plc程控吸附式自动贴标签系统硬件设计(附件)
本课题以基于PLC的自动贴标签系统为研究对象，采用平面式机械吸附手和气缸推动方式设计系统方案，以步进电机和气泵带动机械动作，辅助以传感器来检测位置信号。论文围绕基于PLC的自动贴标签系统展开理论研究与硬件设计，具体工作如下：概述了本课题的研究背景和意义，介绍了自动贴标签系统的发展现状和发展趋势，安排了课题需要做的工作。对PLC的型号参数、所要选择的电机、控制方法的对比分析，突出了本课题设计方案的优越性。介绍了自动贴标签系统的设计思想和设计步骤，分析了系统的各部分结构，并阐述了自动贴标签系统实现的功能和原理。着重介绍了步进电机的结构和工作原理，光电编码计数器的功能，贴标签过程的实现，吸盘手的吸力参数的计算，对系统进行分部分设计，画出各部分控制电路图，并画出系统的组态画面，。再结合软件设计的同学，对搭建好的电路进行调试，找出了本方案中存在的不足。对本次课题的设计进行总结，展望将来改进的工作。关键词：自动贴标签，PLC，步进电机，气泵和光电编码计数器。目 录
1 绪论 1
1.1 课题研究背景和意义 1
1.2 研究现状和发展趋势 1
1.3 论文主要内容和工作安排 3
2 自动贴标签系统的总体设计方案 4
2.1基于PLC的自动贴标签系统介绍 4
2.2基于PLC的自动贴标签系统工作原理 5
2.3 基于PLC的自动贴标签系统各部分介绍 7
2.3.1 PLC控制技术简介 7
2.3.2 平面式机械吸附手 8
2.3.3 步进电机 9
2.3.4 光电编码器 9
2.3.5 光电传感器 10
2.3.6 气泵 11
2.3.7 气缸 12
2.3.8 标签盘 12
2.3.9 变频器 12
2.3.10 吸盘 13
2.3.11 标签打印机 13
3 基于PLC的自动贴标签系统组态仿真 13
3.1系统仿真 13
3.1.1 WINCC项目的建立 13
3.1.2 PLC与WinCC变量连接 14
3.1.3界面效果图 15
*好棒文|www.hbsrm.com +Q: %3^5`1^9`1^6^0`7^2#
盘 12
2.3.9 变频器 12
2.3.10 吸盘 13
2.3.11 标签打印机 13
3 基于PLC的自动贴标签系统组态仿真 13
3.1系统仿真 13
3.1.1 WINCC项目的建立 13
3.1.2 PLC与WinCC变量连接 14
3.1.3界面效果图 15
3.1.4 WinCC组态画面运行调试 15
4基于PLC的自动贴标签系统硬件设计 20
4.1控制部分 20
4.1.1可编程控制器的选择 20
4.1.2 时间继电器 21
4.1.3 热继电器 21
4.1.4接触器 22
4.2执行部分 24
4.2.1电机的选择 24
4.2.2标签打印机的PLC控制 26
4.2.3定位标签纸的实现 27
4.3基于PLC的自动贴标签系统具体参数计算 28
4.3.1气缸的尺寸 28
4.3.2吸盘的面积 28
5 系统软件和硬件联合调试 29
5.1基于PLC的自动贴标签系统软件部分介绍 29
5.2 基于PLC的自动贴标签系统的调试 30
总结与展望 34
致 谢 35
参考文献 错误！未定义书签。
1 绪论
1.1 课题研究背景和意义
随着人们生活质量不断提高，生活需求的不断增大。每天都会有很多的商品进入市场，用于满足现代人生活需求。然而是商品就一定会有标签，消费者一般不会买没有标签的商品，没有商标的商品消费者会认为这些产品都是不合格的。但是为商品贴标签却是一件费时费力的活，通过对市场的调查，发现现在市场内商品的标签大多数是以人工操作为主，因此为琳琅满目的商品贴标签的自动贴标签机有了很大的发展前景。如果有了自动贴标签的机器，那么不仅可以大大的提高效率，而且精度高又美观，还能为商品加分。还有人是特别讲究食品安全卫生的，用机器贴标签可以避免二次污染，大大保证了食品安全性。并且已经有部分厂家直接来到我院，商谈共同开发研究自动贴标签的系统。基于PLC控制的自动贴标签机以其优越的稳定性和高精度性而突出。[1~3]
基于PLC的自动贴标签系统由三部分组成，分别为PLC控制部分，机械手贴标部分和标签盘拖动部分。它是一种贴标平稳性好，适用范围特别广的贴标系统。该系统适用于医药、食品、建材、化妆品以及某些特殊行业，可以实现平面粘贴、往上往下粘贴、侧面粘贴等多种贴标要求。用户可以根据自己的需求自己进行配件的搭配，可以满足任意角度的贴标，同时也可以根据生产的产品的需求自行增减步骤，从而使生产的效率达到最高。众所周知商品的包装对商品销售的重要性来说可谓是起到举足轻重的作用，而为商品贴标就是商品包装环节里面非常重要的一个环节，贴标质量的好坏直接影响到包装的质量，影响消费者对你的产品的认可度，进而影响产品的销量。因此，提高贴标的质量很重要，要想贴标满足用户需求，设计者就需要以用户需求为根本，从方案的设计，产品的制造成本，设备的装配调试等多方面因素来考虑。[1, 2, 4, 5]
1.2 研究现状和发展趋势
改革开放以来，随着我国对外开放程度的不断扩大，很多外资企业进入国内，不仅带来了经济的发展，同时也带来了国外先进的生产技术，其中当然就包括我国的商品贴标技术。我国的贴标技术发展已经从过去的人工贴标签，慢慢的演变为机器贴标。虽然在生产效率上有了很大的提高，但是在21世纪新的社会背景下仍然满足不了人们的需求。贴标过程中产生的残次品率仍然很高，造成了很大的社会资源的浪费。现在市场上的用户主要需求的是精度高，可靠性好，效率又高的贴标系统。目前已经有部分公司研发了相关自动贴标签的技术，受到了很多商家的青睐，但其精度和可靠性还没有完全达到要求。因此社会需要一批有创新精神的公司团队去探索新的技术，只有思维创新才能突破传统的束缚，才能创造出符合消费者要求的产品。只要能够满足人们需求的贴标系统研制出来，其市场前景肯定特别广阔。向着全新的自动贴标技术发展必将成为该行业未来的航标。[1, 2, 6~8]
总体归纳我国目前贴标系统的发展现状主要为以下几点：
（1）产品技术含量不高
我国目前的贴标技术总体水平偏低。并且产品类型比较单一，控制器大部分选用是单片机，单片机本身的不稳定性决定了系统的可靠性不高。并且很多企业使用的都是差不多的贴标技术，创新的贴标工艺很少见。而国外大多已经采用远距离遥控技术等高科技技术。
（2）重复建设严重
我国目前的制造业整体水平不高的境况影响着我国的贴标包装技术，大部分的生产厂家仍然使用旧的生产技术，重复生产着一些技术含量低的设备产品。并且也没有企业主动地去寻求创新的工艺。长此以往，不利于整个贴标行业的技术进步发展。
（3）开发能力不足
我国的贴标技术发展还是从先学习国外的技术然后再加以一些国产化的改进
1 绪论 1
1.1 课题研究背景和意义 1
1.2 研究现状和发展趋势 1
1.3 论文主要内容和工作安排 3
2 自动贴标签系统的总体设计方案 4
2.1基于PLC的自动贴标签系统介绍 4
2.2基于PLC的自动贴标签系统工作原理 5
2.3 基于PLC的自动贴标签系统各部分介绍 7
2.3.1 PLC控制技术简介 7
2.3.2 平面式机械吸附手 8
2.3.3 步进电机 9
2.3.4 光电编码器 9
2.3.5 光电传感器 10
2.3.6 气泵 11
2.3.7 气缸 12
2.3.8 标签盘 12
2.3.9 变频器 12
2.3.10 吸盘 13
2.3.11 标签打印机 13
3 基于PLC的自动贴标签系统组态仿真 13
3.1系统仿真 13
3.1.1 WINCC项目的建立 13
3.1.2 PLC与WinCC变量连接 14
3.1.3界面效果图 15
*好棒文|www.hbsrm.com +Q: %3^5`1^9`1^6^0`7^2#
盘 12
2.3.9 变频器 12
2.3.10 吸盘 13
2.3.11 标签打印机 13
3 基于PLC的自动贴标签系统组态仿真 13
3.1系统仿真 13
3.1.1 WINCC项目的建立 13
3.1.2 PLC与WinCC变量连接 14
3.1.3界面效果图 15
3.1.4 WinCC组态画面运行调试 15
4基于PLC的自动贴标签系统硬件设计 20
4.1控制部分 20
4.1.1可编程控制器的选择 20
4.1.2 时间继电器 21
4.1.3 热继电器 21
4.1.4接触器 22
4.2执行部分 24
4.2.1电机的选择 24
4.2.2标签打印机的PLC控制 26
4.2.3定位标签纸的实现 27
4.3基于PLC的自动贴标签系统具体参数计算 28
4.3.1气缸的尺寸 28
4.3.2吸盘的面积 28
5 系统软件和硬件联合调试 29
5.1基于PLC的自动贴标签系统软件部分介绍 29
5.2 基于PLC的自动贴标签系统的调试 30
总结与展望 34
致 谢 35
参考文献 错误！未定义书签。
1 绪论
1.1 课题研究背景和意义
随着人们生活质量不断提高，生活需求的不断增大。每天都会有很多的商品进入市场，用于满足现代人生活需求。然而是商品就一定会有标签，消费者一般不会买没有标签的商品，没有商标的商品消费者会认为这些产品都是不合格的。但是为商品贴标签却是一件费时费力的活，通过对市场的调查，发现现在市场内商品的标签大多数是以人工操作为主，因此为琳琅满目的商品贴标签的自动贴标签机有了很大的发展前景。如果有了自动贴标签的机器，那么不仅可以大大的提高效率，而且精度高又美观，还能为商品加分。还有人是特别讲究食品安全卫生的，用机器贴标签可以避免二次污染，大大保证了食品安全性。并且已经有部分厂家直接来到我院，商谈共同开发研究自动贴标签的系统。基于PLC控制的自动贴标签机以其优越的稳定性和高精度性而突出。[1~3]
基于PLC的自动贴标签系统由三部分组成，分别为PLC控制部分，机械手贴标部分和标签盘拖动部分。它是一种贴标平稳性好，适用范围特别广的贴标系统。该系统适用于医药、食品、建材、化妆品以及某些特殊行业，可以实现平面粘贴、往上往下粘贴、侧面粘贴等多种贴标要求。用户可以根据自己的需求自己进行配件的搭配，可以满足任意角度的贴标，同时也可以根据生产的产品的需求自行增减步骤，从而使生产的效率达到最高。众所周知商品的包装对商品销售的重要性来说可谓是起到举足轻重的作用，而为商品贴标就是商品包装环节里面非常重要的一个环节，贴标质量的好坏直接影响到包装的质量，影响消费者对你的产品的认可度，进而影响产品的销量。因此，提高贴标的质量很重要，要想贴标满足用户需求，设计者就需要以用户需求为根本，从方案的设计，产品的制造成本，设备的装配调试等多方面因素来考虑。[1, 2, 4, 5]
1.2 研究现状和发展趋势
改革开放以来，随着我国对外开放程度的不断扩大，很多外资企业进入国内，不仅带来了经济的发展，同时也带来了国外先进的生产技术，其中当然就包括我国的商品贴标技术。我国的贴标技术发展已经从过去的人工贴标签，慢慢的演变为机器贴标。虽然在生产效率上有了很大的提高，但是在21世纪新的社会背景下仍然满足不了人们的需求。贴标过程中产生的残次品率仍然很高，造成了很大的社会资源的浪费。现在市场上的用户主要需求的是精度高，可靠性好，效率又高的贴标系统。目前已经有部分公司研发了相关自动贴标签的技术，受到了很多商家的青睐，但其精度和可靠性还没有完全达到要求。因此社会需要一批有创新精神的公司团队去探索新的技术，只有思维创新才能突破传统的束缚，才能创造出符合消费者要求的产品。只要能够满足人们需求的贴标系统研制出来，其市场前景肯定特别广阔。向着全新的自动贴标技术发展必将成为该行业未来的航标。[1, 2, 6~8]
总体归纳我国目前贴标系统的发展现状主要为以下几点：
（1）产品技术含量不高
我国目前的贴标技术总体水平偏低。并且产品类型比较单一，控制器大部分选用是单片机，单片机本身的不稳定性决定了系统的可靠性不高。并且很多企业使用的都是差不多的贴标技术，创新的贴标工艺很少见。而国外大多已经采用远距离遥控技术等高科技技术。
（2）重复建设严重
我国目前的制造业整体水平不高的境况影响着我国的贴标包装技术，大部分的生产厂家仍然使用旧的生产技术，重复生产着一些技术含量低的设备产品。并且也没有企业主动地去寻求创新的工艺。长此以往，不利于整个贴标行业的技术进步发展。
（3）开发能力不足
我国的贴标技术发展还是从先学习国外的技术然后再加以一些国产化的改进
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