气动自动打标机结构及控制设计文档格式.docx
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五、元件明细表
六、参考资料
七、总结
随着经济的发展,人们生活水平的提高,每一种流通的商品都需要注明生产日期保质期等相关信息,包装是信息的载体,对商品贴标是实现的途径。
打标机就是在包装件或产品上加上标签的机器,不仅有美观的作用,更重要的是可以实现对产品销售的追踪与管理,特别在医药、食品等行业,如出现异常可准确及时的启动产品召回机制。
打标机是现代包装不可缺少的组成部分。
气动打标机由PLC控制电磁阀的通断来控制各个气缸,使之完成相应的动作。
打印头在气缸C作用下做冲压运动,从而在工件上印出有一定深度的标记。
不用传送带靠重力作用使工件自动填装,通过气缸直接打标输出,标记工整清晰;
标记速度快,对标记材料无特殊要求;
抗干扰能力强,能够在较恶劣的环境下工作;
采用气体作为动力源,生产成本低,无污染;
适合速度要求较快的流水线场合。
1、汽车、摩托车等发动机、活塞、身、车架、底盘、连杆、发动机、汽缸等零部件进行编号、名称、商标、生产日期的打印;
2、电动车、自行车、摩托车等加架号打印;
3、各种商品、车辆、设备产品的标牌打印;
4、各种机械零部件、机床工具、五金制品、金属管、齿轮、泵体、阀门、紧固件、钢材、仪器仪表。
机电设备等金属打标;
塑料制品。
(1)当工件落入V形槽内,气缸A伸出夹紧工件。
(2)气缸A压紧后,气缸B才能打印。
(3)打印完毕气缸B立即缩回。
(4)气缸A迟于气缸B缩回,时间由工件材料特性决定。
(5)松开工件后即气缸A和气缸B完全缩回时,气缸C伸出,将工件推出V形槽。
(6)气缸C伸出后立即缩回,下一工件在重力作用下自动落入V形槽,如此完成一个工作循环。
(7)工件直径15cm,重量1.5kg,每分钟打印5个工件。
(1)采用可编程控制器取代中间气阀完成控制,
(2)由于用二位五通双电控电磁阀控制气缸进气和排气,电磁阀线圈通电时间不能过长,以免烧毁线圈。
(3)为了提高生产率可在气缸B打印完毕缩回的同时也让气缸A缩回,不能同时缩回,气缸A动作应延迟一段时间,以免同时动作时将工件粘起
(4)气缸A和气缸B都缩回时才让气缸C伸出推走工件
(5)气缸C缩回时才能开始下一个循环
(6)电路要有必要的保护
二、气动控制系统设计及参数计算
1.根据参数要求:
A缸行程125mm,夹紧力50N;
B缸行程100mm,打标力100N;
C缸行程125mm,推力20N;
每个缸往复动作次数为300次/小时。
选择三个活塞式双作用单活塞杆气缸作执行元件。
2.计算气缸内径
式中——工作负荷;
——工作压力;
——机械效率。
选定气缸工作压力为0.3、机械效率为0.7,则气缸的内径分别为:
夹紧缸:
打标缸:
退料缸:
3.选标准气缸
根据缸径和行程查产品设计手册选:
,缸径16mm、活塞杆径5mm、理论输出压力60.3N、行程125mm;
,缸径25mm、活塞杆径10mm、理论输出压力147.3N、行程100mm;
,缸径10mm、活塞杆径4mm、理论输出压力23.6N、行程125mm;
4.计算各气缸往复动作一次的耗气量:
式中——气缸内径(mm);
——活塞杆径(mm);
——气缸行程(mm)。
送料缸:
打印缸:
推料缸:
上式各值是按压缩空气计算的耗气量,为选择空压机,需要按自由空气计算耗气量:
式中——按自由空气计算的耗气量;
——按压缩空气计算的耗气量;
——气缸的工作压力。
因此,夹紧缸:
1.回路中的主控阀均为2位5通电磁阀(共3件),其公称通径根据所通过流量选定。
该气动系统对每个气缸的动作时间无特殊要求。
因此上述各阀流量等于该系统单位时间内平均耗气量(压缩空气),即
式中、、——、和缸在一个工作周期中往复动作次数,本例中均为1;
、、——、和缸往复动作一次的按压缩空气计算的耗气量,其值分别为、和
——工作周期,
由此得
根据选定公称通径为6.5mm。
1.分水滤气器(图未画出)选用过滤精度为50的型,其公称通径与减压阀相一致。
2.油雾器(图未画出)选用油雾颗粒大小为50的型,其公称通径与减压阀相一致。
3.减压阀BR3000调压X围0.05MPa~0.85MPa
4.总气源开关阀HVFF10
5.消声器外牙口径:
2分(13MM)(含滤芯)高度:
53MM(不含螺丝的高度)外壳直径尺寸:
53MM
1.空气压缩机至设备的管道直径
根据各气缸所需压缩空气量和推荐流速,按下式计算
式中——管道内径;
——各气缸单位时间内平均耗气量的总和。
本例中;
——推荐流速,选。
代入上式得:
2.设备内部管道直径根据与元件的公称通经相一致原则,又气缸A和气缸C的管道接口直径为5mm,气缸B管道接口直径为10mm。
故选定干路管道公称直径为10mm通径6.5mm。
3.计算管道中的压力损失。
由于本系统中管道中的流量小,管道不长,可不计压力损失,而直接确定压缩机至设备的管道中压力损失不大于,设备内部管道中压力损失不大于。
因此,管道中的总压力损失:
4.计算动力回路各元件中的压力损失。
本系统动力回路中装有分水滤气器、减压阀、油雾器、总气源开关阀、和消声器。
查手册可得其压力损失分别为、、、、和。
这样,压缩空气流经动力回路各元件时的总压力损失:
5.计算回路中的总压力损失。
总压力损失等于管道中和元件中压力损失的总和,即:
1.计算空压机的供气量
式中,(查手册),;
;
。
VA、VB、VC是按自由空气计算的耗气量
根据前面计算结果,可得空压机的供气量:
2.计算空压机的供气压
根据前面计算结果,可得空压机的供气压:
3.根据计算出的供气量和供气压,选取额定排气量为,额定压力为。
型号FB20-7功率500w储气20L
三、电控系统设计
YV1、YV2、YV5、YV6:
二位五通
4V120-05接管螺纹:
G1/8直径5mm压力X围:
0.15MPa~0.8MPa
运动方式:
内部引导式最大动作频率5次/秒AC220V
YV3、YV4:
4V320-10接管螺纹:
G3/8直径10mm压力X围:
3.4选择可编程控制器
由于有7个开关量6个输出量,故选用西门子S7-200CPU222AC/DC/继电器8输入/6继电器输出
订货号6ES7212--1BB23--0XB0
尺寸90x80x62功耗7W
3.5选择电源
开关电源24V50W
D-A93常开型电压5~120VDC
3.7I/O地址分配
输入
输出
其他
符号
地址
BG
I0.0
YV1
Q0.0
KM1
M0.0
a0
I0.1
YV2
Q0.1
KM2
M0.1
a1
I0.2
YV3
Q0.2
KF1
T37
b0
I0.3
YV4
Q0.3
KF2
T38
b1
I0.4
YV5
Q0.4
KF3
T39
c0
I0.5
YV6
Q0.5
KF4
T40
c1
I0.6
名称
型号
规格
数量
空气压缩机
气缸A
气缸B
气缸C
电磁阀A
电磁阀B
电磁阀C
a0、a1、b0、b1、c0、c1
行程开关
接近开关
分水滤气器
油雾器
减压阀
总气源开关阀
消声器
PLC
开关电源
管道
PU0530
PU1065
外径5内径3
外径10内径6.5
2m
8m
转接头
PG10-5
12-5
2
接头
PZA十字四通
PZA10
1
1.吴振顺.气压传动与控制.XX工业大学.2010.
2.
3.
4.
通过这次课程设计,在实践中我们发现了很多在画原理图过程中的疏漏,导致整个回路不能实现其功能。
在实验室呆的两天多时间里通过不断地探索研究终于将两种方法都在实验台上成功完成。
很多错误都是没有用到互锁功能导致很多不应该同时得电的线圈同时得电,在逐步排除故障后,实现了系统的自动、手动控制。
在这三天的课程设计过程中,我们收集资料、设计计算、绘制原理图、搭接实验系统等,由浅到深的理解了气动和电气控制的原理。
把书本上的理论知识应用到实践中。
通过气动打标机的纯气动和电控实验系统的搭接得出结论,纯气动回路使用快速接头可以非常简单的进行配管,采用纯气动系统较继电控制回路较为复杂。
气动回路中做完功的空气可以直接排放到大气中,不需要设置回程管道,即使系统中有泄漏也不至于造成环境污染,但是也有一些缺点,系统稳定性较差,速度控制精度较差,气动系统本身缺少润滑等。
作为一名大四学生,即将步入工作岗位。
我觉得这样的课程设计是十分必要的,在做本次课程设计的过程中,我感触最深的当属查阅的大量设计资料。
为了让自己的设计更加完善,查阅这方面的设计资料是十分必要的,同时也是必不可少的。
在搭接实验系统时,我们发现自己在绘制原理图过程中的一些疏忽,导致系统无法按照预计的工作。
结果我们一次又一次的重新搭建系统,在失败中摸索经验,最后终于一步一步的解决问题。
在设计过程中发现了自己的不足之处,对以前所学过的知识理解的不够深刻,掌握的不够牢固。
我们通过查阅大量的有关资料,并在小组中讨论,交流经验,若遇到搞不明白的问题就会及时请教老师,是自己学到了不少知识,也经历了不少艰辛,但收获同样巨大。
最后感谢指导我们的吴老师和实验室的各位老师们!
在这次课程设计的过程中,我主要工作是搭建系统回路,还参与了系统设计。
在系统设计中我发现在没有经验的
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- 气动 自动 打标机 结构 控制 设计