落地式全自动锁螺丝机软件设计
【】本文的设计是基于一款落地式全自动锁螺丝机的设计，本设备通过自动扫条码，CCD自动抓取产品精确位置，移动轴自动调整产品和智能电批的相对位置，自动完成取螺丝、锁螺丝动作。本锁螺丝机涉及与其他设备采用TCP/IP协议的通讯，从而很好的配合现场设备完成锁螺丝的工作。在本文中详细的分析了锁螺丝模组、相机拍照模组、载具搬运模组以及机架跟防护罩等硬件设计，另外文中还对设备的工作流程，上位机监控软件，以及程序设计进行了分析介绍。文中涉及的专业知识，大多都是我们电气专业的主要课程，对我来说做起在得心应手。
目录
引言 1
一、整体产线介绍 2
（一）产线功能介绍 2
（二）产线总图 3
（三）机台参数 3
二、锁螺丝机硬件结构 4
（一）锁螺丝机爆炸图 4
（二）外箱设计 4
（三）产品搬运模组设计 5
（四）小孔搬运模组设计 6
（五）保压载具设计 6
（六）产品支撑块折叠组设计 7
三、自动锁螺丝机机工作流程设计 8
（一）作业流程简介 8
（二）流程图细节说明 9
四、触摸屏界面设计 11
（一）触摸屏选型 11
（二）触摸屏画面设计 11
五、 程序分析 14
六、设备状况及解决方法 18
总结 19
参考文献 20
谢辞 21
引言
从日常生活中常见的家用电器到飞机航空母舰，到处都离不开螺丝的固定。
在一些传统的生产线上，对于螺丝的锁紧，都是通过人工利用螺丝刀或者是内六角进行锁死。但随着工业生产的不断成长，智能化高效化的生产概念被提出来。本文正是基于对流水线上对自动锁螺丝设备的需求，通过在企业的实际学习生产经验，深入的钻研了这套自动锁螺丝机。我在这套自动锁螺丝机设计过程中，参与了电气柜的布板，配线，设备的安装、产品整机调试等工作。在这一实际生产过程中，我不断地询问我在企业的导师，联系我在学校学习的理论知识，将其与实际生产不断地融合，我的实际应用能力不断得到提高。通过师傅的不断指导，我已经可以较为系统的 *好棒文|www.hbsrm.com +Q: *351916072*
对该设备有了认识，也为我的详细设计打下坚实的基础。
在本设计中，着重介绍的自动锁螺丝机的硬件部分、上位机监视部分、程序设计部分。本文首先设计分析了其中的构件部分设计，包括了锁螺丝模组、相机拍照模组、相机拍照模组、以及机架跟防护罩等几个部分。硬件部分涉及到了传感器等的选型，I/O表的介绍，PLC的介绍等。电气部分介绍了设备的一个工作流程，软件部分介绍了PLC的程序分析等。在系统搭建完成后，还需要进行调试工作的介绍以及问题分析等。
一、设备布局介绍
（一）设备总图
本文所介绍的自动锁螺丝机是依托于一些需要进行锁螺丝的产线而设计的一套单独工站，为了更好的适应不同的产线的需求，我们设备上扩展了以太网口作为预留接口与其他设备进行通信连接。自动锁螺丝机轴侧视图如下图11所示，产品由人工取放产品、设备自动扫条码、自动锁螺丝、人工向螺丝机投料，设备的容量大约一次性可以放入约1500颗螺丝。
图11 自动锁螺丝机轴侧视图
自动锁螺丝机的主视图及侧视图如下图12所示，从图中可以看到该套设备整体尺寸为长1400mm、宽1000mm、高1600mm。在这套设备上带有一块触摸屏显示，用作控制及监控，作为上位机在下文中会有详细的介绍。
图12 主视图和侧视图
细节尺寸
本自动锁螺丝机内部结构的轴测图，如下图13所示。纵向为供料的方向，横向为设备动作方向。设备是由双工位产品入料，当锁螺丝机构有一个出现故障另一组锁螺丝机构可直接运行锁完整个产品。双工位设计是为了减少停机风险，从而与提高效率。左工位在锁螺丝过程中右工位放入产品，相机移动至右工位拍照，提前载具进入等待。
图13内部轴测图
在设备的上部分为盖板所在的位置，下面为待加工产品所摆放的位置，如下图14所示为锁螺丝机内部各个构件之间的详细尺寸。
图14内部详细尺寸距离
（三）设备布局设计
自动锁螺丝机的设备布局图如下图15所示。在相关生产线上，产品由前端流线流入。目前是通过人工将产品摆放到设备内，等产品实际生产可以设计一款送料设备进行送料。产品在设备内自动完成锁螺丝动作后，人工将锁螺丝完成的产品取出流水线。为了满足企业的不同需求，可以在产线上安装多台设备，用于完成多种型号规格的螺丝锁紧任务。
图15 自动锁螺丝机布局图
二、自动锁螺丝机硬件结构
（一）锁螺丝机爆炸图
在本自动锁螺丝机的设计中，主要应用了视觉相机拍照识别功能，锁螺丝机械模组，以及搬运功能模组。本自动锁螺丝机的爆炸图如下图21所示，设备中的每一个模块都详细标出。当人工将需要进行锁螺丝的设备搬运至供料端之后，通过载具搬运模组将产品搬运至视觉相机处等待视觉相机拍照对比。完成孔位置的定位后，载具搬运模组将待加工产品搬运至自动锁螺丝模组，通过锁螺丝机模组进行自动锁螺丝。完成全部孔位的安装后，搬运模组加工完成的设备再次搬运至视觉相机处，等待相机进行检验是否合格，当产品待加工的孔位全部完成加工，载具搬运模组将产品搬运出自动锁螺丝机，等待人工进行下一次送料。
图21 自动锁螺丝机机模组分布图
外箱设计
在外箱的顶部装有一个红黄绿三色灯，作为运行指示灯。为了防止意外发生，在设备内装有安全光栅，一旦有异物进入或者设备内部故障移动，触碰到安全防护光栅，整套设备即可停止运行，从而有效的防止更大的意外发生。控制柜安装在设备后面，其与传感器等通过航空线连接。在外箱的正面安装有一块进行参数设定的平板，通过对参数的设定，可以对设备保压产品的尺寸进行修改，从而让该设备具有很好的弹性加工功能。设备机箱采用铝型材做机架，在型材中间为了保证能够很好的监视箱内动作，采用的是亚格力板作为隔离材料，这样在能够很好的防止外界环境对设备内部运行的干扰，也方便巡视人员能够很好的查看箱体内部的运行情况。一旦设备发生意外，也很容易及时发现设备存在故障的地点。由于设备是在公司内完成硬件安装的，为了方便运输，在外箱子的底部安装有四到八个万向轮，从而使得设备更易于短距离移动。在万向轮上有可调节胶片，可以使得设备在完成调试后，固定在某一区域，自行不发生移动，保障生产时的平台稳定。设备的外箱如下图22所示。
目录
引言 1
一、整体产线介绍 2
（一）产线功能介绍 2
（二）产线总图 3
（三）机台参数 3
二、锁螺丝机硬件结构 4
（一）锁螺丝机爆炸图 4
（二）外箱设计 4
（三）产品搬运模组设计 5
（四）小孔搬运模组设计 6
（五）保压载具设计 6
（六）产品支撑块折叠组设计 7
三、自动锁螺丝机机工作流程设计 8
（一）作业流程简介 8
（二）流程图细节说明 9
四、触摸屏界面设计 11
（一）触摸屏选型 11
（二）触摸屏画面设计 11
五、 程序分析 14
六、设备状况及解决方法 18
总结 19
参考文献 20
谢辞 21
引言
从日常生活中常见的家用电器到飞机航空母舰，到处都离不开螺丝的固定。
在一些传统的生产线上，对于螺丝的锁紧，都是通过人工利用螺丝刀或者是内六角进行锁死。但随着工业生产的不断成长，智能化高效化的生产概念被提出来。本文正是基于对流水线上对自动锁螺丝设备的需求，通过在企业的实际学习生产经验，深入的钻研了这套自动锁螺丝机。我在这套自动锁螺丝机设计过程中，参与了电气柜的布板，配线，设备的安装、产品整机调试等工作。在这一实际生产过程中，我不断地询问我在企业的导师，联系我在学校学习的理论知识，将其与实际生产不断地融合，我的实际应用能力不断得到提高。通过师傅的不断指导，我已经可以较为系统的 *好棒文|www.hbsrm.com +Q: *351916072*
对该设备有了认识，也为我的详细设计打下坚实的基础。
在本设计中，着重介绍的自动锁螺丝机的硬件部分、上位机监视部分、程序设计部分。本文首先设计分析了其中的构件部分设计，包括了锁螺丝模组、相机拍照模组、相机拍照模组、以及机架跟防护罩等几个部分。硬件部分涉及到了传感器等的选型，I/O表的介绍，PLC的介绍等。电气部分介绍了设备的一个工作流程，软件部分介绍了PLC的程序分析等。在系统搭建完成后，还需要进行调试工作的介绍以及问题分析等。
一、设备布局介绍
（一）设备总图
本文所介绍的自动锁螺丝机是依托于一些需要进行锁螺丝的产线而设计的一套单独工站，为了更好的适应不同的产线的需求，我们设备上扩展了以太网口作为预留接口与其他设备进行通信连接。自动锁螺丝机轴侧视图如下图11所示，产品由人工取放产品、设备自动扫条码、自动锁螺丝、人工向螺丝机投料，设备的容量大约一次性可以放入约1500颗螺丝。
图11 自动锁螺丝机轴侧视图
自动锁螺丝机的主视图及侧视图如下图12所示，从图中可以看到该套设备整体尺寸为长1400mm、宽1000mm、高1600mm。在这套设备上带有一块触摸屏显示，用作控制及监控，作为上位机在下文中会有详细的介绍。
图12 主视图和侧视图
细节尺寸
本自动锁螺丝机内部结构的轴测图，如下图13所示。纵向为供料的方向，横向为设备动作方向。设备是由双工位产品入料，当锁螺丝机构有一个出现故障另一组锁螺丝机构可直接运行锁完整个产品。双工位设计是为了减少停机风险，从而与提高效率。左工位在锁螺丝过程中右工位放入产品，相机移动至右工位拍照，提前载具进入等待。
图13内部轴测图
在设备的上部分为盖板所在的位置，下面为待加工产品所摆放的位置，如下图14所示为锁螺丝机内部各个构件之间的详细尺寸。
图14内部详细尺寸距离
（三）设备布局设计
自动锁螺丝机的设备布局图如下图15所示。在相关生产线上，产品由前端流线流入。目前是通过人工将产品摆放到设备内，等产品实际生产可以设计一款送料设备进行送料。产品在设备内自动完成锁螺丝动作后，人工将锁螺丝完成的产品取出流水线。为了满足企业的不同需求，可以在产线上安装多台设备，用于完成多种型号规格的螺丝锁紧任务。
图15 自动锁螺丝机布局图
二、自动锁螺丝机硬件结构
（一）锁螺丝机爆炸图
在本自动锁螺丝机的设计中，主要应用了视觉相机拍照识别功能，锁螺丝机械模组，以及搬运功能模组。本自动锁螺丝机的爆炸图如下图21所示，设备中的每一个模块都详细标出。当人工将需要进行锁螺丝的设备搬运至供料端之后，通过载具搬运模组将产品搬运至视觉相机处等待视觉相机拍照对比。完成孔位置的定位后，载具搬运模组将待加工产品搬运至自动锁螺丝模组，通过锁螺丝机模组进行自动锁螺丝。完成全部孔位的安装后，搬运模组加工完成的设备再次搬运至视觉相机处，等待相机进行检验是否合格，当产品待加工的孔位全部完成加工，载具搬运模组将产品搬运出自动锁螺丝机，等待人工进行下一次送料。
图21 自动锁螺丝机机模组分布图
外箱设计
在外箱的顶部装有一个红黄绿三色灯，作为运行指示灯。为了防止意外发生，在设备内装有安全光栅，一旦有异物进入或者设备内部故障移动，触碰到安全防护光栅，整套设备即可停止运行，从而有效的防止更大的意外发生。控制柜安装在设备后面，其与传感器等通过航空线连接。在外箱的正面安装有一块进行参数设定的平板，通过对参数的设定，可以对设备保压产品的尺寸进行修改，从而让该设备具有很好的弹性加工功能。设备机箱采用铝型材做机架，在型材中间为了保证能够很好的监视箱内动作，采用的是亚格力板作为隔离材料，这样在能够很好的防止外界环境对设备内部运行的干扰，也方便巡视人员能够很好的查看箱体内部的运行情况。一旦设备发生意外，也很容易及时发现设备存在故障的地点。由于设备是在公司内完成硬件安装的，为了方便运输，在外箱子的底部安装有四到八个万向轮，从而使得设备更易于短距离移动。在万向轮上有可调节胶片，可以使得设备在完成调试后，固定在某一区域，自行不发生移动，保障生产时的平台稳定。设备的外箱如下图22所示。
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