全自動(dòng)工作臺(tái)畢業(yè)設(shè)計(jì)

1、 海爾學(xué)院畢 業(yè) 項(xiàng) 目 設(shè) 計(jì) 書項(xiàng)目名稱： 全自動(dòng)工作臺(tái) 專業(yè)名稱： 機(jī)電一體化 姓 名： 學(xué) 號(hào)： 201029058139 班 級(jí)： 機(jī)電一班 指導(dǎo)教師： 2013年4月 目 錄第一章 緒論21.1課題的研究背景及意義21.2 工作臺(tái)的簡(jiǎn)介 2 1.3 plc的應(yīng)用以及發(fā)展前景3第二章 全自動(dòng)工作臺(tái)的綜述42.1 全自動(dòng)工作臺(tái)的應(yīng)用42.2 工作臺(tái)的分類 42.3 各種工作臺(tái)的特點(diǎn)5 2.4 工作臺(tái)的發(fā)展?fàn)顩r 5第三章 全自動(dòng)工作臺(tái)的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)6 3.1 供電部分63.2 恒溫部分7 3.3 計(jì)數(shù)板的清洗8第四章 總結(jié)11參考文獻(xiàn)11正文第一章 緒論1.1 課題的研究背景及意義隨著中國(guó)經(jīng)

2、濟(jì)的飛速發(fā)展，人民的生活水平不斷提高的同時(shí)生活節(jié)奏明顯加快，各種心理，生理疾病，外界環(huán)境的污染，食品安全；工作忙碌，壓力過(guò)大等因素導(dǎo)致不孕不育的患者比例大幅提高。對(duì)男性精液質(zhì)量的評(píng)估時(shí)診斷不孕不育疾病的重要手段在醫(yī)學(xué)臨床上發(fā)揮著極為重要的作用，因此能準(zhǔn)確、客觀、便捷的自動(dòng)分析評(píng)估精液的分析系統(tǒng)是當(dāng)前醫(yī)院治療不孕不育項(xiàng)目發(fā)展的迫切要求。近年來(lái)，中國(guó)國(guó)民的生育能力不斷下降，不孕不育的比例已與西方接近?！蔽覈?guó)東北部發(fā)達(dá)地區(qū)上海的離婚率高達(dá)38.9%，全國(guó)第三。由此可見，這股不孕潮對(duì)于人們的婚姻危機(jī)影響非常嚴(yán)重。這一系列的數(shù)據(jù)，不僅令民眾瞠目，同時(shí)也讓不孕不育專家們感到深切憂慮。中國(guó)的不孕不育群體是一

3、個(gè)求子的特殊群體，他們執(zhí)著地?fù)碛幸环N橫亙千年的觀念，早在2000多年前圣人就說(shuō)“不孝有三，無(wú)后為大”。這是中國(guó)數(shù)千年來(lái)傳統(tǒng)生育的觀念，更是自古以來(lái)無(wú)數(shù)不孕不育癥患者憂愁和悲痛的根源。 生活環(huán)境的不良影響是導(dǎo)致生育能力不斷下降的主因，農(nóng)業(yè)化肥及除草殺蟲劑的有毒物質(zhì)，裝飾材料，以及讓動(dòng)物快速增肥的飼料，受污染的土壤、水源等直接或間接造成地毒害了人類的精子。此外，吸毒、酗酒、吸煙、肥胖、社會(huì)壓力大等也都是造成男性精子數(shù)量下降的重要原因。 我國(guó)國(guó)民生育能力呈嚴(yán)重下滑趨勢(shì)已婚不孕不育者近10% ，不孕不育的人也運(yùn)來(lái)越多，對(duì)精子的檢測(cè)也要求快速，準(zhǔn)確。因此，全自動(dòng)工作臺(tái)輔助精子分析儀可大大提高醫(yī)院的工作效

4、率以及減輕醫(yī)務(wù)人員的工作強(qiáng)度，將醫(yī)務(wù)人員從繁重而又單調(diào)的檢驗(yàn)中解放出來(lái)。1.2 工作臺(tái)的簡(jiǎn)介 工作臺(tái)材質(zhì)采用優(yōu)質(zhì)冷軋鋼板，表面采用靜電噴涂處理而制成，堅(jiān)固的工作桌框架，牢固平穩(wěn)，可使工作桌臺(tái)面均勻承重達(dá)到1000kg。桌面有多重材質(zhì)組成，適用于各行業(yè)辦公場(chǎng)所?？膳浜瞎ぞ吖?，吊柜，掛板，單開門柜使用。抽屜、承辦承重大，性能好，抽屜里可根據(jù)需求配置分隔條。 工作臺(tái)分類：根據(jù)臺(tái)面的不同分為：櫸木工作臺(tái)、鋼板合成工作臺(tái)、防靜電工作臺(tái)、高分子工作臺(tái)；根據(jù)承重的不同分為：輕型工作臺(tái)、中型工作臺(tái)、承重型工作臺(tái)；根據(jù)功能的不同分為：多功能工作臺(tái)、工作臺(tái)、帶吊柜工作臺(tái)等等。工作臺(tái)適合于模具、鉗工、檢測(cè)、維修、組

5、裝等各種不同應(yīng)用場(chǎng)合，具有良好的耐腐蝕性，耐臟性，抗沖擊性和承重能力強(qiáng)。桌面經(jīng)特殊處理，具有防腐、抗沖擊力強(qiáng)等特點(diǎn)，多種桌面的選擇，可配合不同的使用要求;所配置的抽屜、柜門方便使用者存儲(chǔ)工具;桌角上預(yù)留電源孔，方便安裝電源插座。目前，工作臺(tái)已廣泛應(yīng)用于各種醫(yī)療器械。然而，精子分析儀的輔助工作臺(tái)目前僅有以色列擁有全自動(dòng)的工作臺(tái)。國(guó)產(chǎn)的包括清華同方、偉力、中科恒業(yè)等均為普通的工作臺(tái)，因此，全自動(dòng)工作臺(tái)應(yīng)用于精子分析儀具有廣闊的應(yīng)用前景。1.3 plc的應(yīng)用以及發(fā)展前景plc(programmable logic controller)，全稱可編程序控制器，作為一種專門為在工業(yè)環(huán)境下應(yīng)用而設(shè)計(jì)的數(shù)字

6、運(yùn)算操作的電子裝置。它采用可以編制程序的存儲(chǔ)器，用來(lái)在其內(nèi)部存儲(chǔ)執(zhí)行邏輯運(yùn)算、順序運(yùn)算、計(jì)時(shí)、計(jì)數(shù)和算術(shù)運(yùn)算等操作指令，并能通過(guò)數(shù)字式或模擬式的輸入和輸出，控制各種類型的機(jī)械或生產(chǎn)過(guò)程，plc及其有關(guān)的外圍設(shè)備都應(yīng)按照易于與工業(yè)控制系統(tǒng)形成一個(gè)整體，易于擴(kuò)展其功能的原則設(shè)計(jì)。從可編程序控制器誕生之日起，它就在工業(yè)自動(dòng)化控制系統(tǒng)中占有非常重要的地位。plc具有以下鮮明的特點(diǎn)。（1） 系統(tǒng)構(gòu)成靈活，擴(kuò)展容易，以開關(guān)量控制為其特長(zhǎng)；也能進(jìn)行連續(xù)過(guò)程的pid回 路控制；并能與上位機(jī)構(gòu)成復(fù)雜的控制系統(tǒng)，如ddc和dcs等，實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)過(guò)程的綜合自動(dòng)化。（2） 使用方便，編程簡(jiǎn)單，采用簡(jiǎn)明的梯形圖、邏輯圖或語(yǔ)

7、句表等編程語(yǔ)言，而無(wú)需計(jì)算機(jī)知識(shí)，因此系統(tǒng)開發(fā)周期短，現(xiàn)場(chǎng)調(diào)試容易。另外，可在線修改程序，改變控制方案而不拆動(dòng)硬件。（3） 能適應(yīng)各種惡劣的運(yùn)行環(huán)境，抗干擾能力強(qiáng)，可靠性強(qiáng)，遠(yuǎn)高于其他各種機(jī)型。 因此，plc在國(guó)內(nèi)外廣泛被應(yīng)用于鋼鐵、石油、化工、電力、建材、機(jī)械制造、汽車、輕紡、交通運(yùn)輸、環(huán)保及文化娛樂(lè)等各個(gè)行業(yè)。據(jù)2010年報(bào)道，和利時(shí)lk系列plc已成功應(yīng)用于阜寧漢德風(fēng)機(jī)葉片生產(chǎn)線，這標(biāo)志著和利時(shí)lk系列plc在風(fēng)電設(shè)備應(yīng)用領(lǐng)域取得了又一新突破。而發(fā)展風(fēng)電產(chǎn)業(yè)，開發(fā)新能源，保護(hù)生態(tài)，優(yōu)化產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)，提升經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平，用自動(dòng)化改進(jìn)人們的工作、生活和環(huán)境正式國(guó)家所極力倡導(dǎo)的。 當(dāng)今，plc技術(shù)發(fā)

8、展趨勢(shì)是人們的爭(zhēng)論的焦點(diǎn)之一。plc制造商已經(jīng)開始注視基于工業(yè)plc控制技術(shù)所帶來(lái)的強(qiáng)大沖擊。中國(guó)還是制造業(yè)大國(guó)，是世界的生產(chǎn)加工中心，有大量的制造業(yè)，就必須用各種生產(chǎn)設(shè)備，大部分生產(chǎn)設(shè)備都和 plc 有關(guān)；其次，產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)已發(fā)生調(diào)整，逐漸有勞動(dòng)力密集型轉(zhuǎn)化為技術(shù)密集型，大量的新設(shè)備被采用，這些設(shè)備很多都和 plc 控制相關(guān)，因此，plc在我國(guó)具有廣闊的發(fā)展前景。 第二章 全自動(dòng)工作臺(tái)的概述2.1 全自動(dòng)工作臺(tái)的應(yīng)用 全自動(dòng)工作臺(tái)是具有工作平面，用于直接或間接裝夾工件或工夾具的零部件且能夠?qū)崿F(xiàn)自動(dòng)化控制的工作臺(tái)，是工作臺(tái)中比較高級(jí)的一種。很多行業(yè)大多數(shù)的工作都要在工作臺(tái)上完成，可以說(shuō)工作臺(tái)極大地

9、方便了人們的工作，工作臺(tái)已經(jīng)成了很多行業(yè)工作中必不可少的一部分。在醫(yī)療器械、機(jī)械制造、科學(xué)研究等等行業(yè)工作臺(tái)已被廣泛應(yīng)用。 精子分析儀的輔助全自動(dòng)化工作臺(tái)臺(tái)面經(jīng)過(guò)特殊處理，具有防腐、防塵抗沖表面光滑平整，美觀不易變型，耐油、耐熱、耐酸、耐堿、桌板使用高壓合成板，表面包1-2mm砂面不銹鋼板，以達(dá)美觀耐用等特性。所配置的抽屜、柜門方便使用者存儲(chǔ)，工具桌角上預(yù)留電源孔，方便安裝電源插座以及布線。 其臺(tái)車的底部安裝有四個(gè)輪子，可向任意方向自由移動(dòng)，使得臺(tái)車具有極大地靈活性。并且在臺(tái)車不需要移動(dòng)時(shí)輪子可被鎖住，簡(jiǎn)單、方便、實(shí)用。 2.2 工作臺(tái)的分類 工作臺(tái)的分類有很多種，可根據(jù)其臺(tái)面、承重、功能的不

10、同其分類也不同。具體分類如下:工作臺(tái)分類：根據(jù)臺(tái)面的不同分為：櫸木工作臺(tái)、鋼板合成工作臺(tái)、防靜電工作臺(tái)、高分子工作臺(tái)；根據(jù)承重的不同分為：輕型工作臺(tái)、中型工作臺(tái)、承重型工作臺(tái)；根據(jù)功能的不同分為：多功能工作臺(tái)、工作臺(tái)、帶吊柜工作臺(tái)等等。2.3 各種工作臺(tái)的特點(diǎn)工作臺(tái)的功能不同，其特點(diǎn)也不盡相同。復(fù)合臺(tái)面特性表面2mm厚度為高分子材料，使臺(tái)面耐酸堿、耐磨、耐油。 臺(tái)面采用高壓纖維板，使臺(tái)面更具有抗沖擊性。特別的圓弧桌角，不易受撞擊損壞。高強(qiáng)度塑膠包邊堅(jiān)固、實(shí)用、不易損壞、不易脫落。櫸木桌面特性桌板使用櫸木與防水膠經(jīng)加壓制造而成。表面光滑平整，美觀不易變型，耐油、耐熱、耐酸、耐堿，適合一般工廠作業(yè)

11、與精密模具維修，儀器置放與檢測(cè)等用途。不銹鋼包面特性桌板使用高壓合成板，表面包1-2mm砂面不銹鋼板，以達(dá)美觀耐用。耐高溫、耐磨損、耐油、使用壽命長(zhǎng)，為多功能桌板，適合一般工廠、食品業(yè)、研究室、電子廠無(wú)塵室使用。輕型工作臺(tái)可承重300kg-500kg防火板臺(tái)面特性輕巧、美觀、耐磨、防火。層壓板臺(tái)面特性工作桌面平整，變型小，強(qiáng)度高，抗沖擊性好。防靜電工作臺(tái)特性臺(tái)面一般由防靜電三聚氰胺高壓裝飾層壓板（俗稱防靜電防火板）為表面材料與木質(zhì)材料復(fù)合制成。木質(zhì)材料一般為刨花板，通過(guò)嵌入導(dǎo)電體如鋼柱，再通過(guò)接地線接地,這樣桌面靜電荷通過(guò)接電線順利地泄放到大地。2.4 工作臺(tái)的發(fā)展?fàn)顩r 工作臺(tái)目前已經(jīng)廣泛應(yīng)用

12、于國(guó)民經(jīng)濟(jì)的各個(gè)部門，由于它的功能僅僅是是輔助，因此根據(jù)它的功能不同，不同類別不同功能的工作臺(tái)的結(jié)構(gòu)，特點(diǎn)右很大的不同。最早的工作臺(tái)僅僅只是作為一個(gè)安裝、擺放儀器的平臺(tái)，其工作臺(tái)的功能單一，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單。大多數(shù)的時(shí)候只是將普通的桌子作為一個(gè)簡(jiǎn)易的工作臺(tái)，對(duì)工作臺(tái)的作用定位也比較單一，僅僅在科研領(lǐng)域和機(jī)械行業(yè)有所應(yīng)用，但是人們對(duì)于其作用并不看重，對(duì)工作臺(tái)的重視程度也不夠。 隨著社會(huì)的不斷發(fā)展，科技的不斷進(jìn)步，各種機(jī)械儀器被廣泛的應(yīng)用于各行各業(yè)。而大多數(shù)的機(jī)械儀器又需要安裝在工作臺(tái)上，因此工作臺(tái)也被越來(lái)越廣泛的應(yīng)用。而隨著科技的不斷發(fā)展，機(jī)械儀器也越來(lái)越精密，其對(duì)工作臺(tái)的要求也越來(lái)越高。單一作用的工作

13、臺(tái)已經(jīng)越來(lái)越不能滿足人們的需要，因此，包括防靜電工作臺(tái)、超凈工作臺(tái)、凈化工作臺(tái)、高分子工作臺(tái)等等一系列的高科技工作臺(tái)應(yīng)運(yùn)而生，這些工作臺(tái)的應(yīng)用帶給人們極大地便利。 目前，一微米定位的工作臺(tái)已經(jīng)被應(yīng)用于市場(chǎng)，可以說(shuō)未來(lái)工作臺(tái)的發(fā)展前景廣闊。 第三章 全自動(dòng)工作臺(tái)的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)全自動(dòng)工作臺(tái)的功能包括給顯微鏡和計(jì)算機(jī)等供電、維持精子計(jì)數(shù)板的溫度37不變、對(duì)精子計(jì)數(shù)板的清洗風(fēng)干三大功能。供電部分全自動(dòng)工作臺(tái)要負(fù)責(zé)給計(jì)算機(jī)、顯微鏡、plc、恒溫裝置等等供電，由于需要供電的部分較多，而且顯微鏡、計(jì)算機(jī)的供電接口有比較統(tǒng)一，所以在其內(nèi)部安裝一個(gè)插線板。并接一個(gè)總開關(guān)以及保險(xiǎn)絲。電路如下: 1-1電路圖恒溫部分恒

14、溫部分是全自動(dòng)臺(tái)車的核心部分。由于環(huán)境溫度對(duì)于精子活力、精子液化都具有很大的影響，因此保持精子計(jì)數(shù)板恒溫是十分必要的，而且還要穩(wěn)定在37左右，否則環(huán)境溫度將會(huì)對(duì)檢驗(yàn)結(jié)果產(chǎn)生很大的影響，甚至有可能出現(xiàn)誤診的情況。而溫度的調(diào)控將依賴與plc與溫度傳感器，當(dāng)溫度高于37.5時(shí)，將斷開繼電器開關(guān)，加熱膜停止對(duì)計(jì)數(shù)板加熱；當(dāng)溫度低于36.5時(shí)，plc將閉合繼電器開關(guān)，加熱膜將對(duì)計(jì)數(shù)板進(jìn)行加熱。也就是說(shuō)恒溫系統(tǒng)可以將計(jì)數(shù)板溫度控制在36.5至37.5之間，從而避免了環(huán)境溫度對(duì)檢驗(yàn)的影響，提高了檢驗(yàn)的準(zhǔn)確性。其i/o分配表如下： 序號(hào) 名稱 輸入點(diǎn) 1 啟動(dòng)恒溫 i 0.0 2 關(guān)閉恒溫 i 0.1 3 溫

15、度傳感器 i 0.2 序號(hào) 名稱 輸出點(diǎn) 1 加熱膜 q 0.1本設(shè)計(jì)的plc外部接線圖如下圖所示：cpu226cn的傳感器電源24v(dc)可以輸出600ma電流，本設(shè)計(jì)中plc容量完全滿足要求，cpu226cn的輸出繼電器觸點(diǎn)容量為2a，電壓范圍為530v（dc）或5250v（ac）。恒溫程序plc: 精子計(jì)數(shù)板的清洗精子計(jì)數(shù)板在精液檢查中占有十分重要的位置，尤其是對(duì)于精子密度的測(cè)算起到至關(guān)重要的作用。醫(yī)院在每次檢查完標(biāo)本后都必須及時(shí)清洗，如果不及時(shí)清洗的話就會(huì)導(dǎo)致精子計(jì)數(shù)板和蓋玻片粘在一起影響下一次的使用，還可能導(dǎo)致交叉感染。但是每檢查一個(gè)標(biāo)本就要人工進(jìn)行一次清洗十分麻煩，加之有時(shí)患者較

16、多，既浪費(fèi)了時(shí)間和人力，又加重了醫(yī)務(wù)人員的工作。而精子計(jì)數(shù)板自動(dòng)清洗功能就會(huì)省去這一過(guò)程。每次檢查完成之后，醫(yī)務(wù)人員只需將標(biāo)本從顯微鏡載物臺(tái)上取下放在清洗工作臺(tái)上即可。 其具體結(jié)構(gòu)如下圖示：當(dāng)傳感器1感應(yīng)到計(jì)數(shù)板或蓋玻片經(jīng)過(guò)時(shí)，首先傳送帶的電機(jī)停止運(yùn)轉(zhuǎn)，然后開啟閥門水管出水清洗，五秒后關(guān)閉水閥，傳送帶電機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)進(jìn)入下一程序；當(dāng)傳感器2感應(yīng)到計(jì)數(shù)板或蓋玻片經(jīng)過(guò)時(shí)，首先傳送帶的電機(jī)停止運(yùn)轉(zhuǎn)，然后開啟熱風(fēng)機(jī)吹干，五秒后關(guān)閉風(fēng)機(jī)，傳送帶電機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)將計(jì)數(shù)板或蓋玻片運(yùn)送至平臺(tái)，整個(gè)過(guò)程結(jié)束。其i/o分配表如下： 序號(hào) 名稱 輸入點(diǎn) 序號(hào) 名稱 輸出點(diǎn) 1 清洗啟動(dòng) i 0.0 1傳送帶電機(jī) q 0.1 2 清

17、洗停止 i 0.1 2水管閥門 q 0.2 3 傳感器1 i 0.2 3 熱風(fēng)機(jī) q 0.3 4 傳感器2 i 0.3cpu226cn的傳感器電源24v(dc)可以輸出600ma電流，其plc外部接線圖如下所示：其plc程序如下: 第四章 總結(jié) 經(jīng)過(guò)近三個(gè)月的設(shè)計(jì)工作，通過(guò)在書店、圖書館以及互聯(lián)網(wǎng)查閱相關(guān)資料，了解了工作臺(tái)的起源和發(fā)展過(guò)程，并且加深了對(duì)工作臺(tái)運(yùn)行過(guò)程、控制系統(tǒng)的認(rèn)識(shí)，熟悉了可編程控制器在工作臺(tái)控制系統(tǒng)中的運(yùn)用。并且，使我將原來(lái)所學(xué)的知識(shí)系統(tǒng)化、理論化、實(shí)用化，對(duì)如何使用已有知識(shí)及獲取相關(guān)資料方面的能力又有了提高。通過(guò)這次設(shè)計(jì)，我還認(rèn)識(shí)到無(wú)論做什么，都需要踏實(shí)，勤奮，嚴(yán)謹(jǐn)?shù)墓ぷ鲬B(tài)

18、度，這對(duì)我以后的工作將會(huì)產(chǎn)生深淵的影響。本次設(shè)計(jì)達(dá)到了預(yù)定的設(shè)計(jì)目的。利用可編程控制器plc控制技術(shù)，充分利用了數(shù)字化電子控制技術(shù)，通過(guò)合理的設(shè)別選型、軟件設(shè)計(jì)，電路布線等等使得工作臺(tái)的功能多樣化，能夠更大程度的滿足精密精子分析儀儀器的需求，同時(shí)也減輕了醫(yī)務(wù)人員的工作強(qiáng)度。它們有著很多的優(yōu)越性，但還是存在很多不足，例如電路控制還不夠智能化，計(jì)數(shù)板清洗還有諸多不足，很多地方還不懂，這些不足在一定程度上限制了我們的創(chuàng)造力。發(fā)現(xiàn)問(wèn)題，面對(duì)問(wèn)題，才有可能解決問(wèn)題。不足和遺憾不會(huì)給我打擊只會(huì)更好的鞭策我前行，今后我更會(huì)關(guān)注新技術(shù)新設(shè)備新工藝的出現(xiàn)，并爭(zhēng)取盡快的掌握這些先進(jìn)的知識(shí)，更好的為社會(huì)做出應(yīng)有的貢獻(xiàn)。參考文獻(xiàn)01 （日）福田務(wù)等著，丁國(guó)駿譯 電子電路系列叢書 科學(xué)出版社 2009 . 6 0