基于PLC的精密滚柱直径筛选控制系统设计毕业设计Word文件下载.docx

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摘要

工业的发展对轴承的性能、寿命和可靠性提出了更高的要求，其质量取决于设计、制造和检测各个环节，而滚柱直径的误差是影响轴承质量的关键因素。

在实际生产中测量滚柱尺寸时，因为数量较大，人工检测和分选比较困难，本文主要介绍一种由PLC控制的精密滚柱直径筛选系统，通过机械输送、电测的方式完成滚柱的自动检测及分选，实现自动高效筛选，对轴承的生产具有重要意义。

本设计推料气缸前端装有推杆，滚柱落下后能将其准确地推到限位挡板的位置，通过钨钢测头检测滚柱误差，并将测量值送相敏检波放大器处理后再送电压放大器放大，把与直径误差值成正比的电压值（±

10V）送PLC的模拟量输入模块处理后，根据误差大小来决定具体打开哪一个翻板，再由电磁机构将限位挡板抽离，从而将滚柱送入不同的分料箱，料箱中装有油类物质，在滚柱落入料箱中时起到缓冲作用，使滚柱表面不受磨损，保证其精度。

仿真实验证明，本设计采用的方法是可行的，基于PLC的的轴承检测系统控制可以提高轴承检测的自动化程度。

关键词：

精密滚柱；

PLC；

模拟量；

直径筛选

Abstract

Thedevelopmentofindustryofthebearingperformancethatservicelifeandreliabilityputforwardhigherrequest,it’squalitydependsonthedesign,manufactureandtestingeachlink,andthediameteroftherollerbearingtheinfluenceerroristhequalityofkeyfactors.Intheactualproductionofmeasuringrollersize,becausetheamountislargerandartificialdetectionandsortingismoredifficult,ThispapermainlyintroducesakindofcontrolledbyPLCprecisionrollerdiameterfiltersystemthatthroughthemechanicaltransmission,electricalmeasurementiscompletedthewaytheautomatictestandsortingofroller,torealizeefficienton-lineinspection,ithasimportantmeaningofthebearingproduction.

Thisdesignpushmaterialcylinderwithfrontpushrod,rollerfallstotakeitsaccuratelypushedtothelimitthepositionofthepanel,throughthetungstensteelsiderollererrordetectionhead,andthemeasuredvaluesendphasesensitivedetectionamplifieraftertreatment，sendvoltageamplifieramplification,thediameterisproportionaltotheerrorofthevoltagevalue（±

10V）sendProgrammableLogicController（PLC）analogueinputmoduleafterprocessing,accordingtotheerrorsizetodecidewhichonespecificopentheflap,thentheelectromagneticorganizationswilllimitbafflepullaway,andthuswillrollerintodifferentpointsmaterialbox.Inthematerialboxwithoilmaterial,andintherollertofallintoabuffermaterialboxhittingeffect,makerollersurfacefromwearandensureitsaccuracy.

Thesimulationresultsshowthatthemethodusedinthisdesignisfeasible,bearingcontroldetectionsystembasedonthePLCwhichcanincreasethedegreeofautomationforbearingdetection.

KeyWords:

Precisionroller,PLC,Analog,Diameterfilter

1绪论

1.1课题的背景和研究意义

跨入二十一世纪，随着全球经济一体化和贸易自由化的发展，各国轴承工业发展水平之间存在的差距将会不断缩小，地区存在的成本优势也将不再明显，轴承工业的竞争将更多地体现在技术竞争上，只有掌握了技术的优势，才能处于领先地位。

这将迫使各国不断加大用于科技开发的资金投入，投资力度将更大。

轴承的整体技术水平，在近30年来取得了令人瞩目的进步。

高精度、高转速、高可靠性、长寿命、免维护保养以及标准化、单元化、通用化已成为轴承的基本技术标志。

特别在轴承基础技术进步、通用产品的结构改进、专用轴承单元化和陶瓷轴承的开发等方面成效最为显著。

在机械行业中，轴承是重要的标准零件之一，其质量好坏在一定程度上影响整个机械系统的性能。

轴承产品精度的高低与性能的好坏是靠仪器、设备来检测和判断的。

因此，轴承检测仪自身是否先进，将直接影响到轴承产品检测的准确性和可靠性[1]。

中国正在逐步成为世界上的产品制造中心，国外的先进制造技术和测控技术日益冲击着国内的各个行业。

目前国内的轴承检测分选装置和试验设备仍然与国外的同类先进企业存在着较大的差距。

目前，我国轴承企业广泛应用了自动化程度比较高的加工机床，生产效率和产品质量得到了很大的提高。

但是在快速发展的轴承行业里，存在着一个瓶颈问题，那就是对成品轴承直径检测还是使用很原始的方法，即广泛使用传统的千分尺，对轴承进行人工测量分选。

这种测量分选方法测量精度低，随机误差大，检测结果比较不稳定，自动化程度低，工人劳动强度大，已不能满足高精度测量的要求。

为弥补产品测量分选技术领域与国外先进技术方面存在的不足，同时也为了适应轴承行业，特别是产品出口企业对各项质量指标的有效把握和检测方面的迫切需求，以及从根本上控制检测分选质量和降低成本，确实提高测量精度和分选效率，降低工人劳动强度，实现高精度、高效率、高自动化的轴承直径测量并分选过程，就需要我们在各方面都加以改善，并针对先进制造技术和提高已有产品可靠性和稳定性两个方面齐头并进，进行专项突破，研究制造出一种高精度、自动化程度较高的轴承内径测量分选装置，对于提高轴承直径的测量效率和减少工人劳动强度，具有重要意义。

总之，针对国内轴承检测分选的现状和实际要求，一些精度高、测速快且又经济实惠的自动化检测分选装置应尽快研制出来，以满足飞速发展的轴承工业生产的需求。

这就需要一种自动检测及分选机构，通过机械输送、电测的方式完成滚柱的自动检测及分选，实现自动高效筛选，应用PLC（ProgrammableLogicController,可编程控制器）控制技术实现这种方法，不仅可以实现单机手动、自动，也可以方便地实现网络联动，对轴承的生产具有重要意义[2]。

1.2课题的研究现状

轴承是当代机械设备中一种举足轻重的零部件，它们广泛应用于工业、农业、交通运输、国防、航空航天、家用电器、办公机械和高科技等领域，与国计民生息息相关。

轴承产品精度的高低与性能的好坏是靠测量分选来保证的。

因此，轴承测量分选技术自身是否先进，将直接影响到轴承产品质量的准确性、可靠性、效率以及工人劳动强度的大小。

随着应用技术的发展，计算机技术的日趋成熟和完善，国际轴承测量技术已向综合化、智能化的方向发展，进入了测量、加工、反馈、补偿、统计一体化的时代。

目前，国外轴承测量的先进技术主要有：

纳米测量技术、网络仪器的开发应用、虚拟仪器与智能仪器。

由于在应用技术领域和国外存在的差距，以及行业内较多的企业对产品质量和检测、控制方面认识不够，目前国内的轴承内径的测量分选技术仍然采用手动测量或半自动测量方式，与国外的同类先进企业存在着较大的差距。

1.3课题的主要研究内容和目标

本文综合论述了研究轴承直径自动检测分选装置的意义、轴承直径测量分选技术的现状及目前国内外的发展动态。

在分析比较了各种常用轴承直径测量分选方法的基础上，结合轴承测量过程中的特点和工作环境，确定了轴承直径自动检测分选装置的设计方案。

第1章是概述，介绍了精密滚柱直径筛选系统国内外的研究现状、应用范围以及本文的结构。

第2章是对精密滚柱直径筛选系统进行总体设计，包括了整体设计的流程和PLC系统配置及资源分配。

第3章是对模拟量进行设置，包括了模拟量的处理及FC105模块的使用方法。

第4章是按照控制要求，编写精密滚柱直径筛选系统的PLC程序，并举例说明各个模块的作用。

第5章对设计方案进行调试，检验程序的可执行性，并用S7-PLCSIM进行仿真演示。

本设计是基于PLC的自动分选系统，其功能是对滚柱直径进行连续测量，将被测参数转变为电信号，再经电路放大、逻辑运算处理后，控制相应的执行机构，完成滚柱的自动分选。

2精密滚柱直径筛选控制系统总体设计

2.1精密滚柱直径筛选控制系统示意图

精密滚柱直径筛选系统示意图如图2.1所示。

系统由1个落料管、1个推料气缸、1个误差测量机构、1个限位挡板、7个料斗及料斗电磁翻板组成。

在落料管的低端装有缺料传感器B0，有料时为0，无料时为1；

推料气缸为双作用气缸，由电控阀TA和TB控制，当TB得电时，气缸缩回，TA得电时气缸伸出，在气缸的两端各装1个位置传感器（常开），气缸缩回到位时B8-1为动作，气缸伸出到位时B8-2动