气动控制实验装置的研发毕业设计说明书 文档在线提供

1、第一章 绪论1.1 课题设设计的目目的及意意义在当前，随着科科学技术术的发展展和高新新技术推推广应用用的普及及，机电电一体化化技术已已逐步深深入到生生产、生生活的各各个角落落，生产产从机械械化转变变为自动动化，在在机械加加工、汽汽车制造造、食品品生产、药品包包装等方方面都在在向自动动化方向向转变，它们都都有共同同的规律律（按一一定规则则节拍地地动作），从而而产生了了自动化化生产线线（流水水线、装装配线），据统统计在汽汽车制造造、电子子元器件件等精密密加工制制造业，有800%以上上的工作作是由“生产线线”来完成成的11，这些企企业急需需机电类类应用型型、技能能型人才才。 但但由于办办学经费费紧张

2、，职业院院校一般般没有能能力购置置与企业业类同的的“生产线线” ，学学生在校校期间，不能建建立整套套生产过过程的概概念，为为此，本本人根据据所学的的专业知知识结合合这次毕毕业设计计的要求求，研制制一套与与企业生生产实际际相吻合合的仿真真自动化化加工生生产线， 该生生产线可可以根据据办学需需要实现现任意组组合的生生产型教教学实训训生产线线基于于气动控控制的生生产过程程实验装装置，以以解决学学生在校校实训过过程与企企业实际际生产情情况不相相吻合的的问题。本次设计计研究的的基于气气动控制制的生产产过程实实验装置置是典型型的机电电气一体体化的自自动化装装置，也也是一套套与企业业生产实实际相吻吻合的仿仿

3、真自动动化加工工生产线线，该装装置主要要有供料料机构、检测机机构、传传输机构构及分拣拣机构等等组成，它涵盖盖了机电电专业所所学的机机械设计计、液压压与气动动技术、电电工电子子技术、检测传传感技术术及PLLC控制制等专业业知识。在该系系统上可可以进行行气动技技术、传传感器技技术、电电机传动动、物料料输送、自动化化装配、PLCC 控制制等多种种课程的的教学与与实训，也可以以在此基基础上进进行相关关的毕业业设计。设计研究究该装置置的目的的在于：一是为专专业课程程 “机电综综合技能能实训”提供一一个实验验平台，通过对对整个系系统进行行教学并并让学生生动手装装配、调调试并模模仿设计计，学生生可以在在传感

4、器器的设计计选型、气动元元件的选选型、气气动回路路的设计计、结构构系统设设计、控控制系统统设计、PLCC编程、系统装装配、电电气连接接、系统统调试等等多方面面进行全全方位的的学习和和实践，达到理理论教学学难以达达到的效效果，培培养学生生的感性性认识和和实际动动手能力力。在全全面掌握握该系统统的基础础上，学学生将具具有设计计装配一一般实际际工程系系统的能能力，达达到技能能教学的的目的与与效果。二是为学学生找到到一条容容易适应应从学校校到工厂厂环境转转换，从理论论到实际际转换，从课堂堂教学到到工程现现场真刀刀真枪技技能转换换的新途途径，缩短从从学校课课堂到工工业生产产现场的的距离，从而提提高学生生

5、动手的的能力。为使学学生了解解各种不不同的元元器件，我们全全部采用用工业化化的标准准元件与与材料，尽可能能采用不不同的元元器件类类型，以增强强学生的的知识面面和认知知面。通过该实实验装置置的系统统设计、安装调调试等教教学，能能充分锻锻炼操作作者团队队协作能能力、计计划组织织能力、自动线线安装与与调试能能力、工工程实施施能力、职业素素养、交交流沟通通能力、效率、成本和和安全意意识，引引导高职职院校机机电一体体化类专专业教学学改革发发展方向向，促进进工学结结合人才才培养模模式改革革与创新新，培养养可持续续发展的的满足企企业需求求的自动动化控制制高技能能人才2。1.2 机电一一体化的的概念与与核心技

6、技术一、机电电气一体体化的概概念机电一体体化技术术是以微微型计算算机为代代表的微微电子技技术，信息技技术迅速速发展向向机械工工业领域域迅猛渗渗透，在与机机械电子子技术深深度结合合的现代代工业的的基础上上，综合应应用机械械技术、微电子子技术、信息技技术、自动控控制技术术、传感测测试技术术、电力电电子技术术、接口技技术及软软件编程程技术等等群体技技术，从系统统理论出出发，根据系系统功能能目标和和优化组组织结构构目标，以智力力、动力、结构、运动和和感知组组成要素素为基础础，对各组组成要素素及其间间的信息息处理、接口耦耦合、运动传传递、物质运运动、能量变变换进行行研究，使得整整个系统统有机结结合与综综

7、合集成成，并在系系统程序序和微电电子电路路的有序序信息流流控制下下，形成物物质的和和能量的的有规则则运动，在高功功能、高质量量、高精度度、高可靠靠性、低能耗耗等诸方方面实现现多种技技术功能能复合的的最佳功功能价值值系统工工程技术术，机电一一体化技技术直接接导致了了自动化化技术的的产生3。机电气液液一体化化是现代代化科学学技术发发展的必必然结果果，是将将机械、微电子子、信息息技术、气液传传动及控控制技术术融合在在一起的的一种现现代化控控制。其其中机电电一体化化技术是是核心技技术。机机电一体体化技术术是面向向应用的的跨学科科技术，是机械械、微电电子、信信息和控控制技术术等有机机融合、相互渗渗透的结

8、结果。今今天机电电一体化化技术发发展飞速速，机电电一体化化产品更更日新月月异。二、机电电一体化化的主要要技术有有4：1、机械械技术：是机电电一体化化的基础础，机械械技术的的着眼点点在于如如何与机机电一体体化技术术相适应应，利用用其高、新技术术来更新新概念，实现结结构上、材料上上、性能能上变更更，满足足减小重重量、缩缩小体积积、提高高精度、提高刚刚度及改改善性能能要求。 2、计算算机与信信息技术术：其中中信息交交换、存存取、运运算、判判断与决决策、人人工智能能技术、专家系系统技术术、神经经网络技技术均属属于计算算机信息息处理技技术。 3、系统统技术：即以整整体概念念组织应应用各种种相关技技术，从

9、从全局角角度和系系统目标标出发，将总体体分解成成相互关关联的若若干功能能单元，接口技技术是系系统技术术中一个个重要方方面，是是实现系系统各部部分有机机连接的的保证。 4、自动动控制技技术：其其范围很很广，在在控制理理论指导导下，进进行系统统设计，设计后后的系统统仿真，现场调调试，控控制技术术包括如如高精度度定位控控制、速速度控制制、自适适应控制制、自诊诊断校正正、补偿偿、再现现、检索索等。 5、传感感检测技技术：是是系统的的感受器器官，是是实现自自动控制制、自动动调节的的关键环环节。其其功能越越强，系系统的自自动化程程序就越越高。 6、伺服服传动技技术：包包括电动动、气动动、液压压等各种种类型

10、的的传动装装置，伺伺服系统统是实现现电信号号到机械械动作的的转换装装置与部部件、对对系统的的动态性性能、控控制质量量和功能能有决定定性的影影响。1.3 机电一一体化的的发展概概况331、数控控机床问问世：自自从19952年年美国第第1台数数控铣床床问世至至今已550个年年头。我我国数控控机床制制造业在在80年年代曾有有过高速速发展阶阶段，尤尤其是在在19999年后后，国家家向国防防工业及及关键民民用工业业部门投投入大量量技改资资金，使使数控设设备制造造市场一一派繁荣荣。 2、微电电子技术术的发展展：我国国的集成成电路产产业起步步于19965年年，经过过30多多年发展展，已初初步形成成包括设设计

11、、制制造、包包装业共共同发展展的产业业结构。 3、可编编程序控控制器（PLCC）的应应用于工工业：上上世纪660年代代后期，美国汽汽车制造造业开发发一种MModuularr Diigittal Conntroolleer（MMODIICONN）取代代继电控控制盘。MODDICOON是世世界上第第一种投投入商业业生产的的PLCC70年年代是PPLC崛崛起，并并首先在在汽车工工业获得得大量应应用。880年代代是它走走向成熟熟，全面面采用微微电子及及微处理理器技术术。900年代又又开始了了PLCC的第三三个发展展时期。90年年代后期期进入了了第四阶阶段。其其特征是是：在保保留PLLC功能能的前提提下

12、，采采用面向向现场总总线网络络的体系系结构，采用开开放的通通信接口口，如以以太网、高速串串口；采采用各种种相关的的国际工工业标准准和一系系列的事事实上的的标准；从而使使PLCC和DCCS这些些原来处处于不同同硬件平平台的系系统，正正随着计计算技术术、通信信技术和和编程技技术的发发展，趋趋向于建建立同一一硬件平平台，运运用同一一个操作作系统、同一个个编程系系统，执执行不同同的DCCS和PPLC功功能。这这就是真真正意义义上的EEIC三三电一体体化。 4、激光光技术、模糊技技术、信信息技术术等新技技术的出出现：以以激光技技术为首首的光电电子技术术是未来来信息技技术发展展的关键键技术，它集中中了固体

13、体物理、波导光光学、材材料科学学、微细细加工和和半导体体科学技技术的科科研成就就，成为为电子技技术与光光子技术术自然结结合与扩扩展、具具有强烈烈应用背背景的新新兴交叉叉学科，对于国国家经济济、科技技和国防防都具有有重要的的战略意意义。20世纪纪90年年代后期期，各主主要发达达国家开开始了机机电一体体化技术术向智能能化方向向迈进的的新阶段段。一方方面，光光学、通通信技术术等进入入了机电电一体化化，微细细加工技技术也在在机电一一体化中中崭露头头角，出出现了光光机电一一体化和和微机电电一体化化等新支支；另一一方面，对机电电一体化化系统的的建模设设计、分分析和集集成方法法，机电电一体化化的学科科体系和

14、和发展趋趋势都进进行了深深入研究究。同时时，由于于人工智智能技术术、神经经网络技技术及光光纤技术术等领域域取得的的巨大进进步，为为机电一一体化技技术开辟辟了发展展的广阔阔天地，也为产产业化发发展提供供了坚实实的基础础。未来来机电一一体化的的主要发发展方向向有： 1、智能能化：是是21世世纪机电电一体化化技术发发展的一一个重要要发展方方向，是是在控制制理论的的基础上上，吸收收人工智智能、运运筹学、计算机机科学、模糊数数学、心心理学、生理学学和混沌沌动力学学等新思思想、新新方法，模拟人人类智能能，使它它具有判判断推理理、逻辑辑思维、自主决决策等能能力，以以求得到到更高的的控制目目标。 2、网络络化

15、：220世纪纪90年年代，计计算机技技术等的的突出成成就是网网络技术术。机电电一体化化新产品品一旦研研制出来来，只要要其功能能独到，质量可可靠，很很快就会会畅销全全球。因因此，机机电一体体化产品品无疑将将朝着网网络化方方向发展展。 3、微型型化：兴兴起于220世纪纪80年年代末，指的是是机电一一体化向向微型机机器和微微观领域域发展的的趋势。国外称称其为微微电子机机械系统统（MEEMS），泛指指几何尺尺寸不超超过1立立方厘米米的机电电一体化化产品，并向微微米、纳纳米级发发展。微微机电一一体化产产品体积积小、耗耗能少、运动灵灵活，在在生物医医疗、军军事、信信息等方方面具有有不可比比拟的优优势。 4

16、、绿色色化：机机电一体体化产品品的绿色色化主要要是指，使用时时不污染染生态环环境，报报废后能能回收利利用。绿绿色产品品在其设设计、制制造、使使用和销销毁的生生命过程程中，符符合特定定的环境境保护和和人类健健康的要要求，对对生态环环境无害害或危害害极少，资源利利用率极极高。设设计绿色色的机电电一体化化产品，具有远远大的发发展前途途。 5、系统统化：其其表现特特征之一一就是系系统体系系结构进进一步采采用开放放式和模模式化的的总线结结构。系系统可以以灵活组组态，进进行任意意剪裁和和组合，同时寻寻求实现现多子系系统协调调控制和和综合管管理。表表现特征征之二是是通信功功能的大大大加强强，特别别是“人人格

17、化”发展引引人注目目，即未未来的机机电一体体化更加加注重产产品与人人的关系系。一是是如何赋赋予机电电一体化化产品人人的智能能、情感感、人性性显得越越来越重重要，特特别是对对家用机机器人，其高层层境界就就是人机机一体化化。另一一层含义义是模仿仿生物机机理，研研制各种种机电一一体化产产品。第二章 实验装置置的总方方案2.1 实验装装置的结结构组成成本次设计计的装置置是基于于气动传传动控制制的生产产线物料料传输以以及机械械手分拣，其其结构基基本组成成如下：供料装置传输装置检测装置分拣装置PLC控制系统图2-11 基于于气动控控制的生生产过程程实验装装置结构构框图该装置在在研究设设计中要要解决以以下问

18、题题：1：如何何去检查查是否有有物料。2：如何何将物料料输送到到传动托托盘上并并且怎样样去对传传输位置置进行检检测。3：物料料的传输输快慢如如何去调调定。4：物料料的颜色色如何去去检测以以及物料料的搬运运方法。设计中解解决这些些问题是是重点，只要将将以上问问题解答答及设计计好了本本此设计计就算基基本成功功了。具具体的解解决方法法将在本本章的第第三节中中介绍。2.2 系统装装置设计计的要求求本次设计计的实验验装置是是一个小小型自动动生产线线仿真系系统，包包括物料料的供给、传输、检测及及搬运的的生产线线，那么么首先就就要具有有生产装装置的流流程线的的要求：要运行行方便简简捷、易易操作等等要求；其次

19、，它应该该具有可可行性的的要求：气动传传动控制制能正确确运行、元器件件要选择择合理、气动图图形符号号的设计计要符合合标准，检测传传输的装装置要选选择合理理，机械械手分拣拣要条理理清晰明明朗以及及它们的的PLCC控制系系统装置置要选择择适当及及编程设设计正确确。2.3 系统方方案的设设计根据第一一节中介介绍的研研究中要要解决的的问题设设计出的的具体方方案如下下：把整整个系统统装置分分为供料料机构、传输装装置、检检测装置置及搬运运装置四四个机构构加上控控制它们们的可编编程控制制器装置置。系统统装置设设计流程程如下：根据上述述的工作作流程把把本次设设计分为为三大部部分：第一部分分：供料料机构及及传输

20、装装置的设设计；第二部分分：检测测装置和和搬运装装置的设设计；第三部分分：控制制系统装装置的设设计；因为供料料与传输输的运行行是连接接在一起起的，物物料供给给后就进进行物料料的传输输这是不不可分的的两道工工序，而而检测与与搬运也也是不可可分开的的两道工工序。所所以这样样设计起起来既符符合生产产上的实实际连贯贯动作，也将设设计的内内容分的的有条理理。设计计起来简简单方便便、缩短短了设计计的时间间，为答答辩赢得得更多的的时间准准备。下面就针针对上述述方案做做具体的的运行控控制系统统设计：一、传输输与供料料装置这这块有以以下两种种方案：1：采用用历史悠悠久的同同步带传传动55。同步带带是以钢钢丝绳或

21、或玻璃纤纤维为强强力层，外覆以以聚氨酯酯或氯丁丁橡胶的的环形带带，带的的内周制制成齿状状，使其其与齿形形带轮啮啮合。同同步带传传动时，传动比比准确，对轴作作用力小小，结构构紧凑，耐油，耐磨性性好，抗抗老化性性能好，一般使使用温度度-20080，v50mm/s，P3000kww,i14、输输出点个个数77，存贮贮器字数数2332的PLCC，对PLLC的扫扫描速度度及其它它方面无无特殊要要求。综上所述述，经比比较选用用SIMMENSS公司的的S7-2000CPUU2266性能较较好的满满足要求求，它具具有244个输入入点和116个输出出点。5.4 电源选选择PLC一一般有DDC/DDC型和和AC/

22、DC型型两种，其中AAC/DDC型使使用2220V的的交流电电源，内内部的开开关电源源为PLLC的中中央处理理器、存存储器等等电路提提供5VV、24V等直流流电源，使PLLC能正正常工作作。DCC/DCC型需要要另外配配置一个个专用的的开关电电源，为为PLCC及其他他器件供供电。在本次设设计中，因为除除PLCC需要电电源外，我们还还用到了了许多传传感器和和电磁换换向阀，所以在在设计中中选择一一个2220V/24VV的开关关电源，为各个个器件提提供电源源。5.5硬硬件设计计本次设计计的PLLC控制制信号的的输入输输出信号号的点数数较多，所以我我们选择择的是CCPU2226的的可编程程控制器器装置

23、，它的II/O总总数为440点。其中输输入点224点，输出点点16点点。可带带7个扩扩展模块块。用户户程序的的储存容容量为66.6KK字。内内置高速速计数器器，具有有PIDD控制器器的功能能。有22个高速速脉冲输输出端和和2个RRS4855通信口口。CPU2226的的24个个数字量量输入点点分成两两组。第第一组由由输入端端子I00.0I0.7、II1.00I1.4共113个输输入点组组成，每每个外部部输入的的开关信信号都由由各输入入端子接接出，经经过一个个直流电电源终至至公共端端1M；第第二组由由输入端端子I11.5I1.7、II2.00I2.7共111个输输入点组组成，每每个外部部输入的的开

24、关信信号都由由各输入入端子接接出，经经过一个个直流电电源终至至公共端端2M。116个数数字量输输出点分分成三组组。第一一组由QQ0.00Q0.3共44个输出出点与 公共端端1L组成成；第二二组由QQ0.44Q0.7、QQ1.00共5个个输出点点与公共共端2LL组成；第三组组由Q11.1Q1.7共77个输出出点与公公共端33L组成成.输入入端得检检测电源源采用直直流电源源，输出出端右端端供电电电源用AAC1220/2240VV。根据上述述CPUU2266的输入入输出信信号分组组，绘制制出本次次设计的的PLCC控制系系统的外外部接线线图如55-2所所示： 图52 PPLC控控制的外外部接线线图5.

25、6 系统程程序的设设计任何一种种控制系系统都是是为了实实现被控控对象的的工艺要要求，以以提高生生产效率率和产品品质量。因此，在设计计PLCC控制系系统时，应遵循循以下基基本原则则15：1.最最大限度度地满足足被控对对象的控控制要求求 充分发挥挥PLCC的功能能，最大大限度地地满足被被控对象象的控制制要求，是设计计PLCC控制系系统的首首要前提提，这也也是设计计中最重重要的一一条原则则。这就就要求设设计人员员在设计计前就要要深入现现场进行行调查研研究，收收集控制制现场的的资料，收集相相关先进进的国内内、国外外资料。同时要要注意和和现场的的工程管管理人员员、工程程技术人人员、现现场操作作人员紧紧密

26、配合合，拟定定控制方方案，共共同解决决设计中中的重点点问题和和疑难问问题。2.保保证PLLC控制制系统安安全可靠靠保证PLLC控制制系统能能够长期期安全、可靠、稳定运运行，是是设计控控制系统统的重要要原则。这就要要求设计计者在系系统设计计、元器器件选择择、软件件编程上上要全面面考虑，以确保保控制系系统安全全可靠。例如：应该保保证PLLC程序序不仅在在正常条条件下运运行，而而且在非非正常情情况下（如突然然掉电再再上电、按钮按按错等），也能能正常工工作。 3.力力求简单单、经济济、使用用及维修修方便 一个新的的控制工工程固然然能提高高产品的的质量和和数量，带来巨巨大的经经济效益益和社会会效益，但新

27、工工程的投投入、技技术的培培训、设设备的维维护也将将导致运运行资金金的增加加。因此此，在满满足控制制要求的的前提下下，一方方面要注注意不断断地扩大大工程的的效益，另一方方面也要要注意不不断地降降低工程程的成本本。这就就要求设设计者不不仅应该该使控制制系统简简单、经经济，而而且要使使控制系系统的使使用和维维护方便便、成本本低，不不宜盲目目追求自自动化和和高指标标。 4.适适应发展展的需要要 由于技术术的不断断发展，控制系系统的要要求也将将会不断断地提高高，设计计时要适适当考虑虑到今后后控制系系统发展展和完善善的需要要。这就就要求在在选择PPLC、输入/输出模模块、II/O点点数和内内存容量量时，

28、要要适当留留有裕量量，以满满足今后后生产的的发展和和工艺的的改进。5.系系统程序序设计启动初始化结束Y调用供料子程序调用送料子程序机械手分拣子程序按停止按钮N在设计本本系统的的控制程程序时首首先应清楚本装装置的生生产动作作过程，其动作作过程如如下：将将物料放放入料仓仓供料机构构动作输送机机构动作作分拣机机械手动动作将物料料分类分分拣到相相应的料料仓。根根据系统统的这个个动作流流程来考考虑设计计PLCC的控制制程序，把供料料机构的的控制、输送机机构的控控制和分分拣机械械手的控控制分别别作为子子程序，这样可可以使程程序编写写层次分分明，更更有条理理，也更更简单16。所以系统统主程序序流程图图设计如

29、图图53所示示，对应应的梯形形图如554所示示。供料机构构的控制制子程序序如图555所示示.输送机构构的控制制子程序序如图556所示示.图 553 系统的的主程序流程图图图54 系统的主程序梯形图图55 控制供料机构动作的子程序梯形图图56 控制送料机构动作的子程序梯形图机械手分分拣装置置的动作作过程是是：分拣到2#仓机械手下降开始N红色货物分拣到1#仓分拣位有物料NYN下降到位Y机械手下降机械手抓紧货物机械手上升机械手打开机械手上升Y机械手在初始位置按下停止按钮NY结束 机械手手下降机械手手抓紧物物料机械手手上升机械手手左转（或右转转）机械手手下降机械手手松开机械手手上升到到初始位位置。机机

30、械手分分拣装置置的控制制子程序序流程图图如图557所示，机机械手抓抓取物料料、分拣拣物料和和下放物料料的控制制梯形图图如图558、559、510所示示， 图57 机械手分拣子程序的流程图图58 机械手抓取物料的梯形图图59 机械手分拣物料的梯形图图510 机械手下放物料的梯形图第六章 设备的的安装与与调试6.1 系统装置置的安装装本课题设设计的是是基于气气动控制制的生产产过程实实验装置置，是一一种最为为典型的的机电一一体化作作品，该该系统由由五部分分组成，分别为为：供料料机构、输送机机构、检检测机构构、机械械手分拣拣机构和和电气控控制系统统等，完完成工件件上料、输送、检测、搬运等等功能。涵盖了

31、了机电一一体化和和电气自自动化专专业中所所涉及的的机械、气动、传感检检测、PPLC控控制等机机械结构构和气路路的安装装与系统统调试等等内容。在设备备的各个个部分按按要求设设计完成成后，需需要对设设备的机机械结构构、气路路和控制制系统进进行安装装与调试试。本章章主要介介绍设备备的安装装与调试试过程，首先是是机械部部分和气气路部分分的安装装与调试试，然后后是机械械部分与与控制系系统的测测试。一、安全全须知171、在进进行安装装、接线线等操作作时，请请务必在在切断电电源后进进行，以以避免发发生事故故。2、在进进行配线线时，请请勿将配配线屑或或导电物物落入可可编程控控制器或或气路内内。3、请勿勿将异常

32、常电压接接入PLLC或电电磁换向向阀电源源输入端端，以避避免损坏坏PLCC或电磁磁换向阀阀。4、气源源气压不不能太大大，以免免出现危危险。二、安装装前准备备工作1、技术术准备 安装装前应熟熟悉相关关资料、图纸，制定好好设备安安装方案案2、工具具材料准准备 安装前前应准备备好安装装用的工工具、材材料等3、施工工场地和和相关临临时设施施的准备备在安装过过程中要要严格按按设计要要求施工工每一种种设备的的安装，只有按按设计技技术要求求施工，才能减减少不必必要的时时间流失失和材料料消耗；按要求求施工，才能保保证质量量；保证证安全按按常规安安装方式式对设备备进行安安装，每每种设备备的安装装，都有有一定的的

33、作业方方式和工工作顺序序，不能能急于求求成，工工序颠倒倒。三、供料料机构和和传输装装置的安安装根据设计计这两部部分主要要是有气气路实现现的。供供料机构构由料仓仓、双作作用气缸缸、光电电传感器器、电磁磁换向阀阀、调节节阀和气气管等组组成。传传输装置置由无杆杆气缸、运料小小车、电电磁换向向阀、霍霍尔传感感器、调调节阀和和气管等等组成。安装时时先将气气缸、电电磁换向向阀、调调节阀等等气路元元件的气气管接头头安装好好，注意意要拧紧紧，否则则容易漏漏气；其其次将料料仓、双双作用气气缸和无无杆气缸缸、电磁磁换向阀阀和调节节阀等气气路元件件按图661所示示适当位位置固定定好，接接下来用用气管把把各气路路元件

34、连连接成工工作气路路。连接接时要把把气管紧紧紧地插插入接头头中，以以免漏气气或被高高压气体体冲脱。 1气源源 22三位五五通电磁磁换向阀阀 3两位五五通电磁磁换向阀阀4、5、8、99调速阀阀 6双作用用气缸 77无杆气气缸图611 气气动传动动回路结结构图四、分拣拣机械手手的安装装本课题设设计的分分拣机械械手，是是采用由由电机驱驱动的转转盘式机机械手，可以把把检测出出的不同同物料分分拣到不不同的料料仓，是是目前应应用较为为广泛的的一种机机电一体体化产品品。本作作品由机机架底座座，旋转转底盘、传动机机构，驱驱动机构构，机械械手大臂臂，机械械手手指指等部分分组成。为了使使机械手手能够灵灵活、准准确

35、的工工作，机机械手的的安装分分以下几几部分进进行。1、旋转转底盘及及电动机机齿轮箱箱的安装装 先检检查材料料清单，旋转底底盘及电电动机齿齿轮箱的的材料清清单见表表61：表611 旋转转底盘及及电动机机齿轮箱箱的材料料清单序号名称数量规格序号名称数量规格1转台19三牙片2M=0.5 ZZ=388/122方孔2转台盖板板110单联正极极片23四牙轴12.5*2.55*500方轴11单联负极极片24四牙片2M=0.5 ZZ=388/122方孔12二牙轴12轴长长205转台底盘盘113二牙片1M=0.5 ZZ=200/1006双联电极极片214头牙齿1蜗杆66孔27自攻螺丝丝6M3*11015直流电动

36、动机16V 110000r/mmin8三牙轴12.55轴长220 进行行旋转底底盘及电电动机齿齿轮箱的的安装先把圆盘盘底板固固定在底底板支架架上，然然后放在在把蜗杆杆套在电电动机金金属柄上上，放置置在园盘盘底板左左右高出出架板电电动机专专用位置置，把三三牙片套进粗粗园轴带带小齿轮轮朝上放放置好，把二牙牙轴带小小齿轮朝朝下，套套进细圆圆小轴与与朝下的的小齿轮轮与三牙牙片齿轮轮吻合，再把方方轴套进进带小齿齿轮朝上上方孔四四牙片，放置置当中园园盘底座座中心带带圆柱孔孔内，再再装三牙牙片，也是小小齿轮朝朝上与先先放置三三牙片AA迭放一一起，再再装一片片四牙片片B，连连体小齿齿轮也是是朝上。迭放在在四牙

37、片片A上，把蜗杆杆套好的的电动机机,放置置在园盘盘底部板板，有左左右高出出架板专专用位置置。盖板板合上之之前，仔仔细检查查各齿轮轮间相互互需要吻吻合，齿齿轮与齿齿孔要一一轮扣一一轮，检检查无误误，取出出装配好好的井架架，用角角尺接头头用3mmm*10mmm自攻攻螺钉与与井架角角尺接头头相连。旋转底底盘及电电动机齿齿轮箱的的装配图图见图662所示示。1转台台 22转台盖盖板 3四牙轴轴 44四牙片片A 5四牙片片B 6转台底底盘 7双联电电极片8自攻攻螺丝 9三牙轴轴 110三牙片片 111单联正正极片 122单联负负极片 133二牙轴轴 114二牙片片 115头牙齿齿 16直流电电动机图622

38、 机机械手旋旋转底盘盘安装图图2、手臂臂电动机机齿轮箱箱的安装装 先检检查材料料清单，手臂电电动机齿齿轮箱的的材料清清单见表表62：序号名称数量规格序号名称数量规格1直流电动动机16V 110000r/mmin7机芯夹板板22蜗杆1M=0.5 ZZ=18四牙轴12.5*2.55*688方轴3二牙轴12*1189四牙片1M=0.5 ZZ=422方孔4二牙片1M=0.5 ZZ=100/20010自攻螺丝丝32.55*85三牙轴12.5*2.55*688方轴11机制螺钉钉1对M3*3306三牙片1M=0.5 ZZ=122/388方孔12 进行行手臂电电动机齿齿轮箱的的安装把蜗杆套套在电动动机金属属柄

39、上，用螺丝丝刀柄轻轻轻敲进进离电动动机肩身身大约44mm左左右。二二牙轴、三牙轴轴、四牙牙轴分别别穿进相相应的牙牙片孔中中，按四四牙片扣扣三牙片片，三牙牙片扣二二牙片，二牙片片扣蜗杆杆的顺序序，齿牙牙与齿缝缝配合恰恰当，位位置居中中。然后后把A、B机芯芯夹板合合拢，2.558mmm自攻螺螺钉用+字螺丝丝刀拧紧紧，再把把330mmm机制制螺钉穿穿过A、B夹板板孔中用用3mmm螺母拧拧紧以防防电动机机运转时时移位脱脱离齿轮轮箱。手手臂电动动机齿轮轮箱的装装配图见见图63所示示。1直流流电动机机 22蜗杆 3二牙轴轴 44二牙片片 55三牙轴轴 66三牙片片7机芯芯夹板AA 88四牙轴轴 99四牙片

40、片 110机芯夹夹板B 111自攻螺螺丝 12机制螺螺钉 图633 电电动机齿齿轮箱安安装图3、机械械手手臂臂与手指指的安装装： 先检检查材料料清单，机械手手手臂与与手指的的材料清清单见表表63： 进行行机械手手手臂与与手指的的安装先把末装装直流电电机的齿齿轮箱底底座四孔孔对准左左右大臂臂四孔取取3mmm30mmm的机机制螺钉钉穿过左左右大臂臂孔用3mmm螺母坚坚固。表633 机械手手手臂与与手指的的材料清清序号名称数量规格序号名称数量规格1旋转底盘盘114挂线轮16*552底座支架架115上承梁支支架13长机制螺螺丝4对M3*33016上承梁14自攻螺丝丝83*11017手臂头部部套管15主

41、臂218带垫自攻攻螺钉182.55*66凸轮A12719手臂滑杆杆17电机齿轮轮箱120机械手小小臂68大臂连杆杆121手臂撑杆杆69大臂拉杆杆122机械手手手指610带垫自攻攻螺钉153*8823线索111机制螺丝丝17对M3*8824电机齿轮轮箱112主臂加长长臂225凸轮B12413上承梁套套管226主臂连杆杆1取出左右右大臂把把已焊好好电动机机连线末末装直流流电动机机齿轮箱箱合于中中间使左左右大臂臂孔置于于齿轮箱箱底座孔孔之下，把左右右大臂套套入齿轮轮箱约550mmm的四牙方轴轴，再取取约900mm长长的 主主臂撑杆杆放入左左右大臂臂下部撑撑杆孔用用3mmm10mmm自攻攻螺钉柠柠紧；

42、取取3mmm30mmm机制制螺钉穿穿过左右右大臂孔孔用3mmm螺母紧紧固，取取3个3mmm8mmm自攻螺螺钉把齿齿轮箱底底座安装装孔与左左右大臂臂相连，取3mmm8mmm机制螺螺丝穿过过左右大大臂上端端连接孔孔固3mmm螺母固固定，然然后把手手臂撑杆杆用3mmm8mmm自攻螺螺钉连接接在底板板，齿轮轮箱方轴轴凸轮上上，大臂臂支架放放入大臂臂根部专专用孔用用3mmm30mmm固定定，底座座支架用用二个3mmm8mmm自攻螺螺钉与底底座相连连。用2.5mmm带垫片片自攻螺螺钉把六六只颚板板爪座安安装孔分分别与抓抓斗下承承梁，颚颚板爪中中 间由由抓斗滑滑杆与抓抓斗上承承梁拧紧紧。头部部支架用用2个2

43、.55mm自自攻螺钉钉与上承承梁连接接，然后后用 3mmm30mm长机机制螺丝丝依次穿穿入加长长臂前部部有高出出柱体朝朝内，头头部支架架孔，圆圆柱套管管孔，拉拉线轮孔孔，再把把圆柱套套管孔头头部支架架的一孔与另一加加长臂的的孔对好，用用3mmm螺母拧拧紧，加长臂臂后部放放大臂外外部用3mmm8mmm自攻螺螺丝4只只，3mmm30mmm的长长机制螺螺丝1只只把手臂臂拉杆放放进后靠靠齿轮箱箱专用孔孔，用3mmm螺母紧紧固,再再取抓手手臂杆分分别用3mmm8mmm加垫片片与27mmm凸轮轮和拉杆杆支架相相连，再再取配置置的绳索索一头扎扎垫片穿穿过配重重大螺母母从抓斗斗园杆孔孔内，穿穿上经滑滑轮根据据

44、绳索放放松最大大距 离离时，以以抓斗园园杆不露露上承梁梁为准，然后与与拉体支支架穿线线扎紧。转盘式式机械手手的安装装图见附附件A。图622 转盘盘式机械械手安装装照片五、电气气系统的的安装 按照图图63所设设计的设设备系统统结构图图，先把把PLCC、接线线端子排排、按钮钮、走线线槽等固固定在板板上，然然后把各各种光电电传感器器、辨色色传感器器、霍尔尔传感器器和各种种位置传传感器安安装在各各自适当当的位置置。接着着按图552电气气接线图图，把各各电气元元件用导导线通过过走线槽槽连接起起来。图633 设备备系统结结构图 在安装装各电气气元器件件时，传传感器的的安装尤尤其要注注意安装装准确、稳定，否

45、则在在工作时时，易产产生误动动作或不不动作，信号线线与电源源线最好好采用不不同颜色色的线区区分开来来。安装装好的事事物照片片见图664所示示。图644 设备实实物照片片6.2 系统的的调试在设备的的各个部部分按要要求设计计安装好好以及控控制系统统组建完完成后，必须通通过调试试试运转转看是否否达到了了设计的的要求，调试的的步骤一一般分为为：分调调，对各个个子系统统的调试试；总调，在分调调完成后后进行，进行总总控、分分控的测测试和各各子系统统的协调调动作。在总调调的时候候我们就就要做好好充分的的准备，模拟系系统用的的大量数数据，并并对各项项可能发发生的情情况一并并模拟。在总调调基本完完成后，即全部

46、部系统都都能协调调动作后后，再对对照设计计要求的的各子系系统功能能和集成成系统的的功能逐逐项测试试，形成成测试报报告作为为系统调调试的成成果。在在本设备备的调试试中首先先是对气气动回路路、机械械结构、电气系系统进行行分步调调试，然然后是整整个系统统进行联联调118。1、气动动回路的的分步调调试气路部分分包括供供料机构构和输送送机构两两部分。供料机机构的调调试：当当光电传传感器检检测到井井式工件件库中有有工件时时，按动动“启动”按钮SSB1，延时00.5秒秒双杆气气缸动作作，将工工件推到到运料小小车上，磁性传传感器动动作，双双杆气缸缸退回。接下来来是输送送机构工工作：输输送机构构由无杆杆气缸和和

47、运料小小车组成成，当工工件被推推到运料料小车上上，无杆杆气缸右右腔进气气，活塞塞推动运运料小车车前进，运送工工件，到到达分拣拣位置时时，霍尔尔传感器器动作检检测工件件到位，小车停停止前进进，由颜颜色传感感器（根根据工件件的分拣拣属性也也可选择择其他磁磁性传感感器）对对工件进进行识别别。接下下来由机机械手对对工件的的属性进进行分拣拣，并搬搬运到对对应的工工件库中中。然后后运料小小车回到到初始位位置，等等到下一一步循环环开始。2、机械械手的分分步调试试本部分安安装完毕毕后必须须仔细校校对，防防止因短短路或错错误连接接而选成成元器件件损坏。在分步步调试时时本部分分时电源源供给可可分别用用由按SS1、

48、SS2、SS3动作作开关；S4、S5、S6转转换开关关控制，机械手手的左转转/右转转、抓紧紧/吊起起、放松松/卸下下分别受受控于SS1、SS2、SS3开关关，转换换动作反反向则由由S4、S5、S6开开关实现现，S44、S55转换开开关控制制电流流流向方向向一致，前进或或后退。需转弯弯摆动SS1或SS2开关关，需抓抓紧/吊吊起、放放松/卸卸下只需需按动SS3开关关，需改改变抓紧紧/吊起起、放松松/卸下下顺序，按动转转换开关关S6，再按动动S3开开关即可可完成。 本控制电电源输送送线分别别有八种种不同颜颜色所组组成，红红线接电电源正极极,黑线线接电源源负极，其余六六种分三三组按顺顺序排列列分别焊焊

49、接电机机二端与与印板焊焊盘。在在调试前前仔细检检查是否否有漏焊焊、虚焊焊，拖锡锡、搭锡锡检查无无误，通通常只要要装配正正确，接接通电源源即可工工作。3、电气气系统的的调试 调试前先先进行系系统软件件及硬件件功能的的检查，根据电气气控制原原理图，逐个检检查各逻辑点点。可断断开式接接通各输输入触点点，测试试检查输输入量的的变化。每个逻逻辑点的的测试必必须覆盖盖所有输输入触点点的各种种变化组组合。测测试过程程应模拟拟进行。输入量量可用测测试开关关、标准准信号发发生器模模拟，输输出可通通过CRRT检查查，其他他功能测测试可直直接通过过CRTT检查。当分步步调试无无误后，进行系系统联校校，联接装装置仪表

50、表、设备备进行实实际工作作、动作作功能的的联校，针对逻逻辑控制制点，联联接装置置一次设设备及部部件，进进行PLLC系统统的输入入和输出出联校19，系统统的调试试总程序序见附录录B。图655 调调试系统统的照片片6.3 安装调调试心得得机械设备备安装完完成后必必须通过过调试试试运转达达到设计计设备技技术要求求后方能能交付使使用，笔笔者通过过本次毕毕业设计计的实施施摸索出出调试过过程需要要注意的的事项：必须遵遵循“五先五五后”原则：即先单单机后联联调；先先手动后后自动；先就地地后远方方遥控 ；先空空载后负负载；先先点动后后联动。试运转转首先从从部件开开始，由由部件至至组件，由组件件至整套套设备的的

51、联机，应将单单台设备备分别试试好后，再系统统联动试试运转。在安装调调试过程程中始终终要以安安全第一一为准则则，包括括人身安安全和设设备安全全，不能能急于求求成而忽忽视安全全的重要要性。在机电设设备安装装常见技技术问题题表现有有螺栓联联接问题题、振动动问题、传感器器的安装装位置问问题、气气路的漏漏气问题题、电气气接线等等问题。在安装装调试时时要做好好充分准准备，想想好各种种应对措措施。总之，安安装调试试决定了了设备运运行的成成功与否否。只有有做到，仔细审审图，熟熟悉规范范、系统统、产品品性能，理论与与实践相相结合，务实细细致，积积极负责责，精心心测试，才能保保证安装装调试的的质量，保证系系统运行

52、行稳定可可靠。第七章 课题题展望与与设想一、课题题展望本次毕业业设计的的课题是是基于气气动控制制的生产产过程实实验装置置的研发发，该实实验装置置是一个个小型仿仿真的自自动生产产线系统统，包括括物料的的供给、传输、检测和和分拣搬搬运，该该系统由由气动部部件 、机械装装置 、检测单单元、PPLC及及软件等等组成。通过四四个多月月的努力力已经研研制完成成，安装装调试的的效果较较好。该该实验系系统包含含了机电电一体化化系统主主要的较较典型的的元器件件 ,可可以通过过一系列列不同的的元器件件组合 ,完成成多项实实验 通通过一系系列的实实验 ,让学生生完全掌掌握各种种元器件件的工作作原理及及使用方方法 ,

53、了解各各元器件件之间的的接口技技术及接接口方法法 ,同同时学会会各种软软件的编编程方法法及硬件件的测试试方法 。本实实验系统统可以使使用计算算机输入入实用程程序，可可以将可可编程控控制器、机械结结构和传传动、传传感器技技术、气气动技术术有机地地结合起起来、使使学生通通过这种种实验系系统的学学习，从从而在机机电一体体化方面面得到全全方位的的实践和和提高，能形象象地体现现自动化化流水线线装配过过程，让让学生在在设计、接线、编程、操作、排除故故障、维维修等方方面得到到很好的的锻炼，具有重重要的现现实意义义。因此本人人希望能能将我的的设计作作品应用用到我们们的教学学中，这这不仅能能使学生生对机电电气液

54、一一体化产产品及技技术有较较好的感感性认识识，而且且通过实实际操作作和测试试结果分分析等过过程，更更好地培培养了学学生的实实践意识识和动手手能力。二、实训训内容设设计20实训项目目气动应用用技术实实训该装置上上使用了了大量的的气动元元件，包包括多种种电磁气气动阀、多种气气动缸、过滤减减速阀等等。在学学习这些些气动元元件时，我们不不但可以以单独学学习每一一种分离离元件，而且还还可以在在学习时时了解各各种气动动元件之之间以及及气动元元件与其其它元件件之间是是如何配配合起来来进行协协调工作作的。传感器应应用技术术实训在系统使使用了大大量的电电容式、电感式式、光电电式以及及电磁式式传感器器，每一一个都

55、有有着各自自的特性性、发挥挥着不同同的作用用，使系系统得以以可靠工工作。学学生可通通过了解解工作中中各类传传感器的的工作特特性来加加强对这这些传感感器的感感性认识识，再结结合拆装装式技能能实训，可使同同学快速速掌握所所学知识识。机械系统统安装与与调试实实训教学实训训装置上上的四个个工作机机构可让让各组学学员将机机械部分分全部的的或部分分的拆去去，再按按要求将将其重新新组装，并且调调试至系系统可正正常、可可靠地工工作。这这对提高高在校学学生动手手能力有有极大帮帮助。PLC控控制电路路与编程程实训实训装置置的控制制系统有有PLCC实现，在该设设备上可可学习电电路原理理图的分分析与设设计、PPLC各

56、各I/OO地址查查对和设设备电路路连线方方法。还还可以学学习PLLC的各各种技术术和多种种应用。为灵活活学习和和掌握PPLC的的各方面面知识提提供了条条件。系统维护护和故障障检测技技术实训训设备日日常维护护的内容容和方法法，以及及系统常常见故障障分析、排除的的方法。工作任务务气动系统统的安装装与调试试通过配置置的气缸缸、电磁磁阀和磁磁性开关关等气动动控制元元件，可可完成下下列气动动技术的的工作任任务：气动方向向控制回回路的安安装气动速度度控制回回路的安安装摆动控制制回路的的安装气动顺序序控制回回路的安安装气动机械械手装置置的安装装气动系统统安装与与调试自动线机机构安装装通过提供供的设备备功能部

57、部件和元元器件装装配工业业自动生生产线：供料机构构的安装装与调整整输送机构构安装与与调整成品分拣拣机构安安装与调调整自动生产产线设备备系统安安装与调调整机械手的的安装与与调试 通通过提供供的组件件和图纸纸，可完完成机械械手的安安装调试试工作任任务：旋转底盘盘的安装装与调整整电动机齿齿轮箱的的安装与与调整机械手大大臂的安安装与调调整机械手手手指的安安装与调调整电气控制制电路的的安装和和PLCC编程通过配置置的PLLC、电电动机、指令开开关和传传感器等等，可完完成下列列PLCC应用技技术工作作任务：电动机正正反转控控制电路路的连接接与程序序编写气动方向向控制程程序编写写气动顺序序动作控控制程序序编

58、写机械手控控制程序序编写连连接自动生产产线控制制程序编编写自动控制制系统安安装与调调试通过配置置的供料料机构、输送机机构、成成品分拣拣机构等等完成自自动生产产线的安安装、接接线、编编程与调调试。 本人希希望能通通过该作作品在教教学中的的应用，使同学学加深对对机电一一体化系系统的感感性认识识 ,特特别是使使学生的的实践意意识和实实际动手手能力得得到更多多的锻炼炼。结 束 语本次毕业业设计的的课题是是基于气气动控制制的生产产过程实实验装置置的研制制，虽然然我设计计的只是是一个简简单的物物料传输输、检测测和机械械手分拣拣的装置置，但需需要利用用气动技技术、检检测技术术和PLLC控制制技术将将这些机机

59、构有机机组合起起来实现现一个典典型的机机电气一一体化综综合实训训系统。对于我我来说是是有一定定的挑战战和难度度的，从从资料的的收集、开题报报告的撰撰写、设设备的安安装调试试过程以以及设计计说明书书的编写写，我遇遇到了以以前从未未遇到过过的许多多问题，比如为为了设计计传输平平台及分分拣系统统，我不不断地学学习和修修改，自自学了许许多相关关学科的的内容，求教了了许多专专业老师师，查阅阅了大量量的图书书资料和和网上资资料，通通过指导导老师的的指导和和自己的的努力，这些问问题都得得到了很很好的解解决，通通过四个个多月的的努力，设计终终于顺利利完成，从中让让我学到到了很多多书本中中没有的的知识。这次毕业

60、业设计给给了我一一个很好好的学习习机会，不但使使我了解解了设计计工作的的基本流流程和设设计的方方法和理理念，更更让我巩巩固和深深化了所所学的专专业理论论知识，并使理理论知识识与实际际操作相相结合，锻炼了了自己的的实践动动手能力力。通过过这次的的毕业设设计，让让我了解解更多的的新知识识，为我我们将来来进入工工作做准准备，我我相信在在以后的的学习和和工作过过程中，一定可可以很好好的解决决问题，提高自自己的能能力，较较快的适适应工作作和社会会激烈的的竞争。参考文献献1张张继红，邵军. 机电电一体化化在包装装机械中中的应用用J.中国国包装工工业， 20006/442 谢大川川.高职机机电一体体化专业业