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1、感应式自动出筷机设计III摘要目前城市中人们的生活节奏日益加快，越来越多的上班族需要在公共餐厅解决用餐问题，然而，公共餐厅具有客流量多、人多手杂的特点，在使用筷子方面更是出现不少问题，例如筷子长时间暴露在空气中或是人们拿筷子时会触碰到其他双筷子，造成筷子的污染。本文次设计完成了自动出筷机机械结构设计以及电气控制系统的设计。本文利用SOLIDWORKS软件完成自动出筷机的3D总体设计图，然后利用三维SOLIDWORKS完成自动出筷机二维图的导出。最后利用三菱FX2N系列PLC完成自动出筷机控制系统的设计。关键词：自动出筷机；结构设计；控制系统AbstractThe people of the q
2、uickening pace of life in the city, more and more office workers need to have dinner in a public restaurant to solve the problem, however, public restaurant has the characteristics of traffic more, than one hand complex, but also a lot of problems in using chopsticks, chopsticks when exposed to air
3、for a long time, for example, or when they touch other people use chopsticks chopsticks, chopsticks caused by pollution. This time design completed automatically chopsticks machine mechanical structure design and the design of electrical control system. In this paper, by using SOLIDWORKS software to
4、 complete automatically the chopsticks machine overall design, 3 d and then use of classifier 2 d figure 3 d SOLIDWORKS, export. The use of mitsubishi FX2N series PLC to complete the design of the control system of automatic the chopsticks machine. Key words: automatic the chopsticks machine; Struct
5、ure design; Control system 目录摘要IAbstractII目录II第一章 绪论11.1研究背景及意义11.2国内外研究现状及发展趋势11.2.1国外的研究现状11.2.2国内的研究现状31.3本文的研究内容31.4论文的结构4第二章 总体方案的设计52.1总体方案确定52.2自动出筷机原理方案确定62.3 各个机构说明62.3.1储筷机构62.3.2 出筷机构72.4本章小结8第三章 自动出筷机构的设计计算93.1模组直线导轨与滑块的选择93.2传动同步带选择与相应带轮的设计133.3步进电机的选择与传动带轮的设计133.4本章小结14第四章 自动出筷机三维建模的设计
6、154.1 Solidworks软件简介154.2零件建模174.2.1储筷箱三维建模的形成174.2.2 推筷条的三维建模形成174.2.3 TOOLBOX运用184.3零件装配194.4 三维向二维的转换204.5 本章小结23第五章 自动出筷机控制系统设计245.1控制方案比较与选择245.1.1 继电器控制245.1.2单片机控制8245.1.3 PLC控制1265.1.4 PLC与其它控制装置的比较275.1.5 系统方案的确立295.2 PLC I/0的分配295.4 系统电气控制接线图设计29结论与展望31结论31展望31参考文献32致谢34III第一章 绪论1.1研究背景及意义
7、目前城市中人们的生活节奏日益加快，越来越多的上班族需要在公共餐厅解决用餐问题，然而，公共餐厅具有客流量多、人多手杂的特点，在使用筷子方面更是出现不少问题，例如筷子长时间暴露在空气中或是人们拿筷子时会触碰到其他双筷子，造成筷子的污染。随着科技的飞速进步，全自动自动出筷机也逐步推向市场，这种全自动高效自动出筷机将尽可能减少人工的参与，人工操作起来也越来越方便轻松，不仅能节约成本，又能提高卫生质量。该课题不仅需要设计机械结构和机构，还需要涉及到自动化装配等问题。该课题涉及到设计、绘图、控制等各方面的知识，可以培养学生综合运用所学知识解决具体工程项目的能力。1.2国内外研究现状及发展趋势1.2.1国外
8、的研究现状包装机械是集机、电、光、声、磁、化、生、美为一体的高技术、高智能、高竞争的产品1。发展速度快、更新速度快是它的一大特点。世界上一切高技术成果，都会在包装机械产品中得到应用2。国外的包装机械近些年有了新特点，主要有：一是生产高效率；二是资源的高利用率，高度的综合利用和发展循环经济；三是产品高度重视节能，重视降低成本；四是高新技术实用化，提高生产效率，产品上水平、上档次；五是科研成果商品化，使包装机械产品向知识密集化、技术综合化、产品智能化等方面发展3。美国、日本、德国、意大利是世界上包装机械四大强国。美国是世界上包装机械发展历史较长的国家，早已形成了独立完整的包装机械业体系，其品种和产
9、量均居世界之首4。10多年来，美国始终保持着世界包装机械生产和消费大国的地位。其产品以高、大、精、尖产品居多，机械与计算机紧密结合，实现机电一体化控制新型机械产品5，以成型、填充、封口三种机械的增长最快，裹包机械和薄膜包装机占整个市场份额的15%，厚纸盒封盒包装机在市场占有率中居第二位。从上世纪90年代初以来，美国包装机械业一直保持着良好的发展势头。日本的包装机械制造厂以中小企业为主，包装机械的品种齐全，产品品种近500种，规格有700多个。包装机械以中小型单机为主，具有体积小、精密度高、易安装、操作方便、自动化程度高等优点6。90年代以来，已将变频调整、光电追踪、无触点电子开关、动态数据显示
10、等技术运用在包装机械中7。日本包装机械大部分用于食品包装领域8。德国、意大利、英国、瑞士和法国等，都是世界上很重要的包装机械生产国家9。欧洲各国包装机械业的一个共同特点，是出口比例(出口额占产值的比例)都很大，如德国和意大利近80070 ,瑞士超过90000，荷兰出口额甚至大于产值，因为荷兰是欧洲很重要的贸易转口地10。德国的包装机械在计量、制造、技术性能等方面居领先地位，特别是啤酒、饮料灌装设备具有高速、成套、自动化程度高、可靠性好等特点，享誉全球一些大公司生产的包装机械集机一电一仪及微机控制于一体，采用光电感应，以光标控制，并配有防静电装置。其大型自动包装机不仅包装容积大，而且能集制袋、称
11、重、充填、抽真空、封口等工序在一台单机上完成11。德国包装机械业多年来始终处于稳定增长状态，出口比例占80%左右，德国是世界上最大的包装机械出口国。意大利是继美国、日本、德国之后的世界最大的包装机械生产国，又是仅次于德国的第二大包装机械出口国。意大利的包装机械多用于食品工业，具有性能优良、外观考究、价格便宜的特点12。 在这样的形势下，我国的包装机械产品由于品种少、技术水平低、产品可靠性差等原因，面临着激烈的国际竞争13。特别是我国近5年来，加快发展农产品深加工，建设节约型社会，发展循环经济和加大技术创新力度，造成新一轮技术引进高潮14。如我国近年对农产品深加工总投资达到320多亿元，加工和包
12、装设备80%以上靠进口。包装机械作为专业性机械，除了同于普通机械的一般要求外紧凑、运转平稳、还有外表美观、传动装置精度高、生产效率高等要求以很好地完成自身功能，适应市场需求15。1.2.2国内的研究现状首先，要明确我国包装机械业的发展方向预计到2005年我国包装机械产量将增加到67万台(套)，到2010年将增至93万台(套)。但是，靠简单的重复，靠扩大生产数量，靠向上游、向下游延伸的方法是行不通的，我国包装机械业必须走专业化生产的道路。要发展中高档设备，努力提高技术含量，把产品做精、做细、做专、做强，靠技术进步来推动行业的发展16。目前，世界各国对包装机械发展十分重视，集机、电、气、光、生、磁
13、为一体的高新技术产品不断涌现生产高效率化、资源高利用化、产品节能化、高新技术实用化、科研成果商业化已成为世界各国包装机械发展的趋势这也是我国包装机械业的发展方向对于我国的包装机械生产企业，并不是求大求全，而是应求精求专。美国、日本、意大利的包装机械生产企业大部分规模不大，但专业化程度很高17。其次，要进行我国包装机械业的结构调整在“十五”期间乃至2010年，我国包装机械业要着重进行产业结构、产品结构和组织结构的调整在产业结构调整上要提高生产集中度，促进专业化、系列化生产，提高产品质量和对市场的适应能力；要积极发展和扶持一批拥有名牌产品的重点骨干企业，加快现代企业制度的建立和完善.形成行业排头兵
14、.参与国际市场竞争，从而加快产业提升在产品结构调整上，要改变目前产品结构中以低技术含量为主的状况，淘汰一批低效高耗的、低档次、低附加值的、劳动密集型的产品，学习国外先进技术，开发生产高效低耗的、产销对路的大型成套设备和高新技术产品，开发出“新、奇、特”的包装设备，加速包装机械的更新换代，开拓国际市场18。在组织结构调整上，要成立跨部门的企业集团，树立大行业的全局观念，进行组织结构优化组合，实现行业资产优化配置，统一思想，强化管理，形成优势互补、分工合作、共同发展的新格局。1.3本文的研究内容自动出筷机自动化是目前的演变趋势，许多企业会添加购买自动化设备对现有的自动出筷机升级改良，有的也会自己设
15、计制造自动出筷机。本文结合现有的自动出筷机设计构思，设计出全自动高效自动出筷机，本文对整个自动出筷机机械结构进行了设计，并对其控制系统进行设计。本文对自动出筷机原理进行了系统的研究，总结国内外研究成果，结合生产实际，适当改进，设计了一种能的全自动高效自动出筷机。论文主要内容包括以下几个方面：（1）对自动出筷机功能研究，确定了系统工作原理以及方案，并根据原理方案对自动出筷机的总体结构进行设计。（2）主要结构的选型与计算。（3）运用SOLIDWORKS软件完成自动出筷机整体结构的设计。（4）运用三菱FX2NPLC对其控制系统进行设计1.4论文的结构第一章：绪论，简单阐述了本论文的研究背景及意义，国内外的发展状况以及本文得主要研究内容。第二章：总体方案的确定，用3D图展示了总体方案的设计，并对设计理念进行了阐述，接着对原理方案进行了确定，最后对结构设计功能进行了简单的描述。第三章：主要部件的选型。 第四章：运用SOLIDWORKS完成自动出筷机的三维建模设计。第五章：完成PLC控制系统的设计。第六章：结论，对本论文的设计进行总结，并提出了未来的工作展望。3第二章
