本科毕业论文-电动运输小车满足不同加工点的自动控制.doc

1前 言 随着科学技术和经济的飞速发展，各个学科领域不断地交融发展，产生多种新的生产技术。 机电一体化是一种复合化技术，它是机械技术与电子技术、信息技术相互渗透的产物，是机电工业的必然发展趋势。现代工业通过这种技术不断提高劳动生产率，减轻操作者的体力劳动，促进社会的发展进步。 1.1 电动运输小车的发展及意义 社会发展，企业现代化规模的扩大和深化，使得生产物的运送成为生产物流系统中的一个极其重要的环节，而运输小车则是物流系统的支柱,电动运输小车的应用领域不断地扩大，从手动到自动，逐渐实现了机械化和自动化。运输小车经历了以下几个阶段： 1、手动控制阶段 在20世纪60年代末70年代初期，一些工业生产采用PLC实现小车的控制，但由于的技术不成熟，只能手动控制，而且早期的小车采用继电器-接触器组成的复杂控制系统，这种系统存在着许多缺陷，如设计周期长、体积大、成本高等，几乎没有数据处理和通信功能，必须有专人负责操作。 2、自动控制阶段 在20世纪80年代，在计算机技术发展带动下，这时的大型工控企业将PLC技术与计算机技术结合，通过机器人技术，终于实现了PLC在运输小车的自动控制。 3、全自动控制阶段 现阶段，PLC技术不断向高性能、高速度、大容量发展。将PLC运用到运输小车的全自动控制，能够降低系统的运行费用。PLC运输小车自动控制系统具有连线简单控制速度快，精度高，可靠性和可维护性好，维修和改造方便等优点。 通过目前国内外的发展现状来看，自动化生产对生产环境的物料输送系统提出了更高、更多的要求，运输的物料体积更大，重量更重，对于送料的频率也要求更快，以人力为主的传统的运输送料不能够满足时代发展的要求，因此更需要实现运输小车运料过程的自动化。相比较于人力运输和皮带运输而言，小车运输更加灵活简便，更能够适应生产环境的变化。 就运输小车本身而言，作为自动化物料搬运设备，它具有自动化程度高，应用灵活，安全可靠，无人操作及维修简单等诸多优点，因而广泛应用于工程机械工业，车间运输，机场等运输场所，它对提高生产自动化程度和提高生产效率有着极其重要的意义。在现代自动化的生产线中，运输小车是自动化生产物流系统的重要组成部分，特别是多工位加工的自动化生产线，电动运输小车有缩短产品生产周期，减少工人的劳动量，减轻劳动强度，提高生产效率等优点。采用PLC来实现运输小车的自动化控制使得小车控制更加简单便利。 电动运输小车控制系统采用PLC控制的设计，是基于目前世界对PLC开发应用潮流的现状，把PLC用于生产实践。PLC处理非常复杂的现代化生产系统，给操作者提供了额外的时间，集中构建他们范围的知识和核心附加值技术，这将提高他们公司的竞争力。伴随计算机网络的发展，可编程控制器作为自动化网络和国际通用网络的组成部分，将在工业及工业以外的众多领域发挥越来越大的作用。 1.2 整体设计方案介绍 电动运输小车满足不同加工点的自动控制设计有两部分组成，包括电动运输小车的结构设和PLC控制部分设计。电动运输小车机构的设计包括小车动力装置设计选择，传动装置的设计，小车的车体、车厢、 车轮以及传动轴的设计。根据电动运输小车的自重和承重以及小车的速度来计算使小车运动所需要的功率，选择恰当的电机速度确定电机的型号。由电动机的输出转速和最终小车的运行速度，确定中间减速传动装置的传动比，根据制造简单方便和造价便宜的原则，选用联轴器联接电动机和以及齿轮减速器，以减速器来平衡电动机与输出轴的速度差，最后通过带传动将电动机的功率和速度传到轴上，使电动运输小车运行。设计预期达到的功能有运料的装卸，电动机能够带动小车在个工位点间正常行驶。PLC控制部分的设计需要完成各元器件的选择，电路图的绘制，完成PLC梯形图的编写，程序的设计与调试。小车的控制系统主要由PLC系统控制，而继电器-接触器系统作为辅助。电动运输小车的总体设计是完成运输小车在生产线上的自动控制。 1.3 电动运输小车设计的预期成果 要求运输小车的承重为2吨，行车速度为0.8m/s，有电动机驱动减速器和皮带轮来带动小车行驶，起运行的轨道为工字型轨道。由PLC完成对小车的控制，实现各工位间的行驶，同时对各工位进行编号。设计完成后，主要实现以下功能： （1）PLC（2）（3）（4）20s供该工位使用，20s后才能够被其他工位呼叫。 （5）临时停电后再复电，小车不会自行启动。 2小车结构设计 小车的结构设计是控制设计的基础，同时整个设计的至关重要的部分。机电一体化的实现也是由机械结构的设计为先导。本课题机械结构的设计以小车的机械传动系统为主，辅以小车的外形设计和其他辅助功能的设计。 2.1电动机的选择 本设计选用Y系列三相交流异步电动机，异步电动机结构简单，运行可靠，维护容易，价格便宜，具有良好的稳态和动态特性，因此，