全自動(dòng)包裝碼垛機(jī)設(shè)計(jì)

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1、畢 業(yè) 論 文 正 文 第43頁(yè) 摘 要 傳統(tǒng)的機(jī)械設(shè)備與產(chǎn)品，多是以機(jī)械為主，是電氣、液壓或氣動(dòng)控制的機(jī)械設(shè)備。隨著工業(yè)水平的不斷發(fā)展，機(jī)械設(shè)備己逐步地由手動(dòng)操作改為自動(dòng)控制，設(shè)備本身也發(fā)展成為機(jī)電一體化的綜合體?？删幊绦蚩刂破?PLC)是以微處理器為核心，綜合計(jì)算機(jī)技術(shù)、自動(dòng)化技術(shù)和通信技術(shù)發(fā)展起來(lái)的一種新型工業(yè)自動(dòng)控制裝置。經(jīng)過(guò)30多年的發(fā)展，目前，可編程序控制器已成為工業(yè)自動(dòng)化領(lǐng)域中最重要、應(yīng)用最多的控制裝置， 己躍居工業(yè)生產(chǎn)自動(dòng)化四大支柱(可編程序控制器、數(shù)控機(jī)床、機(jī)器人、計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)與制造)的首位。其應(yīng)用的深度和廣度已成為衡量一個(gè)國(guó)家工

2、業(yè)先進(jìn)與自動(dòng)化程度高低的標(biāo)志。 包裝碼垛自動(dòng)生產(chǎn)線適用于石油化工、化肥、糧食、港口等行業(yè)，可對(duì)PP、PE粒子、PVC、化肥、糧食等粉狀、顆粒狀物料進(jìn)行全自動(dòng)包裝碼垛作業(yè)，便于用戶儲(chǔ)存、運(yùn)輸和銷售，全自動(dòng)包裝碼垛生產(chǎn)線主要由自動(dòng)定量包裝機(jī)、自動(dòng)上袋機(jī)組、封口系統(tǒng)、倒袋機(jī)、金屬檢測(cè)機(jī)、重量檢驗(yàn)機(jī)、檢選機(jī)、噴墨打印機(jī)、碼垛機(jī)等單元組成。通過(guò)可編程序控制器、對(duì)整個(gè)生產(chǎn)線的工作過(guò)程進(jìn)行自動(dòng)控制，對(duì)運(yùn)行過(guò)程中出現(xiàn)的故障或供料不足，供袋不及時(shí)、出垛不及時(shí)等，進(jìn)行聲光報(bào)警。該設(shè)備具有操作簡(jiǎn)單，運(yùn)行可靠，維修方便等優(yōu)點(diǎn)。根據(jù)用戶要求，配上通訊接口和打印機(jī)、有打印日、月累計(jì)報(bào)表的功能。還可與上位計(jì)算機(jī)或觸摸屏連

3、接，對(duì)包裝碼垛自動(dòng)生產(chǎn)線實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)監(jiān)控、遠(yuǎn)程診斷和網(wǎng)絡(luò)化管理。 關(guān)鍵詞：PLC；控制系統(tǒng)；包裝碼垛自動(dòng)生產(chǎn) 哈爾濱職業(yè)技術(shù)學(xué)院印制 目 錄 緒 論 1 一、PLC的背景 2 （一）PLC的產(chǎn)生 2 （二）PLC的應(yīng)用現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢(shì) 2 （三）包裝碼垛自動(dòng)生產(chǎn)線的發(fā)展 3 二、包裝碼垛自動(dòng)生產(chǎn)線機(jī)械系統(tǒng)設(shè)計(jì) 4 （一）包裝碼珠自動(dòng)生產(chǎn)線系統(tǒng)組成 4 三、氣動(dòng)及真空系統(tǒng) 14 （一）氣動(dòng)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu) 14 （二）真空系統(tǒng) 17 四、PLC控制系統(tǒng)設(shè)計(jì) 18 （一）包裝碼垛自動(dòng)生產(chǎn)線工藝流程 18 （二）程序控制邏輯 19 （三）PLC控制系統(tǒng)硬

4、件設(shè)計(jì) 27 （四）PLC控制系統(tǒng)軟件程序設(shè)計(jì) 33 結(jié) 論 34 參考文獻(xiàn) 35 致 謝 36 附 頁(yè) 37 緒 論 在制造業(yè)高度繁榮、工業(yè)自動(dòng)化蓬勃發(fā)展的今天，市場(chǎng)的變化、技術(shù)的更替都無(wú)時(shí)無(wú)刻不在影響著工業(yè)自動(dòng)化向前發(fā)展的方向。而依托用戶的使用需求和使用習(xí)慣，邁向?qū)嵱没療o(wú)疑已經(jīng)成為眾多工業(yè)自動(dòng)化供應(yīng)商的主流選擇。 作為制造業(yè)的配套行業(yè)，上個(gè)世紀(jì)的大部分時(shí)間里工業(yè)自動(dòng)化在我國(guó)的發(fā)展都沒(méi)有與主機(jī)行業(yè)同步進(jìn)步，直到經(jīng)濟(jì)繁榮、制造業(yè)水平大規(guī)模提升后才開始得到了迅猛的發(fā)展。尤其在制造業(yè)飛速發(fā)展的今天，工業(yè)自動(dòng)化更加成

5、為制造業(yè)發(fā)展不可或缺的重要力量。 從產(chǎn)品的發(fā)展來(lái)看，自動(dòng)化產(chǎn)品也在根據(jù)客戶的實(shí)際需要朝著多元化的方向發(fā)展。一方面，自動(dòng)化供應(yīng)商可以為用戶制定功能多樣的自動(dòng)化產(chǎn)品，產(chǎn)品可以集成多種自動(dòng)化功能，并在結(jié)構(gòu)上滿足多種客戶的不同需求；另一方面，也會(huì)同時(shí)為客戶推出功能簡(jiǎn)單的自動(dòng)化產(chǎn)品，滿足用戶的單一需要；同時(shí)，針對(duì)成規(guī)模的某個(gè)行業(yè)的用戶，自動(dòng)化供應(yīng)商也會(huì)深入行業(yè)，推出更符合行業(yè)特性的產(chǎn)品。 隨著工業(yè)自動(dòng)化技術(shù)的發(fā)展與變化，以及實(shí)用性的加速，企業(yè)的自動(dòng)化系統(tǒng)功能也在逐步增加，作用也變得更加豐富。除了對(duì)生產(chǎn)過(guò)程進(jìn)行控制以外，還要擔(dān)負(fù)起把生產(chǎn)過(guò)程信息送到企業(yè)的管理系統(tǒng)以至雙方雙向供應(yīng)鏈上的任務(wù)，并進(jìn)一步要和

6、國(guó)際上“需”與“供”的動(dòng)態(tài)信息結(jié)合。這就決定了原來(lái)傳統(tǒng)的封閉式的系統(tǒng)模式必須得到改進(jìn)，實(shí)現(xiàn)以開放性、智能性和角色多元性為特征的“新”自動(dòng)化系統(tǒng)。 一、PLC的背景 （一）PLC的產(chǎn)生 1968年，美國(guó)最大的汽車制造商—通用汽車公司(GM)為滿足市場(chǎng)需求，適應(yīng)汽車生產(chǎn)工藝不斷更新的需要，提出了著名的十條技術(shù)指標(biāo)公開向社會(huì)招標(biāo)，要尋求一種比繼電器更可靠，響應(yīng)速度更快、功能更強(qiáng)大的通用工業(yè)控制器。1969年，美國(guó)數(shù)字設(shè)備公司(DEC)根據(jù)十條要求研制出世界上第一臺(tái)可編程控制器PDP-14，并在GM公司的汽車生產(chǎn)線上首次應(yīng)用成功。可編程控制器是以微處理器為核心，把電氣傳動(dòng)和邏輯

7、控制、自動(dòng)測(cè)量和調(diào)節(jié)、數(shù)據(jù)計(jì)算和處理有機(jī)地結(jié)合起來(lái)，具有豐富的軟件資源的現(xiàn)代化工業(yè)自動(dòng)化控制。經(jīng)過(guò)30多年的發(fā)展，現(xiàn)在可編程控制器己經(jīng)成為最重要、最可靠、應(yīng)用場(chǎng)合最廣泛的工業(yè)控制微型計(jì)算機(jī)。在可編程控制器中，充分應(yīng)用了大規(guī)模集成電路技術(shù)、微電子技術(shù)及通信技術(shù)，迅速地從早期的邏輯控制發(fā)展到進(jìn)入位置控制、過(guò)程控制等領(lǐng)域。用可編程控制器已經(jīng)可以構(gòu)成包括邏輯控制、過(guò)程控制、數(shù)據(jù)采集、圖形工作站等的綜合控制系統(tǒng)。 （二）PLC的應(yīng)用現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢(shì) 我國(guó)應(yīng)用PLC還處于初級(jí)階段，而且局限于鋼鐵、化工、汽車、機(jī)床、煤炭、電站等領(lǐng)域，其他行業(yè)的應(yīng)用尚未普及，中國(guó)尚有廣闊的應(yīng)用領(lǐng)域等待開拓。我國(guó)90%的PL

8、C市場(chǎng)由國(guó)外占領(lǐng)，中、大型PLC中，幾乎100%是國(guó)外產(chǎn)品，以美國(guó)MOD工CON公司、GE公司、西德SIEMENS，日本富士公司為主。我國(guó)的飲料包裝設(shè)備在許多方面采用了PLC，并取得了非常好的效果。 隨著計(jì)算機(jī)科學(xué)的發(fā)展和工業(yè)自動(dòng)化愈來(lái)愈高的需求，可編程控制技術(shù)得到了飛速的發(fā)展，其技術(shù)和產(chǎn)品日趨完善。僅僅將PLC理解為開關(guān)量控制的時(shí)代已經(jīng)過(guò)去，PLC不僅以其良好的性能滿足了工業(yè)生產(chǎn)的廣泛需要，而且將通信技術(shù)和信息處理技術(shù)融為一體，其功能也日趨完善。今后，PLC將主要朝著以下兩個(gè)方向發(fā)展:一個(gè)是向超小型專用化和低價(jià)格方向發(fā)展：另一個(gè)是向高速多功能和分布式自動(dòng)化網(wǎng)絡(luò)方向發(fā)展。 （三）包裝碼垛自

9、動(dòng)生產(chǎn)線的發(fā)展 近幾年，傳統(tǒng)的機(jī)械系統(tǒng)和計(jì)算機(jī)控制相結(jié)合，能極大的提高工業(yè)生產(chǎn)效率和企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益，因此，結(jié)合機(jī)電一體化技術(shù)，實(shí)現(xiàn)定量給料的計(jì)算機(jī)定量控制是必然的發(fā)展方向。包裝碼垛生產(chǎn)線以PLC為控制核心，以觸摸屏為輸入設(shè)備，PLC與變頻器通過(guò)Profibus總線進(jìn)行通信，完成對(duì)各電機(jī)轉(zhuǎn)速、轉(zhuǎn)向及各個(gè)接觸器、中繼器等的控制包裝碼垛生產(chǎn)線簡(jiǎn)單地講，它是由包裝機(jī)械和碼垛機(jī)械組成的，其中的主要部分還是包裝機(jī)械，碼垛機(jī)械是從包裝生產(chǎn)線上分離出來(lái)而發(fā)展起來(lái)的。其流程圖如圖1-1所示： 圖1-1包裝碼垛生產(chǎn)線流程 二、包裝碼垛自動(dòng)生產(chǎn)線機(jī)械系統(tǒng)設(shè)計(jì) （一）包裝碼珠自動(dòng)生產(chǎn)線系統(tǒng)組成 包裝碼

10、垛自動(dòng)生產(chǎn)線主要由以下各部機(jī)組成如圖2-l所示： 圖2-l包裝碼垛自動(dòng)生產(chǎn)線 電子稱重機(jī)是包裝機(jī)起始部機(jī)，其作用是完成物料的定值稱重、投料等作業(yè)。本生產(chǎn)線采用凈重式電子稱重方式，這樣稱量結(jié)果不受容器皮重變化的影響，稱量精度高，同時(shí)采用雙秤交替的運(yùn)行模式，可以保證生產(chǎn)線的包裝速度達(dá)到800-1000包/小時(shí)。整個(gè)稱重系統(tǒng)的動(dòng)力源采用氣動(dòng)元件。給料系統(tǒng)采用氣動(dòng)控制的二級(jí)投料方式，即稱重過(guò)程開始時(shí)，首先粗流料門完全打開，當(dāng)進(jìn)料量達(dá)到預(yù)先設(shè)定的粗進(jìn)料值時(shí)(一般為總量的80%-85%左右)，粗進(jìn)料氣缸復(fù)位，粗流料門關(guān)閉，快速投料過(guò)程停止:這時(shí)粗流料門前端有一方形孔即細(xì)流口還沒(méi)關(guān)閉，物料從該方形孔

11、中繼續(xù)投料，即開始細(xì)投料過(guò)程，當(dāng)充填物料達(dá)到預(yù)置重量時(shí)，細(xì)投料氣缸復(fù)位，細(xì)流料門關(guān)閉，給料結(jié)束。秤體采用雙傳感器的并聯(lián)組秤方式，秤體結(jié)構(gòu)采用鋼絲懸拉等減振措施，可以提高稱重精度。排料系統(tǒng)采用氣動(dòng)控制的雙斜式連桿結(jié)構(gòu)，具有排料速度快，沖擊小的優(yōu)點(diǎn)。其結(jié)構(gòu)如圖2-2所示： 1.卸料門2.稱重料斗3.稱重傳感器4.給料裝置5.落料箱6.分料箱7.儲(chǔ)料斗 圖2-2電子稱重機(jī) 自動(dòng)供袋機(jī)是由供袋器、吸袋器、袋子傳送器、接袋器、取袋器等部件組成，如圖2-3所示。全自動(dòng)包裝供袋工作是由供袋機(jī)械自動(dòng)完成，操作人員只要將空袋子按要求碼放到上袋機(jī)的備用倉(cāng)中就可以了。當(dāng)袋倉(cāng)中沒(méi)有袋子時(shí)備用袋倉(cāng)中的袋子會(huì)被

12、送袋機(jī)構(gòu)整擦地自動(dòng)送到供袋器的袋倉(cāng)中去。供袋器是兩工位板式結(jié)構(gòu)，每一工位大約存儲(chǔ)300個(gè)包裝袋。帶有真空吸盤的吸袋器從供袋器上把包裝袋吸住，然后向上提升到位后，傳送給傳送器。傳送器將袋子輸送到供袋機(jī)的斜板上。在導(dǎo)向板、接袋器、吸盤和光電開關(guān)的作用下，確保包裝袋在斜板上保持正確的位置和形狀。取袋器撿起斜板上的包裝袋，在取袋器四連桿的作用下，包裝袋定位在包裝機(jī)的中心線上，等待裝袋機(jī)將包裝袋取走。自動(dòng)供袋機(jī)供袋速度快，供袋質(zhì)量穩(wěn)定可靠，易于實(shí)現(xiàn)包裝工作的自動(dòng)化。但機(jī)械結(jié)構(gòu)較復(fù)雜，且對(duì)袋子的材料、尺寸和質(zhì)量以及往備用袋倉(cāng)中碼放袋子時(shí)袋口的方位等都有一定的要求。 1.供袋器2.吸袋器3.袋子傳

13、送器4.接袋器5.取袋器 圖2-3供袋機(jī)結(jié)構(gòu)示意圖 自動(dòng)裝袋機(jī)是由過(guò)渡料斗、取袋開袋夾送裝置、翻門縮口裝置、機(jī)架等構(gòu)成，如圖2-4所示。過(guò)渡料斗是裝袋機(jī)聯(lián)接電子稱重機(jī)的過(guò)渡裝置，它可以存儲(chǔ)一袋物料，提高電子稱重機(jī)的稱重速度，減小物料落差，降低粉塵產(chǎn)生量，利于除塵，同時(shí)保證物料順利地導(dǎo)入裝袋機(jī)并防止裝袋機(jī)產(chǎn)生的振動(dòng)傳遞到電子稱重機(jī)上。取袋開袋夾送裝置將自動(dòng)供袋機(jī)的取袋器取好的袋子夾住，開袋吸盤吸住袋子的兩面，在主氣缸推動(dòng)下送到翻門縮口裝置的下面并將袋口拉開(此動(dòng)作是和翻門縮口動(dòng)作同時(shí)進(jìn)行)為填裝物料做準(zhǔn)備，同時(shí)將己裝好物料的料袋送到夾口整形機(jī)內(nèi)。在主氣缸行程兩端安裝有緩沖器，使主氣缸在行程端

14、點(diǎn)得以緩沖并使裝袋機(jī)振動(dòng)減輕。翻門縮口裝置將送過(guò)來(lái)的料袋通過(guò)夾袋手爪夾住袋子的兩上邊，通過(guò)縮口動(dòng)作收縮袋口(此動(dòng)作與開袋動(dòng)作同時(shí)進(jìn)行)使翻門插入袋口，并在檢測(cè)系統(tǒng)檢測(cè)到料袋位置正確后向電子稱重機(jī)和過(guò)渡料斗發(fā)出卸料請(qǐng)求指令，投下物料，完成裝袋。每次裝填完物料后翻門關(guān)閉，夾袋手爪將袋口繃緊，松開，放到輸送機(jī)上，再由取袋夾送裝置在取袋的同時(shí)夾送到夾口整形機(jī)內(nèi)。 1.機(jī)身2.取袋開袋夾送裝置3.取袋開袋吸盤4.縮口機(jī)械手5.翻門縮口裝置6.過(guò)渡料斗7.夾緊氣缸8.大夾子轉(zhuǎn)位輸送機(jī) 圖2-4裝袋機(jī)結(jié)構(gòu)示意圖 轉(zhuǎn)位輸送機(jī)是由輸送機(jī)和料袋轉(zhuǎn)位機(jī)構(gòu)組合而成。它是將緩?fù)C(jī)送來(lái)的料袋按預(yù)定的編組程序

15、對(duì)料袋進(jìn)行輸送和轉(zhuǎn)位。料袋的轉(zhuǎn)位是通過(guò)光電信號(hào)控制轉(zhuǎn)位裝置，在料袋輸送過(guò)程中使料袋實(shí)現(xiàn)的轉(zhuǎn)位。轉(zhuǎn)位輸送機(jī)結(jié)構(gòu)如圖2-5所示，轉(zhuǎn)位速度快、安裝調(diào)試方便。在后序部機(jī)的工作出現(xiàn)異常時(shí)，它可同緩?fù)C(jī)一起停止運(yùn)轉(zhuǎn)。 機(jī)架是由兩根側(cè)梁通過(guò)定位橫梁用螺栓連接構(gòu)成平面框架。并通過(guò)支承橫梁用螺栓固定在高架平臺(tái)的主機(jī)架和側(cè)機(jī)架上。機(jī)架上安裝著主、從動(dòng)滾筒和輸送帶的張緊裝置。傳動(dòng)系統(tǒng)是由減速機(jī)傳動(dòng)鏈輪副和主、從動(dòng)滾筒及輸送帶組成。輸送帶的張力是由張緊裝置來(lái)實(shí)現(xiàn)。轉(zhuǎn)位機(jī)構(gòu)由機(jī)架、轉(zhuǎn)位電機(jī)、轉(zhuǎn)軸、轉(zhuǎn)體、夾緊氣缸、夾板等組成。當(dāng)料袋按工作程序要求實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)位時(shí)，夾緊氣缸伸出，帶動(dòng)夾板將料袋夾住，轉(zhuǎn)位電機(jī)帶動(dòng)轉(zhuǎn)軸、轉(zhuǎn)體使料袋

16、旋轉(zhuǎn)角度，當(dāng)料袋不需轉(zhuǎn)位時(shí)，氣缸將夾板收回，夾板不擋料袋。 1.機(jī)架2.轉(zhuǎn)位電機(jī)3.轉(zhuǎn)軸4.轉(zhuǎn)體5.夾緊氣缸6.夾板7.大夾子 圖2-5轉(zhuǎn)位輸送機(jī)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)圖 編組機(jī)是碼垛機(jī)組中的重要部機(jī)之一，對(duì)提高碼垛質(zhì)量和速度起到關(guān)鍵的作用。編組機(jī)的結(jié)構(gòu)如圖2-6所示，主要由輸送機(jī)、緩?fù)０?、前擋板及左右擋板組成。輸送機(jī)主要由側(cè)梁、定位橫梁、皮帶托板、主、從動(dòng)滾筒、輸送皮帶、皮帶張緊裝置、減速電機(jī)、傳動(dòng)鏈輪副和皮帶自動(dòng)調(diào)偏機(jī)構(gòu)組成，并通過(guò)兩根支承梁用螺栓固定在高架平臺(tái)上。編組機(jī)的工作原理是將轉(zhuǎn)位輸送機(jī)送來(lái)的料袋按碼垛要求實(shí)現(xiàn)2-3編組和3-2編組，即垛型每層為二袋豎、三袋橫或三袋橫、二袋豎并交替進(jìn)行。

17、當(dāng)位于輸送帶入口處的光電開關(guān)檢測(cè)到一個(gè)料袋到來(lái)時(shí)，立即啟動(dòng)減速電機(jī)將料袋向前拖動(dòng)到預(yù)定距離，而后停止運(yùn)轉(zhuǎn)。在下一個(gè)料袋到來(lái)時(shí)，光電開關(guān)又重新啟動(dòng)電機(jī)重復(fù)上述動(dòng)作。當(dāng)完成二袋豎放或三袋橫放時(shí)，推袋裝置便把這組料袋推到緩?fù)０迳蠒捍?。如果?jì)數(shù)達(dá)到一層(二袋豎加三袋橫或三袋橫加二袋豎)時(shí)，推袋裝置就將二部分料袋一起推到碼垛區(qū)。由于緩?fù)０宓脑O(shè)置減少一次來(lái)回推袋的時(shí)間，從而提高了碼垛效率。 1，皮帶輸送機(jī)2.左、右擋板3.緩?fù)０?.前擋板5.糾偏裝置6.光電開關(guān) 圖2-6編組機(jī)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)圖 推袋壓袋機(jī)是提高碼垛機(jī)速度的關(guān)鍵部機(jī)之一。其結(jié)構(gòu)如圖2-7所示，主要由傳動(dòng)機(jī)構(gòu)1、推袋小車2、導(dǎo)軌4、壓袋機(jī)支

18、架5、壓袋框6等機(jī)構(gòu)組成，其中3為接近開關(guān)、7為壓袋氣缸。 傳動(dòng)機(jī)構(gòu)1由減速電機(jī)、鏈輪副、主傳動(dòng)軸、鏈條、張緊鏈輪等組成。位于大框架上方的減速機(jī)通過(guò)鏈輪副帶動(dòng)主傳動(dòng)軸轉(zhuǎn)動(dòng)，主傳動(dòng)軸又通過(guò)鏈輪鏈條拖動(dòng)推袋小車2沿導(dǎo)軌4前后運(yùn)動(dòng)。主傳動(dòng)軸和張緊鏈輪分別安裝在大框兩端。在大框架上裝有一組接近開關(guān)，用于控制推袋小車2的停止位置和各段行成的運(yùn)動(dòng)速度。 推袋小車2由小框架、車輪、推袋氣缸及推袋板組成。推袋時(shí)推袋氣缸使推袋板于鉛垂?fàn)顟B(tài)，推袋小車在傳動(dòng)鏈條拖動(dòng)下向前運(yùn)動(dòng)時(shí)，推袋板將料袋推至預(yù)定位置：動(dòng)作完畢后推袋板抬起，推袋小車退回原位，等待下一次推袋。壓袋機(jī)構(gòu)由壓袋機(jī)支架5、壓袋框6及壓袋氣缸7組成。當(dāng)

19、推袋小車將料袋(一層料袋)推至分層碼垛機(jī)位置時(shí)，壓袋氣缸動(dòng)作，并把料袋壓住，待料袋落到托盤上時(shí)，壓袋氣缸退回原位，使壓袋框升起。推袋機(jī)完成一個(gè)推袋的全過(guò)程是分兩次進(jìn)行的，第一次是將編組機(jī)輸送帶上的半層料袋(二袋豎或三袋橫)推至緩?fù)０迳虾?，推料小車退回原位第二次將另一半層料袋連同緩?fù)０迳系陌雽恿洗客频酱a垛區(qū)。整個(gè)推袋過(guò)程都是在位置信號(hào)控制下進(jìn)行的，即其各段行程的運(yùn)行速度是不同的，從而保證了碼垛質(zhì)量和工作效率。 1.傳動(dòng)裝置2.推袋小車3.接近開關(guān)4.導(dǎo)軌5.壓袋機(jī)支架6.壓袋框7.壓袋氣缸 圖2-7推袋壓袋機(jī)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)圖 分層碼垛機(jī)的結(jié)構(gòu)如圖2-8所示，它是由滑板機(jī)構(gòu)、整形裝置和端擋板

20、組成。 滑板機(jī)構(gòu)由傳動(dòng)系統(tǒng)(包括減速電機(jī)、鏈輪副、傳動(dòng)軸、傳動(dòng)鏈輪、張緊鏈輪、大框架和導(dǎo)軌等)和左、右滑板組成。大框架由四個(gè)定位銷固定在高架平臺(tái)立柱的四根支撐角鋼上。軸裝式減速電機(jī)通過(guò)鏈傳動(dòng)帶動(dòng)左、右滑板沿導(dǎo)軌相向或相背運(yùn)動(dòng)，使左右滑板分開或合擾。傳動(dòng)軸和張緊鏈輪分別裝在大框架的兩端，在大框架上還裝有一組接近開關(guān)3，用于控制左、右滑板的運(yùn)動(dòng)及停止位置。大框架對(duì)角線方向有一對(duì)光電開關(guān)1，用于檢測(cè)和控制升、降機(jī)的極限位置。 整形裝置由支撐平板、整形氣缸、整形板、導(dǎo)向輥等組成。支撐平板通過(guò)支撐桿連接到大框架上，氣缸和整形板均安裝在支撐平板上，在左、右滑板上有料袋時(shí)，氣缸在光電信號(hào)控制下帶動(dòng)整形板

21、伸出壓緊料袋(整形)，當(dāng)料袋落到托盤上后，氣缸便帶動(dòng)整形板退回到原始位置。 端擋板由擋板和支架組成。用于限制料袋在分層機(jī)上的位置，從而保持良好的垛形。 1.光電開關(guān)2.減速電機(jī)3.接近開關(guān)4.滑板機(jī)構(gòu)5.整形裝置6.端擋板 圖2-8分層碼垛機(jī)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)圖 升降機(jī)是實(shí)現(xiàn)分層碼垛的關(guān)鍵部機(jī)之一，其結(jié)構(gòu)如圖2-9所示。主要由升降平臺(tái)、傳動(dòng)機(jī)構(gòu)和配重體組成。 升降平臺(tái)3主要由托盤支架，一對(duì)導(dǎo)向滾輪、一對(duì)限位滾輪等構(gòu)件組成。托盤支架是由縱梁、橫梁組成的一個(gè)四方形的平面框架，導(dǎo)向滾輪、限位滾輪用滾輪支架裝在框架四角處。滾輪與高架平臺(tái)主機(jī)架的四根立柱上的導(dǎo)軌相配合，保證了升降平臺(tái)運(yùn)動(dòng)的平穩(wěn)與靈活。

22、平臺(tái)通過(guò)四個(gè)調(diào)節(jié)螺桿與四根單排傳動(dòng)鏈條相連，傳動(dòng)鏈條通過(guò)主傳動(dòng)軸上的鏈輪與配重體相連。 傳動(dòng)機(jī)構(gòu)是升降平臺(tái)3實(shí)現(xiàn)升降運(yùn)動(dòng)的動(dòng)力源。主要由軸裝式減速電機(jī)4、傳動(dòng)軸5、鏈輪鏈條及托板組成。減速電機(jī)的正、反旋轉(zhuǎn)，使升降平臺(tái)上、下運(yùn)動(dòng)。配重體7由鋼板焊接而成，其重量是根據(jù)升降機(jī)承載的最大負(fù)荷確定的。這樣可以減少電機(jī)的驅(qū)動(dòng)力和掣動(dòng)力，并增加平臺(tái)運(yùn)行的平穩(wěn)性。 1.調(diào)節(jié)螺桿2.傳動(dòng)鏈3.升降平臺(tái)4.減速電機(jī)5.傳動(dòng)軸6.壓袋框7. 配重體 圖2-9 升降機(jī)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)圖 托盤倉(cāng)是存儲(chǔ)托盤和向托盤輸送機(jī)供給托盤的部機(jī)，其結(jié)構(gòu)如圖2-10所示 托盤主要有主要1、機(jī)架2、叉板3、主氣缸4、光電開關(guān)5、霍

23、爾開關(guān)6、光電開關(guān)。機(jī)架采用鋼板、槽鋼和角鋼焊接而成，能保證托盤倉(cāng)有足夠的強(qiáng)度和剛度。叉板采用16llmm鋼板焊接而成。保證了叉板有足夠的強(qiáng)度、剛度支承托盤，叉板上裝有橡膠墊，起到一定的緩沖作用。主氣缸用以頂起托盤。側(cè)面還裝有兩個(gè)小氣缸，小氣缸控制叉板開合，保證托盤的提取光電開關(guān)采用對(duì)射式光電開關(guān)，檢測(cè)托盤倉(cāng)內(nèi)托盤的存儲(chǔ)量，以保證托盤的及時(shí)供給。霍爾開關(guān)與主氣缸同步運(yùn)動(dòng)，不同位置的霍爾開關(guān)都將發(fā)出信號(hào)，以控制主汽缸的運(yùn)動(dòng)，并保證主汽缸與托盤倉(cāng)叉板動(dòng)作的協(xié)調(diào)。 1.機(jī)架2.叉板3.主氣缸4.光電開關(guān)5.霍爾開關(guān)6.光電開關(guān) 圖2-10托盤倉(cāng)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)圖 三、氣動(dòng)及真空系統(tǒng) （一）氣動(dòng)系

24、統(tǒng)的結(jié)構(gòu) 氣源處理裝置由排水過(guò)濾器、減壓閥、油霧器組成。排水過(guò)濾器將壓縮空氣中的贓物和水分濾出，由減壓閥把空氣壓力降到預(yù)定壓力，然后供給電磁閥和氣缸。油霧器中的潤(rùn)滑油由壓縮空氣順空氣流動(dòng)方向帶到需潤(rùn)滑的電磁閥和氣缸。減壓閥帶有壓力表，調(diào)整空氣壓力可由壓力表直接讀出。 氣源處理裝置簡(jiǎn)圖如圖3-1所示： 圖3-1氣源處理裝置簡(jiǎn)圖 氣路系統(tǒng)由基本回路構(gòu)成，基本回路由電磁閥、氣缸、管路、調(diào)速器、消音器組成。電磁閥控制氣體通斷及執(zhí)行機(jī)構(gòu)換向。氣缸是執(zhí)行機(jī)構(gòu)的基本元件，承擔(dān)負(fù)載、輸出力及轉(zhuǎn)矩。調(diào)速器用來(lái)調(diào)節(jié)氣缸的運(yùn)動(dòng)速度，以滿足負(fù)載的不同速度要求。消音器用來(lái)排除排氣噪聲，保護(hù)環(huán)境?；净芈泛?jiǎn)圖如圖

25、3-2所示： 圖3-2基本回路簡(jiǎn)圖 橫進(jìn)裝置是包裝機(jī)的重要組成部分，它的主要作用是在取袋裝置取來(lái)袋子后，從兩側(cè)夾住袋口，在用真空把持住袋子的同時(shí)，向投料口移動(dòng)，該裝置在往返行程上裝有一個(gè)氣墊裝置。該氣缸在返回(或向前)運(yùn)動(dòng)時(shí)，以高速移動(dòng)，在接近行程終點(diǎn)附近某一點(diǎn)關(guān)閉閥門，使壓縮空氣只能經(jīng)過(guò)另一個(gè)狹窄的通道而限速，氣缸移動(dòng)速度便慢下來(lái)，然后停住，其運(yùn)動(dòng)速度及減慢下來(lái)的速度均由調(diào)速器調(diào)節(jié)，只要不產(chǎn)生振動(dòng)即可。前后兩閥門的開關(guān)控制由配置在橫進(jìn)裝置上的霍爾開關(guān)控制。橫進(jìn)裝置氣路簡(jiǎn)圖如圖3-3所示： 圖3-3橫進(jìn)裝置氣路簡(jiǎn)圖 裝袋、夾袋、開袋口的氣路系統(tǒng)為基本氣動(dòng)回路如圖3-4所示。橫進(jìn)

26、裝置上設(shè)置的開袋口吸盤，夾住袋子送到料斗下面，夾袋機(jī)構(gòu)夾住袋口兩側(cè)后，向內(nèi)側(cè)縮口的同時(shí)，開袋口機(jī)構(gòu)張開，打開袋口。 開口吸袋器在行進(jìn)時(shí)，啟動(dòng)真空裝置，并通過(guò)真空檢測(cè)器檢測(cè)真空度。若真空度未達(dá)到設(shè)定值，則棄袋：若達(dá)到設(shè)定值，則發(fā)出投料信號(hào)。這時(shí)，伸縮料門伸入袋口中卸料。 棄袋有兩種情況：一是真空未達(dá)到設(shè)定值；二是伸縮料門擊偏或擊倒了袋子。 夾袋機(jī)構(gòu)夾住袋口的同時(shí)，夾緊探測(cè)器便發(fā)出一個(gè)對(duì)袋子的探測(cè)信號(hào)，夾緊之后檢測(cè)到袋子正常時(shí)，便發(fā)出投料信號(hào)。只有真空檢測(cè)及夾緊檢測(cè)全部正常才能投料，缺一不可。棄袋或夾緊檢測(cè)未探測(cè)到袋子，要把各個(gè)功能部件返回到其原來(lái)位置。裝袋時(shí)，開口吸袋器不再吸著袋子，返回初

27、始位置。 夾緊檢測(cè)器的設(shè)定值為 :2kg/cm(相對(duì))。 真空檢測(cè)器的設(shè)定值為:300mmHg以上。 圖3-4裝袋、夾袋、開袋口氣路簡(jiǎn)圖 碼垛機(jī)氣路系統(tǒng)中重要部分為托盤倉(cāng)大氣缸升降系統(tǒng)。氣缸下降、中停由換向閥通斷實(shí)現(xiàn)，該系統(tǒng)為進(jìn)氣節(jié)流調(diào)速系統(tǒng)，如圖3-5所示： 圖3-5碼垛機(jī)氣路簡(jiǎn)圖 除了上述裝置的氣路系統(tǒng)，其它裝置均為基本回路。如電子稱重機(jī)、吸袋、取袋等。 （二）真空系統(tǒng) 真空系統(tǒng)由真空泵、真空電磁閥、真空檢測(cè)器、真空管路等組成。它是包裝機(jī)的主要部分之一，其主要功能是吸袋及開袋等。真空泵是真空系統(tǒng)的心臟，提供真空能源，真空電磁閥承擔(dān)真空線路的通斷，真空檢測(cè)器承擔(dān)檢測(cè)真

28、空壓力，并發(fā)出卸料信號(hào)。 四、PLC控制系統(tǒng)設(shè)計(jì) （一）包裝碼垛自動(dòng)生產(chǎn)線工藝流程 包裝碼垛自動(dòng)生產(chǎn)線可自動(dòng)完成稱重、供袋、取袋、裝袋、縫口、輸送、金屬檢測(cè)、重量檢測(cè)及碼垛等功能。全自動(dòng)包裝碼垛生產(chǎn)線的機(jī)械系統(tǒng)主要包括全自動(dòng)稱重單元、包裝單元、輸送檢測(cè)單元、碼垛單元。其主要工藝流程如下：物料自儲(chǔ)料斗進(jìn)入包裝秤的給料裝置，通過(guò)粗、細(xì)給料、實(shí)現(xiàn)粗、細(xì)兩級(jí)加料。當(dāng)秤斗中的物料重量達(dá)到最終設(shè)定值時(shí)，稱重終端發(fā)出停止加料信號(hào)，待空中的飛料全部落入秤斗后此次稱重循環(huán)結(jié)束。 此時(shí)電子包裝秤等待裝袋機(jī)的投料信號(hào)。當(dāng)自動(dòng)裝袋機(jī)完成上袋后，發(fā)出訊號(hào)，使稱重箱打開卸料翻門，向包裝袋內(nèi)投料，卸料后稱重箱關(guān)閉

29、翻門，裝袋機(jī)張開夾袋器，包裝袋通過(guò)夾口整形機(jī)和立袋輸送機(jī)進(jìn)入自動(dòng)折邊機(jī)，包裝袋經(jīng)折邊后，進(jìn)入縫口機(jī)，當(dāng)設(shè)在縫口機(jī)旁邊的光電開關(guān)檢測(cè)到包裝袋后，縫紉機(jī)開始工作，縫合包裝袋，當(dāng)包裝袋離開縫紉機(jī)后，縫紉機(jī)停止，并自動(dòng)切斷縫合線。包裝袋經(jīng)過(guò)倒袋整形機(jī)進(jìn)入金屬檢測(cè)機(jī)及重量復(fù)檢機(jī)，如果檢測(cè)不合格，在包裝袋通過(guò)自動(dòng)撿選機(jī)時(shí)將被剔除，而合格的包裝袋則順利通過(guò)自動(dòng)撿選機(jī)，再經(jīng)噴墨打印機(jī)、過(guò)渡輸送機(jī)、緩?fù)C(jī)等設(shè)備，將包裝袋輸送到碼垛單元，由轉(zhuǎn)位機(jī)根據(jù)碼垛工藝要求將料袋依次按“2袋豎-3袋橫”和“3袋橫-2袋豎”循環(huán)做轉(zhuǎn)位處理。這樣包裝袋便以2袋直或3袋橫的形式進(jìn)入編組機(jī)，最后由碼垛機(jī)將包裝袋堆碼到托盤上，一般以碼

30、8層為一垛。碼垛完成后，垛盤輸送機(jī)將其輸送出碼垛區(qū)，停放在叉車區(qū)域垛盤輸送機(jī)上。碼垛機(jī)所使用的托盤由托盤倉(cāng)和托盤輸送機(jī)根據(jù)程序自動(dòng)提供。 包裝碼垛自動(dòng)生產(chǎn)線工藝流程如圖4-1所示： 圖4-1全自動(dòng)包裝碼垛機(jī)生產(chǎn)線工藝流程圖 （二）程序控制邏輯 1．自動(dòng)供袋控制邏輯 當(dāng)吸袋垂直氣缸電磁閥接通時(shí)，氣缸開始下降，同時(shí)吸袋真空裝置接通，當(dāng)吸袋真空閥達(dá)到設(shè)定值時(shí)，吸袋垂直氣缸開始上升，吸盤吸住袋子上升，上限位開關(guān)打開后，傾斜氣缸電磁閥接通，使垂直氣缸傾斜，把袋送入供袋輥?zhàn)?，斜限位開關(guān)閉合后，傾斜氣缸停止運(yùn)動(dòng)，吸袋真空吸盤斷真空，袋子開始進(jìn)入供袋輥?zhàn)?。同時(shí)，傾斜氣缸開始返回，完成吸袋操作，這

31、個(gè)過(guò)程不斷重復(fù)進(jìn)行。自動(dòng)供袋流程圖如圖4-2所示： 圖4-2自動(dòng)供袋流程圖 2．自動(dòng)取袋控制邏輯 袋子通過(guò)供袋輥?zhàn)铀偷叫蓖邪迳?，?dāng)斜托板上的光電開關(guān)檢測(cè)到袋底時(shí)，支持袋底的斜托盤開始下降，當(dāng)光電開關(guān)檢測(cè)到袋口時(shí)，斜托板上的防滑吸盤吸住袋子。 這時(shí)橫進(jìn)裝置應(yīng)在生產(chǎn)線取袋位置，如果不在，應(yīng)向該方向移動(dòng)，移動(dòng)過(guò)程中，由減速開關(guān)控制減速運(yùn)動(dòng)，由到位限位開關(guān)控制到位。到位后，磕頭裝置傾斜，由限位開關(guān)限位，同時(shí)起動(dòng)真空電磁閥，實(shí)現(xiàn)真空吸袋，經(jīng)過(guò)延時(shí)，吸住袋，磕頭裝置立起，斜托板上升回到原來(lái)位置，完成取袋操作，這個(gè)過(guò)程重復(fù)進(jìn)行。自動(dòng)取袋流程圖如圖4-3所示： 圖4-3自動(dòng)取袋流程圖 3．

32、自動(dòng)裝袋控制邏輯 這時(shí)開袋、抱板與大夾子應(yīng)處于張開位置，橫進(jìn)裝置向包裝線取袋方向移動(dòng)，同時(shí)移動(dòng)過(guò)程中有減速過(guò)程，到位后，限位開關(guān)閉合，抱板與大夾子閉合。當(dāng)夾抱限位開關(guān)閉合后，料斗下縮口夾子應(yīng)張開，同時(shí)取袋裝置真空打開，橫進(jìn)裝置向包裝線裝袋位置 移動(dòng)，同樣經(jīng)過(guò)減速過(guò)程，然后由限位開關(guān)控制到位，抱板與大夾子把裝滿料的帶子送到輸送袋上，夾輥氣缸動(dòng)作，完成夾送動(dòng)作。 同時(shí)空袋子袋口被大夾子夾緊，這時(shí)縮口夾袋壓力接通，縮口夾子向里收，同時(shí)，開袋、抱袋、張開，開袋真空檢測(cè)和夾袋壓力檢測(cè)工作，如果沒(méi)有夾住袋子或沒(méi)有把袋口打開，縮口夾子則松開，開袋真空和夾袋壓力斷開，然后進(jìn)行吹袋操作。 如果通過(guò)加緊壓

33、力檢測(cè)袋子被夾住，真空開袋把袋口確實(shí)打開，則關(guān)閉真空和壓力裝置，卸料門打開，進(jìn)行裝袋操作。 從放料門插入，打開袋口，然后秤卸料總定時(shí)器開始起動(dòng)，總定時(shí)器的時(shí)間設(shè)定為裝袋、拍打、墩實(shí)的時(shí)間，當(dāng)定時(shí)到裝料總時(shí)間的三分之二時(shí)，拍打板上升，進(jìn)行墩實(shí)。總的定時(shí)時(shí)間到后，放料門關(guān)閉，裝料操作完畢。自動(dòng)裝袋流程圖如圖4-4所示： 圖4-4自動(dòng)裝袋流程圖 4．折邊、縫口控制邏輯 橫進(jìn)裝置向包裝線裝料方向移動(dòng)，經(jīng)過(guò)減速過(guò)程，橫進(jìn)裝置到位，抱板與大夾子夾緊，縮口夾子張開，為送袋操作做好準(zhǔn)備。 當(dāng)橫進(jìn)裝置向包裝線裝料方向移動(dòng)時(shí)，同時(shí)把裝滿料的袋子送到輸送帶上，進(jìn)行折邊、縫袋口操作。這樣完成送袋操作，此

34、后重復(fù)上述各種操作。折邊縫口流程圖如圖4-5所示： 圖4-5折邊縫口流程圖 5．轉(zhuǎn)位/編組控制邏輯 由編組傳輸光電開關(guān)PHI.3對(duì)袋數(shù)進(jìn)行計(jì)數(shù)，然后根據(jù)計(jì)數(shù)結(jié)果來(lái)確定轉(zhuǎn)位機(jī)的動(dòng)作，當(dāng)計(jì)數(shù)值為0-2和7-10時(shí)，轉(zhuǎn)位機(jī)動(dòng)作使袋轉(zhuǎn)位90“。當(dāng)計(jì)數(shù)值為3-6時(shí)，轉(zhuǎn)位機(jī)不動(dòng)作，使袋直接通過(guò)轉(zhuǎn)位機(jī)。當(dāng)計(jì)數(shù)值為3、5、7和10時(shí)，激發(fā)編組機(jī)滿有效。當(dāng)計(jì)數(shù)值為5和10時(shí)，激發(fā)層滿有效。 料袋至編組傳輸位，編組傳輸電機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)。轉(zhuǎn)位傳輸電機(jī)的運(yùn)轉(zhuǎn)由編組機(jī)是否忙有關(guān)，若編組機(jī)占位，袋至轉(zhuǎn)位機(jī)后，停止傳輸，處于等待狀態(tài)。緩?fù)C(jī)的運(yùn)轉(zhuǎn)由轉(zhuǎn)位機(jī)和緩?fù)C(jī)是否占位有關(guān)，其中兩者都占位時(shí)，緩?fù)C(jī)暫停傳輸。轉(zhuǎn)位、編組

35、流程圖如圖4-6所示： 圖4-6轉(zhuǎn)位、編組流程圖 6．推袋/分層控制邏輯 編組機(jī)滿信號(hào)激發(fā)一次推袋動(dòng)作，推袋前進(jìn)之前，推袋擋板關(guān)閉。若滿半層時(shí)，推袋到滑臺(tái)位置，推袋擋板打開，然后推袋機(jī)返回：當(dāng)滿一層而且分層機(jī)空時(shí)，推袋機(jī)推倒前端位置，推袋擋板打開，然后推袋機(jī)返回。 料袋進(jìn)入分層機(jī)后，側(cè)面整形擋板合上，然后壓袋機(jī)向下壓袋。若托盤處于分層碼垛位置時(shí)，分層機(jī)打開，升降機(jī)開始下降，壓袋機(jī)壓到位后，壓袋和側(cè)面整形氣缸返回，升降機(jī)停止下降。若分層機(jī)空(分層滿光電開關(guān)PH2.2為OFF)和壓袋機(jī)返回到位，分層機(jī)開始關(guān)閉。推袋、分層流程圖如圖4-7所示： 圖4-7推袋、分層流程圖 7．升降

36、機(jī)控制邏輯 分層機(jī)動(dòng)作和分層機(jī)滿光電開關(guān)PH2.2觸發(fā)一次層計(jì)數(shù)，升降機(jī)根據(jù)層計(jì)數(shù)結(jié)果確定是否排垛。若層數(shù)小于8時(shí)，進(jìn)行分層碼垛動(dòng)作：當(dāng)層數(shù)為8時(shí)，觸發(fā)一次排垛動(dòng)作。 空托盤到達(dá)待碼垛位置時(shí)，升降機(jī)開始上升，到達(dá)上限位或升降機(jī)上臨界光電開關(guān)PH2.3為0時(shí)，停止上升，等待分層碼垛。升降機(jī)根據(jù)所碼層數(shù)確定是否排垛，當(dāng)碼完8層后，升降機(jī)下降到達(dá)下限位置后，停止下降，并觸發(fā)托盤輸送機(jī)排垛。當(dāng)排垛未完成時(shí)，升降機(jī)上升或下降動(dòng)作均無(wú)效。升降機(jī)控制流程圖如圖4-8所示： 圖4-8升降機(jī)控制流程圖 ８．托盤和垛盤輸送機(jī)控制邏輯 當(dāng)升降機(jī)排垛時(shí)，托盤和垛盤輸送機(jī)是否起動(dòng)排垛，取決于垛盤位是否有空

37、。若無(wú)空，則聲光報(bào)警，輸送機(jī)處于等待狀態(tài)，一旦有空，則啟動(dòng)排垛輸送。當(dāng)實(shí)垛盤未到達(dá)垛盤輸送機(jī)時(shí)，托盤輸送機(jī)繼續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)。若空托盤到位和排垛完畢后，托盤輸送機(jī)停止運(yùn)轉(zhuǎn)。然后，啟動(dòng)托盤倉(cāng)動(dòng)作，自動(dòng)放一個(gè)空托盤到待傳托盤位置上。 當(dāng)垛盤叉裝位置或垛盤緩沖位置有空而托盤輸送機(jī)占位時(shí)，垛盤輸送機(jī)將自動(dòng)啟動(dòng)運(yùn)行，將實(shí)垛盤送到垛盤緩沖位置上。托盤、垛盤輸送流程圖如圖4-9所示： 圖4-9托盤、垛盤輸送流程圖 （三）PLC控制系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì) PLC控制系統(tǒng)是全自動(dòng)包裝生產(chǎn)線的核心部位，而在包裝過(guò)程中，動(dòng)作多，運(yùn)動(dòng)復(fù)雜，這就是要求控制系統(tǒng)具有很高的可靠性、良好的節(jié)能措施、很強(qiáng)的故障診斷能力，確保生產(chǎn)的穩(wěn)定

38、運(yùn)行。由于包裝生產(chǎn)線的各種控制為開關(guān)量，動(dòng)作關(guān)系復(fù)雜，I/O點(diǎn)數(shù)較多，選擇日本三菱公司的FXZN系列PLC。該系列PLC為模塊式結(jié)構(gòu)，可以根據(jù)控制系統(tǒng)的需要靈活地組合成最佳的配置。 1．硬件配置 硬件配置包括FXZN基本單元、FXZN擴(kuò)展單元、檢測(cè)元件(光電開關(guān)、接近開關(guān)、真空開關(guān)等)、人機(jī)操作界面(按鈕、指示燈等)、控制元件(交流接觸器、變頻器、電磁閥等)以及執(zhí)行元件(電機(jī)和氣缸等)。 2．FXZN系列PLC輸入輸出擴(kuò)展方法 FXZN系列PLC是由電源、CPU、輸入輸出和程序存儲(chǔ)器組成的單元型可編程控制器。其主機(jī)稱為基本單元，為主機(jī)備有可擴(kuò)充輸入輸出點(diǎn)數(shù)的“擴(kuò)展單元(電源+I/0)和

39、擴(kuò)展模塊(I/0)”，此外，還可以連接特殊擴(kuò)展設(shè)備，用于特殊控制。 其中，基本單元型號(hào)名稱形式為FXZN-⑧-⑧型，⑧-⑧為輸入輸出總點(diǎn)數(shù)，可以為16、32、48、64、80、128，在總點(diǎn)數(shù)中輸入輸出點(diǎn)數(shù)按照l(shuí)：1分配。輸出形式可以是R、S和T，R:繼電器輸出，S：三端雙向可控硅輸出，T：晶體管輸出。該單元使用ACIOO/ZOOV電源、DC24V輸入，通常不需要設(shè)置。如FXZN-48MR-001，表示該P(yáng)LC的輸入輸出點(diǎn)數(shù)均為24，輸出形式是繼電器輸出，使用AC電源DC輸入，為基本單元。擴(kuò)展單元型號(hào)名稱形式為FXZN-①-⑧，待定參數(shù)參看基本單元型號(hào)的解釋，不再贅述。擴(kuò)展模塊型號(hào)名稱形式為

40、FXZN-①-⑧，其中⑧-⑧為輸入輸出總點(diǎn)數(shù)，圖為輸出形式，可以是EX或EYR或EYT或EYS，表示擴(kuò)展模塊是僅擴(kuò)展輸入點(diǎn)或者僅擴(kuò)展輸出點(diǎn)，如FXZN-16EYR，表明該模塊可以擴(kuò)展16個(gè)繼電器輸出點(diǎn)。 在組織FXZN系列時(shí)，須考慮下述各點(diǎn): 輸入輸出總點(diǎn)數(shù)控制在256點(diǎn)以內(nèi)，其中輸入點(diǎn)數(shù)和輸出點(diǎn)數(shù)均不能超過(guò)184點(diǎn)DC24V電源和DCSV電源的容量，基本單元和擴(kuò)展單元內(nèi)部裝有電源，可以對(duì)擴(kuò)展模塊供給DC24V電源，對(duì)特殊模塊供給DCSV電源，因此擴(kuò)展模塊和特殊模塊的耗電量應(yīng)該控制在基本單元及擴(kuò)展單元的電源范圍以內(nèi)。 對(duì)于FXZN基本單元，外接特殊單元和特殊模塊的數(shù)量，最多不超過(guò)8臺(tái)。關(guān)

41、于輸入輸出序號(hào)的編號(hào)問(wèn)題，F(xiàn)XZN系列PLC使用如下的編號(hào)方法： （1）輸入繼電器(X)輸出繼電器(Y)的序號(hào)是由基本單元開始，按連接順序分配八進(jìn)制數(shù)碼； （2）特殊擴(kuò)展設(shè)備和PLC使用PLC的FROM和T0指令進(jìn)行數(shù)據(jù)信息交換，但是輸入輸出繼電器不占序號(hào)； （3）功能擴(kuò)展板，F(xiàn)XZN-CNV-IF型轉(zhuǎn)換電纜，和輸出輸入點(diǎn)數(shù)無(wú)關(guān)。 3．具體的輸入輸出擴(kuò)展 根據(jù)對(duì)于本生產(chǎn)線的分析，系統(tǒng)需要約130個(gè)輸入點(diǎn)、160個(gè)輸出點(diǎn)，總的點(diǎn)數(shù)約在290個(gè)左右，加上一定的點(diǎn)數(shù)裕量，系統(tǒng)總的輸入輸出點(diǎn)數(shù)應(yīng)該配置在320點(diǎn)左右，而FXZN系統(tǒng)最大的點(diǎn)數(shù)是256點(diǎn)，所以決定采取分段控制，將整個(gè)系統(tǒng)分成2段

42、，前一段從電子稱重機(jī)到噴墨打印機(jī)，使用一個(gè)PLC系統(tǒng)控制，具體的擴(kuò)展方法是FXZN-128MR+FXZN-48E各-臺(tái)，共有點(diǎn)數(shù)176個(gè)，輸入點(diǎn)88個(gè)，編號(hào)范圍是X000-X127，輸出點(diǎn)88個(gè)，編號(hào)范圍是YOOO-Y127：剩下的后面作為一個(gè)控制系統(tǒng)，使用FXZN-128MR+FXZN-16EYR，總點(diǎn)數(shù)144個(gè)，輸入點(diǎn)數(shù)64個(gè)，編號(hào)范圍是XO00-x077，輸出點(diǎn)S0個(gè)，編號(hào)范圍是 Y000-YI17。這樣系統(tǒng)的總點(diǎn)數(shù)為320點(diǎn)，其中輸入點(diǎn)152個(gè)，輸出點(diǎn)168個(gè)，可以滿足系統(tǒng)的要求。圖4-10是I/0擴(kuò)展連接示意圖： 圖4-10 I/O擴(kuò)展連接示意圖 4．分配輸入/輸出點(diǎn) 一般

43、輸入點(diǎn)與輸入信號(hào)、輸出點(diǎn)與輸出控制是一一對(duì)應(yīng)的。分配好后，按系統(tǒng)配置的通道與接點(diǎn)號(hào)，分配給每一個(gè)輸入信號(hào)和輸出信號(hào)即進(jìn)行編號(hào)。FXZN型PLC的輸入/輸出通道號(hào)采用自由配置、固定通道方式。輸入輸出繼電器可自由選擇，與輸入點(diǎn)對(duì)應(yīng)的即為輸入繼電器，與輸出點(diǎn)對(duì)應(yīng)的即為輸出繼電器。全自動(dòng)包裝碼垛生產(chǎn)線控制系統(tǒng)包裝部分及碼垛部分輸入輸出接口如表4-11所示： 表4-11包裝部分及碼垛部分輸入輸出接口 輸入 輸出 名稱 接口 名稱 接口 吸袋垂直氣缸 X001 垂直氣缸下降 Y001 吸袋真空裝置 X002 垂直氣缸上升 Y002 吸袋真空閥 X003 吸盤 Y003

44、 上限位開關(guān) X004 垂直氣缸傾斜 Y004 傾斜氣缸電磁閥 X005 斜托板下降 Y010 斜限位開關(guān) X006 防滑吸盤吸袋 Y011 斜托板光電開關(guān) X010 磕頭裝置傾斜 Y013 光電開關(guān) X011 真空吸袋 Y014 橫進(jìn)裝置減速開關(guān) X012 磕頭裝置立起 Y015 橫進(jìn)裝置裝袋點(diǎn)限位 X013 斜托板上升 Y020 傾斜限位 X014 抱板閉合 Y021 磕頭裝置到位信號(hào) X015 大夾子閉合 Y022 橫進(jìn)裝置取袋點(diǎn)限位 X020 料斗下縮口夾子張開 Y024 夾包限位 X021 取袋真空

45、裝置打開 Y025 橫進(jìn)裝置移動(dòng)限位開關(guān) X022 縮口夾子向里收 Y026 開袋真空監(jiān)測(cè) X023 夾輥氣缸動(dòng)作 Y027 夾袋壓力檢測(cè) X024 開袋 Y030 打開口袋 X040 抱袋 Y031 橫進(jìn)裝置限位 X041 張開 Y033 橫進(jìn)裝置限位 X050 縮口夾子張開 Y037 輸送帶 X051 放料門插入 Y040 倒帶 X053 拍打板上升 Y042 整形 X054 敦實(shí) Y043 金屬檢測(cè) X055 折邊 Y044 金屬信號(hào) X056 縫口 Y045 重量檢測(cè) X057 倒袋氣缸伸出

46、 Y050 編組傳輸光電開關(guān) X001 整形氣缸動(dòng)作 Y051 料袋傳輸限位開關(guān) X002 檢測(cè)器聲光報(bào)警 Y060 推袋擋板關(guān)閉 X003 檢選機(jī)剔除 Y061 滿半層信號(hào) X004 橫進(jìn)裝置 Y100 滑臺(tái)限位開關(guān) X005 轉(zhuǎn)位機(jī)轉(zhuǎn)位 Y071 推袋前端限位 X006 編組傳輸電機(jī) Y004 側(cè)面整形擋板 X007 轉(zhuǎn)位傳輸電機(jī) Y005 碼垛位限位 X010 緩?fù)C(jī)運(yùn)轉(zhuǎn) Y006 壓袋限位 X011 推袋 Y000 壓袋返回 X012 滑臺(tái)推袋擋板打開 Y001 分層機(jī)滿信號(hào) X013 推袋機(jī)返回

47、 Y002 滿一層信號(hào) X015 分層機(jī)分層 Y003 前端推袋擋板 X016 升降機(jī)下降 Y007 托盤至碼垛位 X020 前端推袋擋板打開 Y074 升降機(jī)上限位 X021 側(cè)面整形 Y075 升降機(jī)上臨界 X022 壓袋機(jī)壓袋 Y076 升降機(jī)下限位 X023 托盤輸送機(jī) Y020 分層機(jī)開 X024 升降機(jī)上升 Y010 分層機(jī)關(guān) X025 聲光報(bào)警 Y030 換停機(jī)占位 X026 排垛輸送 Y031 編組機(jī)滿 X027 托盤倉(cāng)動(dòng)作 Y035 垛盤位空 X030 垛盤輸送機(jī) Y036

48、 空托盤到位 X033 托盤倉(cāng)聲光報(bào)警 Y040 托盤叉位置空 X034 托盤倉(cāng)上升 Y050 垛盤緩沖位置空 X035 托盤倉(cāng)下降 Y051 緩沖位置限位 X037 托盤叉打開 Y052 托盤上升信號(hào) X050 托盤叉合上 Y053 待傳位信號(hào) X051 托盤倉(cāng)上位 X052 托盤倉(cāng)中位 X053 實(shí)托盤到位 X054 托盤倉(cāng)底部位 X055 托盤倉(cāng)下降 X057 轉(zhuǎn)位機(jī)停止 X060 5．控制系統(tǒng)供電原理圖 本系統(tǒng)供電電源采用三相四線制上機(jī)供電。供電電源等級(jí)為AC3

49、80士5%，50Hz。上機(jī)電源經(jīng)總的低壓斷路器“QFO”為整機(jī)供電。其中QFI給包裝部分電機(jī)Ml.1-M10.1提供電源，QFZ給碼垛部分電機(jī) Ml1.1-MZO.1提供電源，QF3給變頻器和電機(jī)M21.1-淞5.1提供電源，QF4為打印機(jī)、金檢、重量復(fù)檢提供電源。整機(jī)的接地保護(hù)與系統(tǒng)的接地保護(hù)網(wǎng)相聯(lián)接。系統(tǒng)供電原理圖見圖4-12，電機(jī)控制電路圖見圖4-13： 圖4-11系統(tǒng)供電原理圖 圖4-12電機(jī)控制電路圖 （四）PLC控制系統(tǒng)軟件程序設(shè)計(jì) 包裝碼垛自動(dòng)生產(chǎn)線控制系統(tǒng)是基于PLC集成控制的系統(tǒng)，根據(jù)本節(jié)敘述的內(nèi)容中的系統(tǒng)整體控制流程圖及系統(tǒng)的輸入和輸出信號(hào)，來(lái)編制PLC

50、的梯形圖。PLC采用循環(huán)掃描方式，按梯形圖從上而下，從左而右的先后順序予以執(zhí)行。下面給出的是程序的梯形圖，使用三菱公司全系列編程軟件 GXDevel。Per-8C編輯，編程方式是梯形圖，如圖4-13(a ）和4-13(b)所示，其中4-13(a)是前段包裝部分的梯形圖，4-13(b)為系統(tǒng)后段碼垛部分的梯形圖。(梯形圖放在附頁(yè)) 結(jié) 論 通過(guò)此次畢業(yè)設(shè)計(jì)，我不僅把知識(shí)融會(huì)貫通，而且豐富了大腦，同時(shí)在查找資料的過(guò)程中也了解了許多課外知識(shí)，開拓了視野，認(rèn)識(shí)了將來(lái)在自動(dòng)化的發(fā)展方向，使自己在專業(yè)知識(shí)方面和動(dòng)手能力方面有了質(zhì)的飛躍。 畢業(yè)設(shè)計(jì)是我作為一名學(xué)生即將完成學(xué)業(yè)的最后一次作業(yè)，

51、它既是在學(xué)校知識(shí)的全面總結(jié)和綜合應(yīng)用，也是對(duì)我們知識(shí)運(yùn)用的檢測(cè)，又為今后走向社會(huì)的實(shí)際操作應(yīng)用鑄就了良好的開端。 在不段的努力下我的畢業(yè)設(shè)計(jì)終于完成了。在沒(méi)有做畢業(yè)設(shè)計(jì)時(shí)覺(jué)得畢業(yè)設(shè)計(jì)是對(duì)幾年來(lái)多學(xué)知識(shí)的總結(jié)，但是真的將面對(duì)畢業(yè)設(shè)計(jì)時(shí)發(fā)現(xiàn)自己的想法是錯(cuò)誤的。 畢業(yè)設(shè)計(jì)不僅是對(duì)前面所學(xué)知識(shí)的檢驗(yàn)，而且也是對(duì)自己能力的一種提高。通過(guò)這次畢業(yè)設(shè)計(jì)使我明白了自己原來(lái)知識(shí)太理論化了，面對(duì)單獨(dú)的課題是感覺(jué)很茫然。自己要學(xué)習(xí)的東西還是很多，以前總是覺(jué)得自己什么東西都會(huì)，什么東西都懂，有點(diǎn)眼高手低。通過(guò)這次設(shè)計(jì)，我才明白了學(xué)習(xí)是一個(gè)長(zhǎng)期的積累過(guò)程，在以后的工作中、生活中都應(yīng)該不斷的學(xué)習(xí)，努力提高自己的知識(shí)和

52、綜合素質(zhì)。 在整個(gè)設(shè)計(jì)我弄懂了很多東西，也培養(yǎng)我獨(dú)立工作的能力，樹立了對(duì)自己工作能力的信息，相信對(duì)今后的學(xué)習(xí)工作生活有非常重要的幫助。而且大大的提高了動(dòng)手的能力，使我充分的體會(huì)到了再創(chuàng)造過(guò)程中探索的艱難和成功時(shí)的喜悅。雖然這次設(shè)計(jì)做的還不夠好，但是在設(shè)計(jì)過(guò)程中所學(xué)到的東西，是我終身受益。 參考文獻(xiàn) [1]胡學(xué)林．可編程控制器教程．電子工業(yè)出版社．2001 [2]徐元昌．工業(yè)機(jī)器人．中國(guó)輕工業(yè)出版社．1998 [3]蔡鶴皋．機(jī)電一體化技術(shù)手冊(cè)．北京機(jī)械工業(yè)出版社．2002 [4]常健生．檢測(cè)與轉(zhuǎn)換技術(shù)．機(jī)械工業(yè)出版社．2000 [5]閻石．?dāng)?shù)字電子技術(shù)基礎(chǔ)．高等教育出版社．199

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54、蕩寬廣的胸懷教導(dǎo)了我做人的道理。值此論文完成之際，瑾向全系各位老師表示最衷心的感謝，并致以崇高的敬意！ 在課題的研究和論文撰寫過(guò)程中，得到了學(xué)院老師的大力支持，在此對(duì)你們表示衷心的感謝！ 附 頁(yè) 圖4-13（a）包裝部分控制梯形圖（1/2）  圖4-13（a）包裝部分控制梯形圖（2/2）  圖4-13（b）碼垛部分控制梯形圖（1/5） 圖4-13（b）碼垛部分控制梯形圖（2/5）  圖4-13（b）碼垛部分控制梯形圖（3/5）  圖4-13（b）碼垛部分控制梯形圖（4/5）  圖4-13（b）碼垛部分控制梯形圖（5/5）