基于PLC控制的大蒜根须切除设备的研究

论文摘要

我国是世界上最大的大蒜生产和消费国,大蒜也是我国传统大宗出口产品,因其物美价廉,赢得国际市场的认可。而大蒜在种植、管理、收获以及后期加工中,机械化水平都比较低。特别是大蒜根须的去除以及根部的二次加工,都是以手工操作为主,生产效率低,劳动强度大,安全防护性差。实现机械化已成为当前大蒜生产的迫切需要,研发一种符合大蒜根须切除要求的设备具有重要的现实意义。根据大蒜根须切除缩水后底部应平整光滑的要求,大蒜底部并不是简单的切成平面形状而应加工成球冠形。本课题采用两次根须切除的方法满足加工要求,先粗加工为平面,后用特制刀具精加工为球面。论文首先对该设备的总体结构进行了分析,重点介绍了设备的机械结构部分和控制系统部分。针对大蒜加工过程出现夹伤、根须切除不准确、卸料是否方便、快捷等问题,详细分析机械结构中的夹紧机构、卸料机构、分度机构、传动系统以及刀具部分,从而设计出合理的结构。其次,为实现加工过程的自动化,该设备工作台的分度定位运动采用步进电机驱动,夹紧卸料动作驱动采用气动驱动,整个控制系统采用FX2N-48MR PLC控制。论文详细介绍了控制系统的软硬件设计。最后,在SolidWorks中完成机械系统零部件的建模,并完成整机的装配。然后将其导入到ADAMS中,对装配模型图施加各种约束和驱动,建立真正的虚拟样机后可以进行动力学和运动学仿真,为整机的设计改进提供依据。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第一章 绪论
• 1.1 研究的目的及意义
• 1.2 国内外研究状况
• 1.3 本课题的研究内容
• 第二章 大蒜根须切除设备机械系统的设计
• 2.1 工作台分度机构的设计与分析
• 2.1.1 工作台结构设计与分析
• 2.1.2 工作台分度定位的分析与设计
• 2.1.3 分度机构控制方式的设计
• 2.2 传动系统的设计与分析
• 2.2.1 三相异步电动机的选择
• 2.3.2 传动系统的设计与分析
• 2.3 夹紧机构、送料机构及卸料装置的设计
• 2.3.1 气压传动的概述
• 2.3.2 气动系统中各元件的分析与选取
• 2.3.3 夹紧、卸料机构的结构设计
• 2.4 检测机构
• 2.5 切削刀具的设计
• 2.6 本章小结
• 第三章 控制系统的设计
• 3.1 可编程控制器的理论基础
• 3.1.1 可编程序控制器（PLC）简介
• 3.1.2 PLC的工作原理
• 3.2 控制系统的硬件设计
• 3.2.1 控制系统的工作过程分析
• 3.2.2 PLC控制系统输入/输出分析
• 3.3 控制系统软件设计
• 3.3.1 程序结构框图
• 3.3.2 程序设计
• 3.4 本章小结
• 第四章 大蒜根须切除设备三维几何建模
• 4.1 几何建模软件的选用
• 4.1.1 几何建模软件的比较
• 4.1.2 SolidWorks软件介绍及其特点
• 4.2 基于SolidWorks软件平台的大蒜切根设备的几何建模
• 4.2.1 SolidWork几何建模
• 4.2.2 大蒜切根设备的装配
• 4.3 本章小结
• 第五章 大蒜根须切除设备仿真的实现
• 5.1 虚拟样机技术ADAMS简介及建立
• 5.1.1 ADAMS简介
• 5.1.2 ADAMS建模、仿真的步骤
• 5.2.SolidWorks与ADAMS/View之间的数据交换研究
• 5.3 大蒜切根设备虚拟样机的建立
• 5.3.1 设备模型的简化和导入
• 5.3.2 大蒜根须切除设备虚拟样机的建立
• 5.3.3 虚拟样机设备仿真分析
• 5.4 本章小结
• 第六章 结论与建议
• 全文总结
• 建议
• 致谢
• 参考文献
• 攻读硕士学位期间的研究成果及发表的学术论文