買文檔就送您 紙全套， Q 號交流 401339828 或 11970985 摘   要  隨著社會的發(fā)展，我國的包裝行業(yè)發(fā)展迅速 ，特別是自動化行業(yè)的興起，隨著對自動化要求的越來越高，原有的機械設(shè)備已跟不上社會生產(chǎn)力的日益需求 ， 我國早期多采取人工包裝，操作繁瑣、單調(diào)、重復(fù)，工人勞動強度大。所以本文的設(shè)計目的為全自 動旋蓋機的 的設(shè)計，包括了機械，電氣 控制 兩大部 份。根據(jù)原始數(shù)據(jù)的要求，完成從理蓋，上蓋，瓶子的進料，旋蓋以及出料等幾個工序。只需簡單操作就可完成 ,這樣大大簡化了工人的勞動力，達(dá)到工業(yè)的自動化控制，機械系統(tǒng)包括進料輸送機的設(shè)計、旋蓋頭的設(shè)計以及中心轉(zhuǎn)盤的設(shè)計。  本旋蓋機的主要驅(qū)動部件 包括一臺振動料斗、兩臺交流電機，一臺用于旋蓋的直流電機、一臺步進電機，以及三根氣壓桿，通過 控制，來安排不同的工序，動作的先后，各個工序間的無縫配合來完成這樣一系列連續(xù)的旋蓋動作，從而滿足工業(yè)自動化的需求 。電氣控制部分使用了 后通過電源、接觸器、繼電器、 脈沖控制器、以及各個行程開關(guān) 的開閉 配合。設(shè)計完成全自動旋蓋機的 也包括了整個系統(tǒng)電氣原理圖的繪制 ，利于設(shè)備的維護 、維修，以及 高效可靠地 處理各個信號，以達(dá)到整機控制的目的。  關(guān)鍵詞 ： 包裝 ， 自動化 ， 旋蓋 ， 輸送機 ， 文檔就送您 紙全套， Q 號交流 401339828 或 11970985 of is of t up s So to to be a in  s a ac a dc a to to a of of LC as of LC in to of 文檔就送您 紙全套， Q 號交流 401339828 或 11970985 目   錄  1 緒論 蓋機系統(tǒng)的介紹 蓋機的國內(nèi)現(xiàn)狀 蓋機的國外現(xiàn)狀 要研究內(nèi)容 蓋機的國外現(xiàn)狀  全自動旋蓋機總體的設(shè)計方案 自動旋蓋機的總體設(shè)計思想 械結(jié)構(gòu)的初步設(shè)計  主要部件的設(shè)計選型及計算校核 蓋部分的振動盤選型 式輸送機的設(shè)計 盤的設(shè)計及驅(qū)動 壓缸的計算及選型 蓋頭的設(shè)計與計算  電氣部分的設(shè)計與選型 編程控 制器 器元件的選擇 制的原理 氣部分的設(shè)計 序  結(jié)論 考文獻(xiàn) 謝 文檔就送您 紙全套， Q 號交流 401339828 或 11970985 1 緒論  隨著科技 社會 的發(fā)展 ,我國的 包裝行業(yè)得到迅猛的發(fā)展，包括了： 醫(yī)藥 ,化妝品 ,飲料 等好幾個大類 ,它們 是 國家生產(chǎn)行業(yè)中一個相當(dāng)重要的群體 ，涉及 了 國民 的 健康、社會 的安定 和經(jīng)濟 的 發(fā)展 。其中 中國飲料行業(yè) 是 其中的 一個重要的組成 ,是改革開放 以后發(fā)展 出 來的新興行業(yè)， 是國民生產(chǎn)總值的一個重要的組成部分 。 20 多 年來， 飲料 行業(yè)不斷地 發(fā)展和改進 ， 改變了以往的很多缺點 、產(chǎn)品結(jié)構(gòu) 簡單 、 無競爭力 的局面， 各個新興 企業(yè)的規(guī)模和 自動化 程度不斷提高，產(chǎn)品 的設(shè)計 日趨合理。中國 的 飲料、 醫(yī)療 、 化妝品 在品 牌方面的發(fā)展成果顯著 。  隨著市場經(jīng)濟的發(fā)展 , 如何 摒棄舊的生產(chǎn)觀念 ,以及節(jié)約人力物力 ,降低成本 ,節(jié)約能源，提高能源利用率，使用機械設(shè)備代替工人的勞動力 ,是一個相當(dāng)亟不可待的問題  。  所以 原始的生產(chǎn)方式已經(jīng)跟不上 ,日益膨脹的社會需求 ,如何實現(xiàn)機械自動化 ,便設(shè)想如能設(shè)計一套全自動旋蓋系統(tǒng)將十分有利于 日益膨脹的社會 的需求。  蓋機系統(tǒng)的介紹  旋蓋機主要用于玻璃瓶和 的螺紋蓋封口。旋開蓋是一種密封可靠、開啟方便的包裝蓋，材料一般為鋁合金、塑料，在旋蓋機的作用下旋緊，從而達(dá)到密封的效果。隨著社會經(jīng)濟的發(fā) 展和人民生活水平的提高，旋開蓋廣泛應(yīng)用于各種果汁、飲料、果蔬漿、調(diào)味料、嬰兒食品等瓶裝食用包裝中。普遍使用的旋開蓋直徑范圍為 32三爪、四抓等結(jié)構(gòu)，在國內(nèi)俗稱三旋蓋、四旋蓋 。  旋蓋機主要由供蓋裝置、出瓶機構(gòu)以及旋蓋機頭這幾個必要的部件組成。  近幾年來隨著食品飲料工業(yè)向大規(guī)模高效率方向發(fā)展，國際上先進的罐裝生產(chǎn)線的生產(chǎn)能力一般都達(dá)到 300 500 瓶 /將洗瓶、罐裝和旋蓋組合成整機。這不僅使設(shè)備更加緊湊，減少生產(chǎn)線占地面積，又減小了洗瓶、灌裝和旋蓋工序之間的輸送距離，對防止產(chǎn)品的二次污染有很 大意義。由于原有的直線式旋蓋機和回轉(zhuǎn)式灌裝機很難組合成整機，新穎的多頭回轉(zhuǎn)式旋蓋機就應(yīng)運而生。這種旋蓋機可以和灌裝機一樣通過增加頭數(shù)來增加產(chǎn)量。采用抓蓋、旋蓋方式的旋蓋頭不僅適用各種旋開蓋的封口，稍加改動后還能用于其他各種金屬、塑料螺紋蓋的封口。旋蓋機 的 用前景良好，可在各種食品飲料生產(chǎn)線和制藥工業(yè)的生產(chǎn)線中廣泛應(yīng)用。  然而，在我國應(yīng)用的罐頭旋蓋機還存在很多的不足。首先是自動化程度低，經(jīng)旋蓋機旋蓋后仍需進行人工旋蓋才能達(dá)到加工要求；其次是效率低下，不能滿足我國罐頭生產(chǎn)現(xiàn)狀；還有就是旋蓋質(zhì)量低，返工率高等問題。 這些問題，是由于旋蓋機自動化集成程度低、控制精度不高所造成的。 1 買文檔就送您 紙全套， Q 號交流 401339828 或 11970985 蓋機的 國內(nèi) 現(xiàn)狀  現(xiàn)在工業(yè)上普遍運用的旋蓋機有兩大類，一種是直立式搓蓋機，另外一種是靠中間轉(zhuǎn)盤帶動的分瓶式的旋蓋機。第一種是基于蓋已經(jīng)裝在瓶上的情況，第二種雖然有他自己獨立的一套裝蓋方案，但是還是難以實現(xiàn)無人工干預(yù)的全機器操作的工作方式。  我國早期多采取人工包裝，操作繁瑣、單調(diào)、重復(fù)，工人勞動強度大，包裝質(zhì)量不高，有些藥品長期與人接觸還會影響身體健康。由于工業(yè)產(chǎn)品千差萬別，用戶要求各不相同，很難形成統(tǒng)一的灌裝模式和定型的包裝設(shè)備， 因而包裝工序長期以來成為連續(xù)化生產(chǎn)過程中的薄弱環(huán)節(jié)。 包裝工作包括包裝材料和容器的制造、印刷、包裝工藝程序的操作和質(zhì)量檢測等。實現(xiàn)包裝自動化能有效地提高生產(chǎn)能力，保證產(chǎn)品質(zhì)量 ,增加花色品種 ,有利于食物、藥品的清潔衛(wèi)生和金屬制品的防腐防銹并降低生產(chǎn)成本。包裝自動化還能改善工作條件，特別是對有毒性、刺激性、低溫潮濕性、飛揚擴散性等危害人體健康的物品的包裝尤為重要。以及那些人工難以實現(xiàn)的包裝 ,如無菌包裝、藥品飲料包裝、真空包裝、熱成型包裝等，更加需要實現(xiàn)自動化。伴隨電子技術(shù)的發(fā)展，包裝從單機分離電器為主的低級程序控 制發(fā)展到多功能全自動包裝機和由電子計算機控制的包裝生產(chǎn)自動線。 2 蓋機的 國外 現(xiàn)狀  國外的旋蓋機，在自動化程度上高于我國生產(chǎn)設(shè)計的旋蓋機，國外有一套自己的理蓋方式，以及全自動的旋蓋方案， 雖然國外的 機器總體水平比我過的高，但是限于瓶蓋的規(guī)格以及不同的行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)等 因素，旋蓋機很難從國外進口。  要研究內(nèi)容  本課題主要研究輸送帶傳動，步進電機 ,交流電機 ,制等。通過電機控制輸送帶，金屬桿的運動，步進電機的行程根據(jù)任務(wù)書的已知條件，對旋蓋機及其各個零件進行設(shè)計和總體布置。通過具體的參數(shù)計算 及工況分析，擬定全自動旋蓋機的系統(tǒng)原理圖，完成液壓及電氣  自動旋蓋機的工作方式  第一部分 :瓶子的進給部分  第二部分 :瓶蓋的進給及裝蓋部分  第三部分 :自動旋蓋部分  第四部分 :控制部分  主要工作方式 : 前一流水線上瓶子通過輸送帶進入旋蓋機 過輸送帶及轉(zhuǎn)盤 ，并 將瓶蓋輕放在瓶子上 緊瓶蓋 料  買文檔就送您 紙全套， Q 號交流 401339828 或 11970985 題主要內(nèi)容  (1） 根據(jù)設(shè)計要求，收集旋蓋機相關(guān)資料，并做相關(guān) 的整理 。  (2） 根據(jù)已知技術(shù)參數(shù)， 確定旋蓋機的總體設(shè)計方案。  (3） 完成旋蓋機的結(jié)構(gòu)設(shè)計，采用  零件圖。  (4） 擬定 氣控制原理圖。  計主要的技術(shù)參數(shù)要求  生產(chǎn)能力 50瓶 /分鐘  瓶蓋尺寸： 15瓶體直徑： 35 米  瓶體高度： 50買文檔就送您 紙全套， Q 號交流 401339828 或 11970985 2  全自動旋蓋機的總體 設(shè)計 方案  思想  蓋子通過理蓋部分，整理完朝向，瓶子通過流水線進入旋蓋環(huán)節(jié)，然后通過機械結(jié)構(gòu) 將瓶蓋置于瓶子上方，待旋蓋 。 通過設(shè)計一個旋蓋頭來達(dá)到旋緊瓶蓋的目的，最后便可進入出料階段。  蓋送蓋部分方案的確定  方案 1：  圖 2蓋方案 1 如圖 2蓋通過輸送帶的傳輸，當(dāng)經(jīng)過測距傳感器下方時，傳感器 測出傳感器與瓶蓋面的距離 為 h，瓶蓋向下時距離為 蓋向上時距離為 感器分別以脈沖的形式傳送給  令，計算脈沖的密度，從而判斷瓶蓋的正反向，若反向， 則 制氣壓缸伸出將瓶蓋推入下坡的導(dǎo)軌上，重新進入循環(huán)，這樣就能達(dá)到理蓋的目的。  買文檔就送您 紙全套， Q 號交流 401339828 或 11970985 方案 2：使用振動送料盤  圖 2 E”形缺口 3 通過底座的振動，支承彈簧片以一個角度安裝，通電之后產(chǎn)生扭振，使瓶蓋在慣性、自身重力、摩擦力、振動力，多個力的作用下，沿料斗側(cè)面的螺旋槽順著螺旋方向向上運動，同時在螺旋槽上開有“ E”形缺口。如圖 2蓋口向下時，瓶蓋 運動到“ E”  形缺口時會掉落下去，當(dāng)蓋口向上時，瓶蓋能順利通過 “ E”形缺口。然后完成定向后的瓶蓋從振動盤出口，進入料斗的導(dǎo)軌，這樣就完成了理蓋、送 蓋這兩個步驟。  兩種方案的比較：  方案 1：控制部分較為復(fù)雜，瓶蓋還存在第三種情況，兩兩 疊在一起  買文檔就送您 紙全套， Q 號交流 401339828 或 11970985 方案 2：模塊化，控制簡單，直接可以使用  綜上所述，方案 2更好，因此理蓋送蓋部分這里初確定常州銳凱公司的振動送料盤。  瓶部分的結(jié)構(gòu)方案確定  因考慮到在實際生產(chǎn)中，整個灌裝 、旋蓋過程是一條流水線，經(jīng)過查閱資料，灌裝的輸送基本上是采用輸送帶傳送，到達(dá)指定位置后探針往瓶中注入液體，然后再通過輸送帶運走。這里，為了和上一個流水線相連接，也就是灌裝環(huán)節(jié)的連接，這里送瓶的部分也采 用輸送帶的方式。  瓶子通過輸送帶到達(dá)指定位置后，考慮的問題是瓶如何的定位，經(jīng)過實地的考察以及網(wǎng)絡(luò)的資料，目前市場上的旋蓋機，瓶的定位方式一般采用直列式的夾緊方式，或者星形卡盤的旋轉(zhuǎn)來完成送瓶的動作，考慮到經(jīng)濟、和動作的復(fù)雜程度的問題，這里初步選用星形卡盤的工作方式，并在下方安裝步進電機驅(qū)動以迎合進料時的工作節(jié)拍 ，如圖2 圖 2盤設(shè)計思路  蓋環(huán)節(jié)的設(shè)計  瓶蓋從理蓋振動盤中的導(dǎo)軌上向下運輸，導(dǎo)軌延伸到星形卡盤之上，當(dāng)星形卡盤帶買文檔就送您 紙全套， Q 號交流 401339828 或 11970985 著瓶經(jīng)過導(dǎo)軌的下方時（這里預(yù)先計算好角度，導(dǎo)軌方向可調(diào) ） 瓶口邊緣便會 卡在瓶蓋下方側(cè)壁邊緣帶走一個瓶蓋。蓋裝上后，有幾種可能性，第一種是正好垂直，這種情況是我們要的情況，可以直接旋蓋，第二種情況是有一點角度需要糾正，所以在這里還要添加一個壓蓋裝置。于是在下一個工作位，安裝一個氣壓缸，瓶子經(jīng)過氣壓缸下方時氣壓缸就會工作，下降，將瓶蓋壓正，以便進行下面的工序。綜上所述，就完成了裝蓋這個動作。  蓋部分的結(jié)構(gòu)方案  待旋蓋的瓶通過星形卡盤旋轉(zhuǎn)到指定位置后，要考慮兩個 大問題：如何旋蓋，和在旋蓋時，瓶身有自轉(zhuǎn)，如何克服這個自轉(zhuǎn)，使 瓶身固定 。  (1） 如何實現(xiàn)旋蓋這 功能 。  當(dāng)星形卡盤的卡槽內(nèi)收集了瓶子并裝蓋完畢以后，這里選用旋蓋頭的轉(zhuǎn)動，配合氣缸的上下運動，完成旋蓋的動作，旋蓋頭的設(shè)計，以及氣缸的具體原理選型，下文再作詳細(xì)說明，這里僅是擬定方案。  (2） 如何克服瓶身的自轉(zhuǎn) 。  在瓶身進入旋蓋環(huán)節(jié)后 ，選蓋頭帶動瓶蓋旋轉(zhuǎn)，當(dāng)達(dá)到一定預(yù)緊力以后，極有可能發(fā)生瓶身的自轉(zhuǎn)，這里的方案是，在旋蓋頭的下方，星形卡盤的側(cè)面，另加一個氣壓缸，氣壓缸的前端加裝弧形的金屬片前方裝有橡膠墊，當(dāng)星形卡盤旋轉(zhuǎn)到旋蓋位后，氣缸伸出，同時卡緊瓶身，這樣就能克服瓶身的自轉(zhuǎn)。  料的方案  當(dāng)機 構(gòu)完成以上方案中的幾個動作后，即接下來要完成出料動作，所以在完成旋蓋后星形卡盤轉(zhuǎn)過一個角度，將已旋蓋的瓶移到出料口上，這里的出料口也配合流水線，因為下一道工序可能進入貼標(biāo)環(huán)節(jié)所以出料口也應(yīng)符合標(biāo)準(zhǔn)，使用輸送帶這個運輸方式，這樣就完成了一次旋蓋的流程。  買文檔就送您 紙全套， Q 號交流 401339828 或 11970985 3 主要部件的設(shè)計選型及計算校核  上文提到選用 常州銳凱公司的振動送料盤，根據(jù)原始數(shù)據(jù)，瓶蓋直徑為 15產(chǎn)能力為 50 瓶 /分鐘，瓶蓋高度數(shù)據(jù)中未給出 ，所以根據(jù)實際生產(chǎn)情況擬定高度為10 于是根據(jù)以上數(shù)據(jù)，選用常州銳凱公司的 振動送料盤，該振動盤參數(shù)：  瓶蓋高度 ： 10瓶蓋直徑： 10進給速度： 60個每分鐘 5 振動盤高度： 520毫米  振動盤直徑： 600毫米  由于參數(shù)符合原始數(shù)據(jù)的要求，所以理蓋方面 這里就 確定選擇 常州銳凱公司的 因?qū)嶋H流水線此處應(yīng)與灌裝流水線相連接，所以輸送機長度，也就是進料的距離 由于工況的不同而不同，所以此處且定輸送距離，也就是所要設(shè)計的輸送機長度為  的選型計算  (1） 帶 寬的確定  根據(jù)原始數(shù)據(jù)瓶體直徑為 35 米  帶速的計算 : SV t                                       (3式子中： S 帶走的距離，單位為 m ；  t 帶走的時間，單位為    這里以一分 鐘為基準(zhǔn)所以 S 為 ,一分鐘帶走的距離 ，至少帶 50瓶  1 3 0 5 0 2 1 3S m m m 其中 2為安全系數(shù)  t=1將 ， t=1 入式子 （ 3得帶速約為 S m s 。  運載能力： 1 . 5 5 0 / 7 . 5 / m i nQ k g p s k g 買文檔就送您 紙全套， Q 號交流 401339828 或 11970985 瓶的散 狀 密度 約 r t m  最小帶寬：  1 1 . 1 ( 0 . 0 5 ) 1 m i  C r （ 3 式子中 ： K 物料系數(shù)，取 1 C 傾角系數(shù)，根據(jù)輸送的傾角為 0， 0 1 Q 運載能力，單位 / r 瓶的散狀密度，單位 3/ 7  m ， r t m ， 1K ， 1C 代入  （ 3求得最小帶寬1 0 . 2 2 9 7 2 2 9 . 7B m m m圖 3送帶的尺寸 表 據(jù)計算出的最小帶寬 從上圖查得帶寬這里取 300(2） 輪輥間距的確定  輪輥之間的距離：  2  2360（ 3 式中： 物料系數(shù)， K 取 1                            將 1K 代入 （ 3得輪輥之間的距離  通過上述計算以及工況的要求，這里選擇，上海韋欣工業(yè)皮帶有限公司的 00基本參數(shù)為：  結(jié)構(gòu)：二布二膠  纖維層數(shù)：二層  表層材料：聚氯乙烯  買文檔就送您 紙全套， Q 號交流 401339828 或 11970985 總厚度： 2重量 ： kg m  最大生產(chǎn)寬度： 拉斷強度： 160 /N 表面涂層硬度： 75  耐溫： 90    最小滾輪直徑： 25橫向穩(wěn)定性：是  (3） 托輥的選擇  圖 3輥的尺寸 選擇  90文檔就送您 紙全套， Q 號交流 401339828 或 11970985 如圖 3為我們選擇的帶寬為 300 所以托輥長度 80， 直徑 d 取  其余的尺寸如圖 31 20d ， 14b ， 10n ， 4m 。  圖 3輥的尺寸規(guī)定  90輥的機械外形以及各個尺寸代表的含義如圖 3 (4） 滾筒的選擇  圖 3筒的尺寸選 擇  圖 3為我們選擇的帶寬為 300 所以 滾筒 長度 00直徑   買文檔就送您 紙全套， Q 號交流 401339828 或 11970985 圖 3筒的尺寸規(guī)定  筒的機械外形尺寸分布如圖 3(4） 減速交流電機的選擇  運送速度的計算：   3 式中： 0 . 2 1 6 / 2 1 6 /V m s m m s = 2 1 0 0 6 2 8S r m m m m 滾 筒 周 長 2 將 216 /V mm s ， 628S 代入 （ 3求得轉(zhuǎn)速 n 為 0 . 3 4 4 / 2 0 / m i nr s r  物料重量估算： 1 . 5 1 5 0 0 / 1 3 0 1 7 . 3k g m m m m k g（  交流電機功率的計算：  111 0 3 6 7L  V L fQ h （ 3 式中：1L 輸送機 水平距離 ()m  f 托輥阻力系數(shù)，對上有運料 的情況 0  5 0 f W 單位長度機器運動部分質(zhì)量 ( / )kg m  2W q R O q R u q B                          （ 3 其中：  單位長度上托輥質(zhì)量 ( / )kg m  買文檔就送您 紙全套， Q 號交流 401339828 或 11970985  單位長度上 運動部分 質(zhì)量 ( / )kg m  2 單位長度上 輸送帶 質(zhì)量 ( / )kg m  于是 W 估算為 20 /kg m  V 帶速 ( / ) 輸送速度 ( / )ts h 送料的垂直高度 ，這里 無垂直高度， 取 0()m  綜上：  1 . 5 0 . 0 2 5 9 . 8 / 2 0 / 0 . 2 1 6 / 1 . 5 0 . 0 2 5 4 . 5 / 01 0 3 6 7m N k g k g m m s m t    所以約為 160W ,在 實際工況下，還需用到同步帶 ，同步輪，考慮到摩擦等綜合因素，這里取安全系數(shù)  實際功率為 1 6 0 1 . 5 2 4 0 K W W 因為交流電機的功率一般為 ： 180W、 200W、 250W、 370W 等，故這里選擇 250  圖 3速交流電機  這里選擇 250W 的交流齒輪減速電機， 60速馬達(dá) 如圖 3速型 ,具體買文檔就送您 紙全套， Q 號交流 401339828 或 11970985 參數(shù)如下：  電壓： 380V 轉(zhuǎn)速比： 60 功率： 250W 固定轉(zhuǎn)速： 21 /扭矩： 33 /同步帶，及同步帶輪的選型  （ 1） 同步帶輪的選型  因選擇電機時，已經(jīng)選擇了 1:60的減速電機，轉(zhuǎn)速已經(jīng)達(dá)到要求，故這里選擇同步帶輪時 電機的主動輪以及滾筒的被動輪選用同樣半徑的，也就是同步帶的傳動比為 1:1，這里初選型號為 25徑為 72（ 2） 同步帶的選型  由于本設(shè)計的工況屬于輕載，所以對同步帶的強度不是很高 ，因此選擇，上海五同同步帶有限公司的  (3） 物料（瓶）的導(dǎo)向性問題  前文選擇的輸送機帶寬為 300 需運送的瓶體直徑最大為 130考慮到瓶體如何在輸送帶上定向地運動以及準(zhǔn)確地輸送到目的地，于是在機架上可以裝一個導(dǎo)向鐵片用來限制瓶體的運動 ，這樣瓶就可以順利地通過輸送帶到達(dá)下一個工位，星形卡盤上。  盤的設(shè)計以及驅(qū)動  根據(jù)原始數(shù)據(jù)這 里初定卡盤一周上有 10個瓶，所以 360 /10=36所以每兩個瓶中線到圓心連線的夾角為 36半徑初定 400如圖 3 圖 3盤槽位的設(shè)計  買文檔就送您 紙全套， Q 號交流 401339828 或 11970985 在旋蓋機工作時，有四個槽位上是沒有瓶子的，也就是說實際工作時轉(zhuǎn)盤上只有 6個瓶子 材料初定為 料 。（ 塑料 的密度以 ）  卡盤可根據(jù)實際加工瓶身大小而更換，這里只列舉一種最大的情 況。  星形卡盤的質(zhì)量約： 5500 34710g =瓶的質(zhì)量估算為 就是 所以，六個瓶質(zhì)量約為：  6=9總重量約為： (9 其中 這里初步考慮步進電機與伺服電機，比較其控制方式，步進電機大多為開環(huán)控制，不需要、或者說沒有反饋， 而伺服電機的控制系統(tǒng)比較嚴(yán)密，閉環(huán)控制，有反饋。在價格方面，步進電機價格低廉，伺服電機價格較高；同時步進電機精確度差，而步進電機精確性好。但考慮到步進電機有一個特性，沒有累積誤差，每轉(zhuǎn)過一周，也就是 360會自動補償誤差 ，也考慮到實際運用的精度需求也不是很高，所以這里選用步進電機作為星形卡盤的驅(qū)動。  步進電機（ 步距角的選擇上，因為前面算得 36為一個節(jié)拍，所以這里步距角初定為 ）驅(qū)動物體運動  必要脈沖數(shù)：  必要脈沖數(shù) 頻率 = 1 1 0 0 3 6 0時 間 步 距 角（ 3 必要脈沖數(shù)頻率 = 1 1 0 0 3 6 0 =3 0 0 1                                       （ 3 1 7 . 8 9 . 8 / 1 7 4 . 4 4F k g N k g N          P                                           （ 3 1 7 4 . 4 4 0 . 3 / 5 2 . 3 3 2 0 . 0 5 2 3 3 3 2P N m s W K W 估算其轉(zhuǎn)速約為 70 /所以轉(zhuǎn)矩為：  買文檔就送您 紙全套， Q 號交流 401339828 或 11970985  3 其中 P 功率：單位 n 轉(zhuǎn)速：單位 /代入得 ：              0 . 0 5 2 3 3 29 5 5 0 . 7 . 1 3 9 5 8  / m i  確定步進電機 驅(qū) 動負(fù)載所需要的 力 矩。方法是在負(fù)載 的中心 上加一 根軸 ，用彈簧秤拉動 軸 ，拉力乘以力臂長度既是負(fù)載力矩。 于是經(jīng)過實驗 以及上述計算， 以轉(zhuǎn)動 36為準(zhǔn) ,綜合 得，需要的扭矩約為  步進電機相數(shù)的確定，在選擇相數(shù) 時 ，相數(shù)與步距角有關(guān)，因此只要滿足選擇的步距角的相數(shù)就可以。這里前文需要的步距角為 以，這里選擇兩相的步進電機 。  于是這里初選型號為： 86步進電機，其參數(shù)如下：  步距角：  機身長： 151相電壓 ： 相電流： 3A  相電阻： 相電感： 22靜力矩 ： 線數(shù)： 4 轉(zhuǎn)動慣量： 重量： 5動器的選擇  根據(jù)上文選擇的步進電機 86相數(shù)為 2 相，引線數(shù)為 4,電機屬于 86根據(jù)以上信息，選擇步進電機的驅(qū)動器為： 驅(qū)動器參數(shù)見圖 3 買文檔就送您 紙全套， Q 號交流 401339828 或 11970985 圖 3動器參數(shù)  的類型  按操作方式分 氣缸一般有兩種類型，單作用氣缸和雙作用氣缸 。  單作用：通過氣壓驅(qū)動，通入氣體后開，或者通入氣體后關(guān)，斷氣后復(fù)位，結(jié)構(gòu)簡單，耗氣量小，活塞行程短，單作用氣缸多用于壓緊、印字等。推出時由于內(nèi)部有彈簧，所以還要克服彈簧力，因此要比較大的缸體直徑。  雙作用氣缸：兩個腔體都可以輸入壓縮空氣，它的結(jié)構(gòu)可分為雙活塞式、雙活塞桿式、緩沖式和非緩沖式，這類的氣缸使用廣泛行程長，伸出所需的作用力大于返回的作用力。  綜合情況下考慮，這里初定選用單作用型氣缸。  程開關(guān)類 型的選擇  行程開關(guān)開關(guān)：由于氣缸運動到極限位置需要反饋給控制器才能控制其縮回，因此  氣壓系統(tǒng)里需選擇行程開關(guān)作為位置檢測用，所以需選擇一種行程開關(guān)。  液壓、氣壓系統(tǒng)中常用物理的開關(guān)式行程開關(guān)，或者磁性開關(guān)，普通的物理式開關(guān)控制位置不精確，但是相對來說價格低廉一些。磁性開關(guān)位置控制精確，現(xiàn)代工業(yè)生產(chǎn)中普遍運用，使用簡便，但是價格相對較高。  綜上的比較，以及實際運用，這里選擇磁性開關(guān)作為氣壓缸的行程開關(guān)，由于磁性買文檔就送您 紙全套， Q 號交流 401339828 或 11970985 開關(guān)的特殊性，因此，在選擇氣壓缸的時候，需要其內(nèi)置磁環(huán)。  缸的選擇  根據(jù)實驗，以 及實地數(shù)據(jù)的收集，在以上這種工況下約需 70里初定氣壓缸的缸徑為 32 氣壓缸個數(shù)為三個 。  圖 3缸理論輸出表  14 根據(jù) 圖 32受壓 面積為 右，根據(jù)上文估算的 氣壓缸輸出約買文檔就送您 紙全套， Q 號交流 401339828 或 11970985 需 70N 的輸出力，所以從表中可以看出，氣缸的工作壓力為 右 ， 所以這里選擇 簧壓回式氣缸 。  有關(guān)氣源：由于工廠的集中氣源供氣，這里不用選擇氣泵。而要考慮 如何將氣體分配給三個氣缸，這里需選擇三個減壓閥 ，所以根據(jù)氣缸的工作壓力，這里選擇上海野渡氣體設(shè)備有限公司的 銹鋼減壓閥 。  蓋頭的設(shè)計與計算  蓋頭的設(shè)計  旋蓋頭是旋蓋機上最重要的部件之一，在其工作時需保證旋緊的力矩適中，太大旋不緊瓶蓋，太大則會損壞瓶蓋 。 所以這個旋蓋頭是整個設(shè)計的重點， 因此 這里參考日本的 ，這個設(shè)計的精妙之處就在于通過邊緣的永磁體的吸力，來控制 瓶蓋的旋緊力度。若達(dá)到預(yù)定的力，也就是達(dá)到瓶蓋預(yù)先設(shè)定的預(yù)緊力之后，因為在此時的旋轉(zhuǎn)扭矩大于永磁體相互吸引的力，所以永磁體不足以克服這個力保持吸附狀態(tài)發(fā)生打滑 這樣，計算好永磁體間相互的吸引力，就能控制旋蓋頭的旋蓋力矩。 初步結(jié)構(gòu)如圖 3 這里還有一點要說的是，旋蓋頭最下方的旋蓋嘴設(shè)計為可更換式，這樣就能滿足不同的工況。  圖 3 蓋頭的設(shè)計  買文檔就送您 紙全套， Q 號交流 401339828 或 11970985 蓋電機的選型計算  根據(jù)原始數(shù)據(jù) ，需要 50瓶每分鐘的速度，設(shè)計的旋蓋頭與瓶蓋的接觸時間約為 般情況下，瓶蓋里的螺旋線約為 2圈左右所以：  所需轉(zhuǎn)速約為： 2 1 . 2 6 /0 . 4r a dr r a d 其中 所以電機轉(zhuǎn)速 6 /s = 360 / 可滿足要求  轉(zhuǎn)矩的估算：  旋緊瓶蓋約需轉(zhuǎn)矩為： 1 . 5 9 . 8 / 1 1 4 7 . 1 . 5 .k g N k g c m N c m k g c m 根據(jù)上面的計算，這里選擇型號為 37直流小型電機  其參數(shù)為：  電源： 4V 直徑： 37 空載轉(zhuǎn)速： 500 /額定轉(zhuǎn)速 ： 400 /額定扭矩： kg 額定電流： 外形尺寸不含軸： 37 95 重量： 0.3 價格 65 元  額定轉(zhuǎn)速 ： 400 / 360 /額定扭矩：  故滿足要求  磁體的選擇  上文提到 旋緊瓶蓋需 扭矩， 因為旋頭有自重 所以為了安全起見，設(shè)永磁體的吸力為 2 永磁體間接觸面積約為 7 2  磁力計算公式 ：  2 （ 3 代入得：                   2 22 . 74965Bk g c m B=所以需選擇上下一共 14塊 接觸面積為 1 2， 2600高斯左右的永磁體 。  買文檔就送您 紙全套， Q 號交流 401339828 或 11970985 4 電氣部分的設(shè)計與選型  編程控制器的選擇  在全自動旋蓋機的控制方面，需要選擇一穩(wěn)定性較高的可編程邏輯控制器，現(xiàn)可選的有：單片機和  單片機：單片機是一種非常集成的電子控制芯片 ，是一種集成電路，內(nèi)部復(fù)雜，有中央處理器 只讀存儲器 外界許多個 I/部有中斷器，計時器，定時器等功能，可以集中在一塊小型的 點是體積小，成本低。但是維護較復(fù)雜。  一種專 門 用于工業(yè) 的 邏輯控制器 ，其硬件結(jié)構(gòu) 上 基本 與微型計算機相 類似。主要工作方式為：輸入采樣階段、 用戶程序執(zhí) 行階段 、 輸出刷新階段 。反復(fù)執(zhí)行這三部，因而形成 了  就是俗稱的可靠性， 棄了繁雜的電路 ，有完善的斷電保護，以及各個廠家反饋的錯誤代碼，用來診斷錯誤。 作相對簡單很多其編程語言的易用性，可以大大地降低程序的錯誤率。  維護操作人員的要求也不高 。  綜上所述，本次的課題為全自動旋蓋機的設(shè)計， 屬于工業(yè)生產(chǎn)范疇，對于穩(wěn)定性的要求 比 較高，而 且本次設(shè)計的旋蓋機屬于中型機械設(shè)備，因此，對于體積來說，沒有太多的要求，不需要功能化的嵌入式系統(tǒng)。  所以這里選擇  型的選擇    （ 1）晶體管輸出工作原理  繼電器是一種電子控制器件，它具有控制系統(tǒng)（又稱輸入回路）和被控制系統(tǒng)（又稱輸出回路），通常應(yīng)用于自動控制電路中，它實際上是用較小的電流去控制較大電流的一種“自動開關(guān)”。電磁式繼電器一般由鐵芯、線圈、銜鐵、觸點簧片等組成的。只要在線圈兩端加上一定的電壓，線圈中就 會流過一定的電流，從而產(chǎn)生電磁效應(yīng)，銜鐵就會在電磁力吸引的作用下克服返回彈簧的拉力吸向鐵芯，從而帶動銜鐵的動觸點與靜觸點（常開觸點）吸合。當(dāng)線圈斷電后，電磁的吸力也隨之消失，銜鐵就會在彈簧的反作用力返回原來的位置，使動觸點與原來的靜觸點（常閉觸點）吸合。這樣吸合、釋放，從而達(dá)到了在電路中的導(dǎo)通、切斷的目的。從繼電器的工作原理可以看出，它是一種機買文檔就送您 紙全套， Q 號交流 401339828 或 11970985 電元件，通過機械動作來實現(xiàn)觸點的通斷，是有觸點元件。 晶體管是一種電子元件，它是通過基極電流來控制集電極與發(fā)射極的導(dǎo)通。它是無觸點元件。  （ 2）繼電器及晶體管輸出的主要 差別  由于繼電器與晶體管工作原理的不同，導(dǎo)致了兩者的工作參數(shù)存在了較大的差異，下面進行比較說明 。   驅(qū)動負(fù)載不同 ：  繼電器型可接交流 2204有極性要求；晶體管型只能接直流 24極性要求。   繼電器的負(fù)載電流比較大可以達(dá)到 2A，晶體管負(fù)載電流為  響應(yīng)時間不同  ：  繼電器響應(yīng)時間比較慢（約 10晶體管響應(yīng)時間比較快，約 0、 0   使用