手机电池包装机控制部分设计机械设计制造及其自动化说明书本科论文.docx
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手机电池包装机控制部分设计机械设计制造及其自动化说明书本科论文
XXXXXX
毕业设计说明书
题目：
手机电池包装机控制部分设计
学院：
XXXXXX
专业：
机械设计制造及其自动化
学号：
XXXXXX
姓名：
XXXXXX
指导教师：
XXXXXX
完成日期：
2016-5-30
XXXXXX
毕业论文（设计）任务书
论文（设计）题目：
手机电池包装机控制部分设计
学号：
XXXXXX姓名：
XXXXXX专业：
机械设计制造及其自动化
指导教师：
系主任：
一、主要内容及基本要求
据贴标机的加工工序、工艺路线和工位参数，对贴标机设计作了功能性分析。
完成贴标机的贴标整体机构设计，实现气动机械手的取标，贴标过程的电气控制，完成控制柜的电气原理图设计和接线图设计，实现机-电-气一体化。
需编写相应的设计说明书，画出控制系统的主电路图，PLC的接线图，画出系统控制部分的梯形图，并写出语句表。
二、重点研究的问题
手机电池贴标机的功能性分析和总体设计，贴标机系统的硬件设计包括PLC的选型，主电路的设计，PLC输入输出信号地址的分配
三、进度安排
序号
各阶段完成的内容
完成时间
1
查阅相关文献资料
2016年2月中旬
2
通过阅读文献资料完成开题报告
2016年3月中旬
3
研究贴标机控制系统的工作原理和基本工作过程，完成方案设计
2016年4月上旬
4
完成电气控制图的绘制
2016年4月下旬
5
完成毕业设计说明书和外文文献翻译
2016年5月下旬
6
答辩
2016年5月31日
四、应收集的资料及主要参考文献
[1]袁志毅.日本贴标自动装置的动向[J].技术与机械，2002.2（5）：
24-26.
[2]孙小宁.全自动贴标机的研究与开发[D].南京理工大学，2003
[3]魏国辰.物流机械的运用与管理（第二版）[M].北京：
中国物质出版社，2002
[4]徐伟.陈卫东.谭树人.应用RV-E3-ST的智能贴标机系统的设计与实现[J].制造工程，2006.12：
8-9.
[5]毕娟.杨存祥.马庆华.李学桥.基于PLC的自动贴标机控制系统的研制[J].郑州轻工业学院学报，2004.1：
96-97.
[6]呼英俊.王开和.苗德华.王冬生.王宝光.小型异形瓶贴标机研制[J].包装与食品机械，2002.20
（1）：
4-6.
[7]李标机贴标质量因素探讨[J].现代食品科技，2006.11（22）:
86-88.学桥.柳宁.郭国安.马庆华.陈鹿民.自动贴标机PLC系统的研制[J].郑州轻工业学院学报，1997.12
（2）：
14-16
[8]许林成.包装机械原理与设计（第一版）[M].上海：
上海科技出版社，1998
[9]张芙蓉.全自动粘贴式贴标机[J].轻工业机械[J]，1997.3：
33-35.
[10]麦进.陈丽琼.影响贴标机贴标质量的因素探讨[J].现代食品科技，2006.11（22）:
86-88
[11]刘艳梅等著作.三菱PLC基础与系统设计.北京:
机械工业出版社,2009.7
XXXXXX
毕业论文（设计）鉴定意见
学号：
XXXXXX姓名：
XXXXXX专业：
机械设计制造及其自动化
毕业论文（设计说明书）34页图表1张
论文（设计）题目：
手机电池包装机控制部分设计
内容提要：
本论文主要研究和开发一种自动化程度高、结构简单、操作可靠的手机电
池贴标机控制系统。
根据PLC与继电器控制系统和单片机控制系统的比较于其自身的
特点，选用PLC控制系统。
对贴标机进行功能性分析，分析出了贴标机的动作过程，
贴标机有送料—贴标—滚压—移载—翻转五个动作。
接着进行贴标机系统硬件的设计，
选用日本三菱公司的FX2N-32MR-E/UL系列PLC作为下位机控制，画出PLC直接控制
步进电机的接线图，确定PLC输入输出信号地址的分配。
根据系统的工作条件，贴标
机的动作，设计系统的主电路，画出系统的主电路图。
根据PLC输入输出信号地址的
分配，画出PLC的总接线图。
最后一步进行控制系统软件部分的设计，PLC实际的工
作机制是循环扫描的工作方式。
PLC上电以后，CPU在系统程序的监督下先进行内部
处理，包括硬件初始化，I/O模块配置检查、停电保持范围设定及其他初始化处理等工
作。
在执行用户程序之前还应完成通信服务与自诊检查。
画出PLC的CPU工作流程图。
根据三菱公司的FX2N-32MR-E/UL系列的程序指令，画出系统控制部分的梯形图，继
而写出控制部分程序的指令表。
指导教师评语
该同学毕业设计过程中，态度积极。
完成了贴标机控制系统的设计，分析了手机电池贴标机的工作过程，完成了主电路图的设计，绘制了PLC总接线图，步进电机控制线路图，系统控制的总梯形图，工作量适当，但总的设计不够完善，考虑到该同学态度积极，并完成了设计任务，最终基本达到了本科毕业设计的目的和要求。
同意其参加答辩，建议该论文评定为及格。
指导教师：
年月日
答辩简要情况及评语
答辩小组组长：
年月日
答辩委员会意见
答辩委员会主任：
年月日
手机电池贴标机
摘要：
贴标机是一种自动化程度高、复杂系数大的机电一体化产品,主要用于化妆品,保健品、日用品、食品和电池等行业的包装。
由于贴标机较为复杂,制造难度大,目前这方面的需求大多依赖进口,而国外贴标机的价格十分昂贵,很难被我国市场所接受。
本文研究和开发一种自动化程度高，结构简单，操作可靠的手机电池自动贴标机具有重要的实际价值。
本文以研究和开发全自动的贴标机为目标，主要完成的工作有：
1、对手机电池的贴标工艺做了深入研究，完成了贴标机的控制系统部分设计，应用三菱公司的FX2N-32MR-E/UL系列PLC实现电气部分设计和控制程序的实现。
2、为了实现贴标机高精度的性能，本文改进了普通两相混合式步进电机的闭环控制方法
3、绘制电路连接图，编写PLC控制程序。
关键词：
自动贴标机，可编程控制器，串口通信
Mobilephonebatterylabelingmachine
Abstract:
Labelingmachineisahighdegreeofautomation,complexfactorisbigelectromechanicalintegrationproducts,mainlyusedforcosmetics,healthcareproducts,dailynecessities,foodandbatteryindustriesofpacking.Becauselabelingmachinesisrelativelycomplex,manufacturingisdifficult,atpresentthemostdemanddependenceonimports,andforeignlabelingmachinespriceisveryexpensiveanddifficulttoChina'smarketplaceisaccepted.Thispaperresearchanddevelopmentandahighdegreeofautomation,simplestructure,reliableoperationofthecellphonebatterytobeautomaticlabelingmachinehasimportantpracticalvalue.Basedontheresearchanddevelopmentoftheautomaticlabelingmachinesasthegoal,themaincompletedwork:
1.Thelabelingprocessonthewafertodoin-depthstudies,completedthelabelingmachinecontrolsystemdesign,applicationofkeyence’sFX2N-32MR-E/ULSeriesPLCtoachieveelectricaldesignandcontrolprocedurescanbeachieved.
2.Inordertoachievehighprecisionperformancelabelingmachine,thepaperimprovedtheordinarytwo-phasehybridsteppingmotoroftheclosed-loopcontrolmethod.
3．Drawcircuitconnectiondiagram,writingPLCcontrolprocedures.
Keywords:
automaticlabelingmachines,programmablecontroller,serial
第1章绪论
1.1贴标机的研究现状和发展趋势
早在上世纪70年代，欧美等发达国家就开始应用标签来管理产品。
标签技术是利用标签上的产品的重要信息。
将标签贴付在产品或者商品上一件繁琐的工作，传统的贴标是靠人工手动贴标，先将标签剥离，然后贴在产品上。
不仅工人劳动强度大、贴标顺序难以一一对应；而且不便于管理、误差较高和造成标签的二次污染。
随着自动化技术的发展和制造行业的产品管理水平的提高，越来的越多的厂家倾向于使用一种高速自动贴标机器，不仅可以改善贴标质量，而且可以极大的提高贴标速度；降低劳动力成本。
贴标机的分类方法多样。
按自动化程度，贴标机可分为半自动贴标机和全自动贴标机：
按容器的运行方向可分为立式贴标机和卧式贴标机；按标签的种类可分为片式标签贴标机、卷筒状标签贴标机、热粘性标签贴标机和感压性标签贴标机，收缩筒形标签贴标机：
按容器的运动形式可分为直通式贴标机和转盘式贴标机；按贴标机结构可分为龙门式贴标机、真空转鼓式贴标机、多标盒转鼓贴标机、拨杆贴标机、旋转形贴标机;按贴标工艺特征可分为压式贴标机、滚压式贴标机、搓滚式贴标机、刷抚式贴标机等。
目前，主要的自动贴标技术有三种[1]：
（1）“吸贴法”（或“气吸法”）
这是最常用的贴标技术。
当标签纸离开传送带后，分布到真空垫上，真空垫连接到一个机械装置的末端。
当这个机械装置伸展到标签与包装件相接触后，就收缩回去，此时就将标签贴附到包装件上。
这种技术可靠地实现正确地贴标，且精度高，这种方法对于产品包装件的高度有一定变化的顶部贴标，或对于难于搬动的包装件侧面贴标是非常适用的，但是它的贴标速度较慢。
（2）“吹贴法”（或“射流法”）
这种技术的某些运作方式与上述所吸贴法相似的，就是将标签放置到真空表面垫上固定，直到贴附动作开始为止。
但在本方法中真空表面是保持不动的，标签固定和定位在一个“真空栅”上，“真空栅”为一个上面具有几百个小孔的平面，这些小孔是用来维持形成“空气射流”的。
由这些“空气射流”吹出一股压缩空气，压力很强，使真空栅上标签移动，让它贴附到被包装物品上。
这是一项稍具复杂性的技术，它具有较高的精度和可靠性。
（3）“擦贴法”（或“刷贴法”）
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