机电一体化专业论文模板

1、 准考证号：本科生毕业论文（设计）流质瓶装自动灌装线质量检测部分（重量检测）的设计学 院： 专 业： 班 级： 学生姓名： 指导老师： 完成日期： 指导教师评语建议成绩：优 良 中 及格 不及格指导教师签字 年 月 日最终评定成绩：优 良 中 及格 不及格系主任签字 年 月 日本科论文原创性申明本人郑重申明：所呈交的论文（设计）是本人在指导老师的指导下独立进行研究，所取得的研究成果。除了文中特别加以标注引用的内容外，本论文（设计）不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写的成果作品。对本文的研究做出重要贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式表明。本人完全意识到本申明的法律后果由本人承担。学位论文作

2、者签名（手写）： 签字日期： 年 月 日 本科论文版权使用授权书本学位论文作者完全了解学校有关保留、使用学位论文的规定，同意学校保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版，允许论文被查阅和借阅。本人授权江西科技学院可以将本论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编本学位论文。学位论文作者签名（手写）： 指导老师签名（手写）： 签字日期： 年 月 日 签字日期： 年 月 日江西科技学院本科生毕业论文（设计）目 录第1章 绪 论11.1课题背景11.2选题目的及意义21.3所要研究的主要内容2第2章 文中所用三种传感器32.1接近开关32.2微

3、动开关42.3光电开关5第3章 采取方案73.1三类传感器的综合比较73.2问题分析83.3选择传感器开关93.4所选传感器的安装113.5安装的具体文职示意图113.6检测过程分析11致谢1211第一章 绪论1.1 课题背景在信息化社会，几乎没有任何一种科学技术的发展和应用能够离得开传感器和信号探测技术的支持。生活在信息时代的人们，绝大部分的日常生活与信息资源的开发、采集、传送和处理息息相关。传感器产业作为国内外公认的具有发展前途的高技术产业，以其技术含量高、经济效益好、渗透能力强、市场前景广等特点为世人瞩目。我国在传感器技术研究方面，正在逐渐缩小与国外的差距，一批基于MEMS技术的新型传感

4、器正在进入市场，在各领域中不断拓宽应用范围，设计技术、材料控制技术、生产技术、可靠性技术和测试技术不断发展成熟，量产能力逐步提高。在市场竞争日趋激烈的条件下，我国生产的传统传感器，如力学量传感器、气体传感器、温度传感器、光学传感器、电压敏传感器，产销形势稳中有升，不仅在国内市场的份额逐步增长，还同时满足了部分国外市场的需求。当前，我国传感器产业正处于由传统型向新型传感器发展的关键阶段，它体现了新型传感器向微型化、多功能化、数字化、智能化、系统化和网络化发展的总趋势。就当前技术发展现状来看，微型传感器已经对大量不同应用领域，如航空、远距离探测、医疗及工业自动化等领域的信号探测系统产生了深远影响;

5、目前开发并进入实用阶段的微型传感器已可以用来测量各种物理量、化学量和生物量，如位移、速度/加速度、压力、应力、应变、声、光、电、磁、热、PH值、离子浓度及生物分子浓度等。通常情况下一个传感器只能用来探测一种物理量，但在许多应用领域中，为了能够完美而准确地反映客观事物和环境，往往需要同时测量大量的物理量。由若干种敏感元件组成的多功能传感器则是一种体积小巧而多种功能兼备的新一代探测系统，它可以借助于敏感元件中不同的物理结构或化学物质及其各不相同的表征方式，用单独一个传感器系统来同时实现多种传感器的功能。随着传感器技术和微机技术的飞速发展，目前已经可以生产出来将若干种敏感元件综装在同一种材料或单独一

6、块芯片上的一体化多功能传感器。在各种新兴科学技术呈辐射状广泛渗透的当今社会，作为现代科学“耳目”的传感器系统，作为人们快速获取、分析和利用有效信息的基础，必将进一步得到社会各界的普遍关注。从20世纪80年代起，逐步在世界范围内掀起一股“传感器热”，各先进工业国都极为重视传感技术和传感器研究、开发和生产。传感技术已成为重要的现代科技领域，传感器及其系统生产已成为重要的新兴行业。 1.2 选题目的及意义本文选题的目的在于充分利用日臻成熟的传感检测技术，使用于工业生产自动化过程之中，以不断提高工业生产的效率，最终实现生产利润最大化的预期。传感器与检测技术在工业中的适用已经非常普及，本课题的研究在于使

7、工业生产更加合理化、准确化、标准化。1.3 所要研究的主要内容 流质瓶装自动灌装线质量检测部分（重量检测）的设计瓶装流质的重量要求为±20克。超过则企业盈利降低，同时保质期降低；过低则不符合国家标准。工作过程如下：有两个称重托盘，A托盘和B托盘。均利用杠杆效应。A用于检测重量是少了。A托盘的指示杆(牌)过低时，表示重量不够，推杆将瓶子退出生产线后人工处理；B托盘用于检测重量是否多了，如果B托盘的指示杆（牌）过高，表示重量超了。设计两个传感器，用来检查瓶子的重量是否合适，输出的电信号输送到PLC中，由PLC控制推杆将不合格的瓶子分别推到不同的处理区中。示意图如下：可供使用的传感器是：A

8、、 接近开关B、 微动开关C、 光电开关在支撑座和指示杆（牌）旁边均可安装传感器。第二章 文中所用的三种传感器2.1接近开关接近开关又称晶体管无触点开关,它是应用晶体管技术的一种新型电子开关元件。由于接近开关具有性能可靠、响应时间快、响应频率高、寿命长和可耐受各种恶劣环境等优点,所以,它已广泛应用到自动化的各个领域。随着各种生产设备自动化程度的提高接近开关作为光电开关的一种,其应用在国外讯速普及。同时,随着国外对接近开关的改进、完善以及附加功能的提高与开关,接近开关必将有更加广泛的应用前景。接近开关是由哪几部分组成的，如何工作，原理如何？接近开关属于一种有开关量输出的位置传感器根据工作原理的不

9、同分为电感式和电容式，电感式接近开关它由LC高频振荡器和放大处理电路组成，利用金属物体在接近这个能产生电磁场的振荡感应头时，使物体内部产生涡流。这个涡流反作用于接近开关，使接近开关振荡能力衰减，内部电路的参数发生变化，由此识别出有无金属物体接近，进而控制开关的通或断。这种接近开关所能检测的物体必须是金属物体，检测距离由0.8mm至150mm。可根据客户需要制作成耐高温型接近开关，最高温度150。 电容式接近开关的测量头通常是构成电容器的一个极板，而另一个极板是物体的本身，当物体移向接近开关时，物体和接近开关的介电常数发生变化，使得和测量头相连的电路状态也随之发生变化，由此便可控制开关的接通和关

10、断。这种接近开关的检测物体，并不限于金属导体，也可以是绝缘的液体或粉状物体,在检测较低介电常数的物体时，可以顺时针调节多圈电位器（位于开关后部）来增加感应灵敏度。接近开关的主要功能（1）检验距离检测电梯、升降设备的停止、起动、通过位置；检测车辆的位置，防止两物体相撞检测；检测工作机械的设定位置，移动机器或部件的极限位置；检测回转体的停止位置，阀门的开或关位置；检测气缸或液压缸内的活塞移动位置。（2）尺寸控制金属板冲剪的尺寸控制装置；自动选择、鉴别金属件长度；检测自动装卸时堆物高度；检测物品的长、宽、高和体积。（3）检测物体存在有否检测生产包装线上有无产品包装箱；检测有无产品零件。（4）转速与速

11、度控制控制传送带的速度；控制旋转机械的转速；与各种脉冲发生器一起控制转速和转数。（5）计数及控制检测生产线上流过的产品数；高速旋转轴或盘的转数计量；零部件计数。（6）检测异常检测瓶盖有无；产品合格与不合格判断；检测包装盒内的金属制品缺乏与否；区分金属与非金属零件；产品有无标牌检测；起重机危险区报警；安全扶梯自动启停。（7）计量控制产品或零件的自动计量；检测计量器、仪表的指针范围而控制数或流量；检测浮标控制测面高度，流量；检测不锈钢桶中的铁浮标；仪表量程上限或下限的控制；流量控制，水平面控制。（8）识别对象根据载体上的码识别是与非。（9）信息传送ASI（总线）连接设备上各个位置上的传感器在生产线

12、（50-100米）中的数据往返传送等。2.2微动开关微动开关是一种施压促动的快速开关，又叫灵敏开关。其工作原理是外机械力通过传动元件（按销、按钮、杠杆、滚轮等）将力作用于动作簧片上，并将能量积聚到临界点后，产生瞬时动作，使动作簧片末端的动触点与定触点快速接通或断开。当传动元件上的作用力移去后，动作簧片产生反向动作力，当传动元件反向行程达到簧片的动作临界点后，瞬时完成反向动作。  微动开关的特点：微动开关的触点间距小、动作行程短、按动力小、通断迅速。其动触点的动作速度与传动元件动作速度无关。    微动开关以按销式为基本型，可派生按钮短行程式、按钮大行程式、按钮特大

13、行程式、滚轮按钮式、簧片滚轮式、杠杆滚轮式、短动臂式、长动臂式等等。    微动开关的开关压力是多少牛顿？ 根据不同的运用工作条件，开关的压力是不一样的 有0.25N 0.5N 1N 1.5N 2N 或者往上更高的 小一点点的力度也是有的 微动开关的技术参数  差程（D.T.）- 柱塞或者执行元件的行程是从接触点的“快动”到接触点的“快回”。   自由位置（F.P.）   在没有外力作用时开关柱塞或者执行元件的自由位置（不包括重力）。  全超行程力 达到执行元件全部超行程所需要的力。   工作点（O.P.）

14、60; 执行元件或者柱塞的接触点从正常状态到工作状态的点。（注意在可调节或者柔性执行元件情况下，工作点是从杠杆末端测量或者是其最大长度。测量工作位置的所在可以参考安装尺寸示例。）  操作力（O.F.）   使得开关柱塞或者执行元件“快回”的力的总和。注意在可调节执行元件情况下，这个力是从杠杆的最大长度距离测量的。   过行程（O.T.）   柱塞或者执行元件在工作位置以外的安全行程。   预行程（P.T.）   在移动柱塞或者执行元件从自由位置到工作位置所经历的距离或者角度。2.3光电开关光电开关为成对使用，其中一个为发射端，一个为接

15、收端。发射端的光电开关有两根线，只要供上12V240V直流或24V240V的交流电即可正常工作，正常工作的表现为光电开关上的红色指示灯亮；接收端有五根线；其中两根线的颜色和发射端的两根线的颜色一样为电源供电；另外三根线中有一根为公共端（检测线上接+5V电源），一根为常开端，一根为常闭端，视光电开关的型号而定。用常开或常闭将公共端5V的电压提供给计算机。当电源工作正常的情况下，把发射端和接收端对在一条线上后，两端的光电开关指示灯全亮，否则可能接收端的指示灯不会亮，正常检测时两个光电开关上的指示灯应该全亮。光电开关的特点：1、检测距离长：与电感式接近开关相比，可以获得很长的检测距离，例如：对射型开

16、关检测距离可达数十米，反射已从几厘米到几米，由于是非接触检测，所以不损伤被测物，也不受其影响。 2、检测对象广泛：因为是根据检测对象的反射和透光检测，所以不管是金属、即使是玻璃、橡胶、木材、液体、气体等几乎都可以检测。 3、响应速度快：检测介质本身是高速的，因为几乎不包含机械动作，因而可以获得非常高的检测速度。 4、分辨能力高：因为光是直线传播，且波长短，因而分辨率高，适用于微小物体和高精度位置检测。 5、容易取得规则的检测区：采用了透镜等光学系统，可以比较容易的聚光、扩散和折射，对应不同的检测对象和不同的使用环境，可以适当的选取具有某种检测区域的产品。 6、不受磁场和振动的影响：检测开关一般

17、较多地安装在具有较强磁场和振动的场所，从本质上说，光电开关受其影响很少，因而能够可靠的动作。 7、利用光的特性检测：可以做色标、形状特征的选择检测。 8、寿命长：由于是非接触检测，所以寿命长，特别是用发光二极管做为光源，控制输出采用无接点方式，寿命就更长。光电开关工作原理 光电开关的原理是根据投光器发出的光束,被物体阻断或部分反射,受光器最终据此作出判断反应. 类型说明对射式（透过型）对射式光电开关是将投光器与受光器置于相对的两个装置,光束也是在相对的两个装置之间,穿达投光器与受光器之间的物体会阻断光束并启动受光器。(图R1)扩散反射型（漫反射型）扩散反射型光电开关将投光器与受光器置于一体内,

18、光电开关反射的光被检测物体反射回受光器。(图R2)镜面反射型(反馈反射型) 镜面反射型的反射式光电开关也将投光器与受光器置于一体，它不同于其它模式是它采用反射板将光线反射到光电开关，光电开关与反射板之间的物体虽然也会反射光线，但其效率远低于反射板，因而切断反射光束。(图R3) 会聚型反射式（聚光型）会聚型反射式的光电开关的工作原理类似 于直接反射式光电开关，然而其投光器与 受光器聚焦于物距离，只有当物体出现在 聚焦时，光电开关才有动作。(图R4)第3章 采取方案3.1 三类传感器的综合比较：微动开关是机械外力直接作用于触点上触发动作。接近开关的原理是传感器，分电容，电感，电磁等等，为非接触式的

19、；光电开关也是非接触式。接近开关具有性能可靠、响应时间快、响应频率高、寿命长和可耐受各种恶劣环境等优点。微动开关的触点间距小、动作行程短、按动力小、通断迅速。其动触点的动作速度与传动元件动作速度无关。光电开关具有检测距离长、检测对象广泛、响应速度快、分辨能力高、容易取得规则的检测区、不受磁场和振动的影响、利用光的特性检测、寿命长的特点。光电开关一搬检测相对比较远距离1-几百米的物体，主要是靠光线来回馈信号，接近开关一搬检测距离不远，也就0-30毫米左右，主要是磁场回馈信号！由于接近开关响应频率高、寿命长和可耐受各种恶劣环境，而且课题中要求所用传感器性能稳定可靠；然而，光电开关响应速度快、分辨力

20、高、不受磁场和振动的影响是最优选择；故此在方案一将选用接近开关，光电开关将用于方案二之中。3.2问题分析：课题中A用于检测重量是少了,A托盘的指示杆(牌)过低时，表示重量不够，推杆将瓶子退出生产线后人工处理；B托盘用于检测重量是否多了，如果B托盘的指示杆（牌）过高，表示重量超了。均利用杠杆效应。第二章中已经详细介绍了三类可供使用的传感器，从课题中的实际生产环境及其他因素考虑，应该选用价廉、使用寿命长、性能稳定的产品；同时，考虑到流质瓶传输过程中可能存在冲击从而引起检测设备的震动，将导致检测误差，所以，对所选设备应该进行这方面的考虑。称重托盘的指示牌的大小为25X30 （mm）,则所选用的传感器

21、直径应小于25mm；在称重过程中，当没有瓶子到来或欠重时指示牌处于Y位置，当有瓶子且不欠重时指示牌处于X位置；对于A只有当瓶子不欠重时指示牌才会处于X位置，而对于B只有当瓶子超重时才处于X位置，指示牌大多数时候是处于Y位置的，所以，传感器应置于Y位置。电感式接近开关它由LC高频振荡器和放大处理电路组成，利用金属物体在接近这个能产生电磁场的振荡感应头时，使物体内部产生涡流。这个涡流反作用于接近开关，使接近开关振荡能力衰减，内部电路的参数发生变化，由此识别出有无金属物体接近，进而控制开关的通或断。所以，需要在指示牌上贴上一层金属膜。3.3选择传感器开关：接近开关、“HYA”接近开关的型号说明：开关

22、类型HL电感式HC电容式HD模拟式HR霍尔式外形尺寸M8M8圆柱形M12M12圆柱形M18M18圆柱形M30M30圆柱形S17小方形17×17×28S18小方形18×18×36安装方式N非埋入式(非屏蔽型)S埋入式(屏蔽型)动作距离11mm22mm44mm55mm88mm1010mm1515mm电源及输出形式A交流电源N直流电源NPN输出P直流电源PNP输出T直流电源二线输出输出状态O常开C常闭OC常开+常闭R继电器类型 电感式接近开关 系列 HL-M12HL-M18 HL-M30外观 外形尺寸 约定距离Sn 埋入式2mm 非埋入4mm 埋入式5mm 非

23、埋入8mm 埋入式10mm 非埋入15mm 具体型号 直流二线式 HL-M12-S2TO HL-M12-N4TO HL-M18-S5TO HL-M18-N8TO HL-M30-S10TO HL-M30-N15TO HL-M12-S2TC HL-M12-N4TC HL-M18-S5TC HL-M18-N8TC HL-M30-S10TC HL-M30-N15TC 直流三线式 NPN HL-M12-S2NO HL-M12-N4NO HL-M18-S5NO HL-M18-N8NO HL-M30-S10NO HL-M30-N15NO HL-M12-S2NC HL-M12-N4NC HL-M18-S5NC

24、 HL-M18-N8NC HL-M30-S10NC HL-M30-N15NC PNP HL-M12-S2PO HL-M12-N4PO HL-M18-S5PO HL-M18-N8PO HL-M30-S10PO HL-M30-N15PO HL-M12-S2PC HL-M12-N4PC HL-M18-S5PC HL-M18-N8PC HL-M30-S10PC HL-M30-N15PC 交流二线式 HL-M12-S2AO HL-M12-N4AO HL-M18-S5AO HL-M18-N8AO HL-M30-S10AO HL-M30-N15AO HL-M12-S2AC HL-M12-N4AC HL-M1

25、8-S5AC HL-M18-N8AC HL-M30-S10AC HL-M30-N15AC 检测距离 0-1.8mm 0-3.6mm 0-4.5mm 0-7.2mm 0-9mm 0-13mm 检测体 铁12×12×1mm 铁18×18×1mm 铁30×30×1mm 最高响应频率(HZ)DC：800 AC：20 DC：400 AC：20 DC：400 AC：20 DC：200 AC：20 DC：200 AC：20 DC：100 AC：20 回差 Sn的10%以下 电源电压 DC二线：15-30V    DC三

26、线：10-30V     AC二线：90-250V 负载能力 DC二线：100mA   DC三线：200mA    AC二线：150mA 压降 DC二线：6V      DC三线：1V       AC二线：10V 漏电流 DC二线：1mA     DC三线：0.5mA    AC二线：1mA 保护方式 极性反接保护 环境温度 -25 - +70 防护等级 IP67 外壳材料 塑料、黄铜 根据上表选