基于PLC控制的大蒜根须切除设备的研究

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-48h4R 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。

目录

文摘

英文文摘

声明

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选取

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、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切削刀具的分析与设计

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

第六章总结与展望

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