電阻檢測(cè)分選設(shè)備設(shè)計(jì)【9張CAD高清圖紙、文檔所見所得】【YC系列】

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本課題是對(duì)電阻進(jìn)行范圍篩選，首先準(zhǔn)確檢測(cè)電阻值的大小和范圍，然后進(jìn)行分選。在整個(gè)檢測(cè)分選過程中，如果在任何一道檢測(cè)工序出現(xiàn)問題，馬上報(bào)警，過程終止。本課題通過對(duì)檢測(cè)分選設(shè)備的總體設(shè)計(jì)、氣動(dòng)系統(tǒng)設(shè)計(jì)、關(guān)鍵零部件設(shè)計(jì)、電氣控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)等，達(dá)到畢業(yè)設(shè)計(jì)綜合訓(xùn)練的目的。要求課題的主要技術(shù)要求：本設(shè)計(jì)應(yīng)當(dāng)滿足的基本要求：1)設(shè)備結(jié)構(gòu)可靠。2）程序運(yùn)行穩(wěn)定。3）結(jié)果穩(wěn)定可靠。4）設(shè)備占地面積小。主要技術(shù)參數(shù)：1、電阻：普通碳膜電阻2、電阻自動(dòng)送料3、檢測(cè)周期：5s課題工作量要求：完成包括總裝配圖、部件圖、主要零件圖在內(nèi)的圖紙不少于2張A0,主要零件圖總圖幅不少于一張A1，控制電路原理圖1張A1；設(shè)計(jì)計(jì)算說明書不少于1.5萬字；外文技術(shù)資料翻譯不少于2萬印刷符號(hào)。課題主要內(nèi)容及進(jìn)度課題主要內(nèi)容： 1、擬定總體設(shè)計(jì)方案2、總體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)及計(jì)算3、主要零部件設(shè)計(jì)計(jì)算，強(qiáng)度、剛度校核計(jì)算4、電氣控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)進(jìn)度計(jì)劃表：2013.12 收集資料，研讀資料2013.01 擬訂總體設(shè)計(jì)方案2014.02.25-2014.03.15 機(jī)械結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、繪制總裝圖2014.03.15-2014.04.20 機(jī)械部件圖2014.04.20-2014.05.10 控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)2014.05.10-2014.05.25 撰寫設(shè)計(jì)計(jì)算說明書 2014.05.26-2014.06.10 修改及答辯機(jī)械學(xué)院 上海電機(jī)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）開題報(bào)告課題名稱 _電阻檢測(cè)分選設(shè)備設(shè)計(jì)_學(xué) 院 機(jī)械學(xué)院 專 業(yè) 機(jī)械電子工程 班 級(jí) 學(xué) 號(hào) 姓 名 指導(dǎo)教師 定稿日期： 2014年2月26 日8電阻檢測(cè)分選設(shè)備設(shè)計(jì)1 選題背景及其意義雖然我國(guó)制造業(yè)對(duì)于產(chǎn)品的綜合性能檢測(cè)經(jīng)歷了從無到有，從小到大；從引進(jìn)技術(shù)、引進(jìn)檢測(cè)設(shè)備，到自主研究開發(fā)推廣應(yīng)用，取得了很大的進(jìn)步，但是對(duì)于中小企業(yè)來說，為了降低生產(chǎn)成本不少企業(yè)采用人工方法進(jìn)行產(chǎn)品檢測(cè)，產(chǎn)品檢測(cè)的手段、質(zhì)量及自動(dòng)化程度，不能很好地滿足生產(chǎn)的需求。與人工檢測(cè)或半人工檢測(cè)手段相比，全自動(dòng)檢測(cè)方法能夠更準(zhǔn)確、迅速的捕捉被檢測(cè)零部件的狀態(tài)并將檢測(cè)結(jié)果迅速匯總。便于檢測(cè)管理，提高檢測(cè)效率和質(zhì)量。 本課題是對(duì)電阻進(jìn)行范圍篩選，首先準(zhǔn)確檢測(cè)電阻值的大小和范圍，然后進(jìn)行分選。在整個(gè)檢測(cè)分選過程中，如果在任何一道檢測(cè)工序出現(xiàn)問題，馬上報(bào)警，過程終止。本課題通過對(duì)檢測(cè)分選設(shè)備的總體設(shè)計(jì)、氣動(dòng)系統(tǒng)設(shè)計(jì)、關(guān)鍵零部件設(shè)計(jì)、電氣控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)等，達(dá)到畢業(yè)設(shè)計(jì)綜合訓(xùn)練的目的。2 文獻(xiàn)綜述（國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀與發(fā)展趨勢(shì)）在工業(yè)計(jì)量、工業(yè)控制和設(shè)備運(yùn)行安全保護(hù)等實(shí)際應(yīng)用中，電流的測(cè)量，一直是一個(gè)備受關(guān)注的重要課題，電流測(cè)量裝置本身的安全、準(zhǔn)確、穩(wěn)定和可靠是其他監(jiān)控系統(tǒng)正常運(yùn)行的基本保證。電流測(cè)量方法從測(cè)量原理上可以分為兩大類：一是以測(cè)量被測(cè)電路中電阻值和已知的電阻器上電壓降為基礎(chǔ)的測(cè)量方法；二是通過測(cè)量被測(cè)電流所產(chǎn)生的磁場(chǎng)來間接測(cè)量電流的測(cè)量方法。其中以第一類方法所開發(fā)電流測(cè)量設(shè)備通常與被測(cè)電路有電的聯(lián)系，主要應(yīng)用于測(cè)量較低電壓電路中的電流，采用的測(cè)量設(shè)備簡(jiǎn)單，一般不需要輔助電源，且外磁場(chǎng)對(duì)測(cè)量準(zhǔn)確度沒有影響。這種方法是以測(cè)量被測(cè)電流通過已知電阻上的電壓降為基礎(chǔ)的，傳統(tǒng)的測(cè)量方法是在電流回路中串聯(lián)標(biāo)準(zhǔn)電阻，通過測(cè)量標(biāo)準(zhǔn)電阻上的電流產(chǎn)生的壓降來測(cè)量電流的大小。這種方法簡(jiǎn)單、可靠、精確度高，但在大電流和特大電流測(cè)量中，標(biāo)準(zhǔn)電阻受現(xiàn)場(chǎng)條件限制，很多地方無法安裝和使用，另一方面電流很大時(shí)標(biāo)準(zhǔn)電阻上將產(chǎn)生很大的功耗，大功耗的發(fā)熱量使標(biāo)準(zhǔn)電阻產(chǎn)生熱穩(wěn)定誤差，使其精度變低且工作不穩(wěn)定。為降低功耗，人們開發(fā)出分流器形式的單個(gè)電阻量具，它是由錳銅合金制成的低歐姆四端電阻，其電流輸入端接入被測(cè)電流，電壓降則由電位端鈕引出。測(cè)量中通常采用經(jīng)過校正的、可以相互替換的分流器，其額定電壓降是規(guī)定的，經(jīng)校正的分流器的額定電壓降一般為 60mV 或 75mV。 使用分流器進(jìn)行電流測(cè)量時(shí)也存在一定的局限性，如測(cè)量時(shí)，不能電隔離，在檢測(cè)高頻大電流時(shí)，標(biāo)準(zhǔn)電阻不可避免的有電感性，不能真實(shí)傳遞被測(cè)電流的波形，更不能真實(shí)傳遞非正弦波形等。 針對(duì)分流器的弊端，50 年代初期蘇聯(lián)基于變壓器原理開發(fā)出了電流互感器，它除能將被測(cè)大電流降低到標(biāo)定值外，還能安全地將高壓電路隔離，在規(guī)定的工作頻率下有較高的測(cè)量精度。但它也有自身的局限性，主要是：一、能適合的頻帶非常窄，且不能傳遞直流；二、工作時(shí)存在激磁電流，而且互感器是電感性器件，使它在響應(yīng)時(shí)間上只能做到數(shù)十毫秒。三、電流互感器二次側(cè)一旦開路將產(chǎn)生高壓危害。 1972 年國(guó)外利用磁電原理研制出霍爾檢零電流測(cè)量設(shè)備，其后不久在我國(guó)出現(xiàn)的磁放大式直流互感器，磁調(diào)試式直流互感器和電流磁性比較儀等使電流測(cè)量精度和耗電量均有較大的改善。這種原理制成的直流傳感器均要繞有勵(lì)磁繞組、平衡繞組或檢測(cè)繞組，故體積較大，工作電壓也高，測(cè)大電流長(zhǎng)期工作時(shí)可靠性變差，但由于其準(zhǔn)確度較高，所以在實(shí)驗(yàn)室和對(duì)比標(biāo)準(zhǔn)中應(yīng)用較廣泛。70 年代初，西歐等發(fā)達(dá)國(guó)家特別是以瑞士 LEM 公司為代表的廠家，根據(jù)霍爾效應(yīng)研制出了高性能的霍爾電流傳感器，進(jìn)入 80 年代以來，這種傳感器已經(jīng)得到普遍應(yīng)用。與其它電流測(cè)量設(shè)備相比，霍爾電流傳感器具有優(yōu)越的電性能，是一種先進(jìn)的能隔離主電流回路與電子控制電路的電檢測(cè)元件，它綜合了互感器和分流器的所有優(yōu)點(diǎn)，克服了互感器和分流器的不足，同一只檢測(cè)元件既可以檢測(cè)交流也可以檢測(cè)直流甚至檢測(cè)瞬態(tài)峰值，是替代互感器和分流器的理想產(chǎn)品。3 研究?jī)?nèi)容 為實(shí)現(xiàn)精確測(cè)量電阻阻值，并能輸出相應(yīng)的數(shù)據(jù)到PLC控制系統(tǒng)的目標(biāo)，采用霍爾電流傳感器檢測(cè)被測(cè)電路中電阻值的原理，實(shí)現(xiàn)PLC分析電阻阻值的范圍，進(jìn)而放入相應(yīng)收料箱的功能，完成分揀任務(wù)。整個(gè)設(shè)計(jì)會(huì)包含檢測(cè)原理，送料、定位檢測(cè)、分揀等機(jī)械結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，驅(qū)動(dòng)及傳動(dòng)系統(tǒng)設(shè)計(jì)，和控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)。 4 研究方案4.1 總體方案 圖1. 總結(jié)構(gòu)圖4.2檢測(cè)原理4.2.1檢測(cè)機(jī)構(gòu)方案一：用數(shù)字歐姆表檢測(cè)。 優(yōu)點(diǎn)：直接將檢測(cè)的電阻阻值以數(shù)字形式直觀的反應(yīng)出來 缺點(diǎn)：該歐姆表沒有數(shù)據(jù)輸出設(shè)備，無法將檢測(cè)的數(shù)據(jù)輸出，就無法進(jìn)行后續(xù)的分析分選工作。圖2. 數(shù)字歐姆表方案二：用霍爾電流傳感器檢測(cè) 電流測(cè)量裝置本身的安全、準(zhǔn)確、穩(wěn)定和可靠是其他監(jiān)控系統(tǒng)正常運(yùn)行的基本保證。電流測(cè)量方法從測(cè)量原理是以測(cè)量被測(cè)電路中電阻值和已知的電阻器上電壓降為基礎(chǔ)的測(cè)量方法。霍爾電流傳感器內(nèi)接電源，不需要在在給它提供外接電源，且此傳感器可以外接輸出設(shè)備。圖3. 霍爾電流傳感器由于方案二便于檢測(cè)和輸出數(shù)據(jù)，能進(jìn)行后續(xù)的PLC分析，分選等控制，故選用方案二。4.2.2斷料報(bào)警機(jī)構(gòu)為了保證一旦自動(dòng)送料裝置發(fā)生故障料完無料送入測(cè)試架時(shí)，能及時(shí)發(fā)出報(bào)警訊號(hào)，召喚操作人員及時(shí)處理，在測(cè)試架上方送料導(dǎo)管附近安裝光電報(bào)警機(jī)構(gòu)。它由并聯(lián)的兩只聚光燈泡與兩只串聯(lián)的光敏二極管組成，有料時(shí)光源被遮，機(jī)構(gòu)不工作。一旦斷料，光敏二極管被照射，控制繼電器被接通，它控制一個(gè)由晶體管多諧振蕩器和繼電器組成的閃爍機(jī)構(gòu)，發(fā)出每秒2-4次的斷續(xù)音響訊號(hào)，而面板上的投影顯示器同時(shí)顯示出閃爍的紅色報(bào)警燈光訊號(hào)。這里采用兩只串聯(lián)的光敏二極管是為了保證機(jī)構(gòu)的可靠性，避免被測(cè)元件間間隙漏光而發(fā)生誤動(dòng)作。圖4.2為光電繼電器電路，圖4.3為閃爍電路。 圖4. 光電繼電器電路 圖5.閃爍電路4.3機(jī)械結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)4.3.1送料機(jī)構(gòu)圖6. 送料機(jī)構(gòu)圖6中人工將電阻條放入進(jìn)料管（固定不動(dòng)），氣缸作往復(fù)直線運(yùn)動(dòng)，向右移動(dòng)距離S后，滑塊的凹槽正好位于進(jìn)料管下方，落入一個(gè)電阻，此時(shí)滑塊又滑回原位，電阻落入落料管內(nèi)，繼而進(jìn)入檢測(cè)平臺(tái)。4.3.2檢測(cè)機(jī)構(gòu)圖7. 檢測(cè)平臺(tái)圖7為檢測(cè)平臺(tái)，電阻由落料管進(jìn)入檢測(cè)平臺(tái)，但此時(shí)電阻浮于凹槽之上，此時(shí)圖一中的氣缸向下壓，將電阻固定在凹槽內(nèi)，同時(shí)接通回路，霍爾電流傳感器自動(dòng)檢測(cè)電阻阻值，并將結(jié)果輸出到PLC系統(tǒng)。4.3.3收料機(jī)構(gòu)圖8. x-y數(shù)控工作臺(tái)圖8為x-y數(shù)控工作臺(tái)，是收料箱的軌跡分布圖。檢測(cè)結(jié)果經(jīng)PLC處理后，驅(qū)動(dòng)分選機(jī)構(gòu)，x-y數(shù)控工作臺(tái)將相應(yīng)阻值分檔的收料箱移到落料處。4.4驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)驅(qū)動(dòng)方案常用的驅(qū)動(dòng)方式有液壓驅(qū)動(dòng)、氣壓驅(qū)動(dòng)和電機(jī)驅(qū)動(dòng)三種類型。這三種方法各有所長(zhǎng)，各種驅(qū)動(dòng)方式的特點(diǎn)如下：(1)液壓驅(qū)動(dòng):輸出功率很大，壓力大于3MPa，控制精度較高，輸出功率大，可無級(jí)調(diào)速，反應(yīng)靈敏，可實(shí)現(xiàn)連續(xù)軌跡控制。適用于重載、低速驅(qū)動(dòng)，電液伺服系統(tǒng)。(2)氣動(dòng)驅(qū)動(dòng):輸出功率大，壓力小于3MPa，精度低，阻尼效果差，低速不易控制，難以實(shí)現(xiàn)高速、高精度的連續(xù)軌跡控制。適用于中小負(fù)載驅(qū)動(dòng)、精度要求較低的有限點(diǎn)位程序控制機(jī)械手。(3)電機(jī)驅(qū)動(dòng)：輸出功率大, 控制精度高，功率較大，能精確定位，反應(yīng)靈敏，可實(shí)現(xiàn)高速、高精度的連續(xù)軌跡控制，伺服特性好，控制系統(tǒng)復(fù)雜, 適用于中小負(fù)載、要求具有較高的位置控制精度和軌跡控制精度、速度較高的機(jī)械手。 因?yàn)楸驹O(shè)備屬于小型負(fù)載，且驅(qū)動(dòng)滑塊的力都是比較小的，所以選擇氣動(dòng)驅(qū)動(dòng)；而控制收料箱需要的精度較高，所以選擇電機(jī)驅(qū)動(dòng)4.5 控制系統(tǒng) 單片機(jī)是把中央處理器、存儲(chǔ)器、定時(shí)、計(jì)數(shù)器、各種輸入輸出接口等都集成在一塊集成電路芯片上的微型計(jì)算機(jī)。與應(yīng)用在個(gè)人電腦中的通用型微處理器相比，它更強(qiáng)調(diào)自供應(yīng)（不用外接硬件）和節(jié)約成本。它的最大優(yōu)點(diǎn)是體積小，可放在儀表內(nèi)部，但存儲(chǔ)量小，輸入輸出接口簡(jiǎn)單，功能較低。PLC是可編程序邏輯控制器的簡(jiǎn)稱，是以微處理為核心的數(shù)字運(yùn)算操作的電子系統(tǒng)裝置，專為在工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用而設(shè)計(jì)。它采用可編程的存儲(chǔ)器，用以在其內(nèi)部存儲(chǔ)執(zhí)行邏輯運(yùn)算，順序控制、定時(shí)技術(shù)和算術(shù)運(yùn)算等操作指令，并通過數(shù)字模擬的輸入輸出控制各種類型的機(jī)械或生產(chǎn)過程。和常規(guī)繼電器組成的控制系統(tǒng)相比，在系統(tǒng)中減少大量的中間繼電器和時(shí)間繼電器，是控制系統(tǒng)大大簡(jiǎn)化。同時(shí)由于中間環(huán)節(jié)減少，增加了系統(tǒng)運(yùn)行的可靠性。由于PLC具備的經(jīng)濟(jì)實(shí)用、可靠性高、易編程和便于維護(hù)的特點(diǎn)，基于PLC的各種控制系統(tǒng)得到了廣泛的應(yīng)用。由于所研究的設(shè)備不需要很多編程，PLC可靠性高，抗干擾能力強(qiáng)，適用性強(qiáng),體積小，易學(xué)易用,系統(tǒng)的設(shè)計(jì)、安裝、調(diào)試工作量小，維護(hù)方便，容易改造，故選用PLC控制系統(tǒng)。4.6控制流程圖 圖9.控制流程圖5 進(jìn)度計(jì)劃2013.12.10-2013.12.31 明確設(shè)計(jì)任務(wù)，收集相關(guān)資料2014.01.01-2014.01.15 擬訂功能實(shí)現(xiàn)原理2014.01.16-2014.02.15 擬訂總體設(shè)計(jì)方案2014.02.16-2014.03.30 機(jī)械結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、繪制總裝圖2014.04.01-2014.04.25 主要零部件設(shè)計(jì)計(jì)算，繪制零件圖2014.04.26-2014.05.15 電氣控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)，繪制電氣原理圖2014.05.16-2014.05.25 撰寫設(shè)計(jì)計(jì)算說明書2014.05.25-2014.06.06 修改及答辯參考文獻(xiàn)1郭洪紅.工業(yè)機(jī)器人.西安電子科技大學(xué)出版社2 Serope Kalpakjian.Manufacturing Engineering and TechnologyMachining.機(jī)械工業(yè)出版社，2009.3Interactive Learning for Humanoid Robot. IJCSI International Journal of Computer Science Issues, Vol. 9, Issue 4, No 1, 2012.06.4Klaus Vollrath.現(xiàn)代制造.2004年26期.物料搬運(yùn)機(jī)器人5Mechanical Drive (Reference Issue). Machine Design. 52(14),1980.6成大先.機(jī)械手冊(cè).化學(xué)工業(yè)出版社，2007.7王知行，鄧宗全.機(jī)械原理.高等教育出版社.2006.8濮良貴 紀(jì)名剛.機(jī)械設(shè)計(jì)（第八版）.高等教育出版社，2006.9殷玉楓.機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì).機(jī)械工業(yè)出版社，2006.10張建民.機(jī)電一體化系統(tǒng)設(shè)計(jì)（第三版）.高等教育出版社，2000.11尹志強(qiáng).機(jī)電一體化系統(tǒng)設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)指導(dǎo)書.機(jī)械工業(yè)出版社2007.12馮清秀，鄧星鐘.機(jī)電傳動(dòng)控制（第五版）.華中科技大學(xué)出版社，2011.13宋彩利，孫友倉(cāng)，吳紅岐.單片機(jī)原理與C51編程.西安交通大學(xué)出版社.2008.14華中生.柔性制造系統(tǒng)和柔性供應(yīng)鏈建模、決策與優(yōu)化.科學(xué)出版社，2007.15余俊.滾動(dòng)軸承計(jì)算額定負(fù)荷、當(dāng)量負(fù)荷及壽命.高等教育出版社，1993.16李瑞峰.航空制造技術(shù).2010年09期.中國(guó)工業(yè)機(jī)器人產(chǎn)業(yè)化發(fā)展戰(zhàn)略.17高佳男，周廣亮，周明波，蔣野，徐建東.電子制作.2011年03期.自動(dòng)搬運(yùn)機(jī)器人.18李雷.系統(tǒng)仿真技術(shù).2011年02期.基于MCS-51控制的軍用自動(dòng)倉(cāng)儲(chǔ)搬運(yùn)機(jī)器人設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn).19李偉光，許陽(yáng)釗.制造技術(shù)與機(jī)床.2010年04期.一種搬運(yùn)機(jī)器人控制系統(tǒng)的軟件開發(fā)與研究.20機(jī)器人.2012.6 第34卷 第6期21劉鳳臣，姚赟峰，劉黎明，金杰鋒，林紀(jì)良，郭湖兵.輕工機(jī)械.2012年02期.高速搬運(yùn)機(jī)器人.22張紹群，孟兆新.木材加工機(jī)械.2007年05期.一種搬運(yùn)機(jī)器人機(jī)構(gòu)的創(chuàng)新設(shè)計(jì).23王小剛，紀(jì)慎之.中國(guó)工程師.1995年02期.我國(guó)機(jī)器人產(chǎn)品的研制與開發(fā).指導(dǎo)教師意見 指導(dǎo)教師簽名： 年 月 日學(xué)生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）工作及教師指導(dǎo)記錄第 周（次）指導(dǎo)教師與學(xué)生討論課題記錄開題報(bào)告答辯后，找指導(dǎo)老師討論。探討：送料機(jī)構(gòu)與檢測(cè)機(jī)構(gòu)銜接不上？研究：學(xué)生：我想的是把送料機(jī)構(gòu)直接放置于送料機(jī)構(gòu)正下方，但是這樣氣缸就沒辦法工作了。解決：老師：可以把滑塊和工作臺(tái)都設(shè)計(jì)的窄一點(diǎn)（都要比電阻條短），這樣電阻條的兩邊鋼絲可以露出來，這樣氣缸就可以工作了。探討：檢測(cè)機(jī)構(gòu)與收料機(jī)構(gòu)銜接不上？研究：學(xué)生：電阻檢測(cè)完之后，無法落入收料箱？解決：老師：可以在電阻凹槽下方開一個(gè)小孔，小孔下方加一個(gè)氣缸，再在凹槽側(cè)面也加一個(gè)氣缸，每次檢測(cè)完之后，下方氣缸工作把電阻條從凹槽里彈出來，然后側(cè)面氣缸工作，把電阻推進(jìn)收料箱。布置任務(wù)：氣缸需要選型，還有霍爾電流傳感器也需要選型。機(jī)械結(jié)構(gòu)圖需要在構(gòu)思一下畫出來，具體數(shù)值設(shè)計(jì)。 學(xué)生簽名： 日期：指導(dǎo)教師審核教師審核簽名： 日期：注：每周（次）填寫一張，學(xué)生應(yīng)重點(diǎn)記錄師生間課題探討、研究、解決及任務(wù)布置等信息，最后由指導(dǎo)教師審核后簽字。 畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書題 目：電阻檢測(cè)分選設(shè)備設(shè)計(jì)學(xué) 院： 專 業(yè)： 學(xué) 號(hào)： 姓 名： 指導(dǎo)教師： 完成日期： 2014年4月11日 摘 要 隨著科技步伐的加快，檢測(cè)技術(shù)在各個(gè)領(lǐng)域中得到了廣泛應(yīng)用，檢測(cè)裝置系統(tǒng)已成為主機(jī)設(shè)備中最關(guān)鍵的部分之一。但是，由于設(shè)計(jì)、制造、安裝、使用和維護(hù)等方面的因素，影響了檢測(cè)裝置系統(tǒng)的正常運(yùn)行。因此，了解系統(tǒng)工作原理，懂得一些設(shè)計(jì)、制造、安裝、使用和維護(hù)等方面的知識(shí)，是保證檢測(cè)裝置系統(tǒng)能正常運(yùn)行并極大發(fā)揮綜合檢測(cè)技術(shù)優(yōu)勢(shì)的先決條件。本文主要研究的是電阻檢測(cè)分選設(shè)備結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，電阻檢測(cè)分選設(shè)備需要與檢測(cè)控制部分設(shè)計(jì)同時(shí)進(jìn)行。設(shè)計(jì)時(shí)，必須從實(shí)際情況出發(fā)，有機(jī)地結(jié)合各種傳動(dòng)形式，充分發(fā)揮綜合氣缸傳動(dòng)的優(yōu)點(diǎn)，力求設(shè)計(jì)出結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、工作可靠、成本低、效率高、操作簡(jiǎn)單、維修方便的電阻檢測(cè)分選設(shè)備。關(guān)鍵詞：檢測(cè)裝置；電阻檢測(cè) ；分選設(shè)備；結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) ABSTRCTWith the quickening pace of science and technology, detection technology has been widely applied in various fields, the system detection device has become one of the most important part of the host device. However, due to factors of design, manufacturing, installation, use and maintenance etc, affect the normal operation of the system detection device. Therefore, to understand the working principle of the system, design, manufacturing, installation to understand, use and maintenance and other aspects of knowledge, is the guarantee of system detection device can run normally and prerequisite to greatly exert the advantages of comprehensive detection technology.This paper mainly researches the design detection sorting equipment resistance, resistance detection and separation equipment needs and part of the design of detection and control. When the design, must proceed from the actual situation, combined with a variety of transmission form, give full play to the advantages of integrated cylinder drive, to design a simple structure, reliable work, low cost, high efficiency, simple operation, convenient repair resistance testing and sorting equipment.KEY WORDS：Detection Device；Resistance Detection；Sorting Equipment；Structure Design 目 錄摘 要2ABSTRCT31 緒論51.1 課題背景51.2 我國(guó)檢測(cè)分選設(shè)備發(fā)展?fàn)顩r61.3國(guó)外檢測(cè)分選設(shè)備發(fā)現(xiàn)狀況71.4檢測(cè)分選設(shè)備的介紹及發(fā)展趨勢(shì)72 電阻檢測(cè)分選設(shè)備設(shè)計(jì)方案92.1電阻檢測(cè)分選設(shè)備研究?jī)?nèi)容92.2電阻檢測(cè)分選設(shè)備的主要參數(shù)92.3電阻檢測(cè)分選的方案設(shè)計(jì)92.4檢測(cè)原理102.4.1檢測(cè)機(jī)構(gòu)102.4.2斷料報(bào)警機(jī)構(gòu)112.5機(jī)械結(jié)構(gòu)方案設(shè)計(jì)122.5.1送料機(jī)構(gòu)122.5.2檢測(cè)機(jī)構(gòu)122.5.3收料機(jī)構(gòu)132.6 驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)132.7控制系統(tǒng)143 電阻檢測(cè)分選設(shè)備零部件設(shè)計(jì)153.1 氣缸撥叉的設(shè)計(jì)校核153.2 圓柱銷的設(shè)計(jì)與校核163.3 鎖緊螺母的校核183.4 氣缸的設(shè)計(jì)計(jì)算203.5 氣缸的校核233.6螺栓的校核243.7控制系統(tǒng)的工作原理及控制要求263.7.1 控制流程263.7.2 I/0分配及原理接線圖273.7.3梯形圖設(shè)計(jì)28結(jié)論38致謝39參考文獻(xiàn)401 緒論1.1 課題背景 本世紀(jì)的60年代后，原子能技術(shù)、空間技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)（微電子技術(shù)）等的發(fā)展再次將檢測(cè)分選設(shè)備技術(shù)推向前進(jìn)，使它發(fā)展成為包括傳動(dòng)、控制、檢測(cè)在內(nèi)的一門完整的自動(dòng)化技術(shù)，使它在國(guó)民經(jīng)濟(jì)的各方面都得到了應(yīng)用。檢測(cè)分選設(shè)備在某些領(lǐng)域內(nèi)甚至已占有壓倒性的優(yōu)勢(shì)，例如，國(guó)外今日生產(chǎn)的95%的工程機(jī)械、90%的數(shù)控加工中心、95%以上的自動(dòng)線都采用了檢測(cè)分選設(shè)備。因此采用檢測(cè)分選設(shè)備的程度現(xiàn)在已成為衡量一個(gè)國(guó)家工業(yè)水平的重要標(biāo)志之一。進(jìn)入21世紀(jì)，人類社會(huì)將逐步迸入知識(shí)經(jīng)濟(jì)時(shí)代，知識(shí)將成為科技和生產(chǎn)發(fā)展的資本與動(dòng)力，而機(jī)床工業(yè)，作為機(jī)器制造業(yè)、工業(yè)以至整個(gè)國(guó)民經(jīng)濟(jì)發(fā)展的裝備部門，毫無疑問，其戰(zhàn)略性重要地位、受重視程度，也將更加鮮明突出。工業(yè)控制自動(dòng)化技術(shù)是一種運(yùn)用控制理論、儀器儀表、計(jì)算機(jī)和其它信息技術(shù)，對(duì)工業(yè)生產(chǎn)過程實(shí)現(xiàn)檢測(cè)、控制、優(yōu)化、調(diào)度、管理和決策，達(dá)到增加產(chǎn)量、提高質(zhì)量、降低消耗、確保安全等目的的綜合性技術(shù)，主要包括工業(yè)自動(dòng)化軟件、硬件和系統(tǒng)三大部分弘固。王業(yè)控制自動(dòng)化技術(shù)作為20世紀(jì)現(xiàn)代領(lǐng)域中最重要的技術(shù)之一，主要解決生產(chǎn)效率與一致性問題。雖然自動(dòng)化系統(tǒng)本身并不直接創(chuàng)造效益，但它對(duì)企業(yè)生產(chǎn)過程有明顯的提升作用。我國(guó)工業(yè)控制自動(dòng)化的發(fā)展道路，大多是在引進(jìn)成套設(shè)備的同時(shí)進(jìn)行消化吸收，然后進(jìn)行二次開發(fā)和應(yīng)用。西前我國(guó)工業(yè)控制自動(dòng)純技術(shù)、產(chǎn)業(yè)和應(yīng)用都有了很大的發(fā)震，我國(guó)工業(yè)計(jì)算機(jī)系統(tǒng)行業(yè)已經(jīng)形成。目前，工業(yè)控制自動(dòng)化技術(shù)正在向智能化、網(wǎng)絡(luò)化和集成化方向發(fā)展。雖然我國(guó)制造業(yè)對(duì)于產(chǎn)品的綜合性能檢測(cè)經(jīng)歷了從無到有，從小到大；從引進(jìn)技術(shù)、引進(jìn)檢測(cè)設(shè)備，到自主研究開發(fā)推廣應(yīng)用，取得了很大的進(jìn)步，但是對(duì)于中小企業(yè)來說，為了降低生產(chǎn)成本不少企業(yè)采用人工方法進(jìn)行產(chǎn)品檢測(cè)，產(chǎn)品檢測(cè)的手段、質(zhì)量及自動(dòng)化程度，不能很好地滿足生產(chǎn)的需求。與人工檢測(cè)或半人工檢測(cè)手段相比，全自動(dòng)檢測(cè)方法能夠更準(zhǔn)確、迅速的捕捉被檢測(cè)零部件的狀態(tài)并將檢測(cè)結(jié)果迅速匯總。便于檢測(cè)管理，提高檢測(cè)效率和質(zhì)量。本課題是對(duì)電阻進(jìn)行范圍篩選，首先準(zhǔn)確檢測(cè)電阻值的大小和范圍，然后進(jìn)行分選。在整個(gè)檢測(cè)分選過程中，如果在任何一道檢測(cè)工序出現(xiàn)問題，馬上報(bào)警，過程終止。本課題通過對(duì)檢測(cè)分選設(shè)備的總體設(shè)計(jì)、氣動(dòng)系統(tǒng)設(shè)計(jì)、關(guān)鍵零部件設(shè)計(jì)、電氣控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)等，達(dá)到畢業(yè)設(shè)計(jì)綜合訓(xùn)練的目的。1.2 我國(guó)檢測(cè)分選設(shè)備發(fā)展?fàn)顩r 在工業(yè)計(jì)量、工業(yè)控制和設(shè)備運(yùn)行安全保護(hù)等實(shí)際應(yīng)用中，電流的測(cè)量，一直是一個(gè)備受關(guān)注的重要課題，電流測(cè)量裝置本身的安全、準(zhǔn)確、穩(wěn)定和可靠是其他監(jiān)控系統(tǒng)正常運(yùn)行的基本保證。電流測(cè)量方法從測(cè)量原理上可以分為兩大類：一是以測(cè)量被測(cè)電路中電阻值和已知的電阻器上電壓降為基礎(chǔ)的測(cè)量方法；二是通過測(cè)量被測(cè)電流所產(chǎn)生的磁場(chǎng)來間接測(cè)量電流的測(cè)量方法。其中以第一類方法所開發(fā)電流測(cè)量設(shè)備通常與被測(cè)電路有電的聯(lián)系，主要應(yīng)用于測(cè)量較低電壓電路中的電流，采用的測(cè)量設(shè)備簡(jiǎn)單，一般不需要輔助電源，且外磁場(chǎng)對(duì)測(cè)量準(zhǔn)確度沒有影響。這種方法是以測(cè)量被測(cè)電流通過已知電阻上的電壓降為基礎(chǔ)的，傳統(tǒng)的測(cè)量方法是在電流回路中串聯(lián)標(biāo)準(zhǔn)電阻，通過測(cè)量標(biāo)準(zhǔn)電阻上的電流產(chǎn)生的壓降來測(cè)量電流的大小。這種方法簡(jiǎn)單、可靠、精確度高，但在大電流和特大電流測(cè)量中，標(biāo)準(zhǔn)電阻受現(xiàn)場(chǎng)條件限制，很多地方無法安裝和使用，另一方面電流很大時(shí)標(biāo)準(zhǔn)電阻上將產(chǎn)生很大的功耗，大功耗的發(fā)熱量使標(biāo)準(zhǔn)電阻產(chǎn)生熱穩(wěn)定誤差，使其精度變低且工作不穩(wěn)定。為降低功耗，人們開發(fā)出分流器形式的單個(gè)電阻量具，它是由錳銅合金制成的低歐姆四端電阻，其電流輸入端接入被測(cè)電流，電壓降則由電位端鈕引出。測(cè)量中通常采用經(jīng)過校正的、可以相互替換的分流器，其額定電壓降是規(guī)定的，經(jīng)校正的分流器的額定電壓降一般為 60mV 或 75mV。 使用分流器進(jìn)行電流測(cè)量時(shí)也存在一定的局限性，如測(cè)量時(shí)，不能電隔離，在檢測(cè)高頻大電流時(shí)，標(biāo)準(zhǔn)電阻不可避免的有電感性，不能真實(shí)傳遞被測(cè)電流的波形，更不能真實(shí)傳遞非正弦波形等。 我國(guó)的檢測(cè)分選設(shè)備工業(yè)開始于本世紀(jì)50年代，其產(chǎn)品最初只用于機(jī)床和測(cè)控設(shè)備，后來才用到電阻檢測(cè)分選和工程機(jī)械上。自1964年從國(guó)外引進(jìn)一些檢測(cè)分選設(shè)備元件生產(chǎn)技術(shù)、同時(shí)進(jìn)行自行設(shè)計(jì)檢測(cè)分選設(shè)備產(chǎn)品以來，我國(guó)的檢測(cè)分選設(shè)備件生產(chǎn)已從低壓到高壓形成系列，并在各種機(jī)械設(shè)備上得到了廣泛的使用。80年代起更加速了對(duì)西方先進(jìn)檢測(cè)分選設(shè)備產(chǎn)品和技術(shù)的有計(jì)劃引進(jìn)、消化、吸收和國(guó)產(chǎn)化工作，以確保我國(guó)的檢測(cè)分選設(shè)備技術(shù)能在產(chǎn)品質(zhì)量、經(jīng)濟(jì)效益、人才培訓(xùn)、研究開發(fā)等各個(gè)方面全方位地趕上世界水平。 1.3國(guó)外檢測(cè)分選設(shè)備發(fā)現(xiàn)狀況針對(duì)分流器的弊端，50 年代初期蘇聯(lián)基于變壓器原理開發(fā)出了電流互感器，它除能將被測(cè)大電流降低到標(biāo)定值外，還能安全地將高壓電路隔離，在規(guī)定的工作頻率下有較高的測(cè)量精度。但它也有自身的局限性，主要是：一、能適合的頻帶非常窄，且不能傳遞直流；二、工作時(shí)存在激磁電流，而且互感器是電感性器件，使它在響應(yīng)時(shí)間上只能做到數(shù)十毫秒。三、電流互感器二次側(cè)一旦開路將產(chǎn)生高壓危害。 1972 年國(guó)外利用磁電原理研制出霍爾檢零電流測(cè)量設(shè)備，其后不久在我國(guó)出現(xiàn)的磁放大式直流互感器，磁調(diào)試式直流互感器和電流磁性比較儀等使電流測(cè)量精度和耗電量均有較大的改善。這種原理制成的直流傳感器均要繞有勵(lì)磁繞組、平衡繞組或檢測(cè)繞組，故體積較大，工作電壓也高，測(cè)大電流長(zhǎng)期工作時(shí)可靠性變差，但由于其準(zhǔn)確度較高，所以在實(shí)驗(yàn)室和對(duì)比標(biāo)準(zhǔn)中應(yīng)用較廣泛。70 年代初，西歐等發(fā)達(dá)國(guó)家特別是以瑞士 LEM 公司為代表的廠家，根據(jù)霍爾效應(yīng)研制出了高性能的霍爾電流傳感器，進(jìn)入 80 年代以來，這種傳感器已經(jīng)得到普遍應(yīng)用。與其它電流測(cè)量設(shè)備相比，霍爾電流傳感器具有優(yōu)越的電性能，是一種先進(jìn)的能隔離主電流回路與電子控制電路的電檢測(cè)元件，它綜合了互感器和分流器的所有優(yōu)點(diǎn)，克服了互感器和分流器的不足，同一只檢測(cè)元件既可以檢測(cè)交流也可以檢測(cè)直流甚至檢測(cè)瞬態(tài)峰值，是替代互感器和分流器的理想產(chǎn)品。1.4檢測(cè)分選設(shè)備的介紹及發(fā)展趨勢(shì)隨著檢測(cè)分選設(shè)備機(jī)械自動(dòng)化程度的不斷提高，檢測(cè)分選設(shè)備元件應(yīng)用數(shù)量急劇增加，元件小型化、系統(tǒng)集成化是必然的發(fā)展趨勢(shì)。這些年來國(guó)內(nèi)在檢測(cè)分選設(shè)備件機(jī)械設(shè)備的研制和生產(chǎn)方面發(fā)展很快，但使用經(jīng)驗(yàn)表明，還存在一些需要進(jìn)一步改進(jìn)和完善的問題。首先是通用機(jī)械設(shè)備的適用性問題。檢測(cè)分選設(shè)備有機(jī)械式和電力拖動(dòng)系統(tǒng)無法比擬的優(yōu)點(diǎn)技術(shù)無法比擬的優(yōu)點(diǎn)。檢測(cè)分選設(shè)備元件的布置不受嚴(yán)格的空間位置限制，系統(tǒng)中個(gè)部分用管道連接，布局安裝有很大的靈活性，能構(gòu)成用其他方法難以組成的復(fù)雜系統(tǒng)。檢測(cè)分選設(shè)備系統(tǒng)可以在運(yùn)行過程中實(shí)現(xiàn)大范圍的調(diào)速。另外檢測(cè)分選設(shè)備傳遞運(yùn)動(dòng)均勻平穩(wěn)，易于實(shí)現(xiàn)快速啟動(dòng)、制動(dòng)和頻繁的換向。除此以外，檢測(cè)分選設(shè)備系統(tǒng)操作控制方便、省力，易于實(shí)現(xiàn)自動(dòng)控制、中遠(yuǎn)程距離控制、過載保護(hù)。與電氣控制、電子控制相結(jié)合，易于實(shí)現(xiàn)自動(dòng)工作循環(huán)和自動(dòng)過載保護(hù)。 而且檢測(cè)分選設(shè)備元件屬機(jī)械工業(yè)基礎(chǔ)件，標(biāo)準(zhǔn)化和通用化程度較高，有利于縮短機(jī)器的設(shè)計(jì)、制造周期和降低制造成本。當(dāng)前，檢測(cè)分選設(shè)備技術(shù)在實(shí)現(xiàn)高速、高效率、低噪聲、經(jīng)久耐用、高度集成化等各項(xiàng)要求方面都取得了重大的進(jìn)展，在完善比例控制、數(shù)字控制等技術(shù)上也有許多新成就。此外，在檢測(cè)分選設(shè)備元件和檢測(cè)分選設(shè)備系統(tǒng)的計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)、計(jì)算機(jī)仿真和優(yōu)化以及微機(jī)控制等開發(fā)性工作方面，更日益顯示出顯著的成績(jī)。2 電阻檢測(cè)分選設(shè)備設(shè)計(jì)方案2.1電阻檢測(cè)分選設(shè)備研究?jī)?nèi)容 本課題是對(duì)電阻進(jìn)行范圍篩選，首先準(zhǔn)確檢測(cè)電阻值的大小和范圍，然后進(jìn)行分選。在整個(gè)檢測(cè)分選過程中，如果在任何一道檢測(cè)工序出現(xiàn)問題，馬上報(bào)警，過程終止。本課題通過對(duì)檢測(cè)分選設(shè)備的總體設(shè)計(jì)、氣動(dòng)系統(tǒng)設(shè)計(jì)、關(guān)鍵零部件設(shè)計(jì)、電氣控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)等，達(dá)到畢業(yè)設(shè)計(jì)綜合訓(xùn)練的目的。2.2電阻檢測(cè)分選設(shè)備的主要參數(shù)為實(shí)現(xiàn)精確測(cè)量電阻阻值，并能輸出相應(yīng)的數(shù)據(jù)到PLC控制系統(tǒng)的目標(biāo)，采用霍爾電流傳感器檢測(cè)被測(cè)電路中電阻值的原理，實(shí)現(xiàn)PLC分析電阻阻值的范圍，進(jìn)而放入相應(yīng)收料箱的功能，完成分揀任務(wù)。整個(gè)設(shè)計(jì)會(huì)包含檢測(cè)原理，送料、定位檢測(cè)、分揀等機(jī)械結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，驅(qū)動(dòng)及傳動(dòng)系統(tǒng)設(shè)計(jì)，和控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)。主要技術(shù)參數(shù)：1、電阻：普通碳膜電阻2、電阻自動(dòng)送料3、檢測(cè)周期：5s。本設(shè)計(jì)應(yīng)當(dāng)滿足的基本要求：1) 設(shè)備結(jié)構(gòu)可靠。 2）程序運(yùn)行穩(wěn)定。 3）結(jié)果穩(wěn)定可靠。 4）設(shè)備占地面積小。 2.3電阻檢測(cè)分選的方案設(shè)計(jì) 電阻檢測(cè)分選主要有：進(jìn)料管、滑塊、氣缸、落料管、氣缸夾具、檢測(cè)平臺(tái)、導(dǎo)軌、收料抽屜等部分組成。如圖2.3所示： 圖2.3. 電阻檢測(cè)分選設(shè)備方案圖2.4檢測(cè)原理2.4.1檢測(cè)機(jī)構(gòu)方案一：用數(shù)字歐姆表檢測(cè)。 優(yōu)點(diǎn)：直接將檢測(cè)的電阻阻值以數(shù)字形式直觀的反應(yīng)出來 缺點(diǎn)：該歐姆表沒有數(shù)據(jù)輸出設(shè)備，無法將檢測(cè)的數(shù)據(jù)輸出，就無法進(jìn)行后續(xù)的分析分選工作。如圖2.4所示： 圖2.4：數(shù)字歐姆表方案二：用霍爾電流傳感器檢測(cè)電流測(cè)量裝置本身的安全、準(zhǔn)確、穩(wěn)定和可靠是其他監(jiān)控系統(tǒng)正常運(yùn)行的基本保證。電流測(cè)量方法從測(cè)量原理是以測(cè)量被測(cè)電路中電阻值和已知的電阻器上電壓降為基礎(chǔ)的測(cè)量方法。霍爾電流傳感器內(nèi)接電源，不需要在在給它提供外接電源，且此傳感器可以外接輸出設(shè)備。由于方案二便于檢測(cè)和輸出數(shù)據(jù)，能進(jìn)行后續(xù)的PLC分析，分選等控制，故選用方案二。2.4.2斷料報(bào)警機(jī)構(gòu)為了保證一旦自動(dòng)送料裝置發(fā)生故障料完無料送入測(cè)試架時(shí)，能及時(shí)發(fā)出報(bào)警訊號(hào)，召喚操作人員及時(shí)處理，在測(cè)試架上方送料導(dǎo)管附近安裝光電報(bào)警機(jī)構(gòu)。它由并聯(lián)的兩只聚光燈泡與兩只串聯(lián)的光敏二極管組成，有料時(shí)光源被遮，機(jī)構(gòu)不工作。一旦斷料，光敏二極管被照射，控制繼電器被接通，它控制一個(gè)由晶體管多諧振蕩器和繼電器組成的閃爍機(jī)構(gòu)，發(fā)出每秒2-4次的斷續(xù)音響訊號(hào)，而面板上的投影顯示器同時(shí)顯示出閃爍的紅色報(bào)警燈光訊號(hào)。這里采用兩只串聯(lián)的光敏二極管是為了保證機(jī)構(gòu)的可靠性，避免被測(cè)元件間間隙漏光而發(fā)生誤動(dòng)作。圖2.5為光電繼電器電路，圖2.6為閃爍電路。 圖:2.5：光電繼電器電路 圖2.6：閃爍電路2.5機(jī)械結(jié)構(gòu)方案設(shè)計(jì)2.5.1送料機(jī)構(gòu) 圖2.7：送料機(jī)構(gòu) 圖2.7中人工將電阻條放入進(jìn)料管（固定不動(dòng)），氣缸作往復(fù)直線運(yùn)動(dòng)，向右移動(dòng)距離S后，滑塊的凹槽正好位于進(jìn)料管下方，落入一個(gè)電阻，此時(shí)滑塊又滑回原位，電阻落入落料管內(nèi)，繼而進(jìn)入檢測(cè)平臺(tái)。2.5.2檢測(cè)機(jī)構(gòu)圖2.8 檢測(cè)平臺(tái) 圖2.8為檢測(cè)平臺(tái)，電阻由落料管進(jìn)入檢測(cè)平臺(tái)，但此時(shí)電阻浮于凹槽之上，此時(shí)圖一中的氣缸向下壓，將電阻固定在凹槽內(nèi)，同時(shí)接通回路，霍爾電流傳感器自動(dòng)檢測(cè)電阻阻值，并將結(jié)果輸出到PLC系統(tǒng)。2.5.3收料機(jī)構(gòu)圖2.9： x-y數(shù)控工作臺(tái) 圖2.9為x-y數(shù)控工作臺(tái)，是收料箱的軌跡分布圖。檢測(cè)結(jié)果經(jīng)PLC處理后，驅(qū)動(dòng)分選機(jī)構(gòu)，x-y數(shù)控工作臺(tái)將相應(yīng)阻值分檔的收料箱移到落料處。2.6 驅(qū)動(dòng)系統(tǒng) 驅(qū)動(dòng)方案：常用的驅(qū)動(dòng)方式有液壓驅(qū)動(dòng)、氣壓驅(qū)動(dòng)和電機(jī)驅(qū)動(dòng)三種類型。這三種方法各有所長(zhǎng)，各種驅(qū)動(dòng)方式的特點(diǎn)如下：(1)液壓驅(qū)動(dòng):輸出功率很大，壓力大于3MPa，控制精度較高，輸出功率大，可無級(jí)調(diào)速，反應(yīng)靈敏，可實(shí)現(xiàn)連續(xù)軌跡控制。適用于重載、低速驅(qū)動(dòng)，電液伺服系統(tǒng)。(2)氣動(dòng)驅(qū)動(dòng):輸出功率大，壓力小于3MPa，精度低，阻尼效果差，低速不易控制，難以實(shí)現(xiàn)高速、高精度的連續(xù)軌跡控制。適用于中小負(fù)載驅(qū)動(dòng)、精度要求較低的有限點(diǎn)位程序控制機(jī)械手。(3)電機(jī)驅(qū)動(dòng)：輸出功率大, 控制精度高，功率較大，能精確定位，反應(yīng)靈敏，可實(shí)現(xiàn)高速、高精度的連續(xù)軌跡控制，伺服特性好，控制系統(tǒng)復(fù)雜, 適用于中小負(fù)載、要求具有較高的位置控制精度和軌跡控制精度、速度較高的機(jī)械手。 因?yàn)楸驹O(shè)備屬于小型負(fù)載，且驅(qū)動(dòng)滑塊的力都是比較小的，所以選擇氣動(dòng)驅(qū)動(dòng)而控制收料箱需要的精度較高，所以選擇電機(jī)驅(qū)動(dòng)2.7控制系統(tǒng) 單片機(jī)是把中央處理器、存儲(chǔ)器、定時(shí)、計(jì)數(shù)器、各種輸入輸出接口等都集成在一塊集成電路芯片上的微型計(jì)算機(jī)。與應(yīng)用在個(gè)人電腦中的通用型微處理器相比，它更強(qiáng)調(diào)自供應(yīng)（不用外接硬件）和節(jié)約成本。它的最大優(yōu)點(diǎn)是體積小，可放在儀表內(nèi)部，但存儲(chǔ)量小，輸入輸出接口簡(jiǎn)單，功能較低。PLC是可編程序邏輯控制器的簡(jiǎn)稱，是以微處理為核心的數(shù)字運(yùn)算操作的電子系統(tǒng)裝置，專為在工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用而設(shè)計(jì)。它采用可編程的存儲(chǔ)器，用以在其內(nèi)部存儲(chǔ)執(zhí)行邏輯運(yùn)算，順序控制、定時(shí)技術(shù)和算術(shù)運(yùn)算等操作指令，并通過數(shù)字模擬的輸入輸出控制各種類型的機(jī)械或生產(chǎn)過程。和常規(guī)繼電器組成的控制系統(tǒng)相比，在系統(tǒng)中減少大量的中間繼電器和時(shí)間繼電器，是控制系統(tǒng)大大簡(jiǎn)化。同時(shí)由于中間環(huán)節(jié)減少，增加了系統(tǒng)運(yùn)行的可靠性。由于PLC具備的經(jīng)濟(jì)實(shí)用、可靠性高、易編程和便于維護(hù)的特點(diǎn)，基于PLC的各種控制系統(tǒng)得到了廣泛的應(yīng)用。由于所研究的設(shè)備不需要很多編程，PLC可靠性高，抗干擾能力強(qiáng)，適用性強(qiáng),體積小，易學(xué)易用,系統(tǒng)的設(shè)計(jì)、安裝、調(diào)試工作量小，維護(hù)方便，容易改造，故選用PLC控制系統(tǒng)。3 電阻檢測(cè)分選設(shè)備零部件設(shè)計(jì)制造任何產(chǎn)品的第一步工作都是設(shè)計(jì)。機(jī)械設(shè)計(jì)是一門通過設(shè)計(jì)新產(chǎn)品或者改進(jìn)老產(chǎn)品來滿足人類需求的應(yīng)用技術(shù)科學(xué)。它是一個(gè)廣闊的工程技術(shù)領(lǐng)域，不僅要研究產(chǎn)品在尺寸、形狀和詳細(xì)結(jié)構(gòu)等方面的基本構(gòu)思，還要考慮產(chǎn)品在制造、銷售和使用等方面的有關(guān)問題。電阻檢測(cè)分選電阻檢測(cè)分選設(shè)備設(shè)計(jì)中十分關(guān)鍵，選擇的過程要根據(jù)電阻檢測(cè)分選設(shè)備的環(huán)境狀況和操作方的要求來進(jìn)行。3.1 氣缸撥叉的設(shè)計(jì)校核 氣缸撥叉的的材料為Q235。結(jié)構(gòu)如圖3.1所示：圖8 氣缸撥叉在實(shí)際工作中氣缸撥叉只受到支撐力的作用，因此只要校核氣缸撥叉的壓應(yīng)力即可。從圖8可以看出，氣缸撥叉在連接處的面積最小，即屬于危險(xiǎn)截面。作用在氣缸撥叉上的最大力。 上端連接處最大應(yīng)力 下端連接處的最大應(yīng)力 通過對(duì)氣缸撥叉的以上校核，可知所設(shè)計(jì)的氣缸撥叉符合設(shè)計(jì)要求。3.2 圓柱銷的設(shè)計(jì)與校核 圓柱銷的設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)如圖3.2所示： 圖3.2：銷軸零件圖 （2）校核許用應(yīng)力 用插入法查得：許用應(yīng)力值 應(yīng)力校正系數(shù) 當(dāng)量彎矩 設(shè)計(jì)的直徑 （3）疲勞強(qiáng)度校核初步分析、兩個(gè)截面有較大的應(yīng)力和應(yīng)力集中，下面以截面為例進(jìn)行安全系數(shù)校核。材料選用不銹鋼調(diào)質(zhì)，對(duì)稱循環(huán)疲勞極限 脈動(dòng)循環(huán)疲勞極限 等效系數(shù) 截面上的應(yīng)力彎矩 彎曲應(yīng)力幅 彎曲平均應(yīng)力 扭轉(zhuǎn)切應(yīng)力 扭轉(zhuǎn)應(yīng)力幅和平均切應(yīng)力 如果一個(gè)截面上有多種產(chǎn)生應(yīng)力集中的結(jié)構(gòu)，則分別求出其有效應(yīng)力集中系數(shù)，從而取最大值，驗(yàn)算強(qiáng)度合格。3.3 鎖緊螺母的校核鎖緊螺母的設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)如圖3.5所示：圖3.5：鎖緊螺母 由于接頭與汽缸活塞桿是通過螺紋連接，氣缸的前進(jìn)和后退頻率較高，在長(zhǎng)時(shí)間的來回運(yùn)動(dòng)中如果只靠螺紋連接的話，那么接頭與氣缸活塞桿之間的連接將會(huì)變得松動(dòng)，在松動(dòng)的情況下氣缸進(jìn)行頻繁的往復(fù)運(yùn)動(dòng)會(huì)導(dǎo)致連接處螺紋的損傷。氣鎖緊螺母連接處的抗剪強(qiáng)度校驗(yàn)：故抗剪強(qiáng)度足夠。氣鎖緊螺母連接處處抗彎強(qiáng)度校核：(w)：許用彎曲應(yīng)力為: 0.4*360(屈服極限)=144MPa故其抗彎強(qiáng)度不足。氣鎖緊螺母連接處抗擠壓校驗(yàn)：故其抗擠壓強(qiáng)度足夠。3.4 氣缸的設(shè)計(jì)計(jì)算由于主工作氣缸的規(guī)格以及數(shù)據(jù)都是由工廠提供，因此在我的畢業(yè)設(shè)計(jì)中只對(duì)主氣缸畫了一個(gè)外觀結(jié)構(gòu)，主要涉及和討論的方面是主工作氣缸的定位方法和安裝方式。 (1)氣缸內(nèi)徑的確定缸徑的計(jì)算公式D=1.27=16.23mmF氣缸的輸出拉力N；P氣缸的工作壓力Pa按照GB/T2348-1993標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行圓整，D=20mm氣壓缸內(nèi)徑系列（GB/T2348-1993）8 10 12 16 20 25 3240 50 63 80 （90） 100 （110） 125 （140） 160 （180） 200 220 （250） （280） 320 （360） 400 450 500括號(hào)內(nèi)為優(yōu)先選取尺寸(2) 活塞桿直徑的確定由d=0.3D 估取活塞桿直徑 d=25 mm活塞桿外徑尺寸 系列（GB/T2348-1993）4 5 6 8 10 12 14 16 18 20 22 25 28 32 36 40 45 50 56 63 70 80 90 100 110 125 140 160 180 200 220 250 280 320 360（3） 缸筒長(zhǎng)度的確定缸筒長(zhǎng)度S=L+B+30L為活塞行程；B為活塞厚度活塞厚度B=0.7D= 0.720=14mm導(dǎo)向套滑動(dòng)面長(zhǎng)度A:一般導(dǎo)向套滑動(dòng)面長(zhǎng)度A，在D20mm時(shí), 可取A=(0.61.0)d。所以A=25mm（4）氣缸筒的壁厚的確定由液壓氣動(dòng)技術(shù)手冊(cè)可查氣缸筒的壁厚可根據(jù)薄避筒計(jì)算公式進(jìn)行計(jì)算：式中 缸筒壁厚（m）；D缸筒內(nèi)徑（m）；P缸筒承受的最大工作壓力（MPa）；缸筒材料的許用應(yīng)力（MPa）；實(shí)際缸筒壁厚的取值：對(duì)于一般用途氣缸約取計(jì)算值的7倍；重型氣缸約取計(jì)算值的20倍，再圓整到標(biāo)準(zhǔn)管材尺碼。參考液壓與氣壓傳動(dòng)缸筒壁厚強(qiáng)度計(jì)算及校核,我們的缸體的材料選擇45鋼，=600 MPa， =120 MPan為安全系數(shù) 一般取 n=5； 缸筒材料的抗拉強(qiáng)度(Pa)P缸筒承受的最大工作壓力MPa。當(dāng)工作壓力p16 MPa時(shí)，P=1.5p；當(dāng)工作壓力p16 MPa時(shí)，P=1.25p由此可知工作壓力0.6 MPa小于16 MPa，P=1.5p=1.50.6=0.9 MPa=0.3mm（5） 氣缸耗氣量的計(jì)算Q=1.85/s（6）氣缸進(jìn)排氣口直徑d0V空氣流經(jīng)排氣口的速度（可取V=10 15）取V=12m/s由公式d0=代入數(shù)據(jù)得：d0=14.014mmQ工作壓力下輸入氣缸的空氣流量（m3/s）V空氣流經(jīng)排氣口的速度(7)活塞桿的校核由于所選活塞桿的長(zhǎng)度L=10d，所以不但要校核強(qiáng)度校核，還要進(jìn)行穩(wěn)定性校核。綜合考慮活塞桿的材料選擇45鋼。參考機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)單行本 由液壓氣動(dòng)技術(shù)手冊(cè)穩(wěn)定性校核：由公式 Fp0 式中 FP0 活塞桿承受的最大軸向壓力（N）；FP0=1633N FK 縱向彎曲極限力（N）；nK 穩(wěn)定性安全系數(shù)，一般取1.54。綜合考慮選取2K活塞桿橫截面回轉(zhuǎn)半徑，對(duì)于實(shí)心桿K=d/4代入數(shù)據(jù) K =25/4=6.25mm由于細(xì)長(zhǎng)桿L/K85 即 FK =實(shí)心圓桿： J = 式中： L 氣缸的安裝長(zhǎng)度 ；m 末端系數(shù)；選擇固定自由 m = 1/4E 材料彈性模量，鋼材 E = 2.1 1011 Pa ；J 活塞桿橫截面慣性矩（m4）；d 活塞桿的直徑（m）；活塞桿計(jì)算長(zhǎng)度L與系數(shù)m安裝方式m鉸支鉸支1固定自由1/4固定鉸支2固定固定4代入公式：FK=1.3106N因?yàn)?=1.55104N；所以活塞桿的穩(wěn)定性滿足條件強(qiáng)度校核:由公式d其中：=，n為安全系數(shù) 一般取 n=5； 缸筒材料的抗拉強(qiáng)度(Pa)45#鋼的抗拉強(qiáng)度，=600MPa；=120MPa所以：=1.92mmd 所以強(qiáng)度滿足要求；綜上所述：活塞桿的穩(wěn)定性和強(qiáng)度滿足要求。3.5 氣缸的校核如圖13所示：主要的強(qiáng)度校核部分是和部分，圖13受力分析圖由，得 （0X）=0.24X+（1.09X1250-0.5X1650）tmm=0.24X+537.5tmm當(dāng)X=時(shí)，最大，=0.24X200tmm+537.5tmm =609.5tmm由，得 =當(dāng)X=時(shí)，最大，=537.5tmm 3.6螺栓的校核 螺栓與工作臺(tái)面和支撐板之間的接觸面積，這種設(shè)計(jì)方案同樣能夠起到防止支撐板發(fā)生傾斜的作用。綜合可行螺栓強(qiáng)度校核的最大拉伸應(yīng)力1(MPa)。剪切應(yīng)力：根據(jù)第四強(qiáng)度理論，螺栓在預(yù)緊狀態(tài)下的計(jì)算應(yīng)力:=1.3*302=392.6 MPa強(qiáng)度條件： =392.6730*0.8=584螺栓最大工作載荷：=167.26N式中：M螺栓組承受的總傾覆力矩（N.m）i每行螺栓數(shù)量L螺栓到接合面對(duì)稱軸到距離(m)；z螺栓數(shù)量；螺栓的最大拉力F=175000.3*167.2617550N螺栓的最大拉伸應(yīng)力2(MPa)。剪切應(yīng)力：=0.5=151.29 MPa根據(jù)第四強(qiáng)度理論，螺栓在預(yù)緊狀態(tài)下的計(jì)算應(yīng)力:強(qiáng)度條件： =1630MPa3.7控制系統(tǒng)的工作原理及控制要求為實(shí)現(xiàn)精確測(cè)量電阻阻值，并能輸出相應(yīng)的數(shù)據(jù)到PLC控制系統(tǒng)的目標(biāo)，采用霍爾電流傳感器檢測(cè)被測(cè)電路中電阻值的原理，實(shí)現(xiàn)PLC分析電阻阻值的范圍，進(jìn)而放入相應(yīng)收料箱的功能，完成分揀任務(wù)。整個(gè)設(shè)計(jì)會(huì)包含檢測(cè)原理，送料、定位檢測(cè)、分揀等機(jī)械結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，驅(qū)動(dòng)及傳動(dòng)系統(tǒng)設(shè)計(jì)，和控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)。為了滿足工作需要，機(jī)械手應(yīng)該設(shè)置手動(dòng)工作方式和自動(dòng)工作方式。a手動(dòng)工作方式手動(dòng)工作方式分為手動(dòng)操作和回原點(diǎn)操作，這樣便于對(duì)設(shè)備進(jìn)行調(diào)試。使用者可以用按鈕對(duì)機(jī)械手每一動(dòng)作單獨(dú)進(jìn)行控制。b自動(dòng)工作方式自動(dòng)工作方式分為單步，單周期和連續(xù)運(yùn)行。按下起動(dòng)按鈕，機(jī)械手根據(jù)所選擇的方式運(yùn)行。3.7.1 控制流程自動(dòng)控制工作流程如圖3.7所示：圖3.7：自動(dòng)控制工作流程框圖3.7.2 I/0分配及原理接線圖根據(jù)系統(tǒng)輸入輸出點(diǎn)的數(shù)目，選用三菱公司的FX2N系列FX2N-64MR18，它有32個(gè)輸入點(diǎn); 32個(gè)輸出點(diǎn)。原理接線圖如圖3.8所示。圖3.8：原理接線圖圖3.9：氣動(dòng)原理圖3.7.3梯形圖設(shè)計(jì)根據(jù)控制的流程圖及I/0分配，可以畫出梯形圖。梯形圖包括回原點(diǎn)程序，手動(dòng)操作程序、單步、單周期和自動(dòng)連續(xù)運(yùn)行程序。（1）公用程序圖3.10公用程序梯形圖公用系統(tǒng)程序用于自動(dòng)程序和手動(dòng)程序相互切換的處理，當(dāng)系統(tǒng)處于手動(dòng)工作方式時(shí)，必須將除初步以外的各步對(duì)應(yīng)的輔助繼電器復(fù)位，同時(shí)將表示連續(xù)工作狀態(tài)的M1復(fù)位，否則當(dāng)系統(tǒng)從自動(dòng)工作方式切換到手動(dòng)工作方式，然后又返回自動(dòng)工作方式時(shí)，可能會(huì)出現(xiàn)同時(shí)有兩個(gè)活動(dòng)步的異常情況，引起錯(cuò)誤的動(dòng)作。（2）手動(dòng)程序圖3.11手動(dòng)程序梯形圖手動(dòng)工作時(shí)用X20X31對(duì)應(yīng)的6個(gè)按鈕控制機(jī)械手的夾緊、放松、上升、下降、左行、右行、手腕和機(jī)座的旋轉(zhuǎn)。并且為了保證系統(tǒng)的安全運(yùn)行，在手動(dòng)程序中設(shè)置了些必要的自鎖。（3）回原點(diǎn)程序圖3.12 回原點(diǎn)程序梯形圖在回原點(diǎn)工作方式中，按下回原點(diǎn)啟動(dòng)按鈕，M3變?yōu)镺N,程序結(jié)束后，原點(diǎn)條件滿足，M0變?yōu)镺N，在公用程序中，初始步M0被置位，為進(jìn)入自動(dòng)方式做好了準(zhǔn)備。（4）自動(dòng)運(yùn)行程序，包括單步、單周期和連續(xù)運(yùn)行。圖3.13 自動(dòng)運(yùn)行程序梯形圖系統(tǒng)工作在連續(xù)、單周期工作方式時(shí)，X2的常閉觸點(diǎn)接通，使M2為ON，串聯(lián)在各步電路中的M2的常開觸點(diǎn)接通，允許步與步之間的轉(zhuǎn)換。本程序?yàn)閱沃芷凇尾胶瓦B續(xù)自動(dòng)運(yùn)行程序的共用程序。（5）指令語句表a.公用程序b.回原點(diǎn)程序c.手動(dòng)程序d.自動(dòng)程序結(jié)論通過這次電阻檢測(cè)分選設(shè)備的設(shè)計(jì)，我認(rèn)識(shí)到了單純的理論知識(shí)學(xué)習(xí)和 實(shí)際設(shè)計(jì)之間的差距。 通過這次畢業(yè)設(shè)計(jì)既鍛煉了我的綜合運(yùn)用所學(xué)的專業(yè)基礎(chǔ)知識(shí)，解決實(shí)際應(yīng)用問題的能力，同時(shí)也提高我查閱文獻(xiàn)資料、設(shè)計(jì)手冊(cè)、設(shè)計(jì) 規(guī)范以及電腦制圖等其他專業(yè)能力的水平，而且通過對(duì)整體的掌控，對(duì)局部的取舍，以及對(duì)細(xì)節(jié)的斟酌處理，都使我的能力得到了鍛煉，經(jīng)驗(yàn)得到了豐富，并且使我的毅力，意志力以及耐力都得到了不同程度的提高。這些都是我希望得到的 也是畢業(yè)設(shè)計(jì)的目的所在。雖然畢業(yè)設(shè)計(jì)內(nèi)容繁多，過程繁瑣，但我的收獲也是非常的多。各種設(shè)計(jì)方案的適用條件，各種零部件的選用標(biāo)準(zhǔn)，我都是隨著設(shè)計(jì)的不斷深入而不斷熟悉并學(xué)會(huì)應(yīng)用的。從畢業(yè)設(shè)計(jì)中學(xué)來的這些寶貴的知識(shí)和經(jīng)驗(yàn)，必然會(huì)讓我在未來的工作學(xué)習(xí)中表現(xiàn)出更高的應(yīng)變能力，更強(qiáng)的溝通力和理解力。本次設(shè)計(jì)參考了許多資料，吸取了其優(yōu)點(diǎn)，并在考慮我國(guó)實(shí)際的基礎(chǔ)上完成了電阻檢測(cè)分選設(shè)備的設(shè)計(jì)，表達(dá)了自己的設(shè)計(jì)思想，完成了設(shè)計(jì)任務(wù)。但是由于缺乏生產(chǎn)和設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)，問題一定很多，這些都需要老師改正，使之更合乎生產(chǎn)實(shí)際。致謝本文是在老師的精心指導(dǎo)下完成的。老師師淵博的學(xué)識(shí)、開闊的視野、敏銳的洞察力、嚴(yán)謹(jǐn)?shù)闹螌W(xué)態(tài)度、求實(shí)創(chuàng)新的工作作風(fēng)，永遠(yuǎn)是我學(xué)習(xí)的榜樣，也將始終引導(dǎo)和激勵(lì)著學(xué)生在科學(xué)技術(shù)的殿堂里探索前進(jìn)。老師令人敬佩的平易近人的處世方式也為學(xué)生樹立了榜樣。本畢業(yè)設(shè)計(jì)的完成是在導(dǎo)師的指導(dǎo)下完成的，在整個(gè)過程中同時(shí)也得到了其他老師的指導(dǎo)和大力支持。在此我向老師們表示崇高的敬意和衷心的感謝！感謝他們對(duì)我在學(xué)習(xí)上的耐心指導(dǎo)、以及做人做事方面的悉心教誨，使我在解決問題的方法策略和為人處事上都有了很大提高。同時(shí)祝愿他們工作順利，身體健康！在這個(gè)設(shè)計(jì)過程中，我得到了很多同學(xué)、朋友及老師的支持和幫助，他們給予了極大的幫助和支持。在此我對(duì)他們表示衷心的感謝，同時(shí)我也感謝我的家人，是他們的理解和默默支持使我的畢業(yè)設(shè)計(jì)能得以順利按時(shí)的完成。最后，借此機(jī)會(huì)謹(jǐn)向所有關(guān)心、支持和幫助我的老師、同學(xué)、家人、朋友以及所有默默支持我的人致以最衷心的感謝。謹(jǐn)以此文獻(xiàn)給所有關(guān)心和幫助我的人。學(xué)生所取得的每一點(diǎn)點(diǎn)成績(jī)和每一次的進(jìn)步，無不凝聚著老師大量的心血。在此論文完成之際，謹(jǐn)向老師致以最崇高的敬意和衷心的感謝和幫助，在此向老師表示衷心的感謝。老師全面活躍的思維方式、一絲不茍的治學(xué)態(tài)度和勤奮務(wù)實(shí)的工作作風(fēng)給我留下了深刻的印象，并將使我受益終生。感謝我的家人。他們的支持和理解是我完成學(xué)業(yè)的前提和動(dòng)力。沒有他們的支持我不可能順利完成我的學(xué)業(yè)。值此論文完成之際，向所有給予我關(guān)心和幫助的老師、同學(xué)和親友致以深深的謝意和美好的祝福。參考文獻(xiàn)1郭洪紅.工業(yè)機(jī)器人.西安電子科技大學(xué)出版社2 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