自動(dòng)堆垛機(jī)設(shè)計(jì)

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初始化及警報(bào)程序.dwg

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自動(dòng)堆垛機(jī)設(shè)計(jì)(機(jī)械+PLC)說(shuō)明書.doc

齒輪.dwg

自 動(dòng) 堆 垛 機(jī) 設(shè) 計(jì)

目 錄

摘 要 13

第1章 緒論 16

第2章 堆垛機(jī)總體設(shè)計(jì) 17

2.1 堆垛機(jī)的設(shè)計(jì)參數(shù) 17

2.2 堆垛機(jī)的工藝流程 18

2.3 堆垛機(jī)平面示意圖 18

2.4 堆垛機(jī)的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 19

2.5 堆垛機(jī)總體尺寸 19

2.6 傳動(dòng)系統(tǒng)的選擇 19

2.7 翻轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)的基本設(shè)計(jì) 19

2.8 升降機(jī)構(gòu)的基本設(shè)計(jì) 20

2.9 驅(qū)動(dòng)電機(jī)的選擇 21

第3章 齒輪與軸的設(shè)計(jì) 22

3.1齒輪的設(shè)計(jì) 22

3.1.1 選擇齒輪精度等級(jí)，材料，熱處理方式及齒數(shù) 22

3.1.2齒輪的基本參數(shù) 22

3.1.3小齒輪的基本尺寸計(jì)算 24

3.1.4 輪齒所受的圓周力 24

3.1.5 齒根彎曲疲勞強(qiáng)度校核 25

3.1.6齒根彎曲疲勞強(qiáng)度校核 25

3.6.7 齒輪接觸強(qiáng)度校核 26

3.3 軸的設(shè)計(jì) 27

3.3.1 軸的結(jié)構(gòu)工藝性 27

3.3.2 軸的材料 27

3.3.3小齒輪軸上的受力 28

3.3.4 計(jì)算軸的最小直徑 28

3.3.5 確定軸的各段尺寸和長(zhǎng)度 29

3.3.6聯(lián)軸器的選擇 29

3.3.7軸上零件的軸向定位 30

3.3.8確定軸上的圓角和倒角的尺寸 30

3.3.9確定軸上的載荷 30

第4章 控制系統(tǒng)的分析設(shè)計(jì) 32

4.1 控制系統(tǒng)的組成結(jié)構(gòu) 32

4.2 控制系統(tǒng)的性能要求 32

4.3 傳感器的選擇 33

4.3.1 位置檢測(cè)裝置 33

4.3.2 滑覺(jué)傳感器 33

4.3.3 視覺(jué)傳感器 33

4.4 控制系統(tǒng)PLC的選型及控制原理 34

4.4.1 PLC控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)的基本原則 34

4.4.2 PLC種類及型號(hào)選擇 36

4.4.3 I/O點(diǎn)數(shù)分配 37

4.4.5 堆垛機(jī)控制原理 37

4.5 PLC程序設(shè)計(jì) 38

4.5.1 總體程序框圖 38

4.5.2  初始化及報(bào)警程序 39

4.5.3 手動(dòng)控制程序 40

4.5.4 自動(dòng)控制程序 40

結(jié) 論 42

參考文獻(xiàn) 44

摘 要

本文針對(duì)國(guó)內(nèi)傳統(tǒng)的型鋼生產(chǎn)線一般都沒(méi)有專門的自動(dòng)堆垛設(shè)備。隨著市場(chǎng)經(jīng)濟(jì)對(duì)型鋼產(chǎn)品要求的提高，傳統(tǒng)型鋼生產(chǎn)的型鋼堆垛已成為當(dāng)前迫切需要進(jìn)行的技術(shù)改造之一。不管是采用人工堆垛、半機(jī)械化堆垛還是全自動(dòng)堆垛，首先要進(jìn)行型鋼的垛型設(shè)計(jì)。本次設(shè)計(jì)的型鋼自動(dòng)堆垛機(jī)性能良好、動(dòng)作靈活、操作方便、故障率低、維護(hù)簡(jiǎn)單方便，滿足了生產(chǎn)的需要。

本此設(shè)計(jì)的堆垛機(jī)是一種用于對(duì)成型鋼材自動(dòng)打捆的設(shè)備。機(jī)械部分由單傳輥道、撥鋼機(jī)構(gòu)、移鋼機(jī)構(gòu)、分組機(jī)構(gòu)、定位機(jī)構(gòu)、平移機(jī)構(gòu)、翻轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)和垛臺(tái)升降及壓緊機(jī)構(gòu)等8個(gè)子機(jī)構(gòu)，和PLC控制部分組成的成型鋼材自動(dòng)打捆生產(chǎn)線。它的主要優(yōu)點(diǎn)在于實(shí)現(xiàn)了整個(gè)生產(chǎn)線的自動(dòng)控制，從而提高堆垛機(jī)的堆垛效率，這也是現(xiàn)今鋼材堆垛打捆和以后發(fā)展的趨勢(shì)。堆垛機(jī)的制造成本較低，這對(duì)任何企業(yè)來(lái)說(shuō)都是一個(gè)很重要的參考依據(jù)。

關(guān)鍵字：堆垛機(jī)；翻轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)；PLC；智能控制

Abstract

In this paper, the traditional domestic steel production line are generally not specialized automatic stacking device. With the market economy, the increasing demand for steel products, steel stacking of the traditional steel production has become an urgent need for the technological transformation of one. Whether artificial stacking, semi-mechanized stacking or automatic stacking, we must first section steel pile design. The design of the beam performance of the automatic stacker, flexible movement, convenient operation, low failure rate, easy maintenance, to meet production needs。

The stacker of this design is an automatic bundling equipment forming steel. Mechanical parts of the roller by a single pass, call the steel bodies, and eight sub-agency of the shift steel bodies, grouping institutions, locating agencies, translation agencies, the tilting mechanism and stack units lift and pressed institutions and PLC control section consisting of forming steel to play automatically bundle production line. Its main advantage lies in the automatic control of the entire production line, thereby improving the stacking efficiency of the stacker, the modern steel stacking bundling and future development trends. Stacker, lower manufacturing costs, this is a very important reference for any business.

Keywords: stacking machine; tilting mechanism; PLC; Intelligent Control

第1章 緒論

本文針對(duì)國(guó)內(nèi)傳統(tǒng)的型鋼生產(chǎn)線一般都沒(méi)有專門的自動(dòng)堆垛設(shè)備。隨著市場(chǎng)經(jīng)濟(jì)對(duì)型鋼產(chǎn)品要求的提高，傳統(tǒng)型鋼生產(chǎn)的型鋼堆垛已成為當(dāng)前迫切需要進(jìn)行的技術(shù)改造之一。不管是采用人工堆垛、半機(jī)械化堆垛還是全自動(dòng)堆垛，首先要進(jìn)行型鋼的垛型設(shè)計(jì)。

本課題的研究對(duì)象為自動(dòng)堆垛機(jī)，重點(diǎn)研究自動(dòng)堆垛機(jī)的機(jī)械傳動(dòng)系統(tǒng)設(shè)計(jì)和PLC控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)，通過(guò)分析自動(dòng)堆垛機(jī)的工作原理，完成自動(dòng)堆垛機(jī)的機(jī)械傳動(dòng)系統(tǒng)設(shè)計(jì)、驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)選擇和PLC控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)。

本課題成果形式為設(shè)計(jì)類論文，內(nèi)容包括自動(dòng)堆垛機(jī)工作原理的分析、傳動(dòng)系統(tǒng)設(shè)計(jì)、電動(dòng)機(jī)選擇和PLC控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)等內(nèi)容。需要根據(jù)自動(dòng)堆垛機(jī)工藝特點(diǎn)確定PLC I/O分配表，設(shè)計(jì)PLC控制流程等。

第2章 堆垛機(jī)總體設(shè)計(jì)

堆垛機(jī)的總體設(shè)計(jì)是設(shè)計(jì)人員在根據(jù)工廠所需要的成型鋼材堆垛機(jī)，對(duì)堆垛機(jī)作出的初步的、總體的設(shè)計(jì)。堆垛機(jī)總體設(shè)計(jì)主要包括：確定堆垛機(jī)的工藝流程、堆垛機(jī)平面示意圖的初步確定、主要機(jī)構(gòu)的簡(jiǎn)單結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、總體尺寸的確定、堆垛機(jī)驅(qū)動(dòng)裝置的確定和控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)。

2.1 堆垛機(jī)的設(shè)計(jì)參數(shù)

⑴堆垛機(jī)堆垛的型鋼為：

20槽鋼，根據(jù)（GB 707—88）結(jié)構(gòu)參數(shù)圖2-1：

結(jié) 論

堆垛機(jī)是軋鋼工廠眾多生產(chǎn)平臺(tái)中的最后一個(gè)生產(chǎn)平臺(tái)。如果堆垛型鋼的效率低，將直接影響到整個(gè)軋鋼工廠的生產(chǎn)的效率，簡(jiǎn)單的說(shuō)假設(shè)一個(gè)軋鋼工廠每天能軋鋼百噸，可打捆的輸送鋼僅是1噸，可以想象這個(gè)軋鋼工廠的效益是怎么樣的。在該設(shè)計(jì)中針對(duì)20槽鋼詳細(xì)的闡述了堆垛機(jī)的總體設(shè)計(jì)、撥鋼機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和整個(gè)堆垛機(jī)的PLC自動(dòng)控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)。

在本次課題工作中，除了鍛煉了自己的能力外，也積累了不少經(jīng)驗(yàn)，同時(shí)發(fā)現(xiàn)有不少值得改進(jìn)的地方。畢業(yè)設(shè)計(jì)是大學(xué)四年所學(xué)知識(shí)的一個(gè)考察,它兼顧了四年中所學(xué)的基礎(chǔ)和專業(yè)知識(shí),因此不同于以前的課程設(shè)計(jì),畢業(yè)設(shè)計(jì)是課程設(shè)計(jì)一個(gè)質(zhì)的飛越.認(rèn)識(shí)到這點(diǎn),我對(duì)待畢業(yè)設(shè)計(jì)的態(tài)度也不敢懶散,一直抱以認(rèn)真謹(jǐn)慎的學(xué)習(xí)態(tài)度.

在接到畢業(yè)設(shè)計(jì)課題后首先要做的就是搜集各方面的資料，以前的課程設(shè)計(jì)都是老師給出的，不用自己去煩惱。但是畢業(yè)設(shè)計(jì)就不同了，它是一個(gè)綜合設(shè)計(jì)，很多資料，數(shù)據(jù)都需要自己通過(guò)各種途徑搜集得到。

在本次設(shè)計(jì)中，要用到許多基礎(chǔ)理論，由于有些知識(shí)已經(jīng)遺忘，這使我們要重新溫習(xí)知識(shí)，因此設(shè)計(jì)之前就對(duì)大學(xué)里面所涉及到的有關(guān)該課題的課程認(rèn)真的復(fù)習(xí)了一遍，開始對(duì)本課題的設(shè)計(jì)任務(wù)有了大致的了解，并也有了設(shè)計(jì)的感覺(jué)。同時(shí)，由于設(shè)計(jì)的需要，要查閱并收集大量關(guān)于機(jī)械制造方面的文獻(xiàn)，進(jìn)而對(duì)這些文獻(xiàn)進(jìn)行分析和總結(jié)，這些都提高了我們對(duì)于專業(yè)知識(shí)的綜合運(yùn)用能力和分析解決實(shí)際問(wèn)題的能力。通過(guò)本次設(shè)計(jì)還使我更深切地感受到了團(tuán)隊(duì)的力量，在與同學(xué)們的討論中發(fā)現(xiàn)問(wèn)題并及時(shí)解決問(wèn)題，這些使我們相互之間的溝通協(xié)調(diào)能力得到了提高，團(tuán)隊(duì)合作精神也得到了增強(qiáng)。可以說(shuō)，畢業(yè)設(shè)計(jì)體現(xiàn)了我們大學(xué)四年所學(xué)的大部分知識(shí)，也檢驗(yàn)了我們的綜合素質(zhì)和實(shí)際能力。同時(shí)也跨出了我的工程師之路的第一步。

致 謝

為期三個(gè)多月的畢業(yè)設(shè)計(jì)就要結(jié)束了，我也順利的完成了我的課題設(shè)計(jì)，在此之際我要衷心的感謝在設(shè)計(jì)過(guò)程中一直幫助我支持我的老師。我要感謝指導(dǎo)老師，老師在整個(gè)設(shè)計(jì)過(guò)程中對(duì)我的影響很大，設(shè)計(jì)過(guò)程中的很多個(gè)難點(diǎn)都是在老師的悉心指導(dǎo)下才克服的，還有老師大親切和善也是我在整個(gè)設(shè)計(jì)過(guò)程中感受最深的。也因?yàn)檫@樣，和老師之間存在著師生心理障礙一下全無(wú)，我也就大方的有問(wèn)題就問(wèn)，有想法就提，這也使得我能更多的發(fā)現(xiàn)設(shè)計(jì)中存在的問(wèn)題，并解決問(wèn)題。老師嚴(yán)謹(jǐn)?shù)闹螌W(xué)態(tài)度，淵博的專業(yè)知識(shí)，誨人不倦教學(xué)精神，在學(xué)術(shù)上和為人上都是我們的楷模和榜樣。同時(shí)我還要感謝跟我一起參與設(shè)計(jì)的同學(xué)，雖然我們課題不同，但是都能在討論中發(fā)現(xiàn)各自的問(wèn)題，并互相提出解決的方法，設(shè)計(jì)能夠順利完成，也因?yàn)樗麄兊膸椭?/p>

結(jié)束代表著新的開始，新的征程，本次的畢業(yè)設(shè)計(jì)將會(huì)成為我今后工作，學(xué)習(xí)生活中的一份堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)和保證。從中吸取的經(jīng)驗(yàn)教訓(xùn)也將成為我們?cè)诮窈笊畹缆飞系囊还P財(cái)富，挫折永遠(yuǎn)是前進(jìn)道路上所必須面對(duì)的，相信我們的未來(lái)會(huì)走的更好，也可以讓我們大學(xué)的老師放心。真心的感謝在大學(xué)幫助過(guò)我的老師和同學(xué)們，再次感謝你們！

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[18]  Lawrence S. Gould. Solid Modelers Are Doing More of the Manual Design Work

畢業(yè) 設(shè)計(jì) （ 論文 ） 任務(wù)書 （ 2012 屆） 題目 （中文）： 自動(dòng)堆垛 機(jī)設(shè)計(jì) （ 英文）： of 系 部 機(jī)械 工程 系 專業(yè) 班級(jí) 機(jī)械 設(shè)計(jì) 制造及其自動(dòng)化 學(xué)生姓名 學(xué) 號(hào) 指導(dǎo)教師 系負(fù)責(zé)人 (簽 章 ) 日 期 ： 一、 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）的主要內(nèi)容與具體要求 （任務(wù)及背景、工作環(huán)境、成果形式、著重培養(yǎng)的能力、有實(shí)驗(yàn)環(huán)節(jié)的要提出主要技術(shù)指標(biāo) 、 要求） 本課題 的研究對(duì)象為自動(dòng)堆垛 機(jī)，重點(diǎn)研究 自動(dòng)堆垛機(jī) 的機(jī)械傳動(dòng)系統(tǒng)設(shè)計(jì)和 制系統(tǒng)設(shè)計(jì)，通過(guò)分析 自動(dòng)堆垛機(jī)的工作原理，完成自動(dòng)堆垛機(jī)的機(jī)械傳動(dòng)系統(tǒng)設(shè)計(jì)、驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)選擇和 制系統(tǒng)設(shè)計(jì)。 本課題成果形式為設(shè)計(jì)類論文，內(nèi)容包括自動(dòng)堆垛機(jī)工作原理的分析、傳動(dòng)系統(tǒng)設(shè)計(jì)、電動(dòng)機(jī)選擇和 制系統(tǒng)設(shè)計(jì)等內(nèi)容。 需要根據(jù) 自動(dòng)堆 垛 機(jī)工藝特點(diǎn) 確定 ， 設(shè)計(jì) 制流程 等 。 本課題重點(diǎn)培養(yǎng)學(xué)生機(jī)械傳動(dòng)設(shè)計(jì)和 要學(xué)生在充分了解工藝控制需求的基礎(chǔ)上，通過(guò)分析完成自動(dòng)堆垛機(jī)的綜合設(shè)計(jì)。 二、畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）進(jìn)度安排 起訖日期 工作內(nèi)容 備 注 1．第 1~2 周 2．第 3~4 周 3．第 5~8 周 4．第 9~10 周 5．第 11 周 6．第 12 周 查閱與本課題相關(guān)的技術(shù)資料，落實(shí)該課題的主要問(wèn)題； 確定課題的總體控制方案； 機(jī)械及控制系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì) 控制系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì) 設(shè)計(jì)綜合 畢業(yè)設(shè)計(jì)總結(jié)，完成畢業(yè)論文 三、 所需的資料和主要參考文獻(xiàn) 1． 提供有關(guān) 自動(dòng)堆垛 機(jī) 的基本技術(shù)資料 ； 2． 查閱有關(guān) 自動(dòng)堆 垛 機(jī) 的機(jī)械、電氣控制等方面的技術(shù)資料 ； 3． 查閱有關(guān)電動(dòng)機(jī)、傳感器、 面的書籍； 4． 查閱有關(guān)機(jī)電一體化綜合設(shè)計(jì)方面的技術(shù)資料 ； 5． 查閱有關(guān)西門子、歐姆龍、三菱公司 技術(shù)資料等。 注： 1. 本任務(wù)書一式 兩 份， 須雙面打印。 由指導(dǎo)教師填寫并經(jīng)所在系審核確認(rèn) 后交系部 ； 2. 本任務(wù)書 一份 須與學(xué)生的畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）一并存檔 ，另一份系部存檔 ； 3. 指導(dǎo)教師、學(xué)生 可 各執(zhí)一份 復(fù)印件，供檢查論文進(jìn)度時(shí)使用。