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南 京 理 工 大 學(xué) 紫 金 學(xué) 院
畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文)開題報(bào)告
學(xué) 生 姓 名：
學(xué) 號(hào)：
專 業(yè)：
機(jī)械工程及自動(dòng)化
設(shè)計(jì)(論文)題目：
接插件自動(dòng)檢測(cè)上料機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)
指 導(dǎo) 教 師:
2010 年 3 月 18 日
開題報(bào)告填寫要求
1．開題報(bào)告（含“文獻(xiàn)綜述”）作為畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）答辯委員會(huì)對(duì)學(xué)生答辯資格審查的依據(jù)材料之一。此報(bào)告應(yīng)在指導(dǎo)教師指導(dǎo)下，由學(xué)生在畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）工作前期內(nèi)完成，經(jīng)指導(dǎo)教師簽署意見(jiàn)及所在專業(yè)審查后生效；
2．開題報(bào)告內(nèi)容必須用黑墨水筆工整書寫或按教務(wù)處統(tǒng)一設(shè)計(jì)的電子文檔標(biāo)準(zhǔn)格式（可從教務(wù)處網(wǎng)頁(yè)上下載）打印，禁止打印在其它紙上后剪貼，完成后應(yīng)及時(shí)交給指導(dǎo)教師簽署意見(jiàn)；
3．“文獻(xiàn)綜述”應(yīng)按論文的格式成文，并直接書寫（或打印）在本開題報(bào)告第一欄目?jī)?nèi)，學(xué)生寫文獻(xiàn)綜述的參考文獻(xiàn)應(yīng)不少于15篇（不包括辭典、手冊(cè)）；
4．有關(guān)年月日等日期的填寫，應(yīng)當(dāng)按照國(guó)標(biāo)GB/T 7408—2005《數(shù)據(jù)元和交換格式、信息交換、日期和時(shí)間表示法》規(guī)定的要求，一律用阿拉伯?dāng)?shù)字書寫。如“2007年3月15日”或“2007-03-15”。
畢 業(yè) 設(shè) 計(jì)（論 文）開 題 報(bào) 告
1．結(jié)合畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）課題情況，根據(jù)所查閱的文獻(xiàn)資料，每人撰寫
2000字左右的文獻(xiàn)綜述：
文 獻(xiàn) 綜 述
摘要：自動(dòng)化生產(chǎn)的產(chǎn)品常常是成批大量的，在生產(chǎn)過(guò)程中要把工件按一定的節(jié)拍和方位送到工作位置。文中針對(duì)各種小型柱、套、蓋、片等物料的自動(dòng)上料，如型號(hào)為RJ45的接插件，設(shè)計(jì)完成了上料站總體結(jié)構(gòu)、氣動(dòng)控制系統(tǒng)原理圖、PLC控制程序。具有一定的實(shí)用價(jià)值。
關(guān)鍵詞：PLC；自動(dòng)上料站；設(shè)計(jì)
在自動(dòng)化生產(chǎn)線上，工件按一定的節(jié)拍和方位送到工作位置，經(jīng)過(guò)加工，裝配或包裝后再取下。如果工件的供送和取下采用手工操作，不僅體力勞動(dòng)繁重，而且生產(chǎn)效率也不可能提高。本文介紹的自動(dòng)化生產(chǎn)線設(shè)備上料站系統(tǒng)，是在電機(jī)驅(qū)動(dòng)下通過(guò)皮帶傳動(dòng)使摩擦盤式料斗轉(zhuǎn)動(dòng)，轉(zhuǎn)盤上工件在離心力的作用下進(jìn)入下料槽，在前面工件進(jìn)入料槽的同時(shí)，后面工件陸續(xù)進(jìn)入料槽，于是實(shí)現(xiàn)連續(xù)供料。 工件必須按要求停放在規(guī)定位置，等待搬運(yùn)站機(jī)械手取走工件，于是這里采用了氣動(dòng)裝置運(yùn)送工件。即在工件進(jìn)入上料裝置后，氣動(dòng)推至指定位置，當(dāng)料被取走后，上料裝置復(fù)位，等待下一工件進(jìn)入，如此往復(fù)循環(huán)完成上料。本動(dòng)作過(guò)程中，工件檢測(cè)通過(guò)光電傳感器來(lái)實(shí)現(xiàn)，位置的控制是依靠行程開關(guān)，整個(gè)系統(tǒng)由PLC控制。這種上料裝置不儀生產(chǎn)率高，且通用性廣，適用于各種的接插件例如RJ45等零件的自動(dòng)上料。
為了檢測(cè)這些產(chǎn)品或者檢測(cè)生產(chǎn)這些產(chǎn)品的設(shè)備，那么急需設(shè)計(jì)出成本較低，測(cè)量精度相對(duì)較高，測(cè)量速度較快的測(cè)量裝置。如此才可以滿足快速發(fā)展的自動(dòng)化生產(chǎn)線對(duì)測(cè)量技術(shù)的更高要求。國(guó)外西歐美日等國(guó)家在這方面已經(jīng)有了長(zhǎng)足的發(fā)展，各種檢測(cè)設(shè)備已投入市場(chǎng)。但是此類設(shè)備成本昂貴，且是針對(duì)某一檢測(cè)范圍的各種零件的檢測(cè)。自動(dòng)化的迅速進(jìn)展，廣大用戶要求快速測(cè)量工件的整體形狀精度，這已成為該領(lǐng)域近期的發(fā)展趨勢(shì)。所以，高價(jià)購(gòu)買的國(guó)外檢測(cè)設(shè)備實(shí)屬浪費(fèi)。而我國(guó)在檢測(cè)技術(shù)上已達(dá)到國(guó)際先進(jìn)水平，只是沒(méi)有將先進(jìn)的技術(shù)轉(zhuǎn)化為生產(chǎn)力。為解決我國(guó)中小企業(yè)在檢測(cè)方面遇到的問(wèn)題，設(shè)計(jì)了檢測(cè)精度、效率都較高的自動(dòng)檢測(cè)裝置。
目前，我國(guó)散狀原料的上料系統(tǒng)多采用人工目測(cè)上料量及手工操作方式，作業(yè)條件差、勞動(dòng)強(qiáng)度大、生產(chǎn)效率和設(shè)備利用率低，生產(chǎn)過(guò)程的可靠性、穩(wěn)定性和精確性都較差，這與許多企業(yè)已實(shí)現(xiàn)的后段工序生產(chǎn)過(guò)程自動(dòng)化狀況極不適應(yīng)．因此應(yīng)用微機(jī)技術(shù)
對(duì)上料系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)自動(dòng)控制是極為重要的。據(jù)資料介紹，德國(guó)、日本等工業(yè)發(fā)達(dá)國(guó)家已率
先研制出微機(jī)控制的沖量式流量計(jì)，并廣泛應(yīng)用于冶金、礦山等行業(yè)．
自動(dòng)檢測(cè)上料系統(tǒng)模塊化技術(shù)是制造業(yè)由傳統(tǒng)的單一品種大批量加工模式向多品種、中小批量方式發(fā)展的關(guān)鍵技術(shù)之一。該項(xiàng)技術(shù)研究開創(chuàng)了一種模塊化、組合化的自動(dòng)檢測(cè)系統(tǒng), 即將整個(gè)系統(tǒng)分為幾個(gè)獨(dú)立而又互相關(guān)聯(lián)的模塊, 各個(gè)模塊具有自身的運(yùn)動(dòng)精度和位置精度, 它可縮短自動(dòng)檢測(cè)系統(tǒng)研制周期及降低設(shè)計(jì)成本, 及時(shí)為企業(yè)提供所需的自動(dòng)檢測(cè)設(shè)備。該項(xiàng)目以檢測(cè)難度大、檢測(cè)項(xiàng)目多、檢測(cè)精度要求高、檢測(cè)批量大等為特點(diǎn), 以油泵油嘴行業(yè)的三大精密偶件檢測(cè)為代表, 進(jìn)行了應(yīng)用研究。自動(dòng)檢測(cè)系統(tǒng)由自動(dòng)上料定位系統(tǒng), 全自動(dòng)分選下料系統(tǒng)等五個(gè)部分組成, 被測(cè)工件從上料測(cè)量直至下料, 皆通過(guò)高精度的機(jī)械及定位系統(tǒng)準(zhǔn)確地傳送到指定位置。并在測(cè)量工位上全自動(dòng)測(cè)量系統(tǒng)又通過(guò)二次定位結(jié)構(gòu), 保證了測(cè)量系統(tǒng)的定位精度, 同時(shí)為根據(jù)需求更換測(cè)量模塊提供了極大方便。
自動(dòng)上料模塊、下料分選模塊的主要技術(shù)指標(biāo):
(1) 定位精度: ±0. 1mm
(2) 下料分組數(shù): ≤30 組
(3) 效率: 每件≤6 秒
(4) 無(wú)劃傷、碰傷、偶件無(wú)分離
模塊化自動(dòng)檢測(cè)系統(tǒng)適用于小型零件或偶件的自動(dòng)檢測(cè)分選, 工件或偶件的尺寸范圍在30×30×80mm 以內(nèi)可直接應(yīng)用, 有些做少許改動(dòng)也能適用。應(yīng)用自動(dòng)檢測(cè)模塊化技術(shù), 研制的小尺寸精密零件及偶件全自動(dòng)檢測(cè)與分選設(shè)備, 發(fā)揮了機(jī)、電、氣、光與計(jì)算機(jī)一體化的優(yōu)越性, 設(shè)計(jì)起點(diǎn)高, 智能化程度高, 使得多種幾何量參數(shù)或多種綜合性能參數(shù)能同時(shí)自動(dòng)進(jìn)行高精度測(cè)量并自動(dòng)分選, 該項(xiàng)技術(shù)屬國(guó)內(nèi)領(lǐng)先水平。并可推廣到汽車、軸承、壓縮機(jī)、液壓、氣動(dòng)等行業(yè)應(yīng)用。
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12 劉啟中，李榮正編著．PLC單片機(jī)原理及應(yīng)用．上海市教育委員會(huì)高校重點(diǎn)教材建設(shè)項(xiàng)目．北京航空航天大學(xué)出版社
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14 章兼源．微機(jī)控制技術(shù)．21世紀(jì)高職高專規(guī)劃教材．電子工業(yè)出版社
15 林茂．料斗式電磁振動(dòng)供料器的理論分析及實(shí)驗(yàn)研究 [J] ．機(jī)械工程師，1994，(3)
畢 業(yè) 設(shè) 計(jì)（論 文）開 題 報(bào) 告
２．本課題要研究或解決的問(wèn)題和擬采用的研究手段（途徑）：
設(shè)計(jì)方案：
1 總體結(jié)構(gòu)裝配設(shè)計(jì)
總體結(jié)構(gòu)主要由機(jī)架、轉(zhuǎn)盤、傳動(dòng)系統(tǒng)、電氣控制等組成。上料依靠轉(zhuǎn)盤轉(zhuǎn)動(dòng)在摩擦力的作用下，工件作離心運(yùn)動(dòng)，完成送料過(guò)程 ，根據(jù)此設(shè)計(jì)轉(zhuǎn)盤的直徑，表面摩擦系數(shù)等，考慮到出料不能太快，而料又能正常送出，將轉(zhuǎn)盤設(shè)計(jì)成中間高、邊緣低，這樣同時(shí)依靠重力的分力作用，就能很好的完成送料，而又使出料速度合適。
2 機(jī)械部分結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)
機(jī)械部分主要是一轉(zhuǎn)盤機(jī)構(gòu)，為保證工件在離心力的作用下能夠順利進(jìn)入上料槽，設(shè)計(jì)轉(zhuǎn)盤為中間突、周圍凹的結(jié)構(gòu)，坡度為5°，其工作受力分析如圖1所示。
G為工件重力； F0為摩擦力；F1、F2分別為重力的分力； Fa為向心力；m為工件質(zhì)量；r為工件所在位置的回轉(zhuǎn)半徑；n為轉(zhuǎn)盤轉(zhuǎn)速；f為摩擦系數(shù)，F(xiàn)為工件的下滑力。
當(dāng)F>0時(shí)，工件才可以滑落下來(lái)。
由上圖可知，下料條件由摩擦因數(shù)、轉(zhuǎn)速和下料點(diǎn)離圓心位置所決定。
3 氣動(dòng)控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)
3．1 氣缸設(shè)計(jì)
因?yàn)橄到y(tǒng)承受負(fù)載不大，而且行程也不長(zhǎng)，本裝置選用輕巧型CG1系列雙作用氣缸，缸徑為20mm，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，行程可以根據(jù)需要選擇。采用氣緩沖，缸筒為無(wú)桿缸蓋壓成一體，缸筒與桿蓋為螺紋連接，缸筒、缸蓋和活塞都采用鋁合金，軸向尺寸短，重量比其它系列氣缸輕10％一50％。
3．2 氣缸控制部分
氣缸的運(yùn)動(dòng)通過(guò)磁鐵換向閥控制，根據(jù)不同指令控制活塞推出或者拉升，具體控制流程為：行程開關(guān)Sl觸發(fā)傳感器1發(fā)出指令使閥的YV1端得電工作，氣缸上升→撞到行程開關(guān)S2傳感器2工作→發(fā)出指令使閥的YV2端得電工作，氣缸下降。氣動(dòng)控制原理如圖2所示。
4 電氣控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)
4．1 變頻器部分
(1)變頻器的選用
設(shè)計(jì)中采用的電機(jī)由于轉(zhuǎn)速過(guò)高，不利于上料控制，而變頻器作為現(xiàn)在工控領(lǐng)域的重要組成部分，已充分運(yùn)用于電機(jī)的控制中。隨著微電子技術(shù)的高速發(fā)展，變頻技術(shù)已越來(lái)越成熟。對(duì)于本套上料站裝置，考慮到實(shí)用性及價(jià)格，采用了丹佛斯VLT2900系列中的VLT2905，功率為0．5kW。
(2)變頻器的連線，參數(shù)設(shè)置
變頻器端子連線圖如圖3。
4．2 PLC的選型
目前， 市場(chǎng)上PLC的品牌型號(hào)多種多樣，價(jià)格各異。作為整個(gè)系統(tǒng)的主控核
心，必須選擇性能穩(wěn)定的PLC。這里選擇了目前工業(yè)控制領(lǐng)域較為普遍使用的三菱控制器。型號(hào)為：FX2N一16MR。
(1) I/O圖及分配表
按下啟動(dòng)按鈕SB2，上料站開始工作。采用光電傳感器進(jìn)行感應(yīng)并發(fā)出相關(guān)指令，閥體直接控制氣缸，而對(duì)上料過(guò)程進(jìn)行控制。急停按鈕可終止任何操作，所有影響閥體的輸出被復(fù)位。
(2)程序設(shè)計(jì)
根據(jù)控制系統(tǒng)工藝過(guò)程要求，設(shè)計(jì)梯形圖程序如圖4。
4．3 運(yùn)行調(diào)試
本上料站以PLC為控制核心，自動(dòng)完成上料動(dòng)作。由變頻器控制電機(jī)的轉(zhuǎn)矩和速度，通過(guò)變頻器參數(shù)設(shè)置等，都是可調(diào)的。因此，根據(jù)不同的上料要求，可以做出相應(yīng)的調(diào)整，使得這套系統(tǒng)的使用范圍更為廣泛。
系統(tǒng)供電前，檢查電路及儀器是否正常，確保一切正常安全的情況下啟動(dòng)電源。保證有料供應(yīng)的情況下，開始調(diào)試。首先，將變頻器輸出頻率調(diào)到OHZ ，然后慢慢增大，確定一個(gè)適合的上料速度，并將其鎖定。與此同時(shí)，將編好的程序輸入PLC內(nèi)，并讓其試運(yùn)行，發(fā)現(xiàn)錯(cuò)誤及時(shí)改正。
畢 業(yè) 設(shè) 計(jì)（論 文）開 題 報(bào) 告
指導(dǎo)教師意見(jiàn)：
1．對(duì)“文獻(xiàn)綜述”的評(píng)語(yǔ)：
2．對(duì)本課題的深度、廣度及工作量的意見(jiàn)和對(duì)設(shè)計(jì)（論文）結(jié)果的預(yù)測(cè)：
指導(dǎo)教師：
年 月 日
所在專業(yè)審查意見(jiàn)：
負(fù)責(zé)人：
年 月 日