畢業(yè)論文基于PLC的傳送帶自動化流水線設(shè)備控制系統(tǒng)設(shè)計

1、基于plc的傳送帶自動化流水線設(shè)備控制系統(tǒng)設(shè)計摘 要汽車發(fā)動機市場競爭日益加劇，多品種混合裝配流水線也陸續(xù)上市。汽車發(fā)動機混流裝配生產(chǎn)線是對不同型號發(fā)動機順序裝配的流水線工藝過程,混流裝配生產(chǎn)線規(guī)劃設(shè)計的好壞決定了能否實現(xiàn)生產(chǎn)線負(fù)荷、品種、產(chǎn)量的均衡化生產(chǎn)。帶式輸送線效率的提高可以通過操作水平的提高來實現(xiàn)。通過協(xié)調(diào)兩個或兩個以上的內(nèi)部子系統(tǒng)的運作效率，或通過系統(tǒng)組件和時間的協(xié)調(diào)，或通過系統(tǒng)和人工操作的協(xié)調(diào)來提高能源系統(tǒng)的運作效率。它們協(xié)調(diào)帶式輸送機的開/關(guān)狀態(tài)和時間，以實現(xiàn)更高的運作效率，以此實現(xiàn)更高的性能效率。關(guān)鍵詞：發(fā)動機流水線；帶式輸送線；自動控制；the design of engin

2、e control conveyor manipulator systemabstract automobile engine market competition is increasingly more intensifying，many kinds of mixed assembly line are designed by person and used for factories. different kinds of mixed assembly line is used to product different kinds of automobile engine for dif

3、ferent technologies, mixed flow assembly line planning and design is good or not determines the realization of line load equalization, varieties, output production.to enhance the efficiency of belt conveyors can be done by raising the level of operation.through the coordination of two or more than t

4、wo operational efficiency of the internal subsystems, or through the coordination of system components and time, or through coordinate system and manual operation to improve the operational efficiency of the energy system .they coordinate the on/off state of belt conveyor and time, in order to achie

5、ve higher efficiency, to achieve higher performance efficiency. keywords : the engine assembly line belt conveyorsautomatic control 引 言緒 論第1章 總體方案設(shè)計1.1 課題介紹1.2 方案設(shè)計及工藝參數(shù)1.2.1 方案設(shè)計1.2.2 工藝參數(shù)1.3 系統(tǒng)架構(gòu)及工作流程圖第二章 傳送帶傳動及調(diào)速系統(tǒng)的設(shè)計2.1 電動機的介紹及選用2.1.1 電動機選用及運行參數(shù)2.1.2 電力拖動系統(tǒng)及變頻調(diào)速2.2 光傳感器的介紹及選用2.2.1光電傳感器的分類2.2.2常用

6、參數(shù)2.2.3 光電傳感器選用原則：2.3 變頻調(diào)速及變頻器的選用2.3.1 變頻器簡介2.3.2 變頻器的分類2.3.3變頻器中常用的控制方式2.4 本章小結(jié)第三章 物件搬運系統(tǒng)的設(shè)計3.1 總體設(shè)計思路3.1 氣缸的介紹及選用3.1.1 氣動元件及雙向活塞式氣缸3.1.2 氣缸工作原理3.2 電磁閥的介紹及選用3.2.1電磁閥簡介及分類3.2.2 電磁閥工作原理圖3.2.3 電磁閥的選用3.3 本章小結(jié)第四章 自動控制系統(tǒng)的設(shè)計及軟件編寫4.1 可編程控制器簡介4.1.1 plc的基本結(jié)構(gòu)和主要特點4.1.2 plc的應(yīng)用領(lǐng)域4.2 i/o口確定及plc的選取4.2.1 控制要求分析4.2

7、.2 輸入接口確定：4.2.3 輸出接口確定：4.3 i/o分配及主要器件的i/o連接圖第五章 變速箱參數(shù)計算與選擇1.齒輪計算2.軸計算結(jié)論與展望感謝緒 論自動化流水線是近幾十年發(fā)展起來的一種高科技自動化生產(chǎn)設(shè)備。它的特點是可通過編程來完成各種預(yù)期的作業(yè)任務(wù)，在構(gòu)造和性能上兼有人和機器各自的優(yōu)點，尤其體現(xiàn)了人的智能和適應(yīng)性。作業(yè)的準(zhǔn)確性和各種環(huán)境中完成作業(yè)的能力，在國民經(jīng)濟各領(lǐng)域有著廣闊的發(fā)展前景。隨著工業(yè)自動化的發(fā)展, 出現(xiàn)了數(shù)控加工中心,它在減輕工人的勞動強度的同時, 大大提高了勞動生產(chǎn)率。但數(shù)控加工中常見的上下料工序, 通常仍采用人工操作或傳統(tǒng)繼電器控制的半自動化裝置。前者費時費工、效

8、率低; 后者因設(shè)計復(fù)雜, 需較多繼電器,接線繁雜, 易受車體振動干擾,而存在可靠性差、故障多、維修困難等問題。自動化流水設(shè)備的開發(fā)設(shè)計提高了工作效率。 自動化流水線設(shè)備技術(shù)涉及到力學(xué)、機械學(xué)、電氣液壓技術(shù)、自動控制技術(shù)、傳感器技術(shù)和計算機技術(shù)等科學(xué)領(lǐng)域，是一門跨學(xué)科綜合技術(shù)。 自動化流水線設(shè)備是一種能自動化定位控制并可重新編程序以變動的多功能機器，它有多個自由度，可用來搬運物體以完成在各個不同環(huán)境中工作。 在現(xiàn)今的中國，塑料制品行業(yè)盡管仍屬于勞動力密集型，自動化流水線設(shè)備的使用已經(jīng)越來越普及。 那些電子和汽車業(yè)的歐美跨國公司很早就在它們設(shè)在中國的工廠中引進(jìn)了自動化生產(chǎn)。但現(xiàn)在的變化是那些分布在

9、工業(yè)密集的華南、華東沿海地區(qū)的中國本土塑料加工廠也開始對自動化流水線設(shè)備表現(xiàn)出越來越濃厚的興趣，因為他們要面對工人流失率高，以及交帶來的挑戰(zhàn)。 隨著我國工業(yè)生產(chǎn)的飛躍發(fā)展，自動化程度的迅速提高，汽車工業(yè)的日益發(fā)展，汽車流水線生產(chǎn)以及迫不及待的出現(xiàn)歷史的舞臺上，配合可編程控制器（plc）控制性更強，應(yīng)變更靈活，操作更簡單，已經(jīng)逐漸取代繼電器控制系統(tǒng)成為新的控制方式。本次設(shè)計正是基于plc控制系統(tǒng)，控制一個自動化發(fā)動機生產(chǎn)流水線的設(shè)計。對于生產(chǎn)流水線的組成及自動化的基礎(chǔ)建設(shè)有著重要的意義。第1章 總體方案設(shè)計1.1 課題介紹 本次設(shè)計是基于plc的傳送帶自動化流水線設(shè)備控制系統(tǒng)。在這個系統(tǒng)中，有兩

10、條傳送帶。當(dāng)物件f放置在甲傳送帶上，傳送到快要接近自動化流水線設(shè)備的時候時，在實現(xiàn)自動減速并前停止在自動化流水線設(shè)備的正下方。自動化流水線設(shè)備自動降下抓起物件移至乙傳動帶上方放下物件，物件f由乙傳送帶運走，并在需要的時候自動減速、停止。在自動化流水線設(shè)備抓起物件后，甲傳送帶繼續(xù)運行并且將下一個物件運至自動化流水線設(shè)備的正下方。自動化流水線設(shè)備放下物件在乙傳送帶后自動返回原位抓起下一個物件。如圖11：傳送帶甲傳送帶乙抓放f圖111.2 方案設(shè)計及工藝參數(shù)1.2.1 方案設(shè)計為了實現(xiàn)既定目標(biāo)主要是要解決3個問題：傳送帶物件自動減速停止的實現(xiàn)；自動化流水線設(shè)備自動抓取放置返回的實現(xiàn)；傳送帶、自動化流

11、水線設(shè)備再啟動的條件。其整體結(jié)構(gòu)入如下（圖1-2）：傳送帶物件自動停止的實現(xiàn)主要是采取光傳感器的使用，在傳感器檢測到物件后，發(fā)送信息給plc，由plc通過變頻器控制電機實現(xiàn)傳送帶的減速、停止功能。自動化流水線設(shè)備移動抓取是通過plc控制電磁閥對汽缸進(jìn)行充氣來控制自動化流水線設(shè)備的上下左右移動，并使用plc的定時功能實現(xiàn)抓放功能。傳送帶、自動化流水線設(shè)備的自動啟動停止是plc直接控制。plc傳感器電磁閥汽缸自動化流水線設(shè)備傳送帶 變頻器圖1-2整體結(jié)構(gòu)框圖這里采用的是fx2n系列的plc，因為整個系統(tǒng)的工作流程是一環(huán)環(huán)相套的。都是由前一個狀態(tài)觸發(fā)后一個狀態(tài)，所以這里采用的是步進(jìn)控制系統(tǒng)，傳感器、

12、自動化流水線設(shè)備的限位作為輸入信號，控制信號作為輸出信號。在整體的設(shè)計構(gòu)思中，全部以工業(yè)實際應(yīng)用的效果為出發(fā)點，所以要低成本，高效率、高安全性和穩(wěn)定性。同時考慮到這種傳送帶自動化流水線設(shè)備工作單元是流水線上使用較多的基礎(chǔ)單元，所以在傳感器的選取、自動化流水線設(shè)備的控制方式上采用了較常見和簡單的設(shè)計。這樣可以讓使用范圍更寬闊。如果有更為精確的需要，只要將其中的一些部件按照精度要求更換即可。1.2.2 工藝參數(shù) 電動機：功率為12kw 傳送帶寬度：1m 傳感器有效范圍 1.25m 變頻器 1.3 系統(tǒng)架構(gòu)及工作流程圖根據(jù)此次設(shè)計所要實現(xiàn)的目標(biāo)，可以將整個工作單元分成三個運行系統(tǒng)：1、傳送帶傳動調(diào)速

13、系統(tǒng)；2、物件升降系統(tǒng)；3、各部分硬件的自動控制系統(tǒng)。其中，自動控制系統(tǒng)又可以稱為中央控制系統(tǒng)，由一個中央處理器（這里使用可編程控制器即plc）為主控單元，接受從信號采集器件即傳感器處采集來的信號，經(jīng)過處理發(fā)送給各部分硬件執(zhí)行相應(yīng)的操作。從而實現(xiàn)傳動系統(tǒng)的調(diào)速功能。具體系統(tǒng)工作流程圖如下：（圖1-3）發(fā)動機部件被放置傳送帶傳送帶停止時間間隔止發(fā)動機移送到下降裝置放下發(fā)動機啟動回收帶回收帶減速回收帶停止上升裝置傳感器a傳感器b傳感器b1傳感器a1啟動傳送帶檢測回收帶是否停止圖1-3 工作流程圖第二章 傳送帶傳動及調(diào)速系統(tǒng)的設(shè)計 傳送帶傳動及調(diào)速系統(tǒng)是實現(xiàn)將物件傳送至相應(yīng)位置并在需要的時候能實現(xiàn)自

14、動減速、停止功能的系統(tǒng)。由電動機，信號采集器，調(diào)速控制器、傳送帶4個部件構(gòu)成。電動機提供傳送帶傳送的源動力，信號采集器采用光傳感器進(jìn)行信號采集，調(diào)速控制器采用變頻器調(diào)速方式。在指定的位置安裝光傳感器后，物件傳送到相應(yīng)位置被傳感器檢測到后，由傳感器將此信息傳送給中央處理器件：plc，再由plc發(fā)出指令給變頻器，由變頻器控制電機的轉(zhuǎn)速達(dá)到實現(xiàn)傳送帶減速、停止的功能。下面詳細(xì)介紹各個部件的工作方式及選取。2.1 電動機的介紹及選用交流電動機誕生于19世紀(jì)末,由于它具有控制方便、適應(yīng)性強、維護(hù)便利等一系列優(yōu)點，所以很快成為工業(yè)社會的重要核心，是傳動系統(tǒng)中的主力。同時根據(jù)不同生產(chǎn)過程的需要，孕育了各種各

15、樣的電動機調(diào)速裝置和技術(shù)，并逐步得到打發(fā)展。2.1.1 電動機選用及運行參數(shù)本次設(shè)計的設(shè)定，電動機采用的是三相異步電動機，需求功率為11kw。設(shè)計帶式輸送機滿載時輸送帶放置80臺發(fā)動機，再制造的現(xiàn)代小型汽車發(fā)動機分為鑄鐵發(fā)動機和鑄鋁發(fā)動機，現(xiàn)下主流發(fā)動機排量為1.0l至1.8l不等，1.8l鑄鐵發(fā)動機重量約130kg，1.8l鑄鋁發(fā)動機重量約100kg，本設(shè)計以1.8l鑄鐵發(fā)動機裝配車間輸送機進(jìn)行設(shè)計，帶速v=0.7m/s。p=w/t=mgv=0.1（100*80）*10*0.7*2=800*1.4=11.2kw2.1.2 電力拖動系統(tǒng)及變頻調(diào)速電動機是電力拖動系統(tǒng)中的原動機,它將電能轉(zhuǎn)化為機

16、械能,去拖動各種類型生產(chǎn)機械的工作機構(gòu)運動,以實現(xiàn)各種生產(chǎn)工藝的要求,如驅(qū)動軋鋼機的軋錕,起重機的提升機包括本次設(shè)計所實現(xiàn)的傳送帶傳動系統(tǒng)等等.電力拖動系統(tǒng)的組成如圖2-1所示:電源工作機 械傳 動 機 構(gòu)電動機電氣控制設(shè)備圖2-1這里的調(diào)速采用變頻調(diào)速，由傳感器采集信號送pcl控制變頻器完成，上圖中的電器控制設(shè)備一處可細(xì)分為如下流程(圖2-2)：變頻器接受信號控制電動機交由plc處理后輸出信息由傳感器檢測并輸出信號物件到達(dá)預(yù)定位置圖2-2下面將詳細(xì)介紹光電傳感器和變頻器2.2 光傳感器的介紹及選用 傳感器是現(xiàn)在及將來在自動化控制系統(tǒng)中最為重要的一個單元，其可以將外界模擬量的變化轉(zhuǎn)化為電信號的

17、輸出，從而實現(xiàn)了一個工作系統(tǒng)針對外界的變化而做出相應(yīng)控制動作的功能。在本次設(shè)計中，由于需要采集的信息是物體的移動，所以采用的是光電傳感器，光電傳感器是一種小型電子設(shè)備，它可以檢測出其接收到的光強的變化。在傳送帶自動控制系統(tǒng)中實現(xiàn)自動控制的信息采集作用。2.2.1光電傳感器的分類反射光電傳感器對射距離漫反射回歸反射圖 2-31)漫反射型影響檢測的因素：安裝角度；測量物體的顏色； 振動優(yōu)點：安裝最簡單，方便 缺點：漫反射光電傳感器是檢測最不穩(wěn)定的。被測物體tr傳感器圖2-4 漫反射型傳感器2)回歸反射型影響檢測的因素：被測物的光主亮度；反光鏡的安裝角度97年前，以上兩方面確實是回歸型傳感器存在的影

18、響因素。但后來該類型傳感器增加了p.r.o功能：即該功能的一個重要特點就是：反光鏡可以把縱波轉(zhuǎn)換為橫波。發(fā)射器發(fā)射的是縱波，而接收器只能接收橫波。發(fā)射器發(fā)射的縱波經(jīng)過反光鏡把縱波轉(zhuǎn)變成橫波，由接收器接收。由于物體沒有把縱波轉(zhuǎn)變?yōu)闄M波的功能，因此，無論物體光亮度如何，只能把發(fā)射器發(fā)射的縱波返回，接收器不能接收到橫波信號，這樣，就可以準(zhǔn)確地檢測物體的有無。優(yōu)點：可檢測透明物體和光亮度高的物體；檢測穩(wěn)定，安裝方便缺點：當(dāng)反光鏡或傳感器表面有灰塵時，檢測精度降低?？梢愿淖儼惭b方式，經(jīng)常擦拭灰塵來消除此影響。反光鏡角度影響檢測精度反光鏡tr傳感器 圖2-5 回歸反射型傳感器(3)對射型影響檢測的因素：被

19、測物的透光性；被測物的大小優(yōu)點：檢測精度最高缺點：安裝不方便，占用較大安裝空間；能檢測透明和體積小的物體t發(fā)射器r接收器圖2-6 對射型傳感器(4)距離型傳感器原理：該傳感器的檢測距離是一定的，因此，檢測的發(fā)射光和反射光間的角度也是一定值。當(dāng)傳感器檢測被測物時，檢測到發(fā)射光和由被檢測物返回的反射光之間的角度和設(shè)定的角度不同，此時，傳感器就認(rèn)為檢測到物體。 另外，該傳感器發(fā)射器是點發(fā)射，而接收器是面接收。這樣，就允許被測物有一個更大的偏轉(zhuǎn)角度。優(yōu)點：和物體的顏色無關(guān)；被測物可以偏轉(zhuǎn)更大的角度；有灰塵擋住時，自動增強入射光和反射光的強度，保證檢測精度不受灰塵的影響；安裝方便2.2.3常用

20、參數(shù)1、應(yīng)差距離當(dāng)物體移到傳感器臨界檢測距離時，傳感器有輸出；而當(dāng)物體向右移動時，傳感器并不隨之就沒有輸出了，而是移動一段距離后，傳感器才沒有輸出。這段距離就是應(yīng)差距離。應(yīng)差距離越小越好，現(xiàn)在應(yīng)差距離一般在1mm6mm間。2、檢測距離指傳感器最大檢測的距離。對于漫反射型傳感器來說，是可以檢測到物體的最大距離；回歸反射型傳感器是傳感器和反光鏡間的距離；對射型傳感器是發(fā)射器和接收器間距離。3、ip等級ip等級指傳感器的防塵防水的等級(前一數(shù)字是防塵等級，后一數(shù)字是防水等級)。如：ip68：完全防塵，可以長時間在水中工作；ip67：完全防塵，可以在水中工作90分鐘；ip65：完全防塵，防水噴濺。4、

21、 l(ight)-on/d(ark)on模式l(ight)-on：沒有檢測物時，傳感器有輸出d(ark)-on：有檢測物時，傳感器有輸出2.2.4 光電傳感器選用原則：1、能用對射，用對射。不能用對射時再考慮其它方式2、光點直徑被測物的大小由于生產(chǎn)線上的物件有外形上的不規(guī)則性，直反式的光電傳感器可能不能及時發(fā)出相應(yīng)的信息，或者效果不明顯。并且由于自動化流水線設(shè)備必須準(zhǔn)確抓握物件，防止物件的損傷，所以對時間反應(yīng)上要求較為嚴(yán)格。同時傳送帶寬度為1m，所以此次設(shè)計選用距離型傳感器。2.3 變頻調(diào)速及變頻器的選用根據(jù)異步電動機的轉(zhuǎn)速關(guān)系，當(dāng)極數(shù)不變時，電動機轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速與定子電源頻率成正比，因此連續(xù)地改變

22、供電電源的頻率，就可以連續(xù)平滑的調(diào)節(jié)電動機的轉(zhuǎn)速，這種調(diào)速方法稱為變頻調(diào)速，它完全不同于前面提到的各種調(diào)速方式。變頻調(diào)速具有較好的調(diào)速性能，是現(xiàn)代交流調(diào)速方法中具有重要意義的一種調(diào)速方法。2.3.1 變頻器簡介變頻調(diào)速技術(shù)是現(xiàn)代電力傳動技術(shù)的重要發(fā)展方向，而作為變頻調(diào)速系統(tǒng)的核心變頻器的性能也越來越成為調(diào)速性能優(yōu)劣的決定因素，除了變頻器本身制造工藝的“先天”條件外，對變頻器采用什么樣的控制方式也是非常重要的。1.變頻器的基本結(jié)構(gòu) 變頻器是把工頻電源(50hz或60hz)變換成各種頻率的交流電源，以實現(xiàn)電機的變速運行的設(shè)備，其中控制電路完成對主電路的控制，整流電路將交流電變換成直流電，直流中間電

23、路對整流電路的輸出進(jìn)行平滑濾波，逆變電路將直流電再逆變成交流電。對于如矢量控制變頻器這種需要大量運算的變頻器來說，有時還需要一個進(jìn)行轉(zhuǎn)矩計算的cpu以及一些相應(yīng)的電路。2.3.2 變頻器的分類變頻器的分類方法有多種，按照主電路工作方式分類，可以分為電壓型變頻器和電流型變頻器；按照開關(guān)方式分類，可以分為pam控制變頻器、pwm控制變頻器和高載頻pwm控制變頻器；按照工作原理分類，可以分為v/f控制變頻器、轉(zhuǎn)差頻率控制變頻器和矢量控制變頻器等；按照用途分類，可以分為通用變頻器、高性能專用變頻器、高頻變頻器、單相變頻器和三相變頻器等。2.3.3變頻器中常用的控制方式 1 非智能控制方式在交流變頻器中

24、使用的非智能控制方式有v/f協(xié)調(diào)控制、轉(zhuǎn)差頻率控制、矢量控制、直接轉(zhuǎn)矩控制等。 (1) v/f控制v/f控制是為了得到理想的轉(zhuǎn)矩-速度特性，基于在改變電源頻率進(jìn)行調(diào)速的同時，又要保證電動機的磁通不變的思想而提出的，通用型變頻器基本上都采用這種控制方式。v/f控制變頻器結(jié)構(gòu)非常簡單，但是這種變頻器采用開環(huán)控制方式，不能達(dá)到較高的控制性能，而且，在低頻時，必須進(jìn)行轉(zhuǎn)矩補償，以改變低頻轉(zhuǎn)矩特性。(2) 轉(zhuǎn)差頻率控制轉(zhuǎn)差頻率控制是一種直接控制轉(zhuǎn)矩的控制方式，它是在v/f控制的基礎(chǔ)上，按照知道異步電動機的實際轉(zhuǎn)速對應(yīng)的電源頻率，并根據(jù)希望得到的轉(zhuǎn)矩來調(diào)節(jié)變頻器的輸出頻率，就可以使電動機具有對應(yīng)的輸出轉(zhuǎn)矩

25、。這種控制方式，在控制系統(tǒng)中需要安裝速度傳感器，有時還加有電流反饋，對頻率和電流進(jìn)行控制，因此，這是一種閉環(huán)控制方式，可以使變頻器具有良好的穩(wěn)定性，并對急速的加減速和負(fù)載變動有良好的響應(yīng)特性。(3) 矢量控制矢量控制是通過矢量坐標(biāo)電路控制電動機定子電流的大小和相位，以達(dá)到對電動機在d、q、0坐標(biāo)軸系中的勵磁電流和轉(zhuǎn)矩電流分別進(jìn)行控制，進(jìn)而達(dá)到控制電動機轉(zhuǎn)矩的目的。通過控制各矢量的作用順序和時間以及零矢量的作用時間，又可以形成各種pwm波，達(dá)到各種不同的控制目的。例如形成開關(guān)次數(shù)最少的pwm波以減少開關(guān)損耗。目前在變頻器中實際應(yīng)用的矢量控制方式主要有基于轉(zhuǎn)差頻率控制的矢量控制方式和無速度傳感器的

26、矢量控制方式兩種。(4) 直接轉(zhuǎn)矩控制 直接轉(zhuǎn)矩控制是利用空間矢量坐標(biāo)的概念，在定子坐標(biāo)系下分析交流電動機的數(shù)學(xué)模型，控制電動機的磁鏈和轉(zhuǎn)矩，通過檢測定子電阻來達(dá)到觀測定子磁鏈的目的，因此省去了矢量控制等復(fù)雜的變換計算，系統(tǒng)直觀、簡潔，計算速度和精度都比矢量控制方式有所提高。即使在開環(huán)的狀態(tài)下，也能輸出100%的額定轉(zhuǎn)矩，對于多拖動具有負(fù)荷平衡功能。(5) 最優(yōu)控制最優(yōu)控制在實際中的應(yīng)用根據(jù)要求的不同而有所不同，可以根據(jù)最優(yōu)控制的理論對某一個控制要求進(jìn)行個別參數(shù)的最優(yōu)化。例如在高壓變頻器的控制應(yīng)用中，就成功的采用了時間分段控制和相位平移控制兩種策略，以實現(xiàn)一定條件下的電壓最優(yōu)波形。 (6) 其

27、他非智能控制方式 在實際應(yīng)用中，還有一些非智能控制方式在變頻器的控制中得以實現(xiàn)，例如自適應(yīng)控制、滑模變結(jié)構(gòu)控制、差頻控制、環(huán)流控制、頻率控制等。2 智能控制方式智能控制方式主要有神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)控制、模糊控制、專家系統(tǒng)、學(xué)習(xí)控制等。在變頻器的控制中采用智能控制方式在具體應(yīng)用中有一些成功的范例。(1) 神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)控制 神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)控制方式應(yīng)用在變頻器的控制中，一般是進(jìn)行比較復(fù)雜的系統(tǒng)控制，這時對于系統(tǒng)的模型了解甚少，因此神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)既要完成系統(tǒng)辨識的功能，又要進(jìn)行控制。而且神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)控制方式可以同時控制多個變頻器，因此在多個變頻器級聯(lián)時進(jìn)行控制比較適合。但是神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的層數(shù)太多或者算法過于復(fù)雜都會在具體應(yīng)用中帶來不少

28、實際困難。(2) 模糊控制模糊控制算法用于控制變頻器的電壓和頻率，使電動機的升速時間得到控制，以避免升速過快對電機使用壽命的影響以及升速過慢影響工作效率。模糊控制的關(guān)鍵在于論域、隸屬度以及模糊級別的劃分，這種控制方式尤其適用于多輸入單輸出的控制系統(tǒng)。(3) 專家系統(tǒng)專家系統(tǒng)是利用所謂“專家”的經(jīng)驗進(jìn)行控制的一種控制方式，因此，專家系統(tǒng)中一般要建立一個專家?guī)?，存放一定的專家信息，另外還要有推理機制，以便于根據(jù)已知信息尋求理想的控制結(jié)果。專家?guī)炫c推理機制的設(shè)計是尤為重要的，關(guān)系著專家系統(tǒng)控制的優(yōu)劣。應(yīng)用專家系統(tǒng)既可以控制變頻器的電壓，又可以控制其電流。(4) 學(xué)習(xí)控制學(xué)習(xí)控制主要是用于重復(fù)性的輸入

29、，而規(guī)則的pwm信號(例如中心調(diào)制pwm)恰好滿足這個條件，因此學(xué)習(xí)控制也可用于變頻器的控制中。學(xué)習(xí)控制不需要了解太多的系統(tǒng)信息，但是需要12個學(xué)習(xí)周期，因此快速性相對較差，而且，學(xué)習(xí)控制的算法中有時需要實現(xiàn)超前環(huán)節(jié)，這用模擬器件是無法實現(xiàn)的，同時，學(xué)習(xí)控制還涉及到一個穩(wěn)定性的問題，在應(yīng)用時要特別注意。2.4 本章小結(jié) 本章主要完成了傳送帶傳動與調(diào)速系統(tǒng)的設(shè)計及所設(shè)計的硬件的選用，傳動與調(diào)速系統(tǒng)是整個工作單元實現(xiàn)工作目標(biāo)的第一步，光傳感器在這里以采集信號作為整個工作單元開始自動控制的開端。當(dāng)物件行走到指定地點，傳送帶停止時，則將自動轉(zhuǎn)入物件搬運系統(tǒng)的工作，將在下個章節(jié)做詳細(xì)介紹。第三章 發(fā)動機

30、流水線系統(tǒng)的設(shè)計3.1 總體設(shè)計思路此次設(shè)計中，物件搬運系統(tǒng)是一個自動運行的系統(tǒng)。要求發(fā)動機運至指定位置并停止后，能夠進(jìn)入到升降臺上，然后返回進(jìn)行下一個發(fā)動機的流水線裝配。其中控制系統(tǒng)還是采取了plc控制。發(fā)動機流水線的運轉(zhuǎn)的核心部件電動機、減速機以及plc控制中心，為了發(fā)動機流水線能夠準(zhǔn)確定位及自動控制，這里流水線的行動采用了一工位一活動限位塊的限制方式來控制。兩頭的升降結(jié)構(gòu)則是由氣缸、plc控制的電磁閥控制完成。具體結(jié)構(gòu)圖(圖2-10)如下：由電磁閥控制氣體的進(jìn)口方向，從而推動氣缸活塞的左右運動，達(dá)到控制自動化流水線設(shè)備左右，上下，抓握等動作。下面將分別介紹氣缸和電磁閥的工作原理、特性及選

31、型。 電磁閥氣 缸圖 3-1 氣缸運作結(jié)構(gòu)圖3.1 氣缸的介紹及選用3.1.1 氣動元件及雙向活塞式氣缸將壓縮空氣的壓力能轉(zhuǎn)換為機械能，驅(qū)動機構(gòu)作直線往復(fù)運動，擺動和旋轉(zhuǎn)運動的元件，稱為氣動元件。在氣動執(zhí)行元件中，使用最多的是直線運動的氣缸。按照將空氣壓力轉(zhuǎn)換成力的受壓不見的機構(gòu)不同，有活塞式和非活塞式（如膜片式）目前使用最多的是活塞式。此次設(shè)計中采用的活塞式單桿雙向氣缸。雙向氣缸的活塞前進(jìn)或后退都能輸出動力，行程可根據(jù)需要選擇。一般氣缸兩段都帶有緩沖裝置，當(dāng)活塞運動到終端時，活塞撞擊的力量很大，所以緩沖裝置可以有效的減少沖撞力。同時，氣缸的兩端還設(shè)有行程開關(guān)，用以檢測氣缸是否行駛到了極限位置

32、。當(dāng)氣缸行駛到極限位置時，行程開關(guān)閉合，電磁閥停止供氣。3.1.2 氣缸工作原理此次設(shè)計中，為了實現(xiàn)自動化流水線設(shè)備在一個方向上的雙向移動，所以選用雙向氣缸。如圖2-11, 當(dāng)a道進(jìn)氣時，活塞帶動自動化流水線設(shè)備向右移動；當(dāng)b道進(jìn)氣時，活塞帶動自動化流水線設(shè)備向左移動。ba圖 3-23.1.3 氣缸的選用氣缸的選用主要考慮的是氣缸直徑，氣缸長度等。此次設(shè)計中，采用了smc cj2型，缸徑20mm，長度為600mm的標(biāo)準(zhǔn)型雙向氣缸。3.2 電磁閥的介紹及選用3.2.1電磁閥簡介及分類追朔電磁閥的發(fā)展史，到目前為止，國內(nèi)外的電磁閥從原理上分為三大類（即：直動式、分步直動式、先導(dǎo)式），而從閥瓣結(jié)構(gòu)和

33、材料上的不同與原理上的區(qū)別又分為六個分支小類(直動膜片結(jié)構(gòu)、分步膜片結(jié)構(gòu)、先導(dǎo)式膜片結(jié)構(gòu)、直動活塞結(jié)構(gòu)、分步活塞結(jié)構(gòu)、先導(dǎo)活塞結(jié)構(gòu)) 。 一、直動式電磁閥 原理：通電時，電磁線圈產(chǎn)生電磁力把關(guān)閉件從閥座上提起，閥門打開；斷電時，電磁力消失，彈簧力把關(guān)閉件壓在閥座上，閥門關(guān)閉。 特點：在真空、負(fù)壓、零壓時能正常工作，但一般通徑不超過25mm。 二、分步直動式電磁閥 原理：它是一種直動和先導(dǎo)式相結(jié)合的原理，當(dāng)入口與出口壓差0.05mpa，通電時，電磁力直接把先導(dǎo)小閥和主閥關(guān)閉件依次向上提起，閥門打開。當(dāng)入口與出口壓差>0.05mpa，通電時，電磁力先打開先導(dǎo)小閥，主閥下腔壓力上升，上腔壓力下

34、降，從而利用壓差把主閥向上推開；斷電時，先導(dǎo)閥和主閥利用彈簧力或介質(zhì)壓力推動關(guān)閉件，向下移動，使閥門關(guān)閉。 特點：在零壓差或真空、高壓時亦能可靠工作，但功率較大，要求豎直安裝。 三、先導(dǎo)式電磁閥 原理：通電時，電磁力把先導(dǎo)孔打開，上腔室壓力迅速下降，在關(guān)閉件周圍形成上低下高的壓差，推動關(guān)閉件向上移動，閥門打開；斷電時，彈簧力把先導(dǎo)孔關(guān)閉，入口壓力通過旁通孔迅速進(jìn)入上腔室在關(guān)閥件周圍形成下低上高的壓差，推動關(guān)閉件向下移動，關(guān)閉閥門。 特點：流體壓力范圍上限很高，但必須滿足流體壓差條件。3.2.2 電磁閥工作原理圖此次設(shè)計采用的是直動式電磁閥，其工作原理是電磁閥內(nèi)線圈通斷電來控制閥門所在位置，以控

35、制氣流的行駛方向，從而達(dá)到使氣缸活塞兩邊運動的目的。當(dāng)需要氣缸活塞向右運動時，即氣缸左邊空間進(jìn)氣。此時plc給出信號，電磁閥開關(guān)打開，線圈斷電，使彈簧處于放松狀態(tài)。氣體從a管進(jìn)入氣缸。如圖2-12ba 圖 3-3電磁閥打開氣流方向當(dāng)需要活塞向左運動時，則電磁閥開關(guān)閉合，線圈帶電，產(chǎn)生磁力。彈簧被壓縮，氣體此時只能從b管進(jìn)入氣缸，推動活塞運動。如圖2-15：ba圖 3-4 電磁閥關(guān)閉氣流方向3.2.3 電磁閥的選用電磁閥的選用一般從以下五點考慮:一、適用性： 管路中的流體必須和選用的電磁閥系列型號中標(biāo)定的介質(zhì)一致。流體的溫度必須小于選用電磁閥的標(biāo)定溫度。電磁閥允許液體粘度一般在20cst以下，大

36、于20cst應(yīng)注明。工作壓差，管路最高壓差在小于0.04mpa時應(yīng)選用如zs,2w,zqdf,zcm系列等直動式和分步直動式；最低工作壓差大于0.04mpa時可選用先導(dǎo)式（壓差式）電磁閥；最高工作壓差應(yīng)小于電磁閥的最大標(biāo)定壓力；一般電磁閥都是單向工作，因此要注意是否有反壓差，如有安裝止回閥。 流體清潔度不高時應(yīng)在電磁閥前安裝過濾器，一般電磁閥對介質(zhì)要求清潔度要好。 電源電流和消耗功率應(yīng)根據(jù)輸出容量選取，電源電壓一般允許±10%左右，必須注意交流起動時va值較高。二、可靠性： 電磁閥分為常閉和常開二種；一般選用常閉型，通電打開，斷電關(guān)閉；但在開啟時間很長關(guān)閉時很短時要選用常開型了。壽命

37、試驗，工廠一般屬于型式試驗項目，確切地說我國還沒有電磁閥的專業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，因此選用電磁閥廠家時慎重。 動作時間很短頻率較高時一般選取直動式，大口徑選用快速系列。三、安全性：一般電磁閥不防水，在條件不允許時請選用防水型，工廠可以定做。電磁閥的最高標(biāo)定公稱壓力一定要超過管路內(nèi)的最高壓力，否則使用壽命會縮短或產(chǎn)生其它意外情況。有腐蝕性液體的應(yīng)選用全不銹鋼型，強腐蝕性流體宜選用塑料王（slf）電磁閥。爆炸性環(huán)境必須選用相應(yīng)的防爆產(chǎn)品。四、經(jīng)濟性： 有很多電磁閥可以通用，但在能滿足以上三點的基礎(chǔ)上應(yīng)選用最經(jīng)濟的產(chǎn)品。五、根據(jù)持續(xù)工作時間長短來選擇：常閉、常開、或可持續(xù)通電。 1、當(dāng)電磁閥需要長時間開啟，并且持

38、續(xù)的時間多余關(guān)閉的時間應(yīng)選用常開型。 2、要是開啟的時間短或開和關(guān)的時間不多時，則選常閉型。3.3 本章小結(jié) 發(fā)動機流水線主要的工作就是plc控制流水線的步進(jìn)以及停頓，氣缸以及電磁閥結(jié)構(gòu)用來控制半成品以及成品的上下。它和傳送帶的傳動調(diào)速系統(tǒng)一樣，都是工作在自動控制系統(tǒng)的控制之下。自動控制系統(tǒng)以plc為主控單元，接受從信號采集器件即傳感器處采集來的信號，經(jīng)過處理發(fā)送給各部分硬件執(zhí)行相應(yīng)的操作。第四章 自動控制系統(tǒng)的設(shè)計及軟件編寫如果說硬件系統(tǒng)是仿佛是人的軀干，那么軟件系統(tǒng)就是可以控制軀干完成各種動作的大腦中樞。所以軟件系統(tǒng)的優(yōu)劣直接影響到整個工作單元運行的效果此次設(shè)計中，軟件系統(tǒng)是由plc（可編

39、程控制器）作為中央控制器進(jìn)行設(shè)計。4.1 可編程控制器簡介可編程控制器（programmable controller）是計算機家族中的一員，是為工業(yè)控制應(yīng)用而設(shè)計制造的。早期的可編程控制器稱作可編程邏輯控制器（programmable logic controller），簡稱plc，它主要用來代替繼電器實現(xiàn)邏輯控制。隨著技術(shù)的發(fā)展，這種裝置的功能已經(jīng)大大超過了邏輯控制的范圍，因此，今天這種裝置稱作可編程控制器，簡稱pc。但是為了避免與個人計算機（personal computer）的簡稱混淆，所以將可編程控制器簡稱plc。國際電工委員會(iec)在1987年2月通過了對它的定義：“可編程控制

40、器是一種數(shù)字運算操作的電子系統(tǒng)，專為在工業(yè)環(huán)境應(yīng)用而設(shè)計的。它采用一類可編程的存儲器，用于其內(nèi)部存儲程序，執(zhí)行邏輯運算,順序控制，定時，計數(shù)與算術(shù)操作等面向用戶的指令，并通過數(shù)字或模擬式輸入/輸出控制各種類型的機械或生產(chǎn)過程?？删幊炭刂破骷捌溆嘘P(guān)外部設(shè)備，都按易于與工業(yè)控制系統(tǒng)聯(lián)成一個整體，易于擴充其功能的原則設(shè)計?！倍嗄陙?，可編程控制器（以下簡稱plc）從其產(chǎn)生到現(xiàn)在，實現(xiàn)了接線邏輯到存儲邏輯的飛躍；其功能從弱到強，實現(xiàn)了邏輯控制到數(shù)字控制的進(jìn)步；其應(yīng)用領(lǐng)域從小到大，實現(xiàn)了單體設(shè)備簡單控制到勝任運動控制、過程控制及集散控制等各種任務(wù)的跨越。今天的plc在處理模擬量、數(shù)字運算、人機接口和網(wǎng)絡(luò)的

41、各方面能力都已大幅提高，成為工業(yè)控制領(lǐng)域的主流控制設(shè)備，在各行各業(yè)發(fā)揮著越來越大的作用4.1.1 plc的基本結(jié)構(gòu)和主要特點plc實質(zhì)是一種專用于工業(yè)控制的計算機，其硬件結(jié)構(gòu)基本上與微型計算機相同，其機構(gòu)圖入圖4-1：中央處理單元(cpu)是plc的控制中樞。它按照plc系統(tǒng)程序賦予的功能接收并存儲從編程器鍵入的用戶程序和數(shù)據(jù)；檢查電源、存儲器、i/o以及警戒定時器的狀態(tài)，并能診斷用戶程序中的語法錯誤。當(dāng)plc投入運行時，首先它以掃描的方式接收現(xiàn)場各輸入裝置的狀態(tài)和數(shù)據(jù)，并分別存入i/o映象區(qū)，然后從用戶程序存儲器中逐條讀取用戶程序，經(jīng)過命令解釋后按指令的規(guī)定執(zhí)行邏輯或算數(shù)運算的結(jié)果送入i/o

42、映象區(qū)或數(shù)據(jù)寄存器內(nèi)。等所有的用戶程序執(zhí)行完畢之后，最后將i/o映象區(qū)的各輸出狀態(tài)或輸出寄存器內(nèi)的數(shù)據(jù)傳送到相應(yīng)的輸出裝置，如此循環(huán)運行，直到停止運行。cpuepromram電源模塊輸入模塊用戶輸入設(shè)備輸出模塊i/o接口通信接口總線用戶輸出設(shè)備外圍設(shè)備計算機或其他pcl圖4-1 plc硬件系統(tǒng)結(jié)構(gòu)框圖為了進(jìn)一步提高plc的可靠性，近年來對大型plc還采用雙cpu構(gòu)成冗余系統(tǒng)，或采用三cpu的表決式系統(tǒng)。這樣，即使某個cpu出現(xiàn)故障，整個系統(tǒng)仍能正常運行。plc的主要特點有：可靠性高；i/o接口模塊豐富；采用模塊化結(jié)構(gòu)；編程簡單易學(xué)；安裝簡單，維修方便。4.1.2 plc的應(yīng)用領(lǐng)域目前，plc在

43、國內(nèi)外已廣泛應(yīng)用于鋼鐵、石油、化工、電力、建材、機械制造、汽車、輕紡、交通運輸、環(huán)保及文化娛樂等各個行業(yè)，使用情況主要分為如下幾類：1開關(guān)量邏輯控制 取代傳統(tǒng)的繼電器電路，實現(xiàn)邏輯控制、順序控制，既可用于單臺設(shè)備的控制，也可用于多機群控及自動化流水線。如注塑機、印刷機、訂書機械、組合機床、磨床、包裝生產(chǎn)線、電鍍流水線等。2工業(yè)過程控制 在工業(yè)生產(chǎn)過程當(dāng)中，存在一些如溫度、壓力、流量、液位和速度等連續(xù)變化的量（即模擬量），plc采用相應(yīng)的a/d和d/a轉(zhuǎn)換模塊及各種各樣的控制算法程序來處理模擬量，完成閉環(huán)控制。pid調(diào)節(jié)是一般閉環(huán)控制系統(tǒng)中用得較多的一種調(diào)節(jié)方法。過程控制在冶金、化工、熱處理、鍋

44、爐控制等場合有非常廣泛的應(yīng)用。3運動控制 plc可以用于圓周運動或直線運動的控制。一般使用專用的運動控制模塊，如可驅(qū)動步進(jìn)電機或伺服電機的單軸或多軸位置控制模塊，廣泛用于各種機械、機床、機器人、電梯等場合。4數(shù)據(jù)處理 plc具有數(shù)學(xué)運算（含矩陣運算、函數(shù)運算、邏輯運算）、數(shù)據(jù)傳送、數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換、排序、查表、位操作等功能，可以完成數(shù)據(jù)的采集、分析及處理。數(shù)據(jù)處理一般用于如造紙、冶金、食品工業(yè)中的一些大型控制系統(tǒng)。5通信及聯(lián)網(wǎng)plc通信含plc間的通信及plc與其它智能設(shè)備間的通信。隨著工廠自動化網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展，現(xiàn)在的plc都具有通信接口，通信非常方便4.2 i/o口確定及plc的選取4.2.1 控制要求

45、分析plc的控制系統(tǒng)中有輸入/輸出設(shè)備，常見的輸入電器有按鈕、行程開關(guān)、轉(zhuǎn)換開關(guān)、接近開關(guān)、霍耳開關(guān)、各種傳感器等。輸入電器有接觸器、繼電器、電磁閥、指示燈及其他有關(guān)顯示、執(zhí)行電器等。正確的連接輸入/輸出電路，是保證plc安全可靠工作的前提。此次設(shè)計中，pcl需要完成由傳感器接收信號經(jīng)過處理再輸出變頻器和電磁閥的任務(wù)。所以對應(yīng)的輸入輸出設(shè)備有傳感器、限位開關(guān)、變頻器、電磁閥等。其中傳感器、限位開關(guān)是輸入設(shè)備，變頻器、電磁閥以及指示燈是輸出設(shè)備。4.2.2 輸入接口確定：設(shè)計中，要實現(xiàn)兩條傳送帶的調(diào)速功能，所以需要接入4個傳感器；氣缸的限位分上下左右，所以需要接入4個限位開關(guān)?？傒斎虢涌谌缦拢?

46、、傳感器 4*12、限位開關(guān) 4*13、總啟動，停止 2*1共需要10個輸入接口。4.2.3 輸出接口確定：設(shè)計中，輸出設(shè)備包括控制傳送帶的變頻器和控制自動化流水線設(shè)備的電磁閥。變頻器要實現(xiàn)兩條傳送帶的減速、停止功能；電磁閥要實現(xiàn)自動化流水線設(shè)備的上下、左右、抓放的動作?？傒敵鼋涌谌缦拢?、變頻器 2*22、電磁閥 3*13、兩條傳送帶啟動 2*1共需要9個輸出接口。4.2.4 plc的選取根據(jù)設(shè)計要求，需要9個輸入接口，9個輸出接口。所以選取i/o接口為16/16的三菱fx2n-32mr-001型plc。4.3 i/o分配及主要器件的i/o連接圖 此次設(shè)計i/o設(shè)備主要為傳感器、限位開關(guān)、變

47、頻器、電磁閥等?？俰/o口為16/16，使用接口為10/10。其輸入/輸出地址表如下： 表4-1 系統(tǒng)輸入/輸出地址表 輸 入 輸 出器件代號地址號功能說明器件代號地址號功能說明sb1x0總啟動km1y0啟動傳送帶asb2x1總停止km2y1啟動傳送帶bkm8x2傳感器akm3y2傳送帶a減速km9x3傳感器a1km4y3傳送帶b減速km10x4傳感器bkm5y4變頻器1高頻控制開關(guān)km11x5傳感器b1km6y5變頻器2高頻控制開關(guān)4.4 plc工作可靠性措施plc控制系統(tǒng)的可靠性直接影響到企業(yè)的安全生產(chǎn)和經(jīng)濟運行，plc系統(tǒng)的抗干擾能力是整個系統(tǒng)可靠運行的關(guān)鍵。因此，分析研究plc應(yīng)用中的

48、可靠性和抗干擾技術(shù)是十分必要的。要提高plc控制系統(tǒng)的可靠性，一是在硬件上采取措施;二是在軟件上設(shè)計相應(yīng)的保護(hù)程序;因此，plc控制系統(tǒng)的抗干擾非常重要。第五章 變速箱的選擇減速機是一種動力傳達(dá)機構(gòu)，利用齒輪的速度轉(zhuǎn)換器，將電機（馬達(dá)）的回轉(zhuǎn)數(shù)減速到所要的回轉(zhuǎn)數(shù)，并得到較大轉(zhuǎn)矩的機構(gòu)。在目前用于傳遞動力與運動的機構(gòu)中，減速機的應(yīng)用范圍相當(dāng)廣泛。幾乎在各式機械的傳動系統(tǒng)中都可以見到它的蹤跡，從交通工具的船舶、汽車、機車，建筑用的重型機具，機械工業(yè)所用的加工機具及自動化生產(chǎn)設(shè)備，到日常生活中常見的家電，鐘表等等.其應(yīng)用從大動力的傳輸工作，到小負(fù)荷，精確的角度傳輸都可以見到減速機的應(yīng)用，且在工業(yè)應(yīng)用

49、上，減速機具有減速及增加轉(zhuǎn)矩功能。因此廣泛應(yīng)用在速度與扭矩的轉(zhuǎn)換設(shè)備。減速機的作用主要有：1）降速同時提高輸出扭矩，扭矩輸出比例按電機輸出乘減速比，但要注意不能超出減速機額定扭矩。2）減速同時降低了負(fù)載的慣量，慣量的減少為減速比的平方。大家可以看一下一般電機都有一個慣量數(shù)值。減速機其體積小，傳動效率高，減速范圍廣，精度高等諸多有點，而被廣泛應(yīng)用于伺服、步進(jìn)、直流等傳動系統(tǒng)中。其作用就是在保證精密傳動的前提下，主要被用來降低轉(zhuǎn)速增大扭矩和降低負(fù)載/電機的轉(zhuǎn)動慣量比。由上述得知：發(fā)動機流水線所要消耗的功率為11.8kw。查收zl減速機設(shè)計方案可選擇得出：我們選擇為功率為12.8kw的中型平穩(wěn)減速機

50、，傳動比的選擇為1:16，根據(jù)安裝的位置的大小，我們選擇中心為350毫米。1、齒輪計算zl減速機為二級減速器，我們選定一級傳動比和二級傳動比分均為1:4。我們選定a1=150mm，a2=200mm。一級傳動齒輪1齒數(shù)為z1，齒輪2齒數(shù)為z2；二級傳動齒輪3齒數(shù)為z3。齒輪4齒數(shù)為z4；齒輪的模數(shù)為m。a1=m（z1+z2）/2=150a2=m（z3+z4）/2=200z2=4*z1， z4=4*z3查自動化流水線設(shè)備冊得，傳遞動力的的齒輪運動m2mm，對于硬齒面齒輪齒輪硬度350hbs外嚙合傳動m=（0.0160.0315）a，載荷平穩(wěn)，中心距大時取小值，反之取大值。所以m=0.016*200

51、=3.2，取m=3.5或4，將上訴兩值代入計算公式，得，z3=22.85,或20。綜上取m=4。所以：z1=15，z2=60，z3=20，z4=80。壓力角=20°齒輪厚度為（610）m，取b=30mm。2.軸的計算根據(jù)設(shè)計要求，取p=11.8kw。已知運輸帶的速度為0.7m/s，即帶輪的速度為0.7m/s。已知大帶輪直徑為d=350mm，小帶輪直徑為d=90mm。即減速機的速度約為220r/min，即轉(zhuǎn)速n=220r/min查自動化流水線設(shè)備冊19.1-1得：選擇材料為20crmoti抗拉強度b=1100 屈服點s=850彎曲疲勞強度極限-1=525扭轉(zhuǎn)疲勞強度極限-1=300查表

52、19.3-2得，a=98dmin=a（p/n）1/3=98(11.8/220) 1/3=38mm所以取三根軸的直徑分別為65mm，40mm，40mm。結(jié)論與展望 本畢業(yè)設(shè)計的重點在于實現(xiàn)自動化流水線的自動化的目的，以及進(jìn)行產(chǎn)品化設(shè)計。前者已經(jīng)很好的完成，而后者也做到了結(jié)構(gòu)簡單、功能實用和操作方便等幾點。本畢業(yè)設(shè)計涉及的知識點較多，而在實際操作中也遇到了很多細(xì)節(jié)性的問題，關(guān)鍵在于相關(guān)資料的積累、靈活運用以前學(xué)到的知識點和善于向別人請教。定好自己的工作計劃，一步一個腳印的往下走。這次畢業(yè)設(shè)計可以說是一個完整的工程項目。從開始的資料收集、理論構(gòu)思，到設(shè)計流程,完成程序設(shè)計,再到最后配置各個硬件部件,

53、一路下來，自己對這個設(shè)計思考過很多，提出過很多的觀點和方法，最后也否決了很多。通過了這次實際操作，自己從中得到了不少的收獲，對做一個工程的流程也有所認(rèn)識，對plc 和氣動系統(tǒng)的理解也加深了不少。整個設(shè)計中，我完成了自動化流水線設(shè)備傳送帶系統(tǒng)的硬件和軟件架構(gòu)，實現(xiàn)了隨物件的行動，傳送帶自動減速，自動化流水線設(shè)備自動抓取移動放置返回的功能。這次畢業(yè)設(shè)計過程中我感受最深的是吸取前人的經(jīng)驗和教訓(xùn)，再結(jié)合自己的實際情況，站在巨人的肩膀上，定必事半而功倍。在整個畢業(yè)設(shè)計過程中，遇到了大大小小的不少問題，但經(jīng)過大家的合作和向老師請教，都已經(jīng)把問題解決掉了，這樣一方面提高了個人解決問題的能力，積累了不少的經(jīng)驗。另一方面也避免了在日后工作中犯同樣錯誤的可能，加強了自己對以后工作的信心。 致 謝回顧這次歷時兩個多月的畢業(yè)設(shè)計，感覺收獲頗豐。它不僅使我可以把大學(xué)四年所學(xué)的專業(yè)知識都融會貫通起來，達(dá)到本專業(yè)的要求；而且，讓我最難忘的是：在此過程中，從查閱資料到機構(gòu)設(shè)計再到整體結(jié)構(gòu)零件的設(shè)計，曾遇到過不少的困難，但是經(jīng)過自己的一番鉆研和老師同學(xué)的幫助，最后問題一個一個迎刃而解了。經(jīng)過這次設(shè)計，同時我個人