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1、 各專業(yè)全套優(yōu)秀畢業(yè)設(shè)計(jì)圖紙 氣壓傳動與控制三級項(xiàng)目 氣動打標(biāo)機(jī)的設(shè)計(jì) 學(xué) 院： 機(jī)械工程學(xué)院 班 級： 11級機(jī)控卓工班 開課學(xué)期： 第六學(xué)期 指導(dǎo)老師： 組內(nèi)成員： 2014年4月 目 錄 目 錄 2 燕山大學(xué)課程設(shè)計(jì)（論文）任務(wù)書 3 一、氣動打標(biāo)機(jī)的發(fā)展及其現(xiàn)狀 4 1.1氣動打標(biāo)機(jī)簡介 4 1.2氣動打標(biāo)機(jī)主要特點(diǎn) 4 1.3氣動打標(biāo)機(jī)主要應(yīng)用范圍 4 二、 氣動控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)及參數(shù)計(jì)算 5 2.1畫X-D線路圖并進(jìn)

2、行消障處理 5 2.2繪制利用行程開關(guān)控制的氣動控制回路 6 2.3選擇執(zhí)行元件 6 2.4選擇控制元件 8 2.5選擇輔助元件 9 2.6確定管道直徑及壓力損失 9 2.7選擇空氣壓縮機(jī) 10 三、電控系統(tǒng)設(shè)計(jì) 11 3.1繪出氣動回路 11 3.2畫X-D線路圖 12 3.3繪出電氣控制回路 13 四、 PLC系統(tǒng)控制設(shè)計(jì) 14 五、 項(xiàng)目心得 15 氣壓傳動與控制三級項(xiàng)目說明書 燕山大學(xué)課程設(shè)計(jì)（論文）任務(wù)

3、書 項(xiàng)目名稱 氣動打標(biāo)機(jī)的設(shè)計(jì) 指導(dǎo)教師姓名 吳曉明 呂世君 張春宇 項(xiàng)目要求 1.查閱相關(guān)文獻(xiàn)，了解氣動打標(biāo)機(jī)的發(fā)展及現(xiàn)狀。 2.掌握氣動元件的原理及功能，正確選用氣動元器件。 3.設(shè)計(jì)氣動打標(biāo)機(jī)氣動回路。 項(xiàng)目設(shè)計(jì)參數(shù) 動作為：夾緊-打標(biāo)-退料。要求實(shí)現(xiàn)往復(fù)動作。 夾緊缸的夾緊力為500N，行程為200mm； 沖印缸的沖印力800N，行程50mm； 推料缸的推力小于100N，行程為200mm； 生產(chǎn)率為每班8h沖印5000件。 項(xiàng)目實(shí)施要求 1. 給出設(shè)計(jì)計(jì)算過程 2. 設(shè)計(jì)

4、X-D線路進(jìn)行消障分析 3. 搭建純氣控回路、繼電器控制回路和PLC控制回路實(shí)現(xiàn)手動和自動控制功能。 小組成員分工 趙華龍———項(xiàng)目總分工，氣動回路搭建，視頻制作處理與 PPT的制作。 楊國權(quán)———X-D圖消障，純氣動控制回路設(shè)計(jì)，回路搭建 Word的制作。 豆旭安———繼電器和PLC控制程序設(shè)計(jì)與回路搭建。 寇 欣———?dú)飧?、供氣?jì)算部分以及PLC控制回路搭建及 電磁氣控回路的搭建和視頻錄像。 楊曉昆———繼電器和PLC控制回路搭建。 （注：所有成員均參加實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)的搭接）

5、 共17頁 第18頁 一、氣動打標(biāo)機(jī)的發(fā)展及其現(xiàn)狀 隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，人們生活水平的提高，每一種流通的商品都需要注明生產(chǎn)日期保質(zhì)期等相關(guān)信息，包裝是信息的載體，對商品貼標(biāo)是實(shí)現(xiàn)的途徑。打標(biāo)機(jī)就是在包裝件或產(chǎn)品上加上標(biāo)簽的機(jī)器，不僅有美觀的作用，更重要的是可以實(shí)現(xiàn)對產(chǎn)品銷售的追蹤與管理，特別在醫(yī)藥、食品等行業(yè)，如出現(xiàn)異?？蓽?zhǔn)確及時的啟動產(chǎn)品召回機(jī)制。 打標(biāo)機(jī)是現(xiàn)代包裝不可缺少的組成部分。 1.1氣動打標(biāo)機(jī)簡介 氣動打標(biāo)機(jī)是計(jì)算機(jī)控制打印針在X、Y二維平面內(nèi)按一定軌跡運(yùn)動的同時，打印針在壓縮空氣作用下做高頻沖擊運(yùn)動，從而在工件上打印出有一定深度的標(biāo)記。

6、 1.2氣動打標(biāo)機(jī)主要特點(diǎn) 有較大深度，通過電腦直接打標(biāo)輸出，標(biāo)記工整清晰；采用打印針頭按照編輯好的字符或圖形軌跡運(yùn)動，控制高壓氣體高頻沖擊打印針，在工件表面形成由密集點(diǎn)陣組成的字符或圖形。它可打標(biāo)任意字符、圖形、商標(biāo)、圖案等，具有的特點(diǎn)是：標(biāo)記速度快，對標(biāo)記材料無特殊要求；抗干擾能力強(qiáng)，能夠在較惡劣的環(huán)境下工作；采用氣體作為動力源，生產(chǎn)成本低，無污染；特別適合速度要求較快的流水線場合，在我國有著良好的發(fā)展前景。 1.3氣動打標(biāo)機(jī)主要應(yīng)用范圍 　　1、汽車、摩托車等發(fā)動機(jī)、活塞、身、車架、底盤、連桿、發(fā)動機(jī)、汽缸等零部件進(jìn)行編號、名稱、商標(biāo)、生產(chǎn)日期的打印； 　　2、電動車、自行車

7、、摩托車等加架號打??； 　　3、各種商品、車輛、設(shè)備產(chǎn)品的標(biāo)牌打??； 4、各種機(jī)械零部件、機(jī)床工具、五金制品、金屬管、齒輪、泵體、閥門、緊固件、鋼材、儀器儀表。機(jī)電設(shè)備等金屬打標(biāo)；塑料制品。 二、 氣動控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)及參數(shù)計(jì)算 2.1畫X-D線路圖并進(jìn)行消障處理 執(zhí)行信號 2.2繪制利用行程開關(guān)控制的氣動控制

8、回路 2.3選擇執(zhí)行元件 1. 根據(jù)參數(shù)要求： A缸行程200mm，夾緊力500N；B缸行程50mm，沖印力800N；C缸行程200mm，推力小于100N；每個缸往復(fù)動作次數(shù)為625次/小時。 選擇三個活塞式雙作用單活塞桿氣缸作執(zhí)行元件。 2.計(jì)算氣缸內(nèi)徑 式中 ——工作負(fù)荷; ——工作壓力; ——機(jī)械效率。 選定氣缸工作壓力為、機(jī)械效率為0.7，則氣缸的內(nèi)徑分別為： ①夾緊缸： ②打標(biāo)缸： ③退料缸： 3.選標(biāo)準(zhǔn)氣缸 根據(jù)缸徑和行程查設(shè)計(jì)手冊選： 夾緊缸：，缸徑、活塞桿徑、行程； 打標(biāo)缸：，缸徑、活塞桿徑、行程； 退料缸

9、：，缸徑、活塞桿徑、行程； 4.計(jì)算各氣缸往復(fù)動作一次的耗氣量： 式中——?dú)飧變?nèi)徑; ——活塞桿徑; ——?dú)飧仔谐獭? 送料缸： 沖印缸： 推料缸： 上式各值是按壓縮空氣計(jì)算的耗氣量，為選擇空壓機(jī)，需要按自由空氣計(jì)算耗氣量： 式中——按自由空氣計(jì)算的耗氣量; ——按壓縮空氣計(jì)算的耗氣量; ——?dú)飧椎墓ぷ鲏毫Α? 因此，送料缸： 沖印缸： 推料缸： 2.4選擇控制元件 1.動力回路中的主控閥均為雙氣控二位四通滑閥（共4件），其公稱通徑根據(jù)所通過流量選定。該氣動系統(tǒng)對每個氣缸的動作時間無特殊要求。因此上述各閥流量等于該系統(tǒng)單位時間內(nèi)平

10、均耗氣量（壓縮空氣），即 式中、、——、和缸在一個工作周期中往復(fù)動作次數(shù)，本 例中均為1； 、、——、和缸往復(fù)動作一次的按壓縮空氣計(jì)算的耗 氣量。 其值分別為、、 ——工作周期， 由此得 根據(jù)選定公稱通徑為10mm。 2.在電控系統(tǒng)中三位五通先導(dǎo)式電磁換向閥3件. 2.5選擇輔助元件 1.分水濾氣器（圖未畫出）選用過濾精度為50的型，其公稱通徑與減壓閥相一致。 2.油霧器（圖未畫出）選用油霧顆粒大小為50的型，其公稱通徑與減壓閥相一致。 2.6確定管道直徑及壓力損失 1.空氣壓縮機(jī)至設(shè)備的管道直徑根據(jù)各氣缸所需壓縮空氣量和推薦流速，按下式計(jì)算 式中——

11、管道內(nèi)徑; ——各氣缸單位時間內(nèi)平均耗氣量的總和。 本例中； ——推薦流速，選。 代入上式得： 最后選定公稱通徑為8mm的標(biāo)準(zhǔn)管道。 2.設(shè)備內(nèi)部管道直徑根據(jù)與元件的公稱通經(jīng)相一致原則，選定動力回路管道公稱通徑為8mm，控制回路管道公稱通徑為3mm。 3.計(jì)算管道中的壓力損失。 由于本系統(tǒng)中管道中的流量小，管道不長，可不計(jì)壓力損失，而直接確定壓縮機(jī)至設(shè)備的管道中壓力損失不大于0.05MPa，設(shè)備內(nèi)部管道中壓力損失不大于0.01MPa。因此，管道中的總壓力損失： 4.計(jì)算動力回路各元件中的壓力損失。 本系統(tǒng)動力回路中裝有分水濾氣器、減壓閥、油霧器、總氣源開

12、關(guān)閥、主控閥和消聲器。查手冊可得其壓力損失分別為0.01MPa、0.02MPa、0.015MPa、0.022MPa、0.022MPa、和0.012MPa。這樣，壓縮空氣流經(jīng)動力回路各元件時的總壓力損失： 5.計(jì)算回路中的總壓力損失。 總壓力損失等于管道中和元件中壓力損失的總和，即： 2.7選擇空氣壓縮機(jī) 1.計(jì)算空壓機(jī)的供氣量 式中，（查手冊），；；。 根據(jù)前面計(jì)算結(jié)果，可得空壓機(jī)的供氣量： 2.計(jì)算空壓機(jī)的供氣壓 根據(jù)前面計(jì)算結(jié)果，可得空壓機(jī)的供氣壓： 3.根據(jù)計(jì)算出的供氣量和供氣壓,選取額定排氣量為，額定壓力為。 三、電控系統(tǒng)設(shè)計(jì) 3.1繪出氣

13、動回路 3.2畫X-D線路圖 執(zhí)行信號 3.3繪出電氣控制回路 其中 sb1 開光單循環(huán) QS1開關(guān)自動循環(huán) QS2停止 SB2復(fù)位 SB3到SB8是單獨(dú)控制各個過程 KD 代表控制氣源閥的電磁其中 sb1 開光單循環(huán) QS1開關(guān)自動循環(huán) QS2停止 SB2復(fù)位

14、 SB3到SB8是單獨(dú)控制各個過程 KD 代表控制氣源閥的電磁 4、 PLC系統(tǒng)控制設(shè)計(jì) 五、 項(xiàng)目心得 通過純氣動和電氣控制及PLC三種種方法的實(shí)驗(yàn)搭接，在實(shí)踐中我們發(fā)現(xiàn)了很多在畫原理圖過程中的疏漏，導(dǎo)致整個回路不能實(shí)現(xiàn)其功能。在實(shí)驗(yàn)室呆的兩天多時間里通過不斷地探索研究終于將兩種方法都在實(shí)驗(yàn)臺上成功完成。很多錯誤都是沒有用到互鎖功能導(dǎo)致很多不應(yīng)該同時得電的線圈同時得電，在逐步排除故障后，實(shí)現(xiàn)了系統(tǒng)的自動、手動控制。 在這次課程設(shè)計(jì)過程中，我們收集資料、設(shè)計(jì)計(jì)算、繪制原理圖、搭接實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)等，由淺到深的理解了氣動和電氣控制的原理。把書本上的理論知識應(yīng)用到實(shí)

15、踐中。通過氣動打標(biāo)機(jī)的純氣動和電控實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)的搭接得出結(jié)論，純氣動回路使用快速接頭可以非常簡單的進(jìn)行配管，采用純氣動系統(tǒng)較繼電控制回路較為復(fù)雜。氣動回路中做完功的空氣可以直接排放到大氣中，不需要設(shè)置回程管道，即使系統(tǒng)中有泄漏也不至于造成環(huán)境污染，但是也有一些缺點(diǎn)，系統(tǒng)穩(wěn)定性較差，速度控制精度較差，氣動系統(tǒng)本身缺少潤滑等。 趙華龍：這次的項(xiàng)目我我主要工作是項(xiàng)目總分工和純氣動氣壓控制回路搭建純氣控系統(tǒng)回路，制作PPT和視頻剪輯。 首先感謝老師對我們的指導(dǎo)和支持，在做設(shè)計(jì)的過程中，我們遇到了很多困難。比如在設(shè)計(jì)氣孔回路來實(shí)現(xiàn)每一個缸的單獨(dú)控制時，由于我們設(shè)計(jì)方法的不當(dāng)，實(shí)驗(yàn)中會出現(xiàn)漏氣的現(xiàn)象，經(jīng)過

16、老師的指導(dǎo)，我們了解了更多控制方法，學(xué)習(xí)了很多，最終來完成這個項(xiàng)目。 在我們組一起完成項(xiàng)目的時候，分好任務(wù)后，每個任務(wù)雖然不同但都是息息相關(guān)的。我們一起討論涉及過程中的問題，讓我深深感覺到團(tuán)隊(duì)協(xié)作的重要性。 對我來說，知識上的收獲重要，精神上的豐收更加重要。挫折是一份財(cái)富，經(jīng)歷是一份擁有。這次實(shí)習(xí)將成為我走上工作崗位非常重要的一課。 楊國權(quán)：在這次課程設(shè)計(jì)的過程中，我主要工作是X-D圖繪制與消障和純氣動氣壓控制回路設(shè)計(jì)，搭建純氣控系統(tǒng)回路，制作word。在系統(tǒng)設(shè)計(jì)中，我發(fā)現(xiàn)在沒有經(jīng)驗(yàn)的基礎(chǔ)上想要設(shè)計(jì)一個復(fù)雜的系統(tǒng)是不容易的，在設(shè)計(jì)中應(yīng)時刻想著實(shí)驗(yàn)課中的實(shí)例，并認(rèn)真思考，不斷實(shí)踐，才能從中

17、選取最優(yōu)方案。 在搭建系統(tǒng)時最大的感受是要細(xì)心、認(rèn)真，尤其是當(dāng)回路比較復(fù)雜時，幾十個氣壓元件加上幾十個三通接頭，中間出一步錯最終就可能需要全部拆除重新接線，而且還發(fā)現(xiàn)了理論與實(shí)踐的區(qū)別，在搭建過程中我們在認(rèn)為非常好的系統(tǒng)圖中發(fā)現(xiàn)了不少錯誤！ 在整個過程中我深刻感受到了團(tuán)隊(duì)合作的重要性，溝通使我們的思維更加寬闊，集思廣益使我們在遇到問題時更快的得到解決。這次課程設(shè)計(jì)我從中學(xué)到了很多東西！我們通過查閱大量的有關(guān)資料，并在小組中討論，交流經(jīng)驗(yàn)，若遇到搞不明白的問題就會及時請教老師，是自己學(xué)到了不少知識，也經(jīng)歷了不少艱辛，但收獲同樣巨大。最后感謝指導(dǎo)我們的吳老師、呂老師和張老師。 豆旭安：通過

18、這次課程設(shè)計(jì)，讓我深深的認(rèn)識到一下幾點(diǎn)： 1、團(tuán)隊(duì)的力量永遠(yuǎn)大于個人的力量 2、理論與實(shí)踐應(yīng)該緊密結(jié)合，不斷完善和提高自己的專業(yè)能力。 3、通過這次課程設(shè)計(jì)，讓我認(rèn)識到自己的不足，尤其是自己的薄弱環(huán)節(jié)應(yīng)該努力的去提高。 這次課程設(shè)計(jì)，我們要感謝我們的指導(dǎo)老師和實(shí)驗(yàn)室的老師們，沒有他們我們也不可能進(jìn)行的如此順利，每次遇到問題求助老師時，他們總是不厭其煩的給我們講解，直到我們?nèi)坷斫鉃橹?，在老師的影響下，我們收獲的不僅是知識還有對科學(xué)的嚴(yán)謹(jǐn)，給我們樹立了一個良好的榜樣。 寇 欣：在這次三級項(xiàng)目過程中，我主要負(fù)責(zé)氣缸、供氣計(jì)算部分以及參與氣動控制回路、電磁氣控回路的搭建。在參與中，我認(rèn)識

19、到，光有理論知識的是不行的，要學(xué)會把它應(yīng)用到實(shí)踐當(dāng)中，同時應(yīng)該集思廣益，廣泛聽取大家的意見，勇于嘗試，善于在書本中找到答案。在搭建線路的時候要認(rèn)真，有規(guī)律的搭線，我們在第一次搭建的時候就發(fā)生了錯誤，最后又重新開始了一遍才完成。在遇到問題時要仔細(xì)思考，認(rèn)真聽取老師的意見，這樣就會使自己有非常大的進(jìn)步。最后感謝老師給我們這次機(jī)會，也感謝老師們的指導(dǎo)。 楊曉昆：這次項(xiàng)目設(shè)計(jì)收獲頗多，感受很深。這次設(shè)計(jì)不僅使我對老師上課講的內(nèi)容有了更深的理解和進(jìn)一步的認(rèn)識，我還學(xué)到了很多書本上沒有的知識與技能。在這個過程中發(fā)現(xiàn)了自身很多問題，比如說知識掌握不熟練，所以在運(yùn)用起來感覺很吃力。 經(jīng)過在過程中不斷發(fā)現(xiàn)問題和改正問題使我明白，求學(xué)一定要嚴(yán)謹(jǐn)，不要似懂非懂就去搞設(shè)計(jì)，一定要細(xì)心認(rèn)真對待每一個環(huán)節(jié)，不能有絲毫的馬虎。遇到困難，不要退縮，因?yàn)橹挥杏龅絾栴}，解決問題，才能在不斷地改進(jìn)中提升自己的能力。在這次實(shí)踐中，我還認(rèn)識到了合作的重要性，讓我明白了團(tuán)結(jié)的力量。 總之，在這次項(xiàng)目設(shè)計(jì)中我學(xué)到了很多，收獲了很多。