（毕业设计图纸全套）顶杆自动识别系统的设计（含说明书）

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顶杆自动识别系统的设计摘要密封，经常润滑。．本章小结在第二章中只是对系统大体组成方面做了设计，在本章节中，根据具体工作要求，重点对机械部分进行设计，主要为升降机构和横移机构重要组成部分的零件选型以及些相应的力学计算，并说明了各个装置是如何实现传动的。电气部分的设计．系统的配电图及说明在前面的章节里对系统机械构造部分进行了设计之后，本章着重分析检测系统的控制环节，在做完宏观的了解后首先给出系统的配电原理图，在总线三相四线后安装个断路器线包，当系统出现异常情况时如报警或急停可以直接从干路上切断电源的连接，然后接变压器，因为工业用电是而系统中很多需要用电的元件都是或是的如传感器部分，降温部分，按钮指示灯部分，为了缓解的工作量，在电路中加入两个开关电源，个负责输入部分，另个负责输出部分，这样些其他用电点就可以和开关电源相连，比如冷却装置和些开关示意灯，通过对系统中所有要用电部分的研究后给出配电原理图图配电原理图．传感器的选择，安装及数据处理在本系统中顶杆检测也是个重要的环节，检测头上安装有个传感器，都是欧姆龙公司方型系列传感器，它通过探针接触式检测，其限位型触摸开关经常振动高频，当被检测物体与探针接触后，振动电路的常数将发生变化，开关电路发生动作输出信号，只要轻微触碰就能检测，通过发光二极管来显示动作，这个传感器通过螺钉安装在个树脂浇注的模架内，传感器是将感受到的外界信息，按照定的规律转化成所需的有用信息的装置，通常是将非电量转换成电量，在本系统中传感器将感受到的模拟信号转化成电信号。而的输入输出接口是可编程控制器和现场各类信号连接的部分，但是从传感器中出来的信号太微弱，需要经过放大器放大后才能达到的识别要求。通常采用三极管来达到放大的目的，下面依次为信号放大放大示意图，传感器实物图，传感器安装图图传感器实物图在本系统中所使用的传感器均选用欧姆龙公司的系列方型传感器，图为实际安装图，图为安装俯视图，整个模架通过四个螺钉和连接板连接在起，模架下面多出的长度用于和顶杆对齐，由于本型号的传感器重量很小所以不需要力学校核。另外本型号传感器需要使用传感器专用电源，通过开关电源供电。图安装正视图图安装俯视图图输出级电路图由于个传感器是并联使用，所以安装时天线之间的距离要大于,将连接软线蓝黑接地。．的组成及编程可编程序控制器简称机，为了和个人计算机区别，又称作为是种数字运算操作的电子系统，专为在工业环境下应用而设计，它采用类可编程的存贮器，用于内部存贮程序，能够执行逻辑运算顺序控制定时记数和算术操作等面向用户的指令，并通过数字式或模拟式输入输出控制各种类型的机械或生产进程。自从世纪年代问世以来，便引起了场工业控制技术的革命。近年来，技术已在工业控制领域占有很大的比重，它与工业机器人同被称为工业自动化领域的三大支柱。它不仅可自成体系构成控制系统，而且还可作为集散控制系统或监视控制和数据采集系统的组成部分。可编程控制器的硬件部分主要由个模块组成电源模块中央处理模块输入输出模块编程器和通信模块有些可编程控制器还有智能输入输出模块，和扩充模块作附件提供。如图所示图模块图可编程控制器采用的编程语言多样，般都支持控制系统流程图梯形图语句表编程。控制系统流程图，用于过程控制编程梯形图，用于离散控制编程语句表，类似汇编语言的低级编程语言。可编程控制器软件部分主要包括系统临近程序和用户程序两部分组成系统监控程序由管理程序用户指令解释程序和标准程序模块系统调用部分组成,提供系统工作的环境和控制的平台。用户程序是用户根据实际要控制的系统编制的过程控制程序。般通过自带的编程器编制。应用的领域开关逻辑控制最基本的功能是逻辑控制定时计数等，取代传统的继电器。闭环过程控制取代传统的控制。位置顺序控制用于控制步进电机或伺服电机，实现对各种机械的运动控制。监控系统用可以构成监控系统，进行数据采集和处理，监控生产过程。分布控制系统与，与之间，通过网络构成多级分布式控制系统。各大钢厂中广泛应用了控制技术，提高了生产的自动化程度，减轻了工人操作强度，取得了较高的经济效益。采用的型号多样，常常作为或其他计算机控制系统上位机部分，进行数据实时采样和基础级工艺参数的直接控制。控制系统由于内部提供了无穷多的各类软触点辅助继电器，不存在传统继电器触点的磨损粘连等总题，因此能够适应钢厂恶劣环境的要求，并具有能耗低抗干扰强高可靠性的特点其平均无故障时间达几万几十万小时以上。所使用的编程语言是面向现场面向问题面向用户的控制语言，能直接而简明地表达被控制对象的输入输出之间的关系及动作方式对时间控制精度高，其特有的扫描控制方式执行控制任务，提供了快速确定而且可重复的响应。因此能够满足钢厂复杂工艺参数的控制。体积小，安装和现场接线简便，易于扩展，与其他装置联接方便，用进行设备改造的设计施工调试周期短，甚顶杆自动识别系统的设计摘要需求，但考虑机械设计和现场安装的方便，所以，在轴上安装了个传感器。．系统开发的必要性现在国内有近百家钢管生产厂家，除了几家最大型的钢管公司具备雄厚的资金实力，能从国外引进专业的生产设备，其他企业的生产设备都很落后。有些公司自己组织技术力量进行技术攻关也研制出了些产品，能在定的程度上解决问题，但产品大体上存在以下些问题设备大都只能完成单的任务，不能在自动生产线上和其他设备起工作，使得生产效率依然低下，不能从根本上解决问题。产品的技术开发水平还停留在二十世纪八十年代的水平。由于这些产品大多是工厂自己组织力量开发研制的，技术水平达不到国外的最新发展动态开发设备的精度低可靠性差。产品的稳定性不够。由于这些产品的主要控制部件采用了单片机控制，在钢管生产的恶劣环境中，各种干扰使得系统的故障率极高。产品缺乏扩展性。易扩展性已成为现代产品的特征，缺乏扩展性的产品将阻碍自动化的发展。满足不了企业日益增长的企业管理功能。实现程度已经成为企业现代化的重要标志。企业的质量管理已经成为现代制造企业的管理核心。每根钢管都有系列的数据，这些数据在钢管的整个生命周期里都很重要。过去自行开发的系统只考虑到在生产中的功能，而忽略了在管理中的功能．论文的主要工作和意义本系统涉及到多学科，多专业，是集光机电和计算机体化的产品。本论文在老师的指导下主要完成以下工作通过对顶杆检测系统开发现状的分析，对系统进行了总体方案设计。具体为机械组成框架部分的设计。根据总体方案进行重要零部件选型，并做出说明和必要的力学计算。通过对系统工作原理和的研究，进行了流程设计，给出其接线图。将人机工程学运用到系统中，设计了上位机监控系统。本系统的研制成功填补了国内检测行业空白，其检测精度和标识效果达到同类产品的先进水平。顶杆自动识别系统的总体设计．顶杆自动识别系统的设计要求系统的设计要求如下工作范围钢管外径钢管重量钢管长度工作环境要求系统能在恶劣的环境下工作，使用寿命长气缸速度要求气缸在下降的时候到达指定位置，上升时回到起始位置，对齐气缸推到工作位置自动化要求具有自动报警功能，急停，自锁功能，半自动手动功能动态显示钢管参数。效率和速度要求系统要求过管速度为根，每过根管。．顶杆自动识别系统的总体设计在对顶杆自动识别系统进行总体分析再结合具体的工作要求后给出系统设计总示意图如下，图只是设计开始的构思，只为示意。图外形示意图型台架型台架用来放置钢管，由于钢管长度为，所以仅靠个台架显然不行，本系统中在地面上放置了个台架，这样可以根据钢管的长短来调整钢管的放置，个台架按定距离安放，高度要统，确保钢管受力均匀，在台架上带有尼龙垫。尼龙垫起到两方面作用是用来保护钢管的表面在被推动的过程中不被台架划伤另方面是用来增大钢管与台架之间的摩擦系数，增大两者之间的摩擦力，增强钢管在被推动时运动的平稳性。这里还涉及到槽夹角大小问题，如果夹角太小那钢管的重心就会上移，这样钢管就容易滚动，不利于传感器的识别，但是夹角过大承载面就会趋于水平，这样钢管也容易滚动，也不利于传感器的识别，所以夹角般选择为了便于计算这里选择。台架的具体设计思想为型板和两个夹板通过两个螺栓螺母组连接在起，再通过两个加强肋和底板焊接在起，整个台架采用螺栓和螺母与承载机构联接，承载机构的具体高度由具体工作要求决定，在承载台上安装的架也可以设计成多排，本系统的具体设计思想如图所示。图台架设计机架，横梁和立柱本系统中横梁的材料为号钢，机架，立柱和底板的材料都为为钢有定强度，良好的铸造性和韧性，焊接性好，横梁和立柱都选用冷拔无缝方形钢管，这样便于在横梁内部安装滚珠丝杠传动副，立柱先和横板焊接之后再与横梁间通过个螺栓，垫片螺母组连接，然后再和加强肋板焊接紧固，立柱和底板通过个螺栓螺母组连接，另外还加有四个加强肋板，恰当的设置肋板有利于提高机架的刚度强度，减小机架的重量。设置肋板使壁厚减小，对于焊接机架，设置肋板使焊件比较薄，有利于保证焊接质量。在横梁内部有套滚珠丝杠副通过块衬板安装在“凹”形滑台上，由于丝杠的尾部没有开螺纹，所以可以连接个手动摇柄装置，因为滚珠丝杠副可以将螺旋运动转化成直线运动，这样整个横移机构就可以通过手动控制横梁尾部的摇柄而在横梁上水平移动，因为滚珠丝杠副不能自锁，所以在横梁上安装了压紧装置，通过压紧压板来限制滑板的移动。横移机构横移机构的具体构造为升降气缸和对滚珠丝杠联接装置，在气缸的活塞杆上安装了气缸附件型带销连接杆，该附件和连接板用螺栓连接在起，平板的下方就联接了检测头部分。因为在本系统中钢管规格为即钢管间直径相差，系统将气缸部分和滚珠丝杠副连为体，这样铅直方向上可以解决因气缸行程不足而有段距离无法达到的问题，在滚珠丝杠副后侧还安装了个控制竖直方向的手柄装置，他通过对啮合的锥齿轮传动改变旋转方向，再通过滚珠丝杠副的螺旋运动来实现竖直方向的升降，在基准面即水平面上配置有承载水泥台，设其高为，整个横梁和机架和底板用地脚螺栓连接在水泥台上，气缸的行程为，整个形台架高为,丝杠螺纹长度为，那么整个横梁的