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1、本科機(jī)械畢業(yè)設(shè)計(jì)論文CAD圖紙 QQ 401339828 摘 要 本設(shè)計(jì)主要介紹了一種包裝機(jī)械，貼標(biāo)機(jī)的工作原理及貼標(biāo)裝置主要零部件的設(shè)計(jì)過程，對(duì)其傳動(dòng)系統(tǒng)進(jìn)行設(shè)計(jì)校核，且對(duì)供送、分瓶和貼標(biāo)進(jìn)行了設(shè)計(jì)計(jì)算。本次設(shè)計(jì)主要用于貼圓柱身瓶的不干膠標(biāo)簽。該機(jī)適用于食品、調(diào)味品、藥品、酒類、油品、化妝品等其他行業(yè)的各種圓瓶貼標(biāo). 其特點(diǎn)是能夠完成自動(dòng)貼標(biāo)、撫平等工作，生產(chǎn)效率高。整機(jī)以精巧的設(shè)計(jì)，除去機(jī)械上不必要的復(fù)雜與笨重，以套裝式組立保養(yǎng)和維修無需專業(yè)人才即可完成，需要更換產(chǎn)品時(shí)，只要簡(jiǎn)單的調(diào)整,便可立刻上線生產(chǎn)。主要技術(shù)特點(diǎn)：輸瓶帶與本機(jī)同步驅(qū)動(dòng)全自動(dòng)工作進(jìn)度控制，機(jī)電一體化的技術(shù)保證

2、了貼標(biāo)準(zhǔn)確、穩(wěn)定、可靠和高效。 關(guān)鍵詞：自動(dòng)，貼標(biāo) ABSTRACT This design has chiefly been introduced one kind of packing machinery, and the work principle of mark machine reaches and labelingdevice chiefly design process of parts, design the school and examine to his transmission system, andfor t

3、hedeliveryof, sub-bottleand labelingforthe design calculation .the major paper nature that is used to paste the cylinder body bottle of this design. The machine is suitable for food, spices, drugs, alcohol, oil, cosmetics and other industries of various circles bottle paste labeling. The characteri

4、stic of this machine is accomplish pasting voluntarily marking and comforts equal work, and production efficiency is high. The machine is exquisitely designed, remove the unnecessary complexity and cumbersome, to suit type group made maintenance and repair without professionals to finish, when need

5、to change the products, just need simple adjustment, can on-line production. The major technology characteristic: Losing the bottle belt control with the full automatic working rate of progress of synchronical drive of this machine, and mechatronicslabelingtechnology ensuresaccurate, stable, reliabl

6、e and efficient. Key words: Automation, Labeling 目 錄 第一章 緒論---------------------------------------------------------------------------------------------------------1 1.1貼標(biāo)機(jī)背景和發(fā)展-----------------------------------------------------------------------------------------------2 1.2本課題的目的

7、和意義------------------------------------------------------------------------------------------3 1.3本課題的設(shè)計(jì)要求----------------------------------------------------------------------------------------------3 第二章 傳送帶設(shè)計(jì)---------------------------------------------------------------------------------------

8、--4 2.1滾筒選型------------------------------------------------------------------------------------------4 2.2選擇電機(jī)-----------------------------------------------------------------------------------------------------4 2.3分配傳動(dòng)比----------------------------------------------------------------------------

9、-----------6 2.4傳動(dòng)裝置的運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力參數(shù)的計(jì)算-----------------------------------------------------------------------6 2.5蝸桿傳動(dòng)的設(shè)計(jì)---------------------------------------------------------------------------7 2.6輸入軸設(shè)計(jì)計(jì)算------------------------------------------------------------------------------------------9 2.7

10、輸出軸設(shè)計(jì)計(jì)算-----------------------------------------------------------------------------------------------11 2.8減速器的潤(rùn)滑與密封的選擇--------------------------------------------------------------------------------12 2.9減速器箱體結(jié)構(gòu)尺寸---------------------------------------------------------------------------------13

11、 第三章 分瓶裝置設(shè)計(jì)-----------------------------------------------------------------------14 3.1分瓶步進(jìn)電機(jī)選型----------------------------------------------------------------------------------14 第四章 放標(biāo)裝置設(shè)計(jì)----------------------------------------------------------------------------------16 4.1收標(biāo)步進(jìn)電機(jī)選型---------

12、-----------------------------------------------------------------------------16 4.2 同步帶設(shè)計(jì)----------------------------------------------------------------------------------------17 第五章 貼標(biāo)裝置設(shè)計(jì)-------------------------------------------------------------------------------------20 5.1貼標(biāo)運(yùn)動(dòng)數(shù)學(xué)模型與參數(shù)設(shè)計(jì)---

13、---------------------------------------------------------------20 5.2滾貼步進(jìn)電機(jī)選型-------------------------------------------------------------------------------------------20 第六章步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)器和傳感器的選擇-----------------------------------------------23 6.1步進(jìn)電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)器的選擇---------------------------------------------

14、--------------------------------23 6.2 傳感器的選擇----------------------------------------------------------------------------------------------25 第七章PLC控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)----------------------------------------------------------------------27 7.1貼標(biāo)機(jī)控制要求-----------------------------------------------------------

15、---------------------------------27 7.2控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)方案--------------------------------------------------------------------------------27 7.3 PLC類型選擇----------------------------------------------------------------------------------------------------27 7.4 PLC的I/O分配---------------------------------------

16、----------------------------------------------------------28 7.5 PLC控制流程圖---------------------------------------------------------------------------------------------29 7.6 PLC控制程序-----------------------------------------------------------------------------------------30 7.7 外部接線圖----------------

17、--------------------------------------------------------------------------------------31 文獻(xiàn)參考--------------------------------------------------------------------------------------------------------------32 致謝------------------------------------------------------------------------------------------

18、----------------------------33 第一章 緒論 1.1 貼標(biāo)機(jī)背景和發(fā)展 貼標(biāo)機(jī)是將是標(biāo)簽粘貼到包裝容器的特定的機(jī)械設(shè)備，一般在包裝作業(yè)的最后進(jìn)行。標(biāo)簽對(duì)商品有說明和裝飾作用，同時(shí)便于商品的銷售與管理。標(biāo)簽上的商標(biāo)、商品的規(guī)格及主要參數(shù)、使用說明與商品介紹，是現(xiàn)代包裝不可缺少的組成部分。 貼標(biāo)機(jī)的種類很多，功能各異，但基本原理都是相似的。自動(dòng)貼標(biāo)機(jī)是以粘合劑把紙或標(biāo)簽粘貼在規(guī)定的包裝容器上的設(shè)備。 貼標(biāo)機(jī)的作用：可完成平面粘貼，包裝物的單面或多面粘貼，柱面粘貼，局部或全部粘貼，凹陷及邊角部位粘貼等各種作業(yè) 貼標(biāo)機(jī)產(chǎn)品的型式分為直線式貼標(biāo)機(jī)和回轉(zhuǎn)

19、式貼標(biāo)機(jī)。 貼標(biāo)機(jī)的功能特點(diǎn)： 適用范圍廣：既能實(shí)現(xiàn)方瓶/扁瓶(滿瓶狀態(tài))的側(cè)面(平面)單張貼標(biāo)/拐角撫標(biāo)，還能實(shí)現(xiàn)圓瓶周向定位單張/雙張貼覆功能 獨(dú)特的分料機(jī)構(gòu)，確保與生產(chǎn)線聯(lián)機(jī)使用時(shí)的可靠、有效分料 獨(dú)特的拐角扶標(biāo)機(jī)構(gòu)確保方瓶三側(cè)面拐角貼標(biāo)平整、不起皺 既能單機(jī)使用，又能與生產(chǎn)線配合使用 中國(guó)貼標(biāo)機(jī)的生產(chǎn)發(fā)展過程可分為三個(gè)階段 ： 一 從20世紀(jì)80年代末到1994年為第一階段。 這個(gè)階段主要是引進(jìn)、仿制國(guó)外已淘汰的功能不全的貼標(biāo)機(jī)。當(dāng)時(shí)幾個(gè)貼標(biāo)機(jī)生產(chǎn)廠家只能生產(chǎn)貼二標(biāo) ( 頸、身標(biāo))的貼標(biāo)機(jī)，一種是型號(hào)為12-2-16回轉(zhuǎn)式貼標(biāo)機(jī)，一種是型號(hào)為15-46回轉(zhuǎn)式

20、貼標(biāo)機(jī)。這些國(guó)產(chǎn)機(jī)器基本上還可以滿足要求。由于國(guó)產(chǎn)設(shè)備在功能、性能、外觀和貼標(biāo)質(zhì)量方面與進(jìn)口設(shè)備相比差距太懸殊 ，對(duì)進(jìn)口設(shè)備不可能產(chǎn)生任何威脅。 二、從1995年至2001年為第二階段。 這個(gè)階段是中國(guó)貼標(biāo)機(jī)生產(chǎn)的提升階段。一是貼標(biāo)速度的提升，從24000瓶/時(shí)提升到33900瓶/時(shí)，二是貼標(biāo)功能的提升，從貼二標(biāo)(頸、身標(biāo)) 提升到貼四標(biāo)，即同時(shí)可貼頭、頸、身、背標(biāo)。各貼標(biāo)機(jī)生產(chǎn)企業(yè)一方面研究在原二標(biāo)機(jī)上增設(shè)貼頭標(biāo)和背標(biāo)的功能，另一方面也積極研發(fā)四標(biāo)貼標(biāo)機(jī)。 三、 從2002年至今為第三階段。 這個(gè)階段是中國(guó)貼標(biāo)機(jī)技術(shù)成熟階段，是中國(guó)貼標(biāo)機(jī)歷史上的一個(gè)重大轉(zhuǎn)折 點(diǎn)。這幾年，國(guó)產(chǎn)

21、貼標(biāo)機(jī)的生產(chǎn)企業(yè)在互相競(jìng)爭(zhēng)的同時(shí)，也形成了與國(guó)外貼標(biāo)機(jī)生產(chǎn)企業(yè)競(jìng)爭(zhēng)的態(tài)勢(shì)，在競(jìng)爭(zhēng)中提高、在提高中發(fā)展在發(fā)展中創(chuàng)新，在創(chuàng)新中壯大，逐步完成了一個(gè)“質(zhì)”飛躍。2002年9月，平航自主研制出PH400-8-8P( 生產(chǎn)能力50900瓶/時(shí)) 的高速回轉(zhuǎn)式貼標(biāo)機(jī),該機(jī)在北京“2002中國(guó)國(guó)際啤酒、飲料制造技術(shù)及設(shè)備展覽會(huì)” 上一亮相,立即引起了業(yè)內(nèi)的轟動(dòng)。2003年,平航PH40—8—8高速回轉(zhuǎn)式貼標(biāo)機(jī)獲4項(xiàng)國(guó)家實(shí)用新型專利。該項(xiàng)目于2004年8月在浙江金華市通過科技成果鑒定(到目前為止,仍是全國(guó)唯一通過省級(jí)鑒定的國(guó)產(chǎn)貼標(biāo)機(jī))。該項(xiàng)目榮獲2005年度廣東省科技進(jìn)步二等獎(jiǎng)。被列為“2005年國(guó)家重點(diǎn)保護(hù)

22、項(xiàng)目，得到了同行的首肯。 包裝機(jī)械貼標(biāo)機(jī)的主要產(chǎn)品有：不干膠貼標(biāo)機(jī)，套標(biāo)機(jī)，圓瓶貼標(biāo)機(jī)，啤酒貼標(biāo)機(jī)，半自動(dòng)貼標(biāo)機(jī)，全自動(dòng)貼標(biāo)機(jī)，自動(dòng)貼標(biāo)機(jī)，貼標(biāo)簽機(jī)，自動(dòng)粘貼標(biāo)簽機(jī)。這些產(chǎn)品可完成平面粘貼，包裝物的單面或多面粘貼，柱面粘貼，局部或全部圓筒粘貼，凹陷及邊角部位粘貼等各種貼標(biāo)。 不干膠貼標(biāo)是近年來貼標(biāo)的最常見的形式，其技術(shù)也正在飛速地提高。對(duì)生產(chǎn)企業(yè)而言，無論從貼標(biāo)生產(chǎn)設(shè)備，還是從不干膠標(biāo)簽與待貼瓶體的本身，都將會(huì)提高更高的要求。 不干膠標(biāo)簽在日化行業(yè)的應(yīng)用及發(fā)展是同日化行業(yè)的整體發(fā)展結(jié)合在一起的?？傮w說來有兩大發(fā)展趨勢(shì)： 1， 首先日化產(chǎn)品對(duì)不干膠標(biāo)簽的需求量將保持快速增長(zhǎng) 　一方面日

23、化行業(yè)自身發(fā)展非常迅速，眾多知名跨國(guó)公司的進(jìn)入，同時(shí)一大批國(guó)內(nèi)大型產(chǎn)業(yè)集團(tuán)的形成也說明了這一點(diǎn)，這些大公司產(chǎn)量大，自動(dòng)化程度高，對(duì)適合快速自動(dòng)貼標(biāo)的不干膠標(biāo)簽將有很大需求。另一方面洗滌類產(chǎn)品是日化行業(yè)的主要組成，現(xiàn)在液化洗滌產(chǎn)品已經(jīng)是行業(yè)趨勢(shì)，很多原來生產(chǎn)固態(tài)洗滌產(chǎn)品的企業(yè)現(xiàn)在都已經(jīng)投資了大規(guī)模的液體洗滌產(chǎn)品的設(shè)備來生產(chǎn)液體洗滌類產(chǎn)品，這對(duì)適合各種瓶體的不干膠標(biāo)簽的需求將起很大的推動(dòng)作用。 2， 其次日化產(chǎn)品對(duì)不干膠標(biāo)簽的需求層次將更高，同時(shí)材料更加多樣化　　一方面，日化行業(yè)自身在發(fā)展生產(chǎn)自動(dòng)化程度將越來越高，那么對(duì)不干膠標(biāo)簽的需求將更多來自適合自動(dòng)貼標(biāo)的卷筒不干膠標(biāo)簽，這就需更多的輪轉(zhuǎn)印刷

24、設(shè)備與其配合，適合手工貼標(biāo)的單張不干膠標(biāo)簽將更大程度上局限于大容積的家用洗滌用品上。另一方面日化生產(chǎn)企業(yè)將更為集中，日化產(chǎn)品的整體層次得到提高，部分知名品牌的產(chǎn)品將占有較大的市場(chǎng)份額。這些日化產(chǎn)品將需要質(zhì)量好，層次高的不干膠標(biāo)簽來適應(yīng)其產(chǎn)品的包裝要求。薄膜產(chǎn)品將得到更多的使用，透明的，無標(biāo)簽感覺的超薄型薄膜材料在今后幾年會(huì)是其中一種趨勢(shì)。 國(guó)內(nèi)外不干膠貼標(biāo)機(jī)，其工作原理均大同小異，都是以標(biāo)簽剝離轉(zhuǎn)移加滾壓貼之而成，但其在控制與制造上卻不盡相同。一般不干膠貼標(biāo)機(jī)由標(biāo)簽機(jī)構(gòu)、滾貼機(jī)構(gòu)、輸送機(jī)構(gòu)、傳動(dòng)機(jī)構(gòu)、機(jī)架和控制系統(tǒng)等組成。不干膠貼標(biāo)機(jī)按瓶子狀態(tài)分立式、臥式；按送標(biāo)速度分低速、中速、高速；按被

25、貼容器特性分圓瓶、扁瓶、方瓶、長(zhǎng)瓶等(異形瓶在制藥工業(yè)較少)；按貼面要求分單面貼、雙面貼；按標(biāo)簽特性分一般標(biāo)簽、透明標(biāo)簽。 1.2 本課題的目的和意義 采用不干膠卷筒貼標(biāo)紙，貼標(biāo)采用滾貼方式，配制自動(dòng)送瓶和收瓶裝置，一次完成放瓶、貼標(biāo)及收瓶程序，還可配備印字機(jī)同步完成標(biāo)簽打印，是現(xiàn)代的機(jī)電一體化產(chǎn)品，具有優(yōu)良和可靠的工作性能。不干膠貼標(biāo)機(jī)具有清潔衛(wèi)生、不發(fā)霉，貼標(biāo)后美觀、牢固、不會(huì)自行脫落，生產(chǎn)效率高等優(yōu)點(diǎn)。 1.3 本課題的設(shè)計(jì)要求 產(chǎn)品范圍外徑 Φ12 ～ Φ 100mm ；高度 30 ～ 200mm；適用標(biāo)簽范圍高 15 ～ 100mm 長(zhǎng) 20 ～ 300mm ；生產(chǎn)能

26、力50 ～ 100 瓶 / 分鐘。 第二章 傳送帶設(shè)計(jì) 2.1滾筒選型 根據(jù)中華人民共和國(guó)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)GB988-91帶式輸送機(jī),滾筒基本參數(shù)與尺寸，如圖2-1所示。 圖2-1滾筒基本參數(shù)與尺寸 根據(jù)上圖，選擇輸送帶帶寬為300mm，直徑為200mm的滾筒。由同類產(chǎn)品可知拉力 F=1500N，選擇輸送產(chǎn)品速度為V=0.5m/s。 2.2選擇電動(dòng)機(jī) 選擇全封閉自扇冷式鼠籠型三相異步電動(dòng)機(jī)，電壓380Ｖ，Ｙ系列。 電動(dòng)機(jī)所需工作功率： 式中----工作所需功率 ----從電動(dòng)機(jī)到傳送帶之間的傳動(dòng)

27、總效率工作機(jī)所需要功率為： 式中是工作機(jī)所受在牽引力 是皮帶運(yùn)動(dòng)速度 傳動(dòng)裝置的總效率為：＝ 按機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)書（表10-2）確定各部分效率： 聯(lián)軸器效率（兩個(gè)）＝0.99， 滾動(dòng)軸承效率（3對(duì)）＝0.99 蝸桿傳動(dòng)效率（2頭）＝0.8 傳動(dòng)滾筒效率＝0.96 于是 ＝ ＝0.73 則求得電動(dòng)機(jī)所需工作功率： 因載荷平穩(wěn)，電動(dòng)機(jī)額定功率略大于即可，由Y系列電動(dòng)機(jī)技術(shù)數(shù)據(jù)，并根據(jù)以上所算： 選 滾筒軸轉(zhuǎn)速： 蝸桿頭數(shù)為2時(shí)，傳動(dòng)比=15~32 于是電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速可選范圍為： =(15~32)47.77=716.55~1

28、528.64 r/min 符合這一范圍的同步轉(zhuǎn)速有： 1000，1500 綜合考慮各方面的因素查表后選擇的電動(dòng)機(jī)為選用同步轉(zhuǎn)速1000r/min，滿載轉(zhuǎn)速的Y90L-6型電動(dòng)機(jī)。 其主要參數(shù): 額定功率P（KW） 同步轉(zhuǎn)速（r/min） 滿載轉(zhuǎn)速（r/min） 1.1 1000 910 2.0 2.2 電動(dòng)機(jī)的相關(guān)尺寸： 中心高H 外形尺寸 底角安 裝尺寸 AB 地腳螺 栓孔直 徑 K 軸 伸 尺 寸 DE 鍵公稱 尺 寸 Fh 90 335242.5190 140120 10 2450 87 2.3分配傳

29、動(dòng)比 2.3.1由選定的電動(dòng)機(jī)滿載的轉(zhuǎn)速和 工作機(jī)的轉(zhuǎn)速可以傳動(dòng)裝置總傳動(dòng)比為： 2.3.2分配傳動(dòng)裝置各級(jí)傳動(dòng)比 減速器的傳動(dòng)比為==19.05 因?yàn)檫@是個(gè)單級(jí)傳動(dòng)，只有蝸桿傳動(dòng)，所以不用再分配。 2.4傳動(dòng)裝置的運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力參數(shù)的計(jì)算 2.5蝸桿傳動(dòng)的設(shè)計(jì) 2.5.1選擇蝸桿傳動(dòng)類型 根據(jù)GB/T10085-1988推薦，采用漸開線蝸桿（ZI）傳動(dòng) 2.5.2選擇材料 考慮到蝸桿傳動(dòng)傳遞的功率不大，速度中等，故蝸桿用45鋼，希望效率高些，耐磨性好些，故蝸桿螺旋齒面要求淬火，硬度為45～55HRC；蝸輪選鑄錫磷

30、青銅砂模鑄造，為了節(jié)約貴重有色金屬，僅齒圈用青銅制造，而輪芯可用灰鑄鐵HT100制造。 2.5.3按齒輪接觸疲勞強(qiáng)度進(jìn)行設(shè)計(jì) 根據(jù)閉式蝸桿傳動(dòng)的設(shè)計(jì)準(zhǔn)則，先按齒面接觸疲勞強(qiáng)度設(shè)計(jì)求中心距： 1) 已知作用在蝸輪上轉(zhuǎn)距 2) 確定載荷系數(shù)K 因?yàn)楣ぷ鬏d荷平穩(wěn)，故取載荷分布不均勻系數(shù) , 由表11-5選取使用系數(shù) ,由于轉(zhuǎn)速不高，沖擊不大，取動(dòng)載系數(shù) ,則： 3) 確定彈性影響系數(shù) 因選用的是鑄錫磷青銅蝸輪與鋼蝸桿相配，故 4) 確定接觸系數(shù) 先假設(shè)蝸桿分度圓 d1和傳動(dòng)中心距a的比值d1/a＝0.35，從而查得＝2.9 5) 確定許用接觸應(yīng)力 根據(jù)蝸輪材

31、料為鑄錫磷青銅，砂模鑄造，蝸桿為螺旋齒面硬度 45HRC于是可從表11－7查得蝸輪得基本需許用應(yīng)力 應(yīng)力循環(huán)系數(shù)： N=60 壽命系數(shù)=0.786 則＝0.786=117.9MPa 6) 確定中心距 ==137.8mm 取中心距a=160mm,因i=19.05從表11－2中取模數(shù)m=6.3,蝸桿分度圓=63mm這時(shí)=0.457，從圖11－18中可查得接觸系數(shù)，因?yàn)樗砸陨嫌?jì)算結(jié)果可用 2.5.4蝸桿與蝸輪的主要參數(shù)與幾何尺寸 （1）蝸桿 軸向齒距直徑系數(shù)；齒頂圓直徑齒根圓直徑；分度圓導(dǎo)程角；蝸桿軸向齒厚 （2）蝸輪 蝸桿齒數(shù)；蝸輪齒數(shù)；變位系數(shù)； 驗(yàn)算傳

32、動(dòng)比，這時(shí)傳動(dòng)比誤差為。 蝸輪分度圓直徑=258.3mm 蝸輪喉圓直徑 =270.9mm 蝸輪齒根圓直徑 =243.18mm 蝸輪咽喉母圓半徑=24.55mm 2.5.5校核齒根彎曲疲勞強(qiáng)度 當(dāng)量齒數(shù) 根據(jù),，從圖11－19中可查得齒數(shù)系數(shù) 螺旋角系數(shù) 許用彎應(yīng)力 從表11－8中查得由鑄錫青銅制造的蝸輪得基本許用彎曲應(yīng)力 壽命系數(shù) 可見彎曲強(qiáng)度是滿足的。 2.5.6驗(yàn)算效率 已知=111836"=11.31，；與相對(duì)滑動(dòng)速度有關(guān)。=3m/s 從表11-18中用插值法差的=0.035，=2帶入公式中，大

33、于原估計(jì)值，因此不用重算。 2.6輸入軸設(shè)計(jì)計(jì)算 該軸就是蝸桿軸，其所選材料是45號(hào)鋼，調(diào)質(zhì)處理。 根據(jù) ，， 于是得，輸出軸的最小直徑顯然是安裝聯(lián)軸器，為了使選的軸直徑dⅠ－Ⅱ與聯(lián)軸器的孔徑相適應(yīng)，故需同時(shí)選取聯(lián)軸器的型號(hào)，聯(lián)軸器的計(jì)算轉(zhuǎn)矩： 按照計(jì)算轉(zhuǎn)矩應(yīng)小于聯(lián)軸器的公稱轉(zhuǎn)矩，查標(biāo)準(zhǔn)GB5843-2003，選用GY1型凸緣式聯(lián)軸器,其公稱轉(zhuǎn)矩T=25，選用半聯(lián)軸器的孔徑 , dⅠ=16mm,取dⅠ－Ⅱ=16mm,半聯(lián)軸器的長(zhǎng)度L=42mm，半聯(lián)軸器與軸的配合的轂孔長(zhǎng)度L1=30mm。 軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 2.6.1擬定軸上零件的裝配方案（見圖2

34、-2） 圖2-2 蝸桿軸方案 2.6.2根據(jù)軸向定位的要求確定軸各段直徑和長(zhǎng)度 1)為滿足聯(lián)軸器的軸向定位要求，Ⅰ－Ⅱ段的右端制出軸肩，故取dⅡ-Ⅲ=19mm；左端用軸端擋圈定位，取檔圈直徑D＝22mm,半聯(lián)軸器與軸配合轂長(zhǎng)度L1=30mm, 為保證軸端擋圈只壓在半聯(lián)軸器上而不壓在軸端面上，故Ⅰ－Ⅱ段長(zhǎng)度L1略短取LⅠ－Ⅱ＝28mm, 2)初步選擇軸承。因軸承同時(shí)受有軸向力和徑向力的作用，故選用單列圓錐滾子軸承。參照工作要求并根據(jù) dⅡ－Ⅲ=19mm，初步選取0基本游隙組、標(biāo)準(zhǔn)精度級(jí)的單列圓錐滾子軸承，軸承代號(hào)是30305,其尺寸是，故dⅢ-Ⅳ=dⅦ-Ⅷ=25mm。 右端采用軸肩

35、定位，由手冊(cè)查得軸肩高度h=3.5mm,于是dⅥ-Ⅶ=32mm.而LⅦ-Ⅷ=18.25mm 3)由于蝸桿螺旋部分半徑不大，蝸桿的齒根圓直徑與軸的比值小于1.7時(shí)一般將蝸桿的螺旋部分與軸加工成整體，蝸桿齒寬 按算，于是取=92mm。 4)支承跨度:L=,取L=298mm 5)軸承端蓋的總寬度為20mm,LⅡ-Ⅲ =50mm 2.6.3軸上零件地周向定位 半聯(lián)軸器與軸的軸向定位采用平鍵連接，按段Ⅰ－Ⅱ由手冊(cè)查得，選用平鍵為，半聯(lián)軸器與軸的配合為H7/K6，軸承與軸的軸向定位是借過渡配合來保證的，此處選軸的直徑尺寸公差為 m6。 2.6.4確定周上圓角和倒角尺寸 參考表15－2取軸

36、端倒角為145 2.7輸出軸設(shè)計(jì)計(jì)算 選取軸的材料是45鋼，調(diào)質(zhì)處理 , 根據(jù),， 于是得，輸出軸的最小直徑顯然是安裝聯(lián)軸器，為了使選的軸直徑d與聯(lián)軸器的孔徑相適應(yīng)，故需同時(shí)聯(lián)軸器的型號(hào)，聯(lián)軸器的計(jì)算轉(zhuǎn)矩: 按照計(jì)算轉(zhuǎn)矩應(yīng)小于聯(lián)軸器的公稱轉(zhuǎn)矩，查標(biāo)GB5843-2003，選用凸緣聯(lián)軸器GY5,其公稱轉(zhuǎn)矩T=400Nm，選用半聯(lián)軸器的孔徑 ,dⅠ=30mm,取dⅠ-Ⅱ=30mm,半聯(lián)軸器的長(zhǎng)度L=84mm，半聯(lián)軸器與軸的配合的轂長(zhǎng)度L1=60mm, 2.7.1擬定軸上零件的裝配方案（見圖2-3） 圖2-2 蝸輪軸方案 2.7.2根據(jù)軸向定位的要求確定軸各段直徑和長(zhǎng)度

37、 1）為滿足聯(lián)軸器的軸向定位要求，Ⅰ－Ⅱ段的右端制出軸肩，取dⅡ－Ⅲ=35mm,左端用軸端擋圈定位，取檔圈直徑D＝38mm,半聯(lián)軸器與軸配合轂長(zhǎng)度L1=60mm, 為保證軸端擋圈只壓在半聯(lián)軸器上而不壓在軸端面上，故Ⅰ－Ⅱ段長(zhǎng)度L1略短取LⅠ-Ⅱ＝58mm 2）初步選擇軸承。因?yàn)橥瑫r(shí)受到徑向力和軸向力的作用，軸向載荷較大參照工作要求并根據(jù) dⅡ－Ⅲ=35m。初步選取0基本游隙組、標(biāo)準(zhǔn)精度級(jí)的圓錐滾子軸承，軸承代號(hào)是30309，其尺寸是，于是取dⅦ-Ⅷ＝dⅢ-Ⅳ=45mm, LⅦ-Ⅷ＝27.25mm,左端軸承采用軸肩進(jìn)行軸向定位，查手冊(cè)得定位軸肩高為4.5mm ,于是dⅥ-Ⅶ＝54mm。 3

38、）取安裝蝸輪處軸段的直徑dⅣ-Ⅴ＝50mm，蝸輪左端與左軸承之間采用套筒定位，蝸輪的寬度是L=60mm，為了使套筒端面可靠地壓緊蝸輪 ，取 LⅣ-Ⅴ＝56mm，蝸輪右端采用軸向定位，取軸肩高h(yuǎn)>0.07d,取h=4mm，則dⅤ-Ⅵ=58。 2.7.3軸上零件的周向定位 蝸輪，半聯(lián)軸器與軸的周向定位均采用平鍵聯(lián)接，按Ⅳ－Ⅴ段直徑由手冊(cè)查得平鍵為，同時(shí)保證蝸輪與軸配合有良好對(duì)中性故兩者的配合為H7/K6。半聯(lián)軸器與軸聯(lián)接， 選用平鍵，兩者的配合為H7/K6，軸承與軸的軸的周向定位是借過渡配合來報(bào)證的，此處選軸的直徑尺寸公差為m6。 2.7.4確定軸上圓角和倒角尺寸 參考表15－2取軸端倒角

39、為245 2.8減速器的潤(rùn)滑與密封的選擇 2.8.1潤(rùn)滑方式的選擇 由于V較小，采用浸油潤(rùn)滑，蝸桿浸油深度約為一個(gè)齒高，但不應(yīng)超過滾動(dòng)軸承最下面滾動(dòng)體的中心線，否則容易漏油，為防止運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)過多的潤(rùn)滑油流入軸承，在軸承內(nèi)側(cè)加擋油板。對(duì)于軸承的潤(rùn)承，由于蝸輪V<1.5m/s，不宜采用飛濺潤(rùn)滑，宜采用潤(rùn)滑脂潤(rùn)滑，為了防止在運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)潤(rùn)滑脂被飛濺起來的油稀釋應(yīng)在軸承內(nèi)側(cè)設(shè)擋油環(huán)。 2.8.2潤(rùn)滑油和潤(rùn)滑脂的選擇： 因?yàn)樵摐p速器為蝸輪蝸桿減速器，查機(jī)械手冊(cè)可選蝸輪蝸桿潤(rùn)滑油代號(hào)320，軸承選用ZGN－2潤(rùn)滑脂。 2.8.3密封方式的選擇： 各軸與軸承接觸處的線速度，且根據(jù)潤(rùn)滑要求，所以采用氈圈

40、密封。 2.9減速器箱體結(jié)構(gòu)尺寸 表2-1箱體尺寸 名稱 減速器型式及尺寸關(guān)系 箱座壁厚δ δ=8mm 箱蓋壁厚δ1 δ1=8mm 箱座凸緣厚度b1， 箱蓋凸緣厚度b， 箱座底凸緣厚度b2 b=1.5δ=12mm b1=1.5δ=12mm b2=2.5δ=20mm 地腳螺栓直徑及數(shù)目 df=16mm n=4 軸承旁聯(lián)接螺栓直徑 d1=12mm 箱蓋，箱座聯(lián)接螺栓 直徑 d2=8mm

41、 螺栓間距 150mm 軸承端蓋螺釘直徑 d3=8mm 數(shù)目4 檢查孔蓋螺釘直徑 d4=6mm df，d1，d2至外壁 距離 df，d2至凸緣 邊緣距離 C1=22,18,14 C2=20,12 軸承端蓋外徑 D2=110mm 軸承旁聯(lián)接螺栓距離 S=110mm 軸承旁凸臺(tái)半徑 R1=14mm 軸承旁凸臺(tái)高度 根據(jù)軸承座外徑和扳手空間 的要求由結(jié)構(gòu)確定 箱蓋，箱座筋厚 m1=7mm

42、 m2=7mm 蝸輪外圓與箱 內(nèi)壁間距離 10mm 蝸輪輪轂端面 與箱內(nèi)壁距離 10mm 第三章 分瓶裝置設(shè)計(jì) 3.1 步進(jìn)電機(jī)選型 3.1.1計(jì)算加在步進(jìn)電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)軸上的總轉(zhuǎn)動(dòng)慣量 已知：轉(zhuǎn)軸的平均直徑，軸長(zhǎng)l=272mm，材料密度；分距盤直徑，高30mm，其塑料材料密度可以算得各個(gè)零部件的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量如下：軸的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量可由 式中——轉(zhuǎn)軸的質(zhì)量 ——轉(zhuǎn)軸半徑15mm ，求得； 分距盤轉(zhuǎn)動(dòng)慣量 式中——分距盤的質(zhì)量 ——分距盤的直徑200mm ，求得。選步進(jìn)電動(dòng)機(jī)型號(hào)為110BYG2602，從表4-5查的該型號(hào)電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量。 則步

43、進(jìn)電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)軸上的總轉(zhuǎn)動(dòng)慣量為： 。 可知，電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量大于1/10的負(fù)載慣量。 3.1.2計(jì)算步進(jìn)電動(dòng)機(jī)負(fù)載力矩 設(shè)有3個(gè)瓶子在分距盤上等待分距，每個(gè)瓶子中， 步進(jìn)電機(jī)的最大靜轉(zhuǎn)矩為20，遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于負(fù)載轉(zhuǎn)矩，故滿足要求。 3.1.3啟動(dòng)頻率的計(jì)算 已知電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)軸上的總慣量，電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子自身的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量，查表4-5可知電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)軸不帶任何負(fù)載時(shí)的最高空載啟動(dòng)頻率。則由式可以求出步進(jìn)電動(dòng)機(jī)克服慣性負(fù)載的啟動(dòng)頻率為： 。 上式說明，要想保證步進(jìn)電動(dòng)機(jī)啟動(dòng)時(shí)不失步，任何時(shí)候的啟動(dòng)頻率都必須小于873.5Hz。實(shí)際上，在采用軟件升降時(shí)，啟動(dòng)頻率選得很低，通常只有100H

44、z（即100脈沖/s）。 綜上所述，這里選用110BYG2602步進(jìn)電動(dòng)機(jī)，可以滿足設(shè)計(jì)要求。 第四章 收標(biāo)裝置設(shè)計(jì) 4.1步進(jìn)電機(jī)選型 4.1.1計(jì)算步進(jìn)電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)軸上的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量 設(shè)轉(zhuǎn)軸的平均直徑，軸長(zhǎng)l=200mm，紙的密度；可以算得軸的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量如下：轉(zhuǎn)動(dòng)慣量可由 式中——轉(zhuǎn)軸的質(zhì)量 ——轉(zhuǎn)軸半徑50mm ，求得； 選步進(jìn)電動(dòng)機(jī)型號(hào)為110BYG2602，從表4-5查的該型號(hào)電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量。 則步進(jìn)電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)軸上的總轉(zhuǎn)動(dòng)慣量為： 。 可知，電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量大于1/10的負(fù)載慣量。 4.1.2計(jì)算步進(jìn)電動(dòng)

45、機(jī)負(fù)載力矩 設(shè)等效收標(biāo)直徑200mm，高100mm 步進(jìn)電機(jī)的最大靜轉(zhuǎn)矩為6，遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于負(fù)載轉(zhuǎn)矩，故滿足要求。 4.1.3啟動(dòng)頻率的計(jì)算 已知電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)軸上的總慣量，電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子自身的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量，查表4-5可知電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)軸不帶任何負(fù)載時(shí)的最高空載啟動(dòng)頻率。則由式可以求出步進(jìn)電動(dòng)機(jī)克服慣性負(fù)載的啟動(dòng)頻率為： 。 上式說明，要想保證步進(jìn)電動(dòng)機(jī)啟動(dòng)時(shí)不失步，任何時(shí)候的啟動(dòng)頻率都必須小于1395.5Hz。實(shí)際上，在采用軟件升降時(shí)，啟動(dòng)頻率選得很低，通常只有100Hz（即100脈沖/s）。 綜上所述，這里選用110BYG2602步進(jìn)電動(dòng)機(jī)，可以滿足設(shè)計(jì)要求。 4.2同步帶的設(shè)計(jì)

46、 電動(dòng)機(jī)型號(hào)110BYG2602 ，2相4線制， 10拍驅(qū)動(dòng)時(shí)步距角為1.5。 4.2.1傳動(dòng)比i的確定 選i=1.25 4.2.2主動(dòng)輪最高轉(zhuǎn)速 主動(dòng)輪最高轉(zhuǎn)速416.67r/min 4.2.3確定帶的設(shè)計(jì)功率Pd 預(yù)選的步進(jìn)電動(dòng)機(jī)在轉(zhuǎn)速為 416.67r/min時(shí)，對(duì)應(yīng)的步進(jìn)脈沖頻率為 =1666.7Hz 當(dāng)脈沖頻率為1666.7Hz，電動(dòng)機(jī)輸出轉(zhuǎn)矩約為13N.m，對(duì)應(yīng)的輸出功率為 ， =567.19W 今取P= 567W，從表3-18同步帶工作情況系數(shù)中取工作情況系數(shù)= 1.2，則由式求得=0.681W 。 4.2.4選擇帶型和節(jié)距 根據(jù)帶的設(shè)計(jì)功率= 0.6

47、81w和主動(dòng)輪最高轉(zhuǎn)速= 426.67r/min，從表3-10中可以選定型同步帶，節(jié)距=12.700mm 。 4.2.5確定小帶輪齒數(shù)和小帶輪節(jié)圓直徑 應(yīng)使=14，取=17，則小帶輪節(jié)圓直徑=68.72mm。，查表3-16帶輪直徑尺寸系列；小帶輪節(jié)圓直徑初定后驗(yàn)算帶速度。同步帶的速度v應(yīng)滿足： ，v=1.5m/s 。 （極限帶速度為：MXL、XXL、XL型，=40~50m/s; L、H型，=35~40m/s; XH、XXH型，=25~30m/s） 沒有超過H型帶的極限速度35m/s ，故滿足要求。 4.2.6確定大帶輪齒數(shù)和大帶輪節(jié)圓直徑 大帶輪齒數(shù)=i= 21.25，元整后得=

48、22 節(jié)圓直徑=i= 85.90mm。取系列值得=87.56 4.2.7初選中心距、帶的節(jié)線長(zhǎng)度、帶的齒數(shù) 初選中心距=1.1（+）=170.08mm ，圓整后取=170mm 。則由公式 得帶的節(jié)線長(zhǎng)度為=583.31mm。根據(jù)表3-13，選取接近的標(biāo)準(zhǔn)節(jié)線長(zhǎng)度= 609.6mm。相應(yīng)齒數(shù)=48 。 4.2.8計(jì)算實(shí)際中心距a 實(shí)際中心距公式為 求得a=183.23mm 。 4.2.9校驗(yàn)帶與小帶輪的嚙合齒數(shù) =8 嚙合齒數(shù)比 6大，滿足要求。（ent為取整）。 4.2.10確定實(shí)際所需同步帶寬度 式中 ——選定型號(hào)的基準(zhǔn)寬度，由表3-21查得=76.2mm

49、 ——小帶輪嚙合齒數(shù)系數(shù)，由表3-22查得= 1。 由上式算得19.96mm，再根據(jù)表3-11選定最接近的帶寬=25.4mm 。 4.2.11帶的工作能力驗(yàn)算 根據(jù)式 ——嚙合系數(shù)，如表3-22所示； ——齒寬系數(shù)，=0.29； ——基準(zhǔn)帶寬為時(shí)的許用工作拉力，單位為N，如表3-21所示； ——帶寬為時(shí)的單位長(zhǎng)度的質(zhì)量，單位為kg/m，如表3-21所示； ——同步帶的線速度，單位為m/s 。 經(jīng)計(jì)算得P= 0.85kw，而Pd=0.681kw ， 。 因此，帶的工作能力合格。 第五章 貼標(biāo)裝置設(shè)計(jì) 5.1貼標(biāo)運(yùn)動(dòng)數(shù)學(xué)模型與參數(shù)

50、設(shè)計(jì) 如圖5-1所示為貼標(biāo)運(yùn)動(dòng)關(guān)系簡(jiǎn)圖，設(shè)生產(chǎn)率為N瓶/min,瓶半徑為R，則有： 圖5-1貼標(biāo)運(yùn)動(dòng)關(guān)系 --傳送帶的速度；--標(biāo)簽的進(jìn)標(biāo)速度；--棍壓頭的線速度； --瓶的圓周線速度；--瓶的直線運(yùn)動(dòng)速度 若a為速度瞬心，則： 即搓滾皮帶的速度為傳送帶速度的兩倍，其是設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)參照選用是參數(shù)。 根據(jù)設(shè)計(jì)任務(wù)書生產(chǎn)率N為50~100瓶/min， =300~600mm 5.2 步進(jìn)電機(jī)選型 5.2.1計(jì)算加在步進(jìn)電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)軸上的總轉(zhuǎn)動(dòng)慣量 已知：轉(zhuǎn)軸的平均直徑，軸長(zhǎng)l=425mm，材料密度；可以算得軸的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量如下：轉(zhuǎn)動(dòng)慣量可由 式中——

51、轉(zhuǎn)軸的質(zhì)量 ——轉(zhuǎn)軸半徑15mm ，求得； 選步進(jìn)電動(dòng)機(jī)型號(hào)為90BYG2602，從表4-5查的該型號(hào)電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量。 則步進(jìn)電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)軸上的總轉(zhuǎn)動(dòng)慣量為： 。 可知，電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于1/10的負(fù)載慣量。 5.2.2計(jì)算步進(jìn)電動(dòng)機(jī)負(fù)載力矩 設(shè)有1個(gè)瓶子在進(jìn)行貼標(biāo) 步進(jìn)電機(jī)的最大靜轉(zhuǎn)矩為6，遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于負(fù)載轉(zhuǎn)矩，故滿足要求。 5.2.3啟動(dòng)頻率的計(jì)算 已知電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)軸上的總慣量，電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子自身的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量，查表4-5可知電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)軸不帶任何負(fù)載時(shí)的最高空載啟動(dòng)頻率。則由式可以求出步進(jìn)電動(dòng)機(jī)克服慣性負(fù)載的啟動(dòng)頻率為： 。 上式說明，要想保證步進(jìn)電動(dòng)

52、機(jī)啟動(dòng)時(shí)不失步，任何時(shí)候的啟動(dòng)頻率都必須小于1395.5Hz。實(shí)際上，在采用軟件升降時(shí)，啟動(dòng)頻率選得很低，通常只有100Hz（即100脈沖/s）。 綜上所述，這里選用110BYG2602步進(jìn)電動(dòng)機(jī)，可以滿足設(shè)計(jì)要求。 第六章 步進(jìn)驅(qū)動(dòng)器和傳感器的選擇 6.1步進(jìn)電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)器的選擇 步進(jìn)電動(dòng)機(jī)的驅(qū)動(dòng)器是一種成熟的通用產(chǎn)品，有時(shí)為了縮短機(jī)電一體化系統(tǒng)的設(shè)計(jì)周期，可以從市場(chǎng)上直接購(gòu)得。根據(jù)《系統(tǒng)設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)指導(dǎo)書》 ，推薦兩相混合式步進(jìn)電機(jī)使用BD28F系列驅(qū)動(dòng)器。BD

53、28F型驅(qū)動(dòng)器用于驅(qū)動(dòng)110/130二相混合式步進(jìn)電機(jī)，由于采用了先進(jìn)的控制技術(shù)并實(shí)現(xiàn)了電流的精密傳感和精確控制，從而達(dá)到了低速運(yùn)行平穩(wěn)、角度細(xì)分均勻、高速力矩大的效果。是一種高性能、低價(jià)格的步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)器。適用于精密測(cè)量、精密加工等運(yùn)動(dòng)領(lǐng)域，如：數(shù)控機(jī)床、雕刻機(jī)、打粉機(jī)、繞線機(jī)等。 6.1.1主要特點(diǎn)： AC220V電源輸入 雙極恒流加細(xì)分控制 最大40細(xì)分的八種運(yùn)行模式 可選最大8A的四種電流 節(jié)能的半電流鎖定模式 輸入信號(hào)TTL兼容 光電隔離信號(hào)輸入 過流、過壓保護(hù) 6.1.2電氣特性 Ti=25℃ 表6-1電氣特性 項(xiàng) 目

54、 指 標(biāo) 電源電壓 AC220V輸入 輸出電流 5A/6A/7A/8A可選 步進(jìn)脈沖頻率 0～200K Hz 邏輯信號(hào)電流 5～10mA 絕緣電阻 500MΩ 6.1.3方向控制 （1） 通過面板上的設(shè)定開關(guān)第3位可設(shè)定電機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)方向。 （2） 外部輸入信號(hào)Cw電平變化亦可改變電機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)方向。 注：電機(jī)的初始運(yùn)行方向與電機(jī)的接線有關(guān)，互換任意兩相可以改變初始運(yùn)行的方向。 6.1.4步進(jìn)脈沖輸入信號(hào)Cp 最大通過頻率為200KH

55、z。脈沖的低電平時(shí)間應(yīng)大于500nS。 6.1.5使能信號(hào)En （1） En端外加低電平時(shí)，電機(jī)響應(yīng)Cp端輸入脈沖運(yùn)行，Cp端沒有信號(hào)時(shí)，電機(jī)處于半流鎖定狀態(tài)； （2） En端懸空時(shí)，驅(qū)動(dòng)器切斷電機(jī)各相的電流使電機(jī)軸處于自由狀態(tài)，此時(shí)步進(jìn)脈沖Cp將不被響應(yīng)。 6.1.6輸出信號(hào)A1、A2，B1、B2 接二相混合式步進(jìn)電動(dòng)機(jī)的出線。 6.1.7信號(hào)結(jié)構(gòu) 圖6-1信號(hào)結(jié)構(gòu) 6.1.8信號(hào)要求 BD28Fc驅(qū)動(dòng)器采用單脈沖控制方式。Cp、Cw、En信號(hào)通過光耦隔 離，采用共陽極接法。為確保內(nèi)置光耦能可靠導(dǎo)通，要求信號(hào)提供至少 5mA的電流。驅(qū)動(dòng)器

56、內(nèi)部已串入光耦的限流電阻1KΩ，對(duì)應(yīng)+5V電平。 當(dāng)輸入電壓較高時(shí)，可根據(jù)需要外串電阻進(jìn)行限流。例如輸入電平為 +24V時(shí)，應(yīng)在每個(gè)控制信號(hào)上串聯(lián)2KΩ左右電阻。 6.1.9外形尺寸 （單位：mm） 圖6-2外形尺寸 6.2傳感器的選擇 圖6-3信號(hào)結(jié)構(gòu) 采用歐姆龍EE-SPY402凹槽型光電檢測(cè)，它是日本歐姆龍公司的產(chǎn)品，采用能抗周圍外來光干擾的變調(diào)光式：采用變調(diào)光式，與直接光式比，不易受到外來光干擾的影響；電源電壓為DC5-24V的大量程電壓輸出型。 它有三根連接線（紅、藍(lán)、黑），紅色接電源的正極、黑色接電源的負(fù)極、

57、藍(lán)色接輸出信號(hào)，當(dāng)與擋塊接近時(shí)輸出電平為低電平，否則為高電平。需要注意檢測(cè)物不要離傳感器太近，否則傳感器不能動(dòng)作，鏈接采用接插件方式，千萬不要對(duì)端子（讀出頭）進(jìn)行焊接。 傳感器數(shù)據(jù)如下： 型號(hào)：EE-SPY402；形狀：立式；檢測(cè)方式：反射型；檢測(cè)距離5mm；應(yīng)差距離：0.2mm；光源：GaAs（紅外發(fā)光二極管）；顯示燈：入光時(shí)燈亮紅色；電源電壓：DC5-24V NPN集電極開路輸出為0V，當(dāng)輸出OUT端和PLC輸入相連時(shí)，電流從PLC的輸入端流出，從PLC的公共端流入，此即為PLC的漏電型的形式，即：NPN集電極開路輸出只能接漏型或混合式輸入電路形式的PLC，連接圖如圖6-4所示：

58、 圖6-4 NPN集電極開路輸出和PLC的連接 第七章 PLC控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì) 7.1貼標(biāo)機(jī)控制要求 當(dāng)光電檢測(cè)到產(chǎn)品到達(dá)分距盤處時(shí)，驅(qū)動(dòng)步進(jìn)電機(jī)運(yùn)行進(jìn)行瓶距的控制，傳感器檢測(cè)到產(chǎn)品經(jīng)過，傳回信號(hào)到收標(biāo)和貼標(biāo)控制系統(tǒng)，此時(shí)收標(biāo)步進(jìn)電機(jī)送出不干膠標(biāo)簽并且滾貼步進(jìn)電機(jī)同時(shí)運(yùn)行，標(biāo)簽送出長(zhǎng)度由光電槽式開關(guān)檢測(cè)，經(jīng)剝離板送出的不干膠標(biāo)簽平整的在覆標(biāo)帶上，產(chǎn)品流經(jīng)覆標(biāo)裝置，覆標(biāo)帶帶動(dòng)產(chǎn)品轉(zhuǎn)動(dòng)，標(biāo)簽被滾覆，一張標(biāo)簽的滾貼動(dòng)作完成。 7.2控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)方案 不干膠貼標(biāo)機(jī)采用機(jī)電一體化技術(shù)，當(dāng)手動(dòng)開啟傳送帶運(yùn)行后，貼標(biāo)機(jī)就進(jìn)入工作狀態(tài)，脈沖信號(hào)的頻率由

59、瓶子的直徑?jīng)Q定，手動(dòng)停止傳送帶和滾貼電機(jī)的運(yùn)行。 7.3可編程控制器PLC的選用 可編程控制器，英語稱Programmable logic Controller，簡(jiǎn)稱PLC。它是一種數(shù)字運(yùn)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(jì)的。它采用一類可編程的存儲(chǔ)器，用于其內(nèi)部存儲(chǔ)程序，執(zhí)行邏輯運(yùn)算，順序控制，定時(shí)，計(jì)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(jī)械或生產(chǎn)過程。 PLC基于電子計(jì)算機(jī)，但并不等于普通的計(jì)算機(jī)。普通計(jì)算機(jī)進(jìn)行輸入出信號(hào)變換時(shí)，大多只考慮信息本身，信息輸入輸出的物理過程一般不考慮。而PLC則要考慮信號(hào)輸入輸出的可靠性、實(shí)時(shí)性，以及信息的實(shí)際

60、使用。特別是要考慮怎么適應(yīng)于工業(yè)環(huán)境，便于安裝便于維修等等抗干擾的問題，輸入輸出信號(hào)變換及可靠的物理實(shí)現(xiàn)，可以說PLC實(shí)現(xiàn)控制的兩個(gè)基本要點(diǎn)。PLC可以通過它的外設(shè)或通信接口與外界交換信息。其功能要比繼電控制裝置多的多，強(qiáng)的多。 PLC一般可以通過三種方式進(jìn)行編程。一種是廠家提供的普通手持式編程器編程,一般只能用廠家規(guī)定的語句表中的語句進(jìn)行編程。手持式編程器編程體積小,便于攜帶,價(jià)格較低,對(duì)于系統(tǒng)容量小,在編程工作量小的場(chǎng)合比較合適,但這種編程方式的效率低。另一種是用廠家專用圖形編程器編程,這類編程器采用梯形圖編程,方便直觀,一般的技術(shù)人員短期內(nèi)就可應(yīng)用自如,但這類編程器價(jià)格較高。第三種是在

61、普通計(jì)算機(jī)上運(yùn)行專用的編程軟件來編程,支持的編程語言多,編程操作非常方便,這種方式現(xiàn)在已被大多數(shù)用戶采用,但有的編程軟件需額外購(gòu)買,價(jià)格不菲。 編程語言多種多樣,有的看似相同卻不通用。根據(jù)國(guó)際電工委員會(huì)制定的工業(yè)控制5種標(biāo)準(zhǔn)編程語言(IEC 1131-3),劃分為以下5類編程語言: 梯形圖(LD)、順序功能圖(SFC)、功能塊圖(FBD)、結(jié)構(gòu)化文本(ST)、指令表(IL)。由PL C廠家提供的編程軟件一般都要求包括上述一種或幾種編程語言,如Siemens公司的Step7編程軟件就可以使用梯形圖(Ladder)、語句表(STL)等多種編程語言;Modicon公司的Modsoft編程軟件只能使

62、用梯形圖編程,而Concept編程軟件可以使用5種編程語言。另外,有的系統(tǒng)內(nèi)嵌BASIC或C語言使得可編程控制器的編程功能變得更加強(qiáng)大,適用性更廣泛,如GE的內(nèi)嵌BASIC語言、浙大中控的C規(guī)范功能模塊等。 綜上所述，在此次的設(shè)計(jì)中選用三菱FX2N-32MT。 圖7-1三菱FX2N-32MT 7.4 PLC的I/O分配 表7-1 PLC的I/O輸入輸出口分配 X0 Y0 滾標(biāo)脈沖輸出信號(hào)Cp X1 傳送帶啟動(dòng) Y1 收標(biāo)脈沖輸出信號(hào)Cp X2 傳送帶停止 Y2 分距脈沖輸出信號(hào)Cp X3 貼標(biāo)停止 Y3 傳送帶輸送 X4 檢測(cè)分距 Y4

63、滾標(biāo)方向輸出信號(hào)Cw X5 檢測(cè)貼標(biāo) Y5 收標(biāo)方向輸出信號(hào)Cw X6 檢測(cè)標(biāo)帶 Y6 分距方向輸出信號(hào)Cw X7 Y7 7.5 PLC控制流程圖 圖7-2系統(tǒng)控制流程圖 7.6PLC控制程序 7.7 外部接線圖 參考文獻(xiàn) [1]許林成 包裝機(jī)原理與設(shè)計(jì)[M].上海:科學(xué)技術(shù)出版社,1988 [2]湯 瑞 輕工自動(dòng)機(jī)[M].上海:交通大學(xué)出版社,1986 [3]詹啟賢 自動(dòng)機(jī)械設(shè)計(jì)[M].北京:輕工業(yè)出版社,1987 [4]編寫組 包裝機(jī)械結(jié)構(gòu)圖冊(cè)[M].上海:科學(xué)技術(shù)出版社,1981

64、 [5]編寫組 常見機(jī)構(gòu)的原理及應(yīng)用[M].北京:機(jī)械工業(yè)出版社,1978 [6]編寫組 機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)[M].北京:機(jī)械工業(yè)出版社,1996 [7]濮良貴 機(jī)械零件[M].北京:高等教育出版社,1987 [8]劉敏杰 高速貼標(biāo)機(jī)數(shù)學(xué)模型研究與參數(shù)設(shè)計(jì)[J].輕工機(jī)械2004，(4). [9]孫靖民 機(jī)械優(yōu)化設(shè)計(jì)[M].北京:機(jī)械工業(yè)出版社，2003 [10]劉敏杰 啤酒瓶貼標(biāo)機(jī)取標(biāo)過程的分析研究.青島建筑工程學(xué)院學(xué)報(bào) [11]王永德，趙宏才，陳曉維 飲料瓶裝線上貼標(biāo)機(jī)控制系統(tǒng)的改造[J].食品與機(jī)械2006,(9). [12]李旭華 光電傳感器原理及應(yīng)用[J].電氣時(shí)代, 200

65、4,(9). [13]朱偉 韓服善.光電傳感器在自動(dòng)化生產(chǎn)線上的應(yīng)用[J].電子工程師, 2004,30(8) . [14]賀素良 包裝設(shè)備數(shù)字控制技術(shù). 長(zhǎng)沙: 國(guó)防科技大學(xué)出版社，2002 [15] Jeroen van den Berg Consulting,Jan Seppenplein. Analytic Expressions for the Optimal Dwell Point in an Automated Storage/Retrieval System. Production Economics.2002:13-25． [16] Glenn Davis. I

66、ntroduction to Packaging Machinery. USA: Packaging Machinery Manufacturers Institute(PMMI)，1997 致 謝 經(jīng)過半年的忙碌和工作，本次畢業(yè)設(shè)計(jì)已經(jīng)接近尾聲，作為一個(gè)本科生的畢業(yè)設(shè)計(jì)，由于經(jīng)驗(yàn)的匱乏，難免有許多考慮不周全的地方，如果沒有指導(dǎo)老師的督促和指導(dǎo)，以及同學(xué)們的支持，想要完成這個(gè)設(shè)計(jì)是很難的。 在這里首先要感謝我的指導(dǎo)教師韓雄飛老師。韓老師平日里工作繁多，但在我做畢業(yè)設(shè)計(jì)的每個(gè)階段，從設(shè)計(jì)方案的確定和修改，中期檢查，后期詳細(xì)設(shè)計(jì)，各類圖紙等整個(gè)過程中都給予了我悉心的指導(dǎo)。我的裝配圖較為復(fù)雜，但是韓老師仍然細(xì)心地糾正圖紙中的錯(cuò)誤。除了韓雄飛老師的專業(yè)水平外，他的治學(xué)嚴(yán)謹(jǐn)和科學(xué)研究的精神也是我永遠(yuǎn)學(xué)習(xí)的榜樣，并將積極影響我今后的學(xué)習(xí)和工作。 我要感謝和我一起學(xué)習(xí)生活的同學(xué)，感謝他們對(duì)我的幫助。平時(shí)一起學(xué)習(xí)一起打球減壓都是一種難忘的情懷。 然后還要感謝大學(xué)四年來所有的老師，為我打下機(jī)械電子專業(yè)知識(shí)的基礎(chǔ)，此次