飲料瓶回收機(jī)主機(jī)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)含proe三維及6張CAD圖

飲料瓶回收機(jī)主機(jī)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)含proe三維及6張CAD圖,飲料瓶,回收,機(jī)主,結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì),proe,三維,cad 設(shè)計(jì)(論文)任務(wù)書 題 目 (包括副標(biāo)題) 飲料瓶回收機(jī)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 教師姓名 職 稱 教學(xué)單位 學(xué)生姓名 專 業(yè) 班 級(jí) 學(xué) 號(hào) 任務(wù)下達(dá)時(shí)間 2018年12月9日 成果形式 A畢業(yè)設(shè)計(jì) B畢業(yè)論文 C實(shí)做 ■ □ □ 1．畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）課題任務(wù)的內(nèi)容和要求： （闡明通過(guò)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）解決（研究）的主要問(wèn)題及解決（研究）問(wèn)題的方法要求。） 廢舊飲料瓶回收機(jī)主要是針對(duì)在大型商場(chǎng)、大型小區(qū)、體育館、學(xué)校等人口密集區(qū)域進(jìn)行飲料瓶回收。該回收機(jī)機(jī)械部分主要由回收機(jī)外殼、存儲(chǔ)盒以及壓扁系統(tǒng)。本設(shè)計(jì)主要是完成飲料瓶回收機(jī)實(shí)體設(shè)計(jì)。 2．畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）工作進(jìn)度要求： 周 次 計(jì)劃工作內(nèi)容 第一周 飲料瓶回收機(jī)功能需求設(shè)計(jì)。 第二周—第三周 飲料瓶回收機(jī)結(jié)構(gòu)方案制定并確定最終方案。 第四周—第八周 根據(jù)設(shè)計(jì)方案進(jìn)行詳細(xì)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)并畫出工程圖。 第九周-第十周 撰寫畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書，經(jīng)指導(dǎo)教師審閱后進(jìn)行修改。 第十一周-第十二周 制作多媒體答辯講稿，準(zhǔn)備答辯提綱并進(jìn)行畢業(yè)答辯。 （注：表格不夠可另行加頁(yè) ） 系（教研室）主任簽字： 摘 要 在新型的社會(huì)發(fā)展背景下，我們的飲料瓶自動(dòng)回收裝置孕育著綠色、環(huán)保循環(huán)經(jīng)濟(jì) 的理念，將節(jié)能、環(huán)保意識(shí)深入人心，通過(guò)自動(dòng)回收飲料瓶，能有效減少了社會(huì)上飲料 瓶隨意扔棄現(xiàn)象。飲料瓶的自動(dòng)回收又能起到機(jī)器換人，節(jié)省勞動(dòng)力的良好經(jīng)濟(jì)、社會(huì) 效益。為本次設(shè)計(jì)的飲料瓶回收機(jī)，由殼體、壓扁機(jī)構(gòu)、存儲(chǔ)箱、供電系統(tǒng)、3 處閥門 及其驅(qū)動(dòng)電磁鐵等構(gòu)成。 設(shè)計(jì)中首先調(diào)研了飲料瓶回收機(jī)國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀及飲料瓶回收機(jī)的結(jié)構(gòu)及原理，通 過(guò)對(duì)飲料瓶回收機(jī)結(jié)構(gòu)及原理的分析，在此分析基礎(chǔ)上提出了總體結(jié)構(gòu)方案及壓扁機(jī)構(gòu) 方案；接著，對(duì)選擇了各主要技術(shù)參數(shù)并且對(duì)各主要零部件進(jìn)行了設(shè)計(jì)與校核，通過(guò)設(shè) 計(jì)計(jì)算得到主要結(jié)構(gòu)尺寸；然后，通過(guò) Pro/E 三維設(shè)計(jì)軟件設(shè)計(jì)了該飲料瓶回收機(jī)；最 后，繪制了飲料瓶回收機(jī)裝配圖及主要零部件圖。 通過(guò)本次設(shè)計(jì)，得到了結(jié)構(gòu)合理、工作可靠、性能優(yōu)良的飲料瓶回收機(jī)，并且形成 了一套通用的飲料瓶回收機(jī)設(shè)計(jì)流程及方法，有利于今后飲料瓶回收機(jī)的設(shè)計(jì)與制造。 關(guān)鍵詞：飲料瓶；回收機(jī)；壓扁機(jī)構(gòu)；Pro/E；PLC Abstract Under the background of new social development, our automatic recycling device for beverage bottles gestates the concept of green, environmental protection and circular economy. It deeply roots peoples awareness of energy saving and environmental protection. Through automatic recycling of beverage bottles, it can effectively reduce the phenomenon of casual discarding of beverage bottles in society. The automatic recovery of beverage bottles can also play a good economic and social benefit of machine replacement and labor saving. The beverage bottle recycling machine designed for this time consists of shell, flattening mechanism, storage box, power supply system, three valves and their driving electromagnets. Firstly, the research status of beverage bottle recycling machine at home and abroad and the structure and principle of beverage bottle recycling machine are investigated. Based on the analysis of the structure and principle of beverage bottle recycling machine, the overall structure scheme and flattening mechanism scheme are put forward. Then, the main technical parameters are selected and the main parts are designed and checked. Through the design calculation, the overall structure scheme and flattening mechanism scheme are obtained. To the main structure size; then, through Pro/E three-dimensional design software, the beverage bottle recycling machine is designed; finally, the assembly drawing and the main parts drawing of the beverage bottle recycling machine are drawn. Through this design, a beverage bottle recycling machine with reasonable structure, reliable operation and excellent performance has been obtained, and a set of general design process and method of beverage bottle recycling machine has been formed, which is conducive to the design and manufacture of beverage bottle recycling machine in the future. Key words: beverage bottle; recycling machine; flattening mechanism; Pro/E; PLC 目 錄 第 1 章 緒 論 ..............................................................................................................................1 1.1 課題背景及意義 .................................................................................................................1 1.1.1 課題的背景 ..................................................................................................................1 1.1.2 課題的意義 ..................................................................................................................1 1.2 國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢(shì) .............................................................................................2 1.3 課題內(nèi)容 .............................................................................................................................2 1.4 預(yù)期經(jīng)濟(jì)及社會(huì)效益 ........................................................................................................2 第 2 章 總體方案設(shè)計(jì) ................................................................................................................4 2.1 設(shè)計(jì)要求 .............................................................................................................................4 2.2 方案設(shè)計(jì) .............................................................................................................................4 2.2.1 研究方案、技術(shù)路線 ..................................................................................................4 2.2.2 預(yù)期技術(shù)指標(biāo) ..............................................................................................................4 2.2.3 總體方案 .....................................................................................................................5 第 3 章 各主要零部件的設(shè)計(jì) ....................................................................................................7 3.1 總體參數(shù)確定 .....................................................................................................................7 3.2 電動(dòng)推桿選擇 .....................................................................................................................7 3.2.1 分類 .............................................................................................................................7 3.2.2 主要結(jié)構(gòu) .....................................................................................................................7 3.2.3 工作原理 ......................................................................................................................8 3.2.4 參數(shù)選擇 ......................................................................................................................8 3.3 電磁鐵的選擇 .....................................................................................................................8 3.3.1 分類 ..............................................................................................................................9 3.3.2 原理 ..............................................................................................................................9 3.3.3 參數(shù)選擇 ....................................................................................................................10 3.4 殼體的設(shè)計(jì) .......................................................................................................................10 第 4 章 基于 PRO/E 的三維設(shè)計(jì) ............................................................................................12 4.1 PRO/E 三維設(shè)計(jì)軟件概述 ...............................................................................................12 4.2 三維設(shè)計(jì) ...........................................................................................................................13 4.2.1 殼體 ............................................................................................................................14 4.2.2 支架 ............................................................................................................................14 4.2.3 固定板 ........................................................................................................................15 4.2.4 滑動(dòng)板 ........................................................................................................................15 4.2.5 前上蓋 ........................................................................................................................15 4.3 三維裝配 ...........................................................................................................................16 第 5 章 PLC 控制系統(tǒng)設(shè)計(jì) .....................................................................................................17 5.1 PLC 簡(jiǎn)介 ..........................................................................................................................17 5.1.1 基本結(jié)構(gòu) ....................................................................................................................17 5.1.2 工作原理 ....................................................................................................................18 5.2 PLC 選型 ..........................................................................................................................18 5.3 PLC 控制邏輯設(shè)計(jì) ..........................................................................................................20 總 結(jié) ..........................................................................................................................................21 致 謝 ..........................................................................................................................................22 參考文獻(xiàn) ....................................................................................................................................23 飲 料 瓶 回 收 機(jī) 主 機(jī) 結(jié) 構(gòu) 設(shè) 計(jì) 第 1 章 緒 論 1.1 課題背景及意義 1.1.1 課題的背景 現(xiàn)代社會(huì)飲料的產(chǎn)量和消耗量非常的龐大，飲料瓶充斥在公共場(chǎng)合的各個(gè)角落， 飲料瓶的處理無(wú)疑帶來(lái)了很大的環(huán)境、經(jīng)濟(jì)和社會(huì)問(wèn)題。這些現(xiàn)狀使我們對(duì)于飲料 瓶回收的研究迫在眉睫。研發(fā)一種能自動(dòng)識(shí)別各種飲料瓶，將其分類回收，同時(shí)能 給人們返利，鼓勵(lì)大家環(huán)保的智能飲料瓶回收機(jī)研究與開發(fā)就很有必要性。本項(xiàng)目 旨在利用研發(fā)的這種智能飲料回收機(jī)減少飲料瓶隨意丟棄帶來(lái)的白色污染、水源和 土壤污染，讓廢飲料瓶得到最大限度的循環(huán)再利用。同時(shí)，通過(guò)返利鼓勵(lì)市民將空 瓶投進(jìn)智能回收機(jī)，正確回收生活垃圾、增強(qiáng)環(huán)保意識(shí)、形成節(jié)能環(huán)保的良好社會(huì) 風(fēng)氣，進(jìn)而獲得良好的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益。 隨著經(jīng)濟(jì)社會(huì)的發(fā)展和人們生活水平的提供，飲料成為人們生活中不可或缺的 一種商品，飲料的產(chǎn)量和消耗量都非常的龐大，在人們盡情享受飲料帶來(lái)的爽朗心 情的同時(shí)，飲料瓶的處理無(wú)疑帶來(lái) 了很大的環(huán)境、經(jīng)濟(jì)和社會(huì)問(wèn)題。遍地充斥著的 飲料瓶不僅造成了 環(huán)境污染、市容破壞，同時(shí)也是一種極大的資源浪費(fèi)。這些現(xiàn)狀 使 我們對(duì)于飲料瓶回收的研究迫在眉睫。 同時(shí)，飲料瓶難以分解。這樣如何回收利用這些飲料瓶成為一個(gè)亟待解決的問(wèn) 題。研發(fā)一種能回收飲料瓶，鼓勵(lì)大家環(huán)保的飲料瓶回收裝置的研究與開發(fā)就很有 必要性。 1.1.2 課題的意義 本項(xiàng)目旨在保護(hù)環(huán)境，節(jié)約資源，讓廢飲料瓶這一“城市礦產(chǎn)”得到最大限度 的循環(huán)再利用。在學(xué)校、商場(chǎng)、公共場(chǎng)所、旅游景 點(diǎn)等人口密集的地方，每天所產(chǎn) 生的飲料瓶不計(jì)其數(shù)，如果進(jìn)行 合理的回收，既節(jié)約資源，又保護(hù)環(huán)境，我國(guó)已逐 漸進(jìn)入老齡化 社會(huì)，人力資源正逐步短缺，可以節(jié)省勞動(dòng)力，減輕保潔員的勞動(dòng)強(qiáng) 度，這樣通過(guò)機(jī)器換人，可以收到了良好的社會(huì)經(jīng)濟(jì)效益。同時(shí)，鼓勵(lì)市民將空瓶 投進(jìn)飲料瓶自動(dòng)回收裝置，增強(qiáng)環(huán)保意識(shí)、形成節(jié)能環(huán)保的良好社會(huì)風(fēng)氣，同時(shí)獲 得良好的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益。 在新型的社會(huì)發(fā)展背景下，我們的飲料瓶自動(dòng)回收裝置孕育著綠色、環(huán)保循環(huán) 經(jīng)濟(jì)的理念，將節(jié)能、環(huán)保意識(shí)深入人心，通過(guò)自動(dòng)回收飲料瓶，能有效減少了社 飲 料 瓶 回 收 機(jī) 主 機(jī) 結(jié) 構(gòu) 設(shè) 計(jì) 會(huì)上飲料瓶隨意扔棄現(xiàn)象。飲料瓶的自動(dòng)回收又能起到機(jī)器換人，節(jié)省勞動(dòng)力的良 好經(jīng)濟(jì)、社會(huì)效益。在這些巨大效益的帶動(dòng)下，飲料瓶自動(dòng)回收裝置必將向著智能 化、網(wǎng)絡(luò)化的方向飛速發(fā)展，通過(guò)物聯(lián)網(wǎng)、互聯(lián)網(wǎng)實(shí)現(xiàn)智能識(shí)別、回收、返利和遠(yuǎn) 程管理，最終實(shí)現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化，并成為智慧城市中必不可缺的重要一環(huán)。 1.2 國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢(shì) 雖然目前市面上也存在一些類似的對(duì)飲料瓶進(jìn)行回收裝置，但是這些產(chǎn)品都存 在諸多的問(wèn)題： （1）回收種類單一，很難達(dá)到全面綠色環(huán)保的目的； （2）識(shí)別困難，操作過(guò)于復(fù)雜，不便于在人們生活節(jié)奏較快且人流量較大的迅 速完成回收動(dòng)作，這樣會(huì)導(dǎo)致人們因嫌太過(guò)繁瑣而 不愿采用此種環(huán)保的回收方式； （3）設(shè)備經(jīng)濟(jì)性、實(shí)用性差，功能簡(jiǎn)單，成本較高，無(wú)法推廣； （4）存滿后不能及時(shí)發(fā)出預(yù)警信號(hào)通知清潔人員前來(lái)處理； （5）沒(méi)有將節(jié)能環(huán)保的宣傳工作融入其中。 基于上述現(xiàn)狀，本文想從這些方面進(jìn)行突破，創(chuàng)新研究，設(shè)計(jì) 一種全新的飲料 瓶自動(dòng)回收裝置，為以后飲料瓶回收裝置的智能化、 網(wǎng)絡(luò)化、產(chǎn)業(yè)化奠定堅(jiān)實(shí)的基 礎(chǔ)。 1.3 課題內(nèi)容 本文旨在研發(fā)設(shè)計(jì)一種飲料瓶自動(dòng)回收裝置： （1）使該回收裝置能夠自動(dòng)識(shí)別金屬制易拉罐、塑料飲料瓶、 玻璃飲料瓶和 紙質(zhì)飲料瓶，便于對(duì)多種飲料瓶進(jìn)行自動(dòng)分類回收。 （2）利用結(jié)構(gòu)對(duì)飲料瓶進(jìn)行處理分類儲(chǔ)存，存滿后自動(dòng)預(yù)警。 （3）鼓勵(lì)人們以新的生活方式，來(lái)節(jié)約資源。 1.4 預(yù)期經(jīng)濟(jì)及社會(huì)效益 隨著我國(guó)高等教育受眾人數(shù)增多，校園內(nèi)部廢棄飲料瓶的數(shù)量 不斷增大，在大 學(xué)校園內(nèi)針對(duì)廣大師生群體使用的飲料瓶回收裝置 必然會(huì)得到大力支持，市場(chǎng)前景 可觀。按一個(gè)學(xué)校在校生有 8000 人，每天產(chǎn)生的飲料瓶在 2000 個(gè)左右，按每個(gè)飲 料瓶 0.1 元，每天的回 收收益將達(dá) 200 元，一年的回收收益可達(dá) 7 萬(wàn)余元。同時(shí)， 現(xiàn)在的人們喜歡出去旅游，車站旅游景區(qū)人流量都是很大的，面對(duì)如此大 的人流量， 產(chǎn)生的空飲料瓶將會(huì)更多，利用飲料瓶自動(dòng)回收裝置回收這些空瓶，并將其轉(zhuǎn)入正 飲 料 瓶 回 收 機(jī) 主 機(jī) 結(jié) 構(gòu) 設(shè) 計(jì) 確的循環(huán)流通渠道，產(chǎn)生的經(jīng)濟(jì)效益將 會(huì)更為可觀。 我國(guó)已逐漸進(jìn)入老齡化社會(huì)，人力資源正逐步短缺，飲料瓶自動(dòng)回收裝置放在 高校、車站等公共場(chǎng)合對(duì)飲料瓶進(jìn)行回收，每臺(tái)飲料瓶自動(dòng)回收裝置保守估計(jì)每年 可以減少 2 個(gè)保潔員的勞動(dòng)力，如果說(shuō)按照每個(gè)保潔員月薪 2500 元人民來(lái)算，那么 一年至少可以省下 6 萬(wàn)元人民幣的支出，同時(shí)可以減輕其他保潔員的勞動(dòng)強(qiáng)度，這 樣通過(guò)機(jī)器換人，也收到了良好的經(jīng)濟(jì)及社會(huì)效益。 飲 料 瓶 回 收 機(jī) 主 機(jī) 結(jié) 構(gòu) 設(shè) 計(jì) 第 2 章 總體方案設(shè)計(jì) 2.1 設(shè)計(jì)要求 廢舊飲料瓶回收機(jī)主要是針對(duì)在大型商場(chǎng)、大型小區(qū)、體育館、學(xué)校等人口密 集區(qū)域進(jìn)行飲料瓶回收。該回收機(jī)機(jī)械部分主要由回收機(jī)外殼、存儲(chǔ)盒以及壓扁系 統(tǒng)。本設(shè)計(jì)主要是完成飲料瓶回收機(jī)實(shí)體設(shè)計(jì)。 2.2 方案設(shè)計(jì) 2.2.1 研究方案、技術(shù)路線 本文采用先進(jìn)行總體方案設(shè)計(jì)；然后進(jìn)行各關(guān)鍵功能部件設(shè)計(jì)，即：飲料瓶自 動(dòng)識(shí)別系統(tǒng)設(shè)計(jì)、飲料瓶自動(dòng)擠壓系統(tǒng)設(shè)計(jì)、飲料瓶自動(dòng)分類存儲(chǔ)系統(tǒng)設(shè)計(jì)、回收 裝置；最后再進(jìn)行具體空間布局及總體裝配設(shè)計(jì)的研究方案和技術(shù)路線。 具體的研究方案和技術(shù)路線如下： （1）進(jìn)行飲料瓶自動(dòng)回收裝置的總體設(shè)計(jì)，給各個(gè)關(guān)鍵功能部件進(jìn)行總體的空 間布局。 （2）設(shè)計(jì)飲料瓶的自動(dòng)識(shí)別裝置，使回收裝置能夠利用各種傳感裝置識(shí)別金屬 制易拉罐、塑料瓶等不同類型的飲料瓶，已達(dá)到為分類存儲(chǔ)做前期準(zhǔn)備的目的。 （3）運(yùn)用氣動(dòng)技術(shù)、步進(jìn)電機(jī)、伺服電機(jī)等機(jī)電設(shè)備通過(guò)精巧的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和運(yùn) 動(dòng)控制技術(shù)對(duì)設(shè)計(jì)飲料瓶的擠壓、排空裝置，將其壓扁，以達(dá)到合理利用空間的目 的。 （4）運(yùn)用位置控制技術(shù)對(duì)已識(shí)別、處理好的飲料瓶按類別不同 進(jìn)行分區(qū)存儲(chǔ)， 以方便日后的回收循環(huán)再利用。 （5）設(shè)計(jì)飲料瓶自動(dòng)回收裝置存儲(chǔ)量檢測(cè)系統(tǒng)，飽和后自動(dòng)報(bào)警，通知清潔員 清理。 2.2.2 預(yù)期技術(shù)指標(biāo) 本文通過(guò)深入的研究、設(shè)計(jì)、開發(fā)期望達(dá)到以下技術(shù)指標(biāo)： （1）飲料瓶自動(dòng)回收裝置一次能容納飲料瓶共計(jì) 300 個(gè)左右。 （2）飲料瓶自動(dòng)回收裝置至少能識(shí)別金屬易拉罐、塑料瓶?jī)煞N飲料瓶，識(shí)別時(shí) 間不超過(guò) 15s。 （3）飲料瓶自動(dòng)回收裝置能夠?qū)︼嬃掀康蕊嬃掀窟M(jìn)行擠壓等預(yù)處理后分類分區(qū) 存儲(chǔ)。 飲 料 瓶 回 收 機(jī) 主 機(jī) 結(jié) 構(gòu) 設(shè) 計(jì) （4）飲料瓶自動(dòng)回收裝置存儲(chǔ)飽和后能夠進(jìn)行預(yù)警，通知保潔人員前來(lái)取出飲 料瓶。 2.2.3 總體方案 如下圖 2-1 所示，為本次設(shè)計(jì)的飲料瓶回收機(jī)，由殼體、壓扁機(jī)構(gòu)、存儲(chǔ)箱、供 電系統(tǒng)、3 處閥門及其驅(qū)動(dòng)電磁鐵等構(gòu)成，其中 3 處閥門根據(jù)控制系統(tǒng)的指示控制各 處電磁鐵通斷電實(shí)現(xiàn)閥門的開閉從而實(shí)現(xiàn)飲料瓶被壓扁后分類存放。 圖 2-1 飲料瓶回收機(jī)總體方案簡(jiǎn)圖 壓扁機(jī)構(gòu)由電動(dòng)推桿、固定板、滑動(dòng)板、滑桿及破洞針等構(gòu)成，飲料瓶落入滑 板與固定板之間后電動(dòng)推桿推著滑板及針擠壓飲料瓶使其破洞并被壓扁。 飲 料 瓶 回 收 機(jī) 主 機(jī) 結(jié) 構(gòu) 設(shè) 計(jì) 圖 2-2 飲料瓶回收機(jī)總體方案簡(jiǎn)圖 飲 料 瓶 回 收 機(jī) 主 機(jī) 結(jié) 構(gòu) 設(shè) 計(jì) 第 3 章 各主要零部件的設(shè)計(jì) 3.1 總體參數(shù)確定 由于飲料瓶的尺寸大小不一，為適用于大多數(shù)飲料瓶的回收，因此已最大尺寸 飲料瓶為基礎(chǔ)設(shè)定，對(duì)飲料瓶進(jìn)行了精確的測(cè)量,測(cè)量結(jié)果如下表 3-1（單位：mm）： 表 3-1 飲料瓶瓶體參數(shù)表 3.2 電動(dòng)推桿選擇 電動(dòng)推桿是一種將電動(dòng)機(jī)的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)變?yōu)橥茥U的直線往復(fù)運(yùn)動(dòng)的電力驅(qū)動(dòng)裝 置?？捎糜诟鞣N簡(jiǎn)單或復(fù)雜的工藝流程中做為執(zhí)行機(jī)械使用，以實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)距離控制、 集中控制或自動(dòng)控制。多用于家用電器、廚具、醫(yī)療器械、汽車等行業(yè)的運(yùn)動(dòng)驅(qū)動(dòng) 單元。 3.2.1 分類 （1）按絲杠形式分：梯形絲桿式，滾珠絲桿式，行星滾珠絲桿式，行星滾柱絲 杠等。 （2）按減速形式分：蝸輪蝸桿式、齒輪式 （3）按電機(jī)類型分：直流電機(jī)式（12/24/36V） ，交流電機(jī)式（ 220/380V） ，步進(jìn) 電機(jī)式，伺服電機(jī)式等。 （4）按用途分：工業(yè)推桿，醫(yī)療推桿，家電推桿，家居推桿等1。 3.2.2 主要結(jié)構(gòu) 電動(dòng)推桿由驅(qū)動(dòng)電機(jī)、減速齒輪、螺桿、螺母、導(dǎo)套、推桿、滑座、彈簧、外 殼及渦輪、微動(dòng)控制開關(guān)等組成。 電動(dòng)推桿是一種新型的電動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)，電動(dòng)推桿主要由電機(jī)、推桿和控制裝置 等機(jī)構(gòu)組成的一種新型直線執(zhí)行機(jī)構(gòu)，可以實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)距離控制、集中控制。電動(dòng)推桿 在一定范圍行程內(nèi)作往返運(yùn)動(dòng)，一般電動(dòng)推桿標(biāo)準(zhǔn)行程在， 100，150，200，250，300，350，400mm，特殊行程也可根據(jù)不同應(yīng)用條件要求設(shè) 計(jì)定做。電動(dòng)推桿可以根據(jù)不同的應(yīng)用負(fù)荷而設(shè)計(jì)不同推力的電動(dòng)推桿，一般其最 大推力可達(dá) 6000N，空載運(yùn)行速度為 4mm35mm/s,電動(dòng)推桿以 24V/12V 直流永磁電 項(xiàng)目 柱體高 底面半徑 蓋面半徑 底蓋面厚度 柱體側(cè)壁厚 度 三次測(cè)量均值 280 55.05 27.94 0.29 0.12 飲 料 瓶 回 收 機(jī) 主 機(jī) 結(jié) 構(gòu) 設(shè) 計(jì) 機(jī)為動(dòng)力源，把電機(jī)的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)化為直線往復(fù)運(yùn)動(dòng)。推動(dòng)一組連桿機(jī)構(gòu)來(lái)完成風(fēng) 門、閥門、閘門、擋板等切換工作。采用電動(dòng)推桿作為執(zhí)行機(jī)構(gòu)不僅可減少采用氣 動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)所需的氣源裝置和輔助設(shè)備，也可減少執(zhí)行機(jī)構(gòu)的重量。氣動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu) 在整個(gè)控制運(yùn)行過(guò)程中都需要有一定的氣壓，雖然可采用消耗量小的放大器等，但 日積月累，耗氣量仍是巨大的。采用電動(dòng)推桿執(zhí)行機(jī)構(gòu)，在改變控制開度時(shí)，需要 供電，在達(dá)到所需開度時(shí)就可不再供電，因此從節(jié)能看，電動(dòng)推桿執(zhí)行機(jī)構(gòu)比氣動(dòng) 執(zhí)行機(jī)構(gòu)有明顯節(jié)能優(yōu)點(diǎn)。適用于遠(yuǎn)距離操縱而廣泛用于電力、化工、冶金、礦山、 輕工、交通、船舶等部門的風(fēng)門、閥門、閘門等機(jī)構(gòu)的啟閉、物料裝卸、流量控制 等?，F(xiàn)已被越來(lái)越多的部門用它來(lái)代替機(jī)構(gòu)手、液壓閥、減速傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的自動(dòng)裝置 1 。 3.2.3 工作原理 電動(dòng)機(jī)經(jīng)齒輪或蝸輪蝸桿減速后，帶動(dòng)一對(duì)絲桿螺母。把電機(jī)的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)變成 直線運(yùn)動(dòng)，利用電動(dòng)機(jī)正反轉(zhuǎn)完成推桿動(dòng)作。如通過(guò)各種杠桿、搖桿或連桿等機(jī)構(gòu) 可完成轉(zhuǎn)動(dòng)、搖動(dòng)等復(fù)雜動(dòng)作。通過(guò)改變杠桿力臂長(zhǎng)度，可以增大或減小行程。行 程控制裝置蝸輪蝸桿傳動(dòng)形式：電機(jī)齒輪上的蝸桿帶動(dòng)蝸輪轉(zhuǎn)動(dòng)，使蝸輪內(nèi)的小絲 桿作軸向移動(dòng)，由連接板帶動(dòng)限位桿相應(yīng)作軸向移動(dòng)，至所需行程時(shí)，通過(guò)調(diào)節(jié)限 位塊壓下行程開關(guān)斷電，電動(dòng)機(jī)停止運(yùn)轉(zhuǎn)（正反控制相同） 。 齒輪傳動(dòng)形式：電機(jī)通過(guò)減速齒輪后帶動(dòng)安裝于內(nèi)管的小絲桿，帶動(dòng)與之連接 一起的做軸向運(yùn)行螺母，至所設(shè)定的行程時(shí)螺母觸角壓住限位開關(guān)斷開電源，電機(jī) 停止運(yùn)動(dòng)（反向與之相同） 。 3.2.4 參數(shù)選擇 （1）負(fù)載 通過(guò)實(shí)驗(yàn)，要壓扁飲料瓶需要先把飲料瓶用破洞排除內(nèi)部空氣，其中使飲料瓶 破洞需要 50N 壓力，而壓扁飲料瓶也需要 3080N 壓力，而保證飲料瓶被可靠壓扁 通常選用推桿的推力臂所需最大推力稍大，因此本次選用 100N 推力的電動(dòng)推桿，即： F=100N （2）行程 飲料瓶在被壓扁過(guò)程中，電動(dòng)推桿最大行程不超過(guò)飲料瓶直徑大小，因此根據(jù) 飲料瓶最大直徑選用本次所用的電動(dòng)推桿行程為 150mm，即： 飲 料 瓶 回 收 機(jī) 主 機(jī) 結(jié) 構(gòu) 設(shè) 計(jì) S=150mm 綜上述所，選用安迪特系列電動(dòng)推桿 ANT-26。 3.3 電磁鐵的選擇 電磁鐵是通電產(chǎn)生電磁的一種裝置。在鐵芯的外部纏繞與其功率相匹配的導(dǎo)電 繞組，這種通有電流的線圈像磁鐵一樣具有磁性，它也叫做電磁鐵（electromagnet） 。 我們通常把它制成條形或蹄形狀，以使鐵芯更加容易磁化。另外，為了使電磁鐵斷 電立即消磁，我們往往采用消磁較快的的軟鐵或硅鋼材料來(lái)制做。這樣的電磁鐵在 通電時(shí)有磁性，斷電后磁就隨之消失。電磁鐵在我們的日常生活中有著極其廣泛的 應(yīng)用，由于它的發(fā)明也使發(fā)電機(jī)的功率得到了很大的提高。 3.3.1 分類 1、電磁鐵按電流分： （1）交流電磁鐵 （2）直流電磁鐵 2、電磁鐵按用途分 （1）制動(dòng)電磁鐵：在電氣傳動(dòng)裝置中用作電動(dòng)機(jī)的機(jī)械制動(dòng)，以達(dá)到準(zhǔn)確迅速 停車的目的，常見的型號(hào)有 MZD1(單相） ，MZS1（三相）系列。 （2）起重電磁鐵：用作起重裝置來(lái)吊運(yùn)鋼材，鐵砂等導(dǎo)磁材料，或用作電磁機(jī) 械手夾持鋼鐵等導(dǎo)磁材料。 （3）閥用電磁鐵：利用磁力推動(dòng)磁閥，從而達(dá)到閥口開啟，關(guān)閉或換向的目的。 （4）牽引電磁鐵：主要用牽引機(jī)械裝置以執(zhí)行自動(dòng)控制任務(wù)。 3.3.2 原理 當(dāng)在通電螺線管內(nèi)部插入鐵芯后，鐵芯被通電螺線管的磁場(chǎng)磁化。磁化后的鐵 芯也變成了一個(gè)磁體，這樣由于兩個(gè)磁場(chǎng)互相疊加，從而使螺線管的磁性大大增強(qiáng)。 為了使電磁鐵的磁性更強(qiáng)，通常將鐵芯制成蹄形。但要注意蹄形鐵芯上線圈的繞向 相反，一邊順時(shí)針，另一邊必須逆時(shí)針。如果繞向相同，兩線圈對(duì)鐵芯的磁化作用 將相互抵消，使鐵芯不顯磁性。另外，電磁鐵的鐵芯用軟鐵制做，而不能用鋼制做。 否則鋼一旦被磁化后，將長(zhǎng)期保持磁性而不能退磁，則其磁性的強(qiáng)弱就不能用電流 的大小來(lái)控制，而失去電磁鐵應(yīng)有的優(yōu)點(diǎn)。 電磁鐵是可以通電流來(lái)產(chǎn)生磁力的器件，屬非永久磁鐵，可以很容易地將其磁 飲 料 瓶 回 收 機(jī) 主 機(jī) 結(jié) 構(gòu) 設(shè) 計(jì) 性啟動(dòng)或是消除。例如：大型起重機(jī)利用電磁鐵將廢棄車輛抬起。 當(dāng)電流通過(guò)導(dǎo)線時(shí)，會(huì)在導(dǎo)線的周圍產(chǎn)生磁場(chǎng)。應(yīng)用這性質(zhì)，將電流通過(guò)螺線 管時(shí)，則會(huì)在螺線管之內(nèi)制成均勻磁場(chǎng)。假設(shè)在螺線管的中心置入鐵磁性物質(zhì)，則 此鐵磁性物質(zhì)會(huì)被磁化，而且會(huì)大大增強(qiáng)磁場(chǎng)。 一般而言，電磁鐵所產(chǎn)生的磁場(chǎng)與電流大小、線圈圈數(shù)及中心的鐵磁體有關(guān)。 在設(shè)計(jì)電磁鐵時(shí)，會(huì)注重線圈的分布和鐵磁體的選擇，并利用電流大小來(lái)控制磁場(chǎng)。 由于線圈的材料具有電阻，這限制了電磁鐵所能產(chǎn)生的磁場(chǎng)大小，但隨著超導(dǎo)體的 發(fā)現(xiàn)與應(yīng)用，將有機(jī)會(huì)超越現(xiàn)有的限制。 3.3.3 參數(shù)選擇 （1）行程/力量 電磁鐵通電就會(huì)產(chǎn)生力量,在不同大小的行程位置力量的大小不同,通常規(guī)律是,行 程越大,力量越小。 （2）電磁鐵的響應(yīng)時(shí)間 從給電磁鐵施加電壓開始，到滑桿完成需要位移時(shí)的時(shí)間. （3）負(fù)載周期 Duty Cycle=通電時(shí)間 On time/(通電時(shí)間 On time斷電時(shí)間 Off time)X100% 綜合這三方面因素后選用由廣東金祿科技股份有限公司生產(chǎn)的電磁鐵 JL- ET1208，其參數(shù)如下： 飲 料 瓶 回 收 機(jī) 主 機(jī) 結(jié) 構(gòu) 設(shè) 計(jì) 3.4 殼體的設(shè)計(jì) （1）結(jié)構(gòu) 機(jī)器中的部件或大型零件都應(yīng)有機(jī)架支撐，各種傳動(dòng)件也必須加以保護(hù)并與外 界隔開，以免零件損傷或造成人身或設(shè)備安全事故，所以也應(yīng)有箱體或殼體加以保 護(hù)并支持各傳動(dòng)部件。 鋼材焊接性能的優(yōu)劣決定于鋼中的含碳量，一般是含碳量低的鋼，其焊接性能 優(yōu)于含碳量高的鋼。因?yàn)闄C(jī)架的粗糙度要求不高，支架比較側(cè)重于牢固程度上，所 以支架一般都是用焊接的方法進(jìn)行加工的。 常用鋼有 16Mn，19Mn，20 號(hào)鋼，20Cr 等。 又因?yàn)樗O(shè)計(jì)機(jī)架不好鑄造，所以選用焊接，考慮到整機(jī)稱重不大故選用 50 號(hào) 角鋼焊接而成。 （2）工藝 鈑金，一種加工工藝，鈑金至今為止尚未有一個(gè)比較完整的定義。根據(jù)國(guó)外某 專業(yè)期刊上的一則定義，可以將其定義為：鈑金是針對(duì)金屬薄板（通常在 6mm 以下） 一種綜合冷加工工藝，包括剪、沖/切/復(fù)合、折、鉚接、拼接、成型（如汽車車身） 等。其顯著的特征就是同一零件厚度一致。 鈑金具有重量輕、強(qiáng)度高、導(dǎo)電（能夠用于電磁屏蔽） 、成本低、大規(guī)模量產(chǎn)性 能好等特點(diǎn)，在電子電器、通信、汽車工業(yè)、醫(yī)療器械等領(lǐng)域得到了廣泛應(yīng)用，例 如在電腦機(jī)箱、手機(jī)、MP3 中，鈑金是必不可少的組成部分。 隨著鈑金的應(yīng)用越來(lái)越廣泛，鈑金件的設(shè)計(jì)變成了產(chǎn)品開發(fā)過(guò)程中很重要的一 環(huán)，機(jī)械工程師必須熟練掌握鈑金件的設(shè)計(jì)技巧，使得設(shè)計(jì)的鈑金既滿足產(chǎn)品的功 能和外觀等要求，又能使得沖壓模具制造簡(jiǎn)單、成本低。 飲 料 瓶 回 收 機(jī) 主 機(jī) 結(jié) 構(gòu) 設(shè) 計(jì) 第 4 章 基于 Pro/E 的三維設(shè)計(jì) 4.1 Pro/E 三維設(shè)計(jì)軟件概述 Pro/Engineer 操作軟件是美國(guó)參數(shù)技術(shù)公司（ PTC)旗下的 CAD/CAM/CAE 一體 化的三維軟件。Pro/Engineer 軟件以參數(shù)化著稱，是參數(shù)化技術(shù)的最早應(yīng)用者，在目 前的三維造型軟件領(lǐng)域中占有著重要地位。Pro/Engineer 作為當(dāng)今世界機(jī)械 CAD/CAE/CAM 領(lǐng)域的新標(biāo)準(zhǔn)而得到業(yè)界的認(rèn)可和推廣，是現(xiàn)今主流的 CAD/CAM/CAE 軟件之一，特別是在國(guó)內(nèi)產(chǎn)品設(shè)計(jì)領(lǐng)域占據(jù)重要位置。 Pro/Engineer 和 WildFire 是 PTC 官方使用的軟件名稱，但在中國(guó)用戶所使用的 名稱中，并存著多個(gè)說(shuō)法，比如 ProE、Pro/E、破衣、野火等等都是指 Pro/Engineer 軟件，proe2001、proe2.0、proe3.0、proe4.0、proe5.0、creo1.0creo2.0 等等都是指軟 件的版本。 Pro/E 第一個(gè)提出了參數(shù)化設(shè)計(jì)的概念，并且采用了單一數(shù)據(jù)庫(kù)來(lái)解決特征的相 關(guān)性問(wèn)題。另外，它采用模塊化方式，用戶可以根據(jù)自身的需要進(jìn)行選擇，而不必 安裝所有模塊。Pro/E 的基于特征方式，能夠?qū)⒃O(shè)計(jì)至生產(chǎn)全過(guò)程集成到一起，實(shí)現(xiàn) 并行工程設(shè)計(jì)。它不但可以應(yīng)用于工作站，而且也可以應(yīng)用到單機(jī)上。Pro/E 采用了 模塊方式，可以分別進(jìn)行草圖繪制、零件制作、裝配設(shè)計(jì)、鈑金設(shè)計(jì)、加工處理等， 保證用戶可以按照自己的需要進(jìn)行選擇使用。 （1）參數(shù)化設(shè)計(jì) 相對(duì)于產(chǎn)品而言，我們可以把它看成幾何模型，而無(wú)論多么復(fù)雜的幾何模型， 都可以分解成有限數(shù)量的構(gòu)成特征，而每一種構(gòu)成特征，都可以用有限的參數(shù)完全 約束，這就是參數(shù)化的基本概念。但是無(wú)法在零件模塊下隱藏實(shí)體特征。 （2）基于特征建模 Pro/E 是基于特征的實(shí)體模型化系統(tǒng)，工程設(shè)計(jì)人員采用具有智能特性的基于特 征的功能去生成模型，如腔、殼、倒角及圓角，您可以隨意勾畫草圖，輕易改變模 型。這一功能特性給工程設(shè)計(jì)者提供了在設(shè)計(jì)上從未有過(guò)的簡(jiǎn)易和靈活。 飲 料 瓶 回 收 機(jī) 主 機(jī) 結(jié) 構(gòu) 設(shè) 計(jì) （3）單一數(shù)據(jù)庫(kù)（全相關(guān)） Pro/Engineer 是建立在統(tǒng)一基層上的數(shù)據(jù)庫(kù)上，不像一些傳統(tǒng)的 CAD/CAM 系統(tǒng) 建立在多個(gè)數(shù)據(jù)庫(kù)上。所謂單一數(shù)據(jù)庫(kù)，就是工程中的資料全部來(lái)自一個(gè)庫(kù)，使得 每一個(gè)獨(dú)立用戶在為一件產(chǎn)品造型而工作，不管他是哪一個(gè)部門的。換言之，在整 個(gè)設(shè)計(jì)過(guò)程的任何一處發(fā)生改動(dòng)，亦可以前后反應(yīng)在整個(gè)設(shè)計(jì)過(guò)程的相關(guān)環(huán)節(jié)上。 例如，一旦工程詳圖有改變，NC（數(shù)控）工具路徑也會(huì)自動(dòng)更新；組裝工程圖如有 任何變動(dòng)，也完全同樣反應(yīng)在整個(gè)三維模型上。這種獨(dú)特的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)與工程設(shè)計(jì)的 完整的結(jié)合，使得一件產(chǎn)品的設(shè)計(jì)結(jié)合起來(lái)。這一優(yōu)點(diǎn)，使得設(shè)計(jì)更優(yōu)化，成品質(zhì) 量更高，產(chǎn)品能更好地推向市場(chǎng)，價(jià)格也更便宜。 Pro/Engineer 是軟件包，并非模塊，它是該系統(tǒng)的基本部分，其中功能包括參數(shù) 化功能定義、實(shí)體零件及組裝造型，三維上色，實(shí)體或線框造型，完整工程圖的產(chǎn) 生及不同視圖展示（三維造型還可移動(dòng)，放大或縮小和旋轉(zhuǎn)） 。Pro/Engineer 是一個(gè) 功能定義系統(tǒng)，即造型是通過(guò)各種不同的設(shè)計(jì)專用功能來(lái)實(shí)現(xiàn)，其中包括：筋 （Ribs） 、槽（ Slots） 、倒角（ Chamfers）和抽殼（Shells）等，采用這種手段來(lái)建立 形體，對(duì)于工程師來(lái)說(shuō)是更自然，更直觀，無(wú)需采用復(fù)雜的幾何設(shè)計(jì)方式。這系統(tǒng) 的參數(shù)比功能是采用符號(hào)式的賦予形體尺寸，不象其他系統(tǒng)是直接指定一些固定數(shù) 值于形體，這樣工程師可任意建立形體上的尺寸和功能之間的關(guān)系，任何一個(gè)參數(shù) 改變，其他相關(guān)的特征也會(huì)自動(dòng)修正。這種功能使得修改更為方便和可令設(shè)計(jì)優(yōu)化 更趨完美。造型不單可以在屏幕上顯示，還可傳送到繪圖機(jī)上或一些支持 Postscript 格式的彩色打印機(jī)。Pro/Engineer 還可輸出三維和二維圖形給予其他應(yīng)用軟件，諸如 有限元分析及后置處理等，這都是通過(guò)標(biāo)準(zhǔn)數(shù)據(jù)交換格式來(lái)實(shí)現(xiàn)，用戶更可配上 Pro/Engineer 軟件的其它模塊或自行利用 C 語(yǔ)言編程，以增強(qiáng)軟件的功能。它在單 用戶環(huán)境下（沒(méi)有任何附加模塊）具有大部分的設(shè)計(jì)能力，組裝能力（運(yùn)動(dòng)分析、 人機(jī)工程分析）和工程制圖能力（不包括 ANSI， ISO， DIN 或 JIS 標(biāo)準(zhǔn)） ，并且支 持符合工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)的繪圖儀（HP，HPGL）和黑白及彩色打印機(jī)的二維和三維圖形輸 出。Pro/Engineer 功能如下： （1）特征驅(qū)動(dòng)（例如：凸臺(tái)、槽、倒角、腔、殼等） ； （2）參數(shù)化（參數(shù)=尺寸、圖樣中的特征、載荷、邊界條件等） ； （3）通過(guò)零件的特征值之間，載荷/邊界條件與特征參數(shù)之間（如表面積等）的 關(guān)系來(lái)進(jìn)行設(shè)計(jì)； 飲 料 瓶 回 收 機(jī) 主 機(jī) 結(jié) 構(gòu) 設(shè) 計(jì) （4）支持大型、復(fù)雜組合件的設(shè)計(jì)（規(guī)則排列的系列組件，交替排列， Pro/PROGRAM 的各種能用零件設(shè)計(jì)的程序化方法等） 。 （5）貫穿所有應(yīng)用的完全相關(guān)性（任何一個(gè)地方的變動(dòng)都將引起與之有關(guān)的每 個(gè)地方變動(dòng)） 。其它輔助模塊將進(jìn)一步提高擴(kuò)展 Pro/ENGINEER 的基本功能。 4.2 三維設(shè)計(jì) 4.2.1 殼體 利用拉伸、打孔、殼體等命令創(chuàng)建出殼體三維模型如下： 圖 4-1 殼體 4.2.2 支架 利用拉伸、打孔等命令創(chuàng)建出支架三維模型如下： 飲 料 瓶 回 收 機(jī) 主 機(jī) 結(jié) 構(gòu) 設(shè) 計(jì) 圖 4-2 支架 4.2.3 固定板 利用拉伸、打孔、陣列等命令創(chuàng)建出固定板三維模型如下： 圖 4-3 固定板 4.2.4 滑動(dòng)板 利用拉伸、打孔、陣列等命令創(chuàng)建出滑動(dòng)板三維模型如下： 飲 料 瓶 回 收 機(jī) 主 機(jī) 結(jié) 構(gòu) 設(shè) 計(jì) 圖 4-4 滑動(dòng)板 4.2.5 前上蓋 利用拉伸、打孔等命令創(chuàng)建出前上蓋三維模型如下： 圖 4-5 前上蓋 4.3 三維裝配 （1）打支架零件 （2）將電動(dòng)推桿安裝在支架上口內(nèi)，先將孔軸對(duì)齊，后將接觸面無(wú)間隙配合， 再將孔軸對(duì)齊。 （3）裝電動(dòng)推桿和支架的螺釘 重復(fù)上述過(guò)程裝配完固定板、滑動(dòng)板、等零件后得到壓扁機(jī)構(gòu)和最終的三維裝 配，如下圖示： 圖 4-6 壓扁機(jī)構(gòu)裝配 飲 料 瓶 回 收 機(jī) 主 機(jī) 結(jié) 構(gòu) 設(shè) 計(jì) 圖 4-7 總成裝配 第 5 章 PLC 控制系統(tǒng)設(shè)計(jì) 5.1 PLC 簡(jiǎn)介 5.1.1 基本結(jié)構(gòu) PLC 控制器實(shí)質(zhì)是一種專用于工業(yè)控制的計(jì)算機(jī)，其硬件結(jié)構(gòu)基本上與微型計(jì) 算機(jī)相同。 （1）PLC 系統(tǒng)中央處理單元 中央處理單元(CPU)是 PLC 控制器的控制中樞。它按照 PLC 控制器系統(tǒng)程序賦 予的功能接收并存儲(chǔ)從編程器鍵入的用戶程序和數(shù)據(jù)；檢查電源、存儲(chǔ)器、I/O 以及 警戒定時(shí)器的狀態(tài)，并能診斷用戶程序中的語(yǔ)法錯(cuò)誤。當(dāng) PLC 控制器投入運(yùn)行時(shí)， 首先它以掃描的方式接收現(xiàn)場(chǎng)各輸入裝置的狀態(tài)和數(shù)據(jù)，并分別存入 I/O 映象區(qū)，然 后從用戶程序存儲(chǔ)器中逐條讀取用戶程序，經(jīng)過(guò)命令解釋后按指令的規(guī)定執(zhí)行邏輯 或算數(shù)運(yùn)算的結(jié)果送入 I/O 映象區(qū)或數(shù)據(jù)寄存器內(nèi)。等所有的用戶程序執(zhí)行完畢之后， 最后將 I/O 映象區(qū)的各輸出狀態(tài)或輸出寄存器內(nèi)的數(shù)據(jù)傳送到相應(yīng)的輸出裝置，如此 循環(huán)運(yùn)行，直到停止運(yùn)行。 飲 料 瓶 回 收 機(jī) 主 機(jī) 結(jié) 構(gòu) 設(shè) 計(jì) 為了進(jìn)一步提高 PLC 控制器的可靠性，近年來(lái)對(duì)大型 PLC 還采用雙 CPU 構(gòu)成 冗余系統(tǒng)，或采用三 CPU 的表決式系統(tǒng)。這樣，即使某個(gè) CPU 出現(xiàn)故障，整個(gè)系 統(tǒng)仍能正常運(yùn)行。 （2）PLC 系統(tǒng)存儲(chǔ)器 存放系統(tǒng)軟件的存儲(chǔ)器稱為系統(tǒng)程序存儲(chǔ)器。 存放應(yīng)用軟件的存儲(chǔ)器稱為用戶程序存儲(chǔ)器。 （3）PLC 系統(tǒng)電源 PLC 控制器的電源在整個(gè)系統(tǒng)中起著十分重要得作用。如果沒(méi)有一個(gè)良好的、 可靠的電源系統(tǒng)是無(wú)法正常工作的，因此 PLC 的制造商對(duì)電源的設(shè)計(jì)和制造也十分 重視。一般交流電壓波動(dòng)在+10%(+15%) 范圍內(nèi)，可以不采取其它措施而將 PLC 控制 器直接連接到交流電網(wǎng)上去。 （4）PLC 系統(tǒng)程式輸入裝置 負(fù)責(zé)提供操作者輸入、修改、監(jiān)視程式用作的功能 （5）PLC 系統(tǒng)輸入 輸出回路 負(fù)責(zé)接收外部輸入元件信號(hào)和負(fù)責(zé)接收外部輸出元件信號(hào). 5 5.1.2 工作原理 （1）掃描技術(shù) 當(dāng) PLC 控制器投入運(yùn)行后，其工作過(guò)程一般分為三個(gè)階段，即輸入采樣、用戶 程序執(zhí)行和輸出刷新三個(gè)階段。完成上述三個(gè)階段稱作一個(gè)掃描周期。在整個(gè)運(yùn)行 期間，PLC 控制器的 CPU 以一定的掃描速度重復(fù)執(zhí)行上述三個(gè)階段。 （2）輸入采樣階段 在輸入采樣階段，PLC 控制器以掃描方式依次地讀入所有輸入狀態(tài)和數(shù)據(jù)，并 將它們存入 I/O 映象區(qū)中的相應(yīng)得單元內(nèi)。輸入采樣結(jié)束后，轉(zhuǎn)入用戶程序執(zhí)行和輸 出刷新階段。在這兩個(gè)階段中，即使輸入狀態(tài)和數(shù)據(jù)發(fā)生變化，I/O 映象區(qū)中的相應(yīng) 單元的狀態(tài)和數(shù)據(jù)也不會(huì)改變。因此，如果輸入是脈沖信號(hào)，則該脈沖信號(hào)的寬度 必須大于一個(gè)掃描周期，才能保證在任何情況下，該輸入均能被讀入。 （3）用戶程序執(zhí)行階段 在用戶程序執(zhí)行階段，PLC 控制器總是按由上而下的順序依次地掃描用戶程序 (梯形圖 )。在掃描每一條梯形圖時(shí)，又總是先掃描梯形圖左邊的由各觸點(diǎn)構(gòu)成的控制 線路，并按先左后右、先上后下的順序?qū)τ捎|點(diǎn)構(gòu)成的控制線路進(jìn)行邏輯運(yùn)算，然 飲 料 瓶 回 收 機(jī) 主 機(jī) 結(jié) 構(gòu) 設(shè) 計(jì) 后根據(jù)邏輯運(yùn)算的結(jié)果，刷新該邏輯線圈在系統(tǒng) RAM 存儲(chǔ)區(qū)中對(duì)應(yīng)位的狀態(tài)；或者 刷新該輸出線圈在 I/O 映象區(qū)中對(duì)應(yīng)位的狀態(tài)；或者確定是否要執(zhí)行該梯形圖所規(guī)定 的特殊功能指令。 （4）輸出刷新階段 當(dāng)掃描用戶程序結(jié)束后，PLC 控制器就進(jìn)入輸出刷新階段。在此期間，CPU 按 照 I/O 映象區(qū)內(nèi)對(duì)應(yīng)的狀態(tài)和數(shù)據(jù)刷新所有的輸出鎖存電路，再經(jīng)輸出電路驅(qū)動(dòng)相應(yīng) 的外設(shè)。這時(shí)，才是 PLC 控制器的真正輸出。 同樣的若干條梯形圖，其排列次序不同，執(zhí)行的結(jié)果也不同。另外，采用掃描 用戶程序的運(yùn)行結(jié)果與繼電器控制裝置的硬邏輯并行運(yùn)行的結(jié)果有所區(qū)別。當(dāng)然， 如果掃描周期所占用的時(shí)間對(duì)整個(gè)運(yùn)行來(lái)說(shuō)可以忽略，那么二者之間就沒(méi)有什么區(qū) 別了。 一般來(lái)說(shuō)，PLC 控制器的掃描周期包括自診斷、通訊等，如下圖所示，即一個(gè) 掃描周期等于自診斷、通訊、輸入采樣、用戶程序執(zhí)行、輸出刷新等所有時(shí)間的總 和。 5.2 PLC 選型 目前，世界上有 200 多個(gè)廠家生產(chǎn)可編程控制器產(chǎn)品，比較著名的 PLC 生產(chǎn)廠 家主要有美國(guó)的 AB、通用（GE） 、日本的三菱（ MITSBISHI） 、歐姆龍（OMRON） 、 德國(guó)的西門子（SIMENS） 、法國(guó)的 TE、韓國(guó)的三星（ SUMSUNG） 、LG 等。 目前三菱 PLC 已經(jīng)廣泛應(yīng)用于農(nóng)業(yè)、漁業(yè)、交通、食品工業(yè)，制造業(yè)，娛樂(lè)業(yè)、 健康和醫(yī)療，健康和環(huán)境！PLC 是在繼電器控制基礎(chǔ)上以微處理器為核心，將自動(dòng) 控制技術(shù)，計(jì)算機(jī)技術(shù)和通信技術(shù)融為一體而發(fā)展起來(lái)的一種新型工業(yè)自動(dòng)控制裝 置。目前 PLC 已基本替代了傳統(tǒng)的繼電器控制系統(tǒng)，成為工業(yè)自動(dòng)化領(lǐng)域中最重要、 應(yīng)用最多的控制裝置，居工業(yè)生產(chǎn)自動(dòng)化三大支柱（可編程控制器、機(jī)器人、計(jì)算 機(jī)輔助設(shè)計(jì)與制造）的首位。三菱 PLC 系列目前主要有:FX1N 系列,FX1S 系列, FX1N 系列,FX2N 系列, FX2N 系列,FX3U 系列,FX3UC,Q 系列,A 系列,L 系列下面就 一一來(lái)介紹這些系列型號(hào)。 表 5.1 PLC 型號(hào)表 型號(hào) 參數(shù) 面價(jià) FN1N-40MR-D 輸入點(diǎn)：24,16 點(diǎn)繼電器輸出(直流供電) 4010 FN1N-24MR-D 輸入點(diǎn)：14,10 點(diǎn)繼電器輸出(直流供電) 2990 FX1N-60MT-001 輸入點(diǎn)： 36，24 點(diǎn)晶體管輸出 4800 FX1N-40MT-001 輸入點(diǎn)：24,16 點(diǎn)晶體管輸出 4130 飲 料 瓶 回 收 機(jī) 主 機(jī) 結(jié) 構(gòu) 設(shè) 計(jì) FX1N-24MT-001 輸入點(diǎn)：14,10 點(diǎn)晶體管輸出 3400 FX1N-14MT-001 輸入點(diǎn)：8,6 點(diǎn)晶體管輸出 2400 FX1N-60MT-D 輸入點(diǎn)：36，24 點(diǎn)晶體管輸出( 直流供電) 4600 FX1N-40MT-D 輸入點(diǎn)：24,16 點(diǎn)晶體管輸出 (直流供電) 4100 FX1N-24MT-D 輸入點(diǎn)：14,10 點(diǎn)晶體管輸出(直流供電) 3100 FX2N-128MR-001 輸入點(diǎn)： 64，64 點(diǎn)繼電器輸出 10120 FX2N-80MR-001 輸入點(diǎn)： 40，40 點(diǎn)繼電器輸出 7030 FX2N-64MR-001 輸入點(diǎn)： 32，32 點(diǎn)繼電器輸出 6280 FX2N-48MR-001 輸入點(diǎn)： 24，24 點(diǎn)繼電器輸出 5490 FX2N-32MR-001 輸入點(diǎn)：