機電綜合實訓

1、南京工業(yè)職業(yè)技術學院項目技術報告機電綜合實訓項目技術報告 姓 名： XXX 學 號： XXXXXX 班 級： XXXXX 課程名稱：機電綜合實訓 指導老師： 莊俊東 徐德洪 提交日期：2014年12月19日 組 別： 第 三 組 概 要本文介紹氣動系統(tǒng)的設計過程，各種氣動元件的性能與使用方法，根據項目的工藝要求、控制要求和技術指標進行工況分析、氣動元件的選擇、氣動回路圖的設計，并進行系統(tǒng)軟件仿真運行、安裝與調試。以生產密封袋為例，說明了在兩氣缸順序動作控制回路中，純氣動、繼電控制和氣動加電磁閥PLC控制三種不同的實現方法。關鍵詞生產密封袋；氣動回路；繼電控；PLC目 錄前 言1第一章 項目簡介

2、21.1 綜合實訓項目任務21.2 任務要求及技術參數2第二章 純氣動控制方式42.1 純氣動原理圖的設計過程42.2 純氣動原理圖42.3 負載分析42.4 選擇設計執(zhí)行元件52.5 元器件明細表62.6 調試分析7第三章 氣動加電磁閥方式83.1 行程開關控制方案設計83.2 氣動原理圖、電氣原理圖83.3 元器件明細表93.4 調試分析9第四章 氣動加電磁閥PLC控制104.1 控制面板104.2 輸入輸出分配表104.3 PLC外部接線圖114.4 程序規(guī)劃124.5 順序功能圖134.6 PLC梯形圖144.7 元器件選型174.8 程序調試分析18參考文獻20個人總結21前 言本實

3、訓項目通過純氣動、氣動加電磁閥、氣動加電磁閥PLC控制的方案來設計，繪制電氣原理圖、氣動原理圖，元器件選型計算、選擇元器件，完成控制程序。安裝調試程序，使兩個氣缸能夠完成以一動一停的方式行前運動。生產密封袋是按照給定程序、軌跡、要求實現自動加熱密封、剪切的包裝裝置。生產中的應用可以提高生產的自動化水平和生產率；可以減輕勞動強度，保證產品的質量，實現安全生產；尤其在一些惡劣的環(huán)境中，它代替人進行正常的工作，意義更為重大。一個項目往往需要一個項目組共同完成。一個項目組由一個組長和若干組員組成。組長根據項目的難易程度、工作量的大小以及開發(fā)周期的長短等因素來配備若干組員。組長制定項目整體方案，要給每個

4、組員分配好各自的任務，并且在項目的全過程中始終協(xié)調好組員之間的合作關系。每個組員既要努力完成自己的分工，也要及時配合組長的工作，服從組長的調動，還要主動與 其他組員溝通協(xié)調。本實訓以小組為單位進行，最后提交技術報告。第一章 項目簡介1.1 綜合實訓項目任務生產密封袋（水平進料）任務如下圖所示。圖示包裝裝置中，軌道上的密封袋采取一動一停方式向前運動。熱封采用氣缸A作為執(zhí)行元件，氣缸能夠很容易地驅動電極壓頭移動，以完成熱封。另一個氣缸B驅動切刀動作，剪切或分開密封袋。氣控回路中要設置緊急停止按鈕及復位手動按鈕。1.2 任務要求及技術參數（1）動作過程設計：設計、設置初始狀態(tài)，按照工作任務合理設計動

5、作過程，選擇過程的控制方式，比如順序動作是采用行程開關方式控制還是采用延時方式控制。（2）系統(tǒng)輸入：1 啟動按鈕：用于啟動機械手使其進入工作狀態(tài)；2 復位按鈕：用于使機械手恢復到初始位；3 急停按鈕：用于緊急狀態(tài)急停；4 自動、半自動選擇開關：用于進行自動、半自動狀態(tài)切換；5 采用行程開關方式時，行程開關的輸入。（3）系統(tǒng)輸出：控制氣缸A、B合理動作。（4）控制要求：分別用純氣動方式、氣動加電磁閥方式、氣動加電磁閥PLC方式完成設計的動作過程。純氣動方式：利用行程閥來控制回路的順序動作氣動加電磁閥方式：利用行程開關控制電磁鐵，從而控制回路的順序動作PLC控制模式控制要求：初始狀態(tài)實現復位、單步

6、模式、半自動模式、全自動模式四種工作模式；單步模式：每按一次啟動按鈕執(zhí)行一步。半自動模式：每按一次啟動按鈕執(zhí)行一個循環(huán)。全自動模式：啟動后連續(xù)運動。復位模式下，按下復位按鈕（SB2），機器回到初始狀態(tài)。半自動模式下啟動按鈕（SB1）按下,機器走一個循環(huán)。 在原點且在半自動模式下開始指示（HL1）燈閃爍在復位模式下，如未在原點復位指示燈（HL2）閃爍半自動模式：自動、復位模式指示燈（HL3）亮；復位模式：自動、復位模式指示燈（HL3）滅。技術參數 組 別參 數A B C D 最大工作負載1500N700N700N550N快退速度3m/min3.5m/min3m/min3.5m/min工進速度30

7、mm/min40mm/min50mm/min60mm/min運動部件重量2100N1600N1000N850N導軌形式豎直鑄鐵導軌其它A、C為熱封氣缸，B、D為切刀氣缸1 進氣管、回氣管長度各為1米2 行程s均為100mm3 靜摩擦系數: 0.2 動摩擦系數: 0.14 啟動、減速、制動時間：0.1s5 氣缸負載效率：0.5第二章 純氣動控制方式2.1 純氣動原理圖的設計過程純氣動方式是利用行程閥來控制換向閥換向，從而實現順序動作完成任務。2.2 純氣動原理圖（1） 熱封按下手動閥q，壓縮空氣使閥FA換向處于左位，并進入A缸的左腔使活塞桿伸出，完成熱封。（2） 剪切當A缸活塞桿上的擋塊壓下行程

8、閥a1后，壓縮空氣使閥FB換向處于左位，并進入B缸的左腔，推動活塞桿伸出，剪切密封袋。（3） 退回當B缸活塞桿上的擋塊壓下行程閥b1時，壓縮空氣使閥FA、FB換向處于右位，并進入A、B缸右腔，使活塞桿縮回，從而完成一個工作循環(huán)。2.3 負載分析本組選擇C缸：由綜合實訓手冊中要求提取出關于C缸的相關數據，現列表將其表達如下：運動部件重量1000N靜摩擦系數0.2動摩擦系數0.1氣缸負載效率0.5設計以前，必須了解主機或氣動設備的工藝過程、動作循環(huán)、空間位置、結構、主要技術要求及自動化程度等內容。同時還要了解工作現場的溫度、濕度、工件物料的狀態(tài)，有無腐蝕性、可燃性，對防振、防塵的要求，了解動力源的

9、情況，最高和最低供氣壓力及管問供氣流量變動范圍等內容。經過受力分析及計算的出負載受力情況如下：工況計算公式（外負載）外負載（N）工作負載（N）F=kFl (k的范圍1.1-1.3)啟動Fl=fs×Fnfs: 靜摩擦因數Fn: 運動部件重量Fl=0.2×1000=200240加速Fl=fv×Fn+mv÷tfv: 動摩擦因數m: 運動部件質量v÷t：加速度Fl=0.1×1000+1000*0.001/10×3/60/0.1=120.996120.996快進Fl=fv×FnFl=0.1×1000=100120工

10、進Fl=fv×Fn+FtFt: 最大工作負載Fl=0.1×1000+700=800820反向啟動Fl=F啟0240反向加速Fl=F加0120.996反向快進Fl=F快01202.4 選擇設計執(zhí)行元件(1)根據參數要求：缸行程100mm，推緊力700N；選擇兩個活塞式雙作用單活塞桿氣缸(2)計算氣缸內徑式中 22工作負荷;工作壓力;機械效率。（1）選定氣缸工作壓力為0.4、機械效率為0.5，則氣缸的內徑為：0.0668m根據缸徑和行程查設計手冊選：型號：QGEW-2標準氣缸內徑：80mm工作壓力范圍：0.11.0MP溫度：-2580（但在不凍結情況下）（2）耗氣量計算：Q=0

11、.046D*D*V*(P+0.1)=73.6L/minD氣缸內徑(cm) ，P-工作壓力（Mpa）V-氣缸最大速度（mm/s）（3）管道內徑：Q-耗氣量V-推薦流速8m/s選擇內徑為16mm的管道2.5 元器件明細表序 號名 稱型 號廠 商數 量備 注1雙作用氣缸QGEW-2標準AirTAC22兩位三通行程閥S3L-06AirTAC3彈簧復位3兩位五通換向閥4A120-0CAirTAC2雙作用4兩位兩通換向閥4A120-0CAirTAC1左側彈簧復位5手動閥4H120-06AirTAC12.6 調試分析序 號出現問題原因分析解決方法備 注1未按手動閥，氣缸伸出兩位五通換向閥不在初始位通氣復位2

12、氣缸伸出不縮回行程閥不到位更換行程閥3氣缸伸縮太快，看不清動作氣壓太大降低氣壓（或增加節(jié)流閥控制速度）4氣缸無法完成循環(huán)A缸縮回無法定位在A缸縮回處添加一個行程閥第三章 氣動加電磁閥方式3.1 行程開關控制方案設計當氣缸運動到極限位置后觸動行程開關，控制電磁鐵得電，從而使電磁換向閥換向，實現氣缸的順序動作，完成任務。3.2 氣動原理圖、電氣原理圖（1）熱封按下啟動開關SB1，1YA得電使閥FA換向處于左位，壓縮空氣進入A缸的左腔使活塞桿伸出，完成熱封。（2）剪切當A缸活塞桿上的擋塊壓下行程閥2S后，2S閉合，3YA得電使閥FB換向處于左位，壓縮空氣進入B缸的左腔，推動活塞桿伸出，剪切密封袋，同

13、時1S斷開，1YA斷電。（3）退回當B缸活塞桿上的擋塊壓下行程閥4S時，4S閉合，3S斷開，3YA斷電，2YA和4YA得電使閥FA、FB換向處于右位，壓縮空氣進入A、B缸右腔，使活塞桿縮回，從而完成一個工作循環(huán)。3.3 元器件明細表序 號名 稱型 號廠 商數 量備 注1雙作用氣缸QGEW-2標準AirTAC22行程開關LXW5-11G3AirTAC43兩位五通電磁換向閥4A120-0CAirTAC24單向節(jié)流閥ASC100-06AirTAC40.5-9.5Kgf/cm23.4 調試分析序 號出現問題原因分析解決方法備 注1接通電源，氣缸伸出接通電源，1YA直接得電增加一個啟動開關2氣缸伸出不縮

14、回電磁閥右位不得電更換電磁閥3氣缸伸出不縮回行程開關沒有壓到位換行程開關4氣缸A、B同時返回時，B缸返回速度快，回到初始位又伸出B缸返回速度快增加節(jié)流閥控制速度第四章 氣動加電磁閥PLC控制氣動加電磁閥PLC是利用PLC來控制氣缸動作順序，從而實現自動化。4.1 控制面板4.2 輸入輸出分配表輸 入輸 出動 作地 址動 作地 址A缸左位檢測I0.11YA得電Q0.1A缸右位檢測I0.22YA得電Q0.2B缸左位檢測I0.33YA得電Q0.3B缸左位檢測I0.44YA得電Q0.4啟動按鈕I0.0停止按鈕I1.0復位按鈕I2.04.3 PLC外部接線圖4.4 程序規(guī)劃對PLC程序進行總體規(guī)劃、程序

15、模塊劃分，理清程序模塊之間的調用關系和互鎖關系，如圖4-1所示。圖4-1 程序規(guī)劃圖4.5 順序功能圖啟動開關 I0.0A缸左位檢測開關 I0.1A缸右位檢測開關 I0.2B缸右位檢測開關 I0.4A缸伸出 Q0.1B缸伸出 Q0.3A缸縮回 Q0.2B缸縮回 Q0.44.6 PLC梯形圖單步模式半自動模式全自動模式復位模式4.7 元器件選型序 號名 稱型 號廠 商數 量備 注1雙作用氣缸QGEW-2標準AirTAC22行程開關LXW5-11G3AirTAC43兩位五通電磁換向閥4A120-0CAirTAC24單向節(jié)流閥ASC100-06AirTAC40.5-9.5Kgf/cm24.8 程序調

16、試分析序 號出現問題原因分析解決方法備 注1按下啟動開關SB1無效電路中無電流重接24V、0V2按下啟動開關SB1無效電路接觸不良檢查線路3A、B缸無法完成循環(huán)程序矛盾，電磁閥兩邊同時得電重編程序4氣缸A、B同時返回時，A缸返回速度快，回到初始位又伸出B缸在中間位置時，兩邊行程開關檢測不到，系統(tǒng)默認B缸已返回重編程序，在B缸初始位增加行程開關，檢測縮回動作致 謝本次綜合實訓項目是在莊俊東和徐德洪兩位老師的悉心指導下完成的，他們對本次實訓工作傾注了大量的心血！我們在老師的指導下完成了工業(yè)上生產密封袋的三種不同的控制方式-純氣動控制方式、氣動加電磁閥控制方式、氣動加電磁閥PLC控制。二周來，老師深厚的專業(yè)背景、嚴謹的治學態(tài)度、平易寬厚的人格作風使我受益匪淺。感謝您們對我們的悉心教誨，使我們順利地完成了實訓任務，在實訓任務完成之際，衷心感謝老師對我的關心和培養(yǎng)！同時感謝我同組同學及同班同學的幫助和關心！最后向審閱技術報告的老師致以深深的謝意！參考文獻1吳振順.氣壓傳動與控制.哈爾濱工業(yè)大學出版社.2010.2李壯云.液壓氣動與液力工程手冊.電子工業(yè)出版社.2008.3崔培雪.馮憲琴.典型液壓氣動回路600例.化學工業(yè)出版社.2011.4徐灝.機械設計手冊.機械工業(yè)出版社.1988.個人總結為期兩周的“機電綜合實訓”即將結束，本次實訓受益匪淺，我們對于氣動方面的知識比較欠缺，