精裱纸盒生产线盒盖与瓶顶固定板自动装配系统的设计与开发

摘要

本文结合安徽省企业发展专项项目“年产3000万只工艺精裱纸盒柔性生产线技术改造”和企业委托项目“工艺精裱纸盒柔性生产线关键技术研究与开发”，针对目前工艺精裱纸盒生产线中盒盖与瓶顶固定板手工粘结装配所存在的劳动强度大、生产效率低、生产产能受限等问题，设计开发了盒盖与瓶顶固定板自动粘结装配系统。主要内容包括:
　　1、机械结构设计。在分析盒盖与瓶顶固定板粘接装配工艺流程的基础上，进行了系统的机械方案和结构设计，完成了整机的三维建模;在整体方案设计的基础上，对盒盖供料机构、间歇式输送机构、取胶点胶机构、瓶顶固定板供料机构、瓶顶固定板抓取与装配机构等关键机构进行了较为全面的设计分析和结构设计，对关键零部件进行了选型设计和校核;
　　2、气动系统设计。在自动装配系统气动系统需求分析的基础上，设计了系统的气动系统回路，绘制系统气动回路图，对关键气动元件进行了计算和选型设计;
　　3、控制系统整体设计。根据精裱纸盒柔性自动化生产线的整体控制要求，结合自动装配系统的控制任务，设计了车间层、生产线层和工作站层的三层控制结构，车间层采用B/S结构模式与生产线层数据库进行数据交互;生产线层采用组态软件与底层工作站通信，协调生产线上各个工作站的运行;底层工作站采用适用于工业现场的PLC控制，实现对设备本身的逻辑控制，同时与生产线层控制系统通信，实现信息的交互。
　　4、控制系统硬件设计。根据工作站层机械系统的功能需求，分析了控制系统的控制任务，给出了控制流程和框图，完成PLC、传感器、触摸屏等主要元件的选型设计，给出了控制系统硬件外部接线图。
　　5、控制系统软件开发。根据控制任务，完成PLC控制流程图的绘制和程序的编写，开发设计了触摸屏人机界面和组态王软件监控管理界面，利用外部数据库SQL Sever和网络功能，并通过系统Web发布功能实现了生产信息的发布。
　　本文所设计开发的盒盖与瓶顶固定板自动粘接装配系统，有效解决了目前手工生产精裱纸盒所存在的效率低、劳动强度大等问题。同时，通过组态软件与外部数据库的连接和网络功能，构建了一个较为全面的制造与管理系统，为企业进行生产数据分析和资源共享提供了方便;通过监控管理和Web发布，实现了远程访问和监控，为车间数字化制造奠定了基础。

目录

声明

致谢

摘要

第一章 绪论

1．1 课题来源

1．2 研究目的和意义

1．3 国内外研究现状

1．4 拟解决的问题

第二章 机械系统设计

2．1 总体方案设计

2．1．1 盒盖装配体介绍

2．1．2 工作站方案分析比较和总体结构

2．2 盒盖供料机构设计

2．2．1 盒盖供料机构设计思路分析

2．2．2 盒盖供料机构设计方案

2．2．3 盒盖供料机构工作原理

2．3 间歇式输送机构设计

2．3．1 间歇式输送机构设计思路分析

2．3．2 间歇式输送机构设计方案

2．3．3 输送机构丝杠模组

2．3．4 间歇式输送机构工作原理

2．4 取胶点胶机构设计

2．4．1 取胶点胶机构设计思路分析

2．4．2 点胶头装置设计方案分析

2．4．3 胶水盒设计方案

2．4．4 取胶点胶机构设计方案

2．4．5 公共丝杠模组的选型与校核

2．4．6 取胶点胶机构工作原理

2．5．1 瓶顶固定板供料机构设计思路分析

2．5．2 瓶顶固定板供料机构设计方案

2．5．3 供料机构丝杠模组的选型与校核

2．5．4 瓶顶固定板供料机构工作原理

2．6 瓶顶固定板抓取及压配机构设计

2．6．1 瓶顶固定板抓取及压配机构设计思路分析

2．6．2 瓶顶固定板抓取及压配机构设计方案

2．6．3 瓶顶固定板抓取及压配机构工作原理

2．7 皮带运输机设计

2．7．1 皮带运输机的设计思路分析

2．7．2 皮带运输机的结构设计

2．8 本章小结

第三章 气动系统设计

3．1 气动系统设计分析

3．2 气缸的计算与选型

3．2．1 盒盖供料机构气缸

3．3．2 输送板提升气缸

3．3．3 取胶点胶执行机构和取料装配执行机构气缸

3．3 吸盘的计算与选型

3．4 其它气动元件的选型

3．5 本章小结

第四章 控制系统硬件设计

4．1 控制系统框架设计

1．1．1 车间层

1．1．2 生产线层

4．1．3 工作站层

4．2 控制系统硬件选型设计

4．2．1 主要传感器选型设计

4．2．2 PLC选型设计

4．2．3 触摸屏及生产线层计算机选型设计

4．3 控制系统硬件连接

4．3．1 传感器的接线

4．3．2 PLC的外部接线

4．4 本章小结

第五章 控制系统软件开发

5．1 PLC控制程序的编写

5．1．1 公共程序

5．1．2 自动运行模式程序

5．1．3 手动运行模式程序

5．1．4 监控程序的编写

5．2 触摸屏人机霁面开发

5．2．1 主界面的设计

5．2．2 自动运行模式界面的设计

5．2．3 手动运行模式界面的设计

5．2．4 参数设定界面的设计

5．2．5 帮助界面的设计

5．3．1 组态软件介绍

5．3．2 构建变量数据库

5．3．3 主运行界面设计

5．3．4 报警和事件窗口的建立

5．3．5 报表窗口的建立

5．3．6 系统数据的存储

5．3．7 系统网络功能构建与Web发布

5．4 本章小结

第六章 总结与展望

6．1 总结

6．2 展望

参考文献

附录

攻读硕士学位期间的学术活动及成果情况