自动堆垛机设计
33页 14000字数+论文说明书+任务书+7张CAD图纸【详情如下】
PLC外部接线图.dwg
任务书.doc
初始化及警报程序.dwg
总程序结构框图.dwg
总装配图.dwg
手动程序.dwg
操作面板.dwg
自动堆垛机设计(机械+PLC)说明书.doc
齿轮.dwg
自 动 堆 垛 机 设 计
目 录
摘 要 13
第1章 绪论 16
第2章 堆垛机总体设计 17
2.1 堆垛机的设计参数 17
2.2 堆垛机的工艺流程 18
2.3 堆垛机平面示意图 18
2.4 堆垛机的结构设计 19
2.5 堆垛机总体尺寸 19
2.6 传动系统的选择 19
2.7 翻转机构的基本设计 19
2.8 升降机构的基本设计 20
2.9 驱动电机的选择 21
第3章 齿轮与轴的设计 22
3.1齿轮的设计 22
3.1.1 选择齿轮精度等级，材料，热处理方式及齿数 22
3.1.2齿轮的基本参数 22
3.1.3小齿轮的基本尺寸计算 24
3.1.4 轮齿所受的圆周力 24
3.1.5 齿根弯曲疲劳强度校核 25
3.1.6齿根弯曲疲劳强度校核 25
3.6.7 齿轮接触强度校核 26
3.3 轴的设计 27
3.3.1 轴的结构工艺性 27
3.3.2 轴的材料 27
3.3.3小齿轮轴上的受力 28
3.3.4 计算轴的最小直径 28
3.3.5 确定轴的各段尺寸和长度 29
3.3.6联轴器的选择 29
3.3.7轴上零件的轴向定位 30
3.3.8确定轴上的圆角和倒角的尺寸 30
3.3.9确定轴上的载荷 30
第4章 控制系统的分析设计 32
4.1 控制系统的组成结构 32
4.2 控制系统的性能要求 32
4.3 传感器的选择 33
4.3.1 位置检测装置 33
4.3.2 滑觉传感器 33
4.3.3 视觉传感器 33
4.4 控制系统PLC的选型及控制原理 34
4.4.1 PLC控制系统设计的基本原则 34
4.4.2 PLC种类及型号选择 36
4.4.3 I/O点数分配 37
4.4.5 堆垛机控制原理 37
4.5 PLC程序设计 38
4.5.1 总体程序框图 38
4.5.2 初始化及报警程序 39
4.5.3 手动控制程序 40
4.5.4 自动控制程序 40
结 论 42
参考文献 44
摘 要
本文针对国内传统的型钢生产线一般都没有专门的自动堆垛设备。随着市场经济对型钢产品要求的提高，传统型钢生产的型钢堆垛已成为当前迫切需要进行的技术改造之一。不管是采用人工堆垛、半机械化堆垛还是全自动堆垛，首先要进行型钢的垛型设计。本次设计的型钢自动堆垛机性能良好、动作灵活、操作方便、故障率低、维护简单方便，满足了生产的需要。
本此设计的堆垛机是一种用于对成型钢材自动打捆的设备。机械部分由单传辊道、拨钢机构、移钢机构、分组机构、定位机构、平移机构、翻转机构和垛台升降及压紧机构等8个子机构，和PLC控制部分组成的成型钢材自动打捆生产线。它的主要优点在于实现了整个生产线的自动控制，从而提高堆垛机的堆垛效率，这也是现今钢材堆垛打捆和以后发展的趋势。堆垛机的制造成本较低，这对任何企业来说都是一个很重要的参考依据。
关键字：堆垛机；翻转机构；PLC；智能控制
Abstract
In this paper, the traditional domestic steel production line are generally not specialized automatic stacking device. With the market economy, the increasing demand for steel products, steel stacking of the traditional steel production has become an urgent need for the technological transformation of one. Whether artificial stacking, semi-mechanized stacking or automatic stacking, we must first section steel pile design. The design of the beam performance of the automatic stacker, flexible movement, convenient operation, low failure rate, easy maintenance, to meet production needs。
The stacker of this design is an automatic bundling equipment forming steel. Mechanical parts of the roller by a single pass, call the steel bodies, and eight sub-agency of the shift steel bodies, grouping institutions, locating agencies, translation agencies, the tilting mechanism and stack units lift and pressed institutions and PLC control section consisting of forming steel to play automatically bundle production line. Its main advantage lies in the automatic control of the entire production line, thereby improving the stacking efficiency of the stacker, the modern steel stacking bundling and future development trends. Stacker, lower manufacturing costs, this is a very important reference for any business.
Keywords: stacking machine; tilting mechanism; PLC; Intelligent Control
第1章 绪论
本文针对国内传统的型钢生产线一般都没有专门的自动堆垛设备。随着市场经济对型钢产品要求的提高，传统型钢生产的型钢堆垛已成为当前迫切需要进行的技术改造之一。不管是采用人工堆垛、半机械化堆垛还是全自动堆垛，首先要进行型钢的垛型设计。
本课题的研究对象为自动堆垛机，重点研究自动堆垛机的机械传动系统设计和PLC控制系统设计，通过分析自动堆垛机的工作原理，完成自动堆垛机的机械传动系统设计、驱动电动机选择和PLC控制系统设计。
本课题成果形式为设计类论文，内容包括自动堆垛机工作原理的分析、传动系统设计、电动机选择和PLC控制系统设计等内容。需要根据自动堆垛机工艺特点确定PLC I/O分配表，设计PLC控制流程等。
第2章 堆垛机总体设计
堆垛机的总体设计是设计人员在根据工厂所需要的成型钢材堆垛机，对堆垛机作出的初步的、总体的设计。堆垛机总体设计主要包括：确定堆垛机的工艺流程、堆垛机平面示意图的初步确定、主要机构的简单结构设计、总体尺寸的确定、堆垛机驱动装置的确定和控制系统的设计。
2.1 堆垛机的设计参数
⑴堆垛机堆垛的型钢为：
20槽钢，根据（GB 707—88）结构参数图2-1：
结 论
堆垛机是轧钢工厂众多生产平台中的最后一个生产平台。如果堆垛型钢的效率低，将直接影响到整个轧钢工厂的生产的效率，简单的说假设一个轧钢工厂每天能轧钢百吨，可打捆的输送钢仅是1吨，可以想象这个轧钢工厂的效益是怎么样的。在该设计中针对20槽钢详细的阐述了堆垛机的总体设计、拨钢机构的结构设计和整个堆垛机的PLC自动控制系统的设计。
在本次课题工作中，除了锻炼了自己的能力外，也积累了不少经验，同时发现有不少值得改进的地方。毕业设计是大学四年所学知识的一个考察,它兼顾了四年中所学的基础和专业知识,因此不同于以前的课程设计,毕业设计是课程设计一个质的飞越.认识到这点,我对待毕业设计的态度也不敢懒散,一直抱以认真谨慎的学习态度.
在接到毕业设计课题后首先要做的就是搜集各方面的资料，以前的课程设计都是老师给出的，不用自己去烦恼。但是毕业设计就不同了，它是一个综合设计，很多资料，数据都需要自己通过各种途径搜集得到。
在本次设计中，要用到许多基础理论，由于有些知识已经遗忘，这使我们要重新温习知识，因此设计之前就对大学里面所涉及到的有关该课题的课程认真的复习了一遍，开始对本课题的设计任务有了大致的了解，并也有了设计的感觉。同时，由于设计的需要，要查阅并收集大量关于机械制造方面的文献，进而对这些文献进行分析和总结，这些都提高了我们对于专业知识的综合运用能力和分析解决实际问题的能力。通过本次设计还使我更深切地感受到了团队的力量，在与同学们的讨论中发现问题并及时解决问题，这些使我们相互之间的沟通协调能力得到了提高，团队合作精神也得到了增强。可以说，毕业设计体现了我们大学四年所学的大部分知识，也检验了我们的综合素质和实际能力。同时也跨出了我的工程师之路的第一步。
致 谢
为期三个多月的毕业设计就要结束了，我也顺利的完成了我的课题设计，在此之际我要衷心的感谢在设计过程中一直帮助我支持我的老师。我要感谢指导老师，老师在整个设计过程中对我的影响很大，设计过程中的很多个难点都是在老师的悉心指导下才克服的，还有老师大亲切和善也是我在整个设计过程中感受最深的。也因为这样，和老师之间存在着师生心理障碍一下全无，我也就大方的有问题就问，有想法就提，这也使得我能更多的发现设计中存在的问题，并解决问题。老师严谨的治学态度，渊博的专业知识，诲人不倦教学精神，在学术上和为人上都是我们的楷模和榜样。同时我还要感谢跟我一起参与设计的同学，虽然我们课题不同，但是都能在讨论中发现各自的问题，并互相提出解决的方法，设计能够顺利完成，也因为他们的帮助。
结束代表着新的开始，新的征程，本次的毕业设计将会成为我今后工作，学习生活中的一份坚实的基础和保证。从中吸取的经验教训也将成为我们在今后生活道路上的一笔财富，挫折永远是前进道路上所必须面对的，相信我们的未来会走的更好，也可以让我们大学的老师放心。真心的感谢在大学帮助过我的老师和同学们，再次感谢你们！
参考文献
[1] 廖念钊．互换性与技术测量．四版．重庆．中国计量出版社．1981
[2] 吴宗泽．机械设计课程设计手册．三版．北京．高等教育出版社．2006
[3] 西北工业大学机械原理及机械零件教研室．机械设计．北京．高等教育出版社．2005
[4] 单辉祖．材料力学．二版．北京：高等教育出版社．2004
[5] 西北工业大学机械原理及机械零件教研室．机械原理．北京．高等教育出版社．2005
[6] 马玉录、刘东学主编．机械设计制造及其自动化专业英语．北京．化学工业出版社，
[7] 马希青、苏梦香、赵月罗主编．机械制图．北京．中国矿业大学出版社．2004
[8] 东北大学编写组(葛志祺)主编．机械零件设计手册．北京．冶金工业出版社．1994
[9] 张建民等.机电一体化系统设计［M］.北京：北京理工大学出版社，2007.169～183.
[10] 王永章，杜君文，程国全.数控技术［M］.北京：高等教育出版社，2001.251～273.
[11] 郭爱芳，王恒迪.传感器原理及应用［M］.西安：西安电子科技大学出版社，2007.281～290.
[12] 吉顺平，孙承志，路明，等.西门子PLC与工业网络技术［M］.北京：机械工业出版社，2008.1～6.
[13] 常晓玲.电气控制系统与可编程控制器［M］.北京：机械工业出版社，2004.170～226.
[14] 章文浩.可编程控制器原理及实验［M］.北京：国防工业出版社，2003.56～90.
[15] 张建明.机电一体化系统设计［M］.北京:高等教育出版社，2001.96～140.
[16] 陈宇，段鑫.可编程控制器基础及编程技巧［M］.广州：华南理工大学出版社，2002.85～10.［19］杨存智.PLC在自动化生产机械手中的应用［M］.机床电器.2006.33（1）：38～40.
[17] 程子华.PLC原理与编程实例分析［M］.北京:国防工业出版社,2007.219～291.
[18] Lawrence S. Gould. Solid Modelers Are Doing More of the Manual Design Work