确迅速停车的目的，常见的型号有 MZD1(单相） ，MZS1（三相）系列。（2）起重电磁铁：用作起重装置来吊运钢材，铁砂等导磁材料，或用作电磁机械手夹持钢铁等导磁材料。（3）阀用电磁铁：利用磁力推动磁阀，从而达到阀口开启，关闭或换向的目的。（4）牵引电磁铁：主要用牵引机械装置以执行自动控制任务。3.3.2 原理当在通电螺线管内部插入铁芯后，铁芯被通电螺线管的磁场磁化。磁化后的铁芯也变成了一个磁体，这样由于两个磁场互相叠加，从而使螺线管的磁性大大增强。为了使电磁铁的磁性更强，通常将铁芯制成蹄形。但要注意蹄形铁芯上线圈的绕向相反，一边顺时针，另一边必须逆时针。如果绕向相同，两线圈对铁芯的磁化作用将相互抵消，使铁芯不显磁性。另外，电磁铁的铁芯用软铁制做，而不能用钢制做。否则钢一旦被磁化后，将长期保持磁性而不能退磁，则其磁性的强弱就不能用电流的大小来控制，而失去电磁铁应有的优点。电磁铁是可以通电流来产生磁力的器件，属非永久磁铁，可以很容易地将其磁饮料瓶回收机主机结构设计性启动或是消除。例如：大型起重机利用电磁铁将废弃车辆抬起。当电流通过导线时，会在导线的周围产生磁场。应用这性质，将电流通过螺线管时，则会在螺线管之内制成均匀磁场。假设在螺线管的中心置入铁磁性物质，则此铁磁性物质会被磁化，而且会大大增强磁场。一般而言，电磁铁所产生的磁场与电流大小、线圈圈数及中心的铁磁体有关。在设计电磁铁时，会注重线圈的分布和铁磁体的选择，并利用电流大小来控制磁场。由于线圈的材料具有电阻，这限制了电磁铁所能产生的磁场大小，但随着超导体的发现与应用，将有机会超越现有的限制。3.3.3 参数选择（1）行程/力量电磁铁通电就会产生力量,在不同大小的行程位置力量的大小不同,通常规律是,行程越大,力量越小。 （2）电磁铁的响应时间 从给电磁铁施加电压开始，到滑杆完成需要位移时的时间. （3）负载周期Duty Cycle=通电时间 On time/(通电时间 On time断电时间 Off time)X100%综合这三方面因素后选用由广东金禄科技股份有限公司生产的电磁铁 JL-ET1208，其参数如下：饮料瓶回收机主机结构设计3.43.4 壳体的设计壳体的设计（1）结构机器中的部件或大型零件都应有机架支撑，各种传动件也必须加以保护并与外界隔开，以免零件损伤或造成人身或设备安全事故，所以也应有箱体或壳体加以保护并支持各传动部件。钢材焊接性能的优劣决定于钢中的含碳量，一般是含碳量低的钢，其焊接性能优于含碳量高的钢。因为机架的粗糙度要求不高，支架比较侧重于牢固程度上，所以支架一般都是用焊接的方法进行加工的。常用钢有 16Mn，19Mn，20 号钢，20Cr 等。又因为所设计机架不好铸造，所以选用焊接，考虑到整机称重不大故选用 50 号角钢焊接而成。（2）工艺钣金，一种加工工艺，钣金至今为止尚未有一个比较完整的定义。根据国外某专业期刊上的一则定义，可以将其定义为：钣金是针对金属薄板（通常在 6mm 以下）一种综合冷加工工艺，包括剪、冲/切/复合、折、铆接、拼接、成型（如汽车车身）等。其显著的特征就是同一零件厚度一致。钣金具有重量轻、强度高、导电（能够用于电磁屏蔽） 、成本低、大规模量产性能好等特点，在电子电器、通信、汽车工业、医疗器械等领域得到了广泛应用，例如在电脑机箱、手机、MP3 中，钣金是必不可少的组成部分。随着钣金的应用越来越广泛，钣金件的设计变成了产品开发过程中很重要的一环，机械工程师必须熟练掌握钣金件的设计技巧，使得设计的钣金既满足产品的功能和外观等要求，又能使得冲压模具制造简单、成本低。饮料瓶回收机主机结构设计第第 4 4 章章 基于基于 Pro/EPro/E 的三维设计的三维设计4.14.1 Pro/EPro/E 三维设计软件概述三维设计软件概述Pro/Engineer 操作软件是美国参数技术公司（PTC)旗下的 CAD/CAM/CAE 一体化的三维软件。Pro/Engineer 软件以参数化著称，是参数化技术的最早应用者，在目前的三维造型软件领域中占有着重要地位。Pro/Engineer 作为当今世界机械CAD/CAE/CAM 领域的新标准而得到业界的认可和推广，是现今主流的CAD/CAM/CAE 软件之一，特别是在国内产品设计领域占据重要位置。Pro/Engineer 和 WildFire 是 PTC 官方使用的软件名称，但在中国用户所使用的名称中，并存着多个说法，比如 ProE、Pro/E、破衣、野火等等都是指 Pro/Engineer软件，proe2001、proe2.0、proe3.0、proe4.0、proe5.0、creo1.0creo2.0 等等都是指软件的版本。Pro/E 第一个提出了参数化设计的概念，并且采用了单一数据库来解决特征的相关性问题。另外，它采用模块化方式，用户可以根据自身的需要进行选择，而不必安装所有模块。Pro/E 的基于特征方式，能够将设计至生产全过程集成到一起，实现并行工程设计。它不但可以应用于工作站，而且也可以应用到单机上。Pro/E 采用了模块方式，可以分别进行草图绘制、零件制作、装配设计、钣金设计、加工处理等，保证用户可以按照自己的需要进行选择使用。（1）参数化设计相对于产品而言，我们可以把它看成几何模型，而无论多么复杂的几何模型，都可以分解成有限数量的构成特征，而每一种构成特征，都可以用有限的参数完全约束，这就是参数化的基本概念。但是无法在零件模块下隐藏实体特征。（2）基于特征建模Pro/E 是基于特征的实体模型化系统，工程设计人员采用具有智能特性的基于特征的功能去生成模型，如腔、壳、倒角及圆角，您可以随意勾画草图，轻易改变模型。这一功能特性给工程设计者提供了在设计上从未有过的简易和灵活。饮料瓶回收机主机结构设计（3）单一数据库（全相关）Pro/Engineer 是建立在统一基层上的数据库上，不像一些传统的 CAD/CAM 系统建立在多个数据库上。所谓单一数据库，就是工程中的资料全部来自一个库，使得每一个独立用户在为一件产品造型而工作，不管他是哪一个部门的。换言之，在整个设计过程的任何一处发生改动，亦可以前后反应在整个设计过程的相关环节上。例如，一旦工程详图有改变，NC（数控）工具路径也会自动更新；组装工程图如有任何变动，也完全同样反应在整个三维模型上。这种独特的数据结构与工程设计的完整的结合，使得一件产品的设计结合起来。这一优点，使得设计更优化，成品质量更高，产品能更好地推向市场，价格也更便宜。Pro/Engineer 是软件包，并非模块，它是该系统的基本部分，其中功能包括参数化功能定义、实体零件及组装造型，三维上色，实体或线框造型，完整工程图的产生及不同视图展示（三维造型还可移动，放大或缩小和旋转） 。Pro/Engineer 是一个功能定义系统，即造型是通过各种不同的设计专用功能来实现，其中包括：筋（Ribs） 、槽（Slots） 、倒角（Chamfers）和抽壳（Shells）等，采用这种手段来建立形体，对于工程师来说是更自然，更直观，无需采用复杂的几何设计方式。这系统的参数比功能是采用符号式的赋予形体尺寸，不象其他系统是直接指定一些固定数值于形体，这样工程师可任意建立形体上的尺寸和功能之间的关系，任何一个参数改变，其他相关的特征也会自动修正。这种功能使得修改更为方便和可令设计优化更趋完美。造型不单可以在屏幕上显示，还可传送到绘图机上或一些支持 Postscript格式的彩色打印机。Pro/Engineer 还可输出三维和二维图形给予其他应用软件，诸如有限元分析及后置处理等，这都是通过标准数据交换格式来实现，用户更可配上 Pro/Engineer 软件的其它模块或自行利用 C 语言编程，以增强软件的功能。它在单用户环境下（没有任何附加模块）具有大部分的设计能力，组装能力（运动分析、人机工程分析）和工程制图能力（不包括 ANSI， ISO， DIN 或 JIS 标准） ，并且支持符合工业标准的绘图仪（HP，HPGL）和黑白及彩色打印机的二维和三维图形输出。Pro/Engineer 功能如下：（1）特征驱动（例如：凸台、槽、倒角、腔、壳等） ；（2）参数化（参数=尺寸、图样中的特征、载荷、边界条件等） ；（3）通过零件的特征值之间，载荷/边界条件与特征参数之间（如表面积等）的关系来进行设计；饮料瓶回收机主机结构设计（4）支持大型、复杂组合件的设计（规则排列的系列组件，交替排列，Pro/PROGRAM 的各种能用零件设计的程序化方法等） 。（5）贯穿所有应用的完全相关性（任何一个地方的变动都将引起与之有关的每个地方变动） 。其它辅助模块将进一步提高扩展 Pro/ENGINEER 的基本功能。4.24.2 三维设计三维设计4.2.1 壳体利用拉伸、打孔、壳体等命令创建出壳体三维模型如下：图 4-1 壳体4.2.2 支架利用拉伸、打孔等命令创建出支架三维模型如下：饮料瓶回收机主机结构设计图 4-2 支架4.2.3 固定板利用拉伸、打孔、阵列等命令创建出固定板三维模型如下：图 4-3 固定板4.2.4 滑动板利用拉伸、打孔、阵列等命令创建出滑动板三维模型如下：饮料瓶回收机主机结构设计图 4-4 滑动板4.2.5 前上盖利用拉伸、打孔等命令创建出前上盖三维模型如下：图 4-5 前上盖4.34.3 三维装配三维装配（1）打支架零件（2）将电动推杆安装在支架上口内，先将孔轴对齐，后将接触面无间隙配合，再将孔轴对齐。（3）装电动推杆和支架的螺钉重复上述过程装配完固定板、滑动板、等零件后得到压扁机构和最终的三维装配，如下图示：图 4-6 压扁机构装配饮料瓶回收机主机结构设计图 4-7 总成装配第 5 章 PLC 控制系统设计5.15.1 PLCPLC 简介简介5.1.1 基本结构PLC 控制器实质是一种专用于工业控制的计算机，其硬件结构基本上与微型计算机相同。（1）PLC 系统中央处理单元中央处理单元(CPU)是 PLC 控制器的控制中枢。它按照 PLC 控制器系统程序赋予的功能接收并存储从编程器键入的用户程序和数据；检查电源、存储器、I/O 以及警戒定时器的状态，并能诊断用户程序中的语法错误。当 PLC 控制器投入运行时，首先它以扫描的方式接收现场各输入装置的状态和数据，并分别存入 I/O 映象区，然后从用户程序存储器中逐条读取用户程序，经过命令解释后按指令的规定执行逻辑或算数运算的结果送入 I/O 映象区或数据寄存器内。等所有的用户程序执行完毕之后，最后将 I/O 映象区的各输出状态或输出寄存器内的数据传送到相应的输出装置，如此循环运行，直到停止运行。饮料瓶回收机主机结构设计为了进一步提高 PLC 控制器的可靠性，近年来对大型 PLC 还采用双 CPU 构成冗余系统，或采用三 CPU 的表决式系统。这样，即使某个 CPU 出现故障，整个系统仍能正常运行。（2）PLC 系统存储器存放系统软件的存储器称为系统程序存储器。存放应用软件的存储器称为用户程序存储器。（3）PLC 系统电源PLC 控制器的电源在整个系统中起着十分重要得作用。如果没有一个良好的、可靠的电源系统是无法正常工作的，因此 PLC 的制造商对电源的设计和制造也十分重视。一般交流电压波动在+10%(+15%)范围内，可以不采取其它措施而将 PLC 控制器直接连接到交流电网上去。（4）PLC 系统程式输入装置负责提供操作者输入、修改、监视程式用作的功能（5）PLC 系统输入输出回路负责接收外部输入元件信号和负责接收外部输出元件信号. 5 5.1.2 工作原理（1）扫描技术当 PLC 控制器投入运行后，其工作过程一般分为三个阶段，即输入采样、用户程序执行和输出刷新三个阶段。完成上述三个阶段称作一个扫描周期。在整个运行期间，PLC 控制器的 CPU 以一定的扫描速度重复执行上述三个阶段。（2）输入采样阶段在输入采样阶段，PLC 控制器以扫描方式依次地读入所有输入状态和数据，并将它们存入 I/O 映象区中的相应得单元内。输入采样结束后，转入用户程序执行和输出刷新阶段。在这两个阶段中，即使输入状态和数据发生变化，I/O 映象区中的相应单元的状态和数据也不会改变。因此，如果输入是脉冲信号，则该脉冲信号的宽度必须大于一个扫描周期，才能保证在任何情况下，该输入均能被读入。（3）用户程序执行阶段在用户程序执行阶段，PLC 控制器总是按由上而下的顺序依次地扫描用户程序(梯形图)。在扫描每一条梯形图时，又总是先扫描梯形图左边的由各触点构成的控制线路，并按先左后右、先上后下的顺序对由触点构成的控制线路进行逻辑运算，然饮料瓶回收机主机结构设计后根据逻辑运算的结果，刷新该逻辑线圈在系统 RAM 存储区中对应位的状态；或者刷新该输出线圈在 I/O 映象区中对应位的状态；或者确定是否要执行该梯形图所规定的特殊功能指令。（4）输出刷新阶段当扫描用户程序结束后，PLC 控制器就进入输出刷新阶段。在此期间，CPU 按照 I/O 映象区内对应的状态和数据刷新所有的输出锁存电路，再经输出电路驱动相应的外设。这时，才是 PLC 控制器的真正输出。同样的若干条梯形图，其排列次序不同，执行的结果也不同。另外，采用扫描用户程序的运行结果与继电器控制装置的硬逻辑并行运行的结果有所区别。当然，如果扫描周期所占用的时间对整个运行来说可以忽略，那么二者之间就没有什么区别了。一般来说，PLC 控制器的扫描周期包括自诊断、通讯等，如下图所示，即一个扫描周期等于自诊断、通讯、输入采样、用户程序执行、输出刷新等所有时间的总和。5.5.2 2 PLCPLC 选型选型目前，世界上有 200 多个厂家生产可编程控制器产品，比较著名的 PLC 生产厂家主要有美国的 AB、通用（GE） 、日本的三菱（MITSBISHI） 、欧姆龙（OMRON） 、德国的西门子（SIMENS） 、法国的 TE、韩国的三星（SUMSUNG） 、LG 等。目前三菱 PLC 已经广泛应用于农业、渔业、交通、食品工业，制造业，娱乐业、健康和医疗，健康和环境！PLC 是在继电器控制基础上以微处理器为核心，将自动控制技术，计算机技术和通信技术融为一体而发展起来的一种新型工业自动控制装置。目前 PLC 已基本替代了传统的继电器控制系统，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（可编程控制器、机器人、计算机辅助设计与制造）的首位。三菱 PLC 系列目前主要有:FX1N 系列,FX1S 系列,FX1N 系列,FX2N 系列, FX2N 系列,FX3U 系列,FX3UC,Q 系列,A 系列,L 系列下面就一一来介绍这些系列型号。表表 5.15.1 PLCPLC 型号表型号表饮料瓶回收机主机结构设计FX1N-24MT-001输入点：14,10 点晶体管输出3400FX1N-14MT-001输入点：8,6 点晶体管输出2400FX1N-60MT-D输入点：36，24 点晶体管输出(直流供电)4600FX1N-40MT-D输入点：24,16 点晶体管输出 (直流供电)4100FX1N-24MT-D输入点：14,10 点晶体管输出(直流供电)3100FX2N-128MR-001输入点：64，64 点继电器输出10120FX2N-80MR-001输入点：40，40 点继电器输出7030FX2N-64MR-001输入点：32，32 点继电器输出6280FX2N-48MR-001输入点：24，24 点继电器输出5490FX2N-32MR-001输入点：16，16 点继电器输出5180FX2N-16MR-001输入点：8，8 点继电器输出4150FX2N-80MR-D输入点：40，40 点继电器输出(直流供电)7030FX2N-48MR-D输入点：24，24 点继电器输出(直流供电)5490FX2N-32MR-D输入点：16，16 点继电器输出(直流供电)5180FX2N-128MT-001输入点：64，64 点晶体管输出10330FX2N-80MT-001输入点：40，40 点晶体管输出7180FX2N-64MT-001输入点：32，32 点晶体管输出6410FX2N-48MT-001输入点：24，24 点晶体管输出5600FX2N-32MT-001输入点：16，16 点晶体管输出5290FX2N-16MT-001输入点：8，8 点晶体管输出4240FX2N-80MT-D输入点：40，40 点晶体管输出(直流供电)7180本次设计中共 6 个输入量，共 6 个输出量，共计 12 点，因此选用了 FX2N-16MR-001 输入点 8，继电器 8 点输出。5.5.3 3 PLCPLC 控制逻辑设计控制逻辑设计饮料瓶回收机自动控制工作流程如图 5-1 所示：饮料瓶回收机主机结构设计图 5-1 饮料瓶回收机自动控制工作流程框图总总 结结转眼毕业设计
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