铅笔高速打印控制系统设计【字数：18947】
木制铅笔是从不退出历史舞台的文具，木制铅笔在制造中，为了提高效率完成生产过程和标注厂家商标和文字，需要利用加热装置将色带打印文字和商标到木制铅笔的侧面。本毕业设计的铅笔高速打印机的目的就是用来高速完成此任务的自动化专用设备。此设计需要电气元器件的选型，列出电气元器件清单列表，画出电气控制原理图，程序顺控流程图，PLC程序和触摸屏程序的设计，最后整合成毕业设计论文。采用触摸屏显示运转情况和设定参数，实现人机交互功能。使得设备相关人员在生产时提高生产效率。该铅笔高速打印控制系统，需要执行主要的动作有（1）笔斗转动 （2）三相异步电机启动打印装置通过机械机构往复运动 （3）伺服电机获取往复运动的上升沿信号伺服电机等分转动 （4）伺服电机转动完毕，等待打印（5）获取到下降沿伺服电机接收到完成打印的信号（6）再次获取往复运动的上升沿，开始循环打印，直到打印结束。
目 录
1 引言 1
1.1 铅笔打印机的应用与发展 1
1.2 改善批量铅笔打印机的目的和意义 2
2 电气控制系统的设计要求及方案 4
2.1 电气控制方案的对比与选择 4
2.1.1 PLC与继电器控制系统的比较 4
2.1.2 PLC与继电器控制的优缺点 4
2.2 电气控制系统的设计方案 5
2.2.1 确定机电控制系统 5
2.2.2 机电控制系统设计方案示意图 5
2.3 电气控制系统的设计 6
2.3.1 控制对象与要求 6
2.3.2 PLC原理图 9
2.3.3 PLC端口与软原件说明 10
2.3.4 电气元器件说明 11
2.3.4 电气元器件布局图 12
3 控制系统的选型分析 14
3.1 PLC控制系统设计的基本原则 14
3.2 PLC的选型 14
3.2.1 概述 14
3.2.2 PLC输出类型选择 15
3.3 伺服电机及驱动器 18
3.3.1 伺服系统 18
3.3.2 选择伺服电机的型号 18
3. *好棒文|www.hbsrm.com +Q: ￥351916072$
3.3 选择伺服驱动器的型号 21
3.4 三相异步电机和变频器的选用 22
3.5 温控仪的选用 24
3.5.1 温控仪的说明 24
3.5.2 温控仪的特点 24
3.5.3 温控仪的使用 25
3.6 计数器的选用 26
3.7 传感器的选用 27
3.7.1 光电传感器的选用 27
3.7.2 热电偶的选用 28
3.8 微型调速电机的选用 28
4 控制系统的程序设计 30
4.1 控制系统PLC软件的介绍 30
4.2 控制系统PLC程序的流程图 30
4.3 PLC程序主要动作说明 31
4.3.1 回零操作S1 31
4.3.2 伺服电机等分转动S20 34
4.3.3 伺服电机等待打印S30 35
4.3.4 伺服电机完成打印S40 35
4.4 PLC程序调试过程 36
4.4.1 添加急停按钮程序 36
4.4.2 报警功能的添加 36
4.4.3 回零完毕标志 37
4.5 触摸屏编程 37
4.5.1 软件介绍 37
4.5.2 触摸屏选型 38
4.5.3 Touchwin界面介绍 38
4.5.4采用触摸屏遇到的一系列问题 42
4.5.5触摸屏操作 44
小结 47
参考文献 48
致谢 49
附录 50
附录一 部分PLC梯形图程序 50
附录二 触摸屏设计界面 53
1 引言
1.1 铅笔打印机的应用与发展
木制铅笔是从不退出历史舞台的文具，木制铅笔在制造中，为了提高效率完成生产过程和标注厂家商标和文字，需要利用加热装置将色带打印文字和商标到木制铅笔的侧面。本毕业设计的铅笔高速打印机的目的就是用来高速完成此任务的自动化专用设备。目前，在中国，整个铅笔制造行业已经形成了比较完善的制造体系，出现了不少著名品牌，比如马可，马利等。整个铅笔制造行业发展环境较为良好，艺术市场潜力巨大，已经建立健全的相关工艺过程体系铅笔制造业的发展需要规模，需要先进的生产设备来提高行业制笔的生产能力,铅笔打印机占据其中一重要环节。我国的制笔机械和控制技术由于受到技术力量的限制，产品结构的创新跟不上世界的潮流，购买引进与改造就成为一种捷径。BJQ407型铅笔打印采用老式的机械传动系统，这就限制了铅笔打印的速度和精度温度，从而使得系统稳定性得不到保证，生产节拍为一分钟100支，效率不够高，而且采用三相异步电机未采用传感器检测，从而无法精确调速。由于设备年代久远，未采用触摸屏的人际交互，工人不能够直观的看见铅笔的制造数量以及设备故障的代码，采用相应的处理方式解决故障。因此，对于铅笔的打印机控制系统方面着手进行一些智能控制方面的改造。以适应现代生产制造的设计标准，更快更好的在铅笔表面打印出图案，用我们的技术让中国的铅笔制造业在世界的舞台上能够有着一定的话语权。中国铅笔业在20世纪80年代后期出现， 此前铅笔产品设备依靠进口产品，铅笔制造商更多的是经销商。随着中国铅笔公司设计和制造的进步，一些具有强大设计和制造能力的公司逐渐出现。中国文具产业在发展，转型和持续改善的当中演绎出“小产品和大市场”的特征。这种特点适用于本次地铅笔制造业。《中国文具行业竞争态势分析》是中国制笔协会在2015年收集的数据，其中国内的文具行业销售规模约1500亿，而国际文具市场更是高达2500亿。从文具制造业数据可知，我国文具行业收入这些年一直处在10%左右速度的上升，2012到2014年上升速率均保持19%左右，只有在2015前十个月略有减少。由此可见，铅笔制造市场亦是如此，大相径庭。
目 录
1 引言 1
1.1 铅笔打印机的应用与发展 1
1.2 改善批量铅笔打印机的目的和意义 2
2 电气控制系统的设计要求及方案 4
2.1 电气控制方案的对比与选择 4
2.1.1 PLC与继电器控制系统的比较 4
2.1.2 PLC与继电器控制的优缺点 4
2.2 电气控制系统的设计方案 5
2.2.1 确定机电控制系统 5
2.2.2 机电控制系统设计方案示意图 5
2.3 电气控制系统的设计 6
2.3.1 控制对象与要求 6
2.3.2 PLC原理图 9
2.3.3 PLC端口与软原件说明 10
2.3.4 电气元器件说明 11
2.3.4 电气元器件布局图 12
3 控制系统的选型分析 14
3.1 PLC控制系统设计的基本原则 14
3.2 PLC的选型 14
3.2.1 概述 14
3.2.2 PLC输出类型选择 15
3.3 伺服电机及驱动器 18
3.3.1 伺服系统 18
3.3.2 选择伺服电机的型号 18
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3.3 选择伺服驱动器的型号 21
3.4 三相异步电机和变频器的选用 22
3.5 温控仪的选用 24
3.5.1 温控仪的说明 24
3.5.2 温控仪的特点 24
3.5.3 温控仪的使用 25
3.6 计数器的选用 26
3.7 传感器的选用 27
3.7.1 光电传感器的选用 27
3.7.2 热电偶的选用 28
3.8 微型调速电机的选用 28
4 控制系统的程序设计 30
4.1 控制系统PLC软件的介绍 30
4.2 控制系统PLC程序的流程图 30
4.3 PLC程序主要动作说明 31
4.3.1 回零操作S1 31
4.3.2 伺服电机等分转动S20 34
4.3.3 伺服电机等待打印S30 35
4.3.4 伺服电机完成打印S40 35
4.4 PLC程序调试过程 36
4.4.1 添加急停按钮程序 36
4.4.2 报警功能的添加 36
4.4.3 回零完毕标志 37
4.5 触摸屏编程 37
4.5.1 软件介绍 37
4.5.2 触摸屏选型 38
4.5.3 Touchwin界面介绍 38
4.5.4采用触摸屏遇到的一系列问题 42
4.5.5触摸屏操作 44
小结 47
参考文献 48
致谢 49
附录 50
附录一 部分PLC梯形图程序 50
附录二 触摸屏设计界面 53
1 引言
1.1 铅笔打印机的应用与发展
木制铅笔是从不退出历史舞台的文具，木制铅笔在制造中，为了提高效率完成生产过程和标注厂家商标和文字，需要利用加热装置将色带打印文字和商标到木制铅笔的侧面。本毕业设计的铅笔高速打印机的目的就是用来高速完成此任务的自动化专用设备。目前，在中国，整个铅笔制造行业已经形成了比较完善的制造体系，出现了不少著名品牌，比如马可，马利等。整个铅笔制造行业发展环境较为良好，艺术市场潜力巨大，已经建立健全的相关工艺过程体系铅笔制造业的发展需要规模，需要先进的生产设备来提高行业制笔的生产能力,铅笔打印机占据其中一重要环节。我国的制笔机械和控制技术由于受到技术力量的限制，产品结构的创新跟不上世界的潮流，购买引进与改造就成为一种捷径。BJQ407型铅笔打印采用老式的机械传动系统，这就限制了铅笔打印的速度和精度温度，从而使得系统稳定性得不到保证，生产节拍为一分钟100支，效率不够高，而且采用三相异步电机未采用传感器检测，从而无法精确调速。由于设备年代久远，未采用触摸屏的人际交互，工人不能够直观的看见铅笔的制造数量以及设备故障的代码，采用相应的处理方式解决故障。因此，对于铅笔的打印机控制系统方面着手进行一些智能控制方面的改造。以适应现代生产制造的设计标准，更快更好的在铅笔表面打印出图案，用我们的技术让中国的铅笔制造业在世界的舞台上能够有着一定的话语权。中国铅笔业在20世纪80年代后期出现， 此前铅笔产品设备依靠进口产品，铅笔制造商更多的是经销商。随着中国铅笔公司设计和制造的进步，一些具有强大设计和制造能力的公司逐渐出现。中国文具产业在发展，转型和持续改善的当中演绎出“小产品和大市场”的特征。这种特点适用于本次地铅笔制造业。《中国文具行业竞争态势分析》是中国制笔协会在2015年收集的数据，其中国内的文具行业销售规模约1500亿，而国际文具市场更是高达2500亿。从文具制造业数据可知，我国文具行业收入这些年一直处在10%左右速度的上升，2012到2014年上升速率均保持19%左右，只有在2015前十个月略有减少。由此可见，铅笔制造市场亦是如此，大相径庭。
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