气动打标机的设计

各专业全套优秀毕业设计图纸气压传动与控制三级项目气动打标机的设计学 院： 机械工程学院 班 级： 11级机控卓工班 开课学期： 第六学期 指导老师： 组内成员： 2014年4月目 录目 录2燕山大学课程设计（论文）任务书3一、气动打标机的发展及其现状41.1气动打标机简介41.2气动打标机主要特点41.3气动打标机主要应用范围4二、 气动控制系统设计及参数计算52.1画X-D线路图并进行消障处理52.2绘制利用行程开关控制的气动控制回路62.3选择执行元件62.4选择控制元件82.5选择辅助元件92.6确定管道直径及压力损失92.7选择空气压缩机10三、电控系统设计113.1绘出气动回路113.2画X-D线路图123.3绘出电气控制回路13四、 PLC系统控制设计14五、 项目心得15 气压传动与控制三级项目说明书燕山大学课程设计（论文）任务书 项目名称气动打标机的设计指导教师姓名吴晓明 吕世君 张春宇项目要求1.查阅相关文献，了解气动打标机的发展及现状。2.掌握气动元件的原理及功能，正确选用气动元器件。3.设计气动打标机气动回路。项目设计参数动作为：夹紧-打标-退料。要求实现往复动作。夹紧缸的夹紧力为500N，行程为200mm； 冲印缸的冲印力800N，行程50mm；推料缸的推力小于100N，行程为200mm；生产率为每班8h冲印5000件。项目实施要求1. 给出设计计算过程2. 设计X-D线路进行消障分析3. 搭建纯气控回路、继电器控制回路和PLC控制回路实现手动和自动控制功能。小组成员分工赵华龙项目总分工，气动回路搭建，视频制作处理与PPT的制作。杨国权X-D图消障，纯气动控制回路设计，回路搭建Word的制作。豆旭安继电器和PLC控制程序设计与回路搭建。寇 欣气缸、供气计算部分以及PLC控制回路搭建及电磁气控回路的搭建和视频录像。杨晓昆继电器和PLC控制回路搭建。（注：所有成员均参加实验系统的搭接） 共17页 第18页一、气动打标机的发展及其现状随着经济的发展，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。1.1气动打标机简介气动打标机是计算机控制打印针在X、Y二维平面内按一定轨迹运动的同时，打印针在压缩空气作用下做高频冲击运动，从而在工件上打印出有一定深度的标记。1.2气动打标机主要特点有较大深度，通过电脑直接打标输出，标记工整清晰；采用打印针头按照编辑好的字符或图形轨迹运动，控制高压气体高频冲击打印针，在工件表面形成由密集点阵组成的字符或图形。它可打标任意字符、图形、商标、图案等，具有的特点是：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；特别适合速度要求较快的流水线场合，在我国有着良好的发展前景。1.3气动打标机主要应用范围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。二、 气动控制系统设计及参数计算2.1画X-D线路图并进行消障处理执行信号2.2绘制利用行程开关控制的气动控制回路2.3选择执行元件1. 根据参数要求：A缸行程200mm，夹紧力500N；B缸行程50mm，冲印力800N；C缸行程200mm，推力小于100N；每个缸往复动作次数为625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、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设计手册选：夹紧缸：，缸径、活塞杆径、行程；打标缸：，缸径、活塞杆径、行程；退料缸：，缸径、活塞杆径、行程；4.计算各气缸往复动作一次的耗气量：式中气缸内径; 活塞杆径;气缸行程。送料缸：冲印缸：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，送料缸： 冲印缸： 推料缸：2.4选择控制元件1.动力回路中的主控阀均为双气控二位四通滑阀（共4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、工作周期，由此得根据选定公称通径为10mm。2.在电控系统中三位五通先导式电磁换向阀3件.2.5选择辅助元件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。2.6确定管道直径及压力损失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：最后选定公称通径为8mm的标准管道。2.设备内部管道直径根据与元件的公称通经相一致原则，选定动力回路管道公称通径为8mm，控制回路管道公称通径为3mm。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0.05MPa，设备内部管道中压力损失不大于0.01MPa。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、主控阀和消声器。查手册可得其压力损失分别为0.01MPa、0.02MPa、0.015MPa、0.022MPa、0.022MPa、和0.012MPa。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：2.7选择空气压缩机1.计算空压机的供气量式中，（查手册），；。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。三、电控系统设计3.1绘出气动回路3.2画X-D线路图执行信号3.3绘出电气控制回路其中 sb1 开光单循环 QS1开关自动循环 QS2停止 SB2复位 SB3到SB8是单独控制各个过程KD 代表控制气源阀的电磁其中 sb1 开光单循环 QS1开关自动循环 QS2停止 SB2复位 SB3到SB8是单独控制各个过程 KD 代表控制气源阀的电磁4、 PLC系统控制设计五、 项目心得通过纯气动和电气控制及PLC三种种方法的实验搭接，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。在这次课程设计过程中，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。赵华龙：这次的项目我我主要工作是项目总分工和纯气动气压控制回路搭建纯气控系统回路，制作PPT和视频剪辑。首先感谢老师对我们的指导和支持，在做设计的过程中，我们遇到了很多困难。比如在设计气孔回路来实现每一个缸的单独控制时，由于我们设计方法的不当，实验中会出现漏气的现象，经过老师的指导，我们了解了更多控制方法，学习了很多，最终来完成这个项目。在我们组一起完成项目的时候，分好任务后，每个任务虽然不同但都是息息相关的。我们一起讨论涉及过程中的问题，让我深深感觉到团队协作的重要性。对我来说，知识上的收获重要，精神上的丰收更加重要。挫折是一份财富，经历是一份拥有。这次实习将成为我走上工作岗位非常重要的一课。杨国权：在这次课程设计的过程中，我主要工作是X-D图绘制与消障和纯气动气压控制回路设计，搭建纯气控系统回路，制作word。在系统设计中，我发现在没有经验的基础上想要设计一个复杂的系统是不容易的，在设计中应时刻想着实验课中的实例，并认真思考，不断实践，才能从中选取最优方案。在搭建系统时最大的感受是要细心、认真，尤其是当回路比较复杂时，几十个气压元件加上几十个三通接头，中间出一步错最终就可能需要全部拆除重新接线，而且还发现了理论与实践的区别，在搭建过程中我们在认为非常好的系统图中发现了不少错误！ 在整个过程中我深刻感受到了团队合作的重要性，沟通使我们的思维更加宽阔，集思广益使我们在遇到问题时更快的得到解决。这次课程设计我从中学到了很多东西！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、吕老师和张老师。豆旭安：通过这次课程设计，让我深深的认识到一下几点：1、团队的力量永远大于个人的力量2、理论与实践应该紧密结合，不断完善和提高自己的专业能力。3、通过这次课程设计，让我认识到自己的不足，尤其是自己的薄弱环节应该努力的去提高。这次课程设计，我们要感谢我们的指导老师和实验室的老师们，没有他们我们也不可能进行的如此顺利，每次遇到问题求助老师时，他们总是不厌其烦的给我们讲解，直到我们全部理解为止，在老师的影响下，我们收获的不仅是知识还有对科学的严谨，给我们树立了一个良好的榜样。寇 欣：在这次三级项目过程中，我主要负责气缸、供气计算部分以及参与气动控制回路、电磁气控回路的搭建。在参与中，我认识到，光有理论知识的是不行的，要学会把它应用到实践当中，同时应该集思广益，广泛听取大家的意见，勇于尝试，善于在书本中找到答案。在搭建线路的时候要认真，有规律的搭线，我们在第一次搭建的时候就发生了错误，最后又重新开始了一遍才完成。在遇到问题时要仔细思考，认真听取老师的意见，这样就会使自己有非常大的进步。最后感谢老师给我们这次机会，也感谢老师们的指导。杨晓昆：这次项目设计收获颇多，感受很深。这次设计不仅使我对老师上课讲的内容有了更深的理解和进一步的认识，我还学到了很多书本上没有的知识与技能。在这个过程中发现了自身很多问题，比如说知识掌握不熟练，所以在运用起来感觉很吃力。经过在过程中不断发现问题和改正问题使我明白，求学一定要严谨，不要似懂非懂就去搞设计，一定要细心认真对待每一个环节，不能有丝毫的马虎。遇到困难，不要退缩，因为只有遇到问题，解决问题，才能在不断地改进中提升自己的能力。在这次实践中，我还认识到了合作的重要性，让我明白了团结的力量。总之，在这次项目设计中我学到了很多，收获了很多。