一、控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)

機(jī)械系統(tǒng)部分的設(shè)計(jì)，只是設(shè)計(jì)了全自動(dòng)化磁環(huán)繞線機(jī)系統(tǒng)的機(jī)構(gòu)部分，完整的全自動(dòng)繞線機(jī)系統(tǒng)還包括電氣控制部分。我們?cè)O(shè)計(jì)的全自動(dòng)繞線機(jī)的自動(dòng)化控制系統(tǒng)中，電氣控制的主要作用是實(shí)現(xiàn)整個(gè)系統(tǒng)的運(yùn)動(dòng)規(guī)劃，包括：執(zhí)行元件的運(yùn)動(dòng)控制，檢測(cè)傳感器的信息處理和現(xiàn)場(chǎng)人員的人機(jī)交互等。主要分為以下的幾個(gè)單元來(lái)完成：

PLC控制單元、人機(jī)界面單元、傳感檢測(cè)單元、執(zhí)行單元和報(bào)警裝置單元等。

二、全自動(dòng)繞線機(jī)系統(tǒng)流程圖

PLC流程圖又稱為順序功能圖。所謂順序控制,就是按照生產(chǎn)工藝預(yù)先規(guī)定的順序,在各個(gè)輸入信號(hào)的作用下,根據(jù)內(nèi)部狀態(tài)和時(shí)間的順序,在生產(chǎn)過(guò)程中對(duì)各個(gè)執(zhí)行機(jī)構(gòu)自動(dòng)地有秩序地進(jìn)行操作，便于調(diào)試。

我們?cè)O(shè)計(jì)的全自動(dòng)繞線機(jī)系統(tǒng)電氣控制部分相對(duì)比較復(fù)雜，整個(gè)系統(tǒng)控制由公司經(jīng)驗(yàn)豐富的電氣工程師負(fù)責(zé)。為便于PLC程序的順利編制，我們給出了全自動(dòng)繞線機(jī)整體運(yùn)動(dòng)的系統(tǒng)流程圖，流程圖相對(duì)較長(zhǎng)。

三、全自動(dòng)繞線機(jī)氣動(dòng)系統(tǒng)設(shè)計(jì)

1、氣動(dòng)系統(tǒng)構(gòu)成

典型的氣動(dòng)傳動(dòng)系統(tǒng)由氣壓發(fā)生裝置、執(zhí)行元件、控制元件和輔助元件四個(gè)部分組成。

1）氣源

氣源是氣壓傳動(dòng)系統(tǒng)的動(dòng)力源，是由空氣壓縮機(jī)產(chǎn)生的壓縮空氣。為保證氣動(dòng)系統(tǒng)的正常工作，必須對(duì)壓縮空氣進(jìn)行降溫、凈化、減壓、穩(wěn)壓以及提供油霧等一系列處理，因此必須設(shè)置壓縮空氣凈化裝置，包括冷卻器、油水分離器和儲(chǔ)氣罐等。

2）執(zhí)行元件

執(zhí)行元件是以壓縮空氣為工作介質(zhì)，并將壓縮空氣的壓力能轉(zhuǎn)變?yōu)闄C(jī)械能的能量轉(zhuǎn)換裝置，執(zhí)行元件包括：做直線往復(fù)運(yùn)動(dòng)的氣缸，做連續(xù)回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)的氣馬達(dá)和做不連續(xù)回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)的旋轉(zhuǎn)氣缸等。我們所涉及到的執(zhí)行元件為直線往復(fù)運(yùn)動(dòng)的氣缸和回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)的旋轉(zhuǎn)氣缸以及氣爪。

3）控制元件

控制元件又稱操縱、運(yùn)算、檢測(cè)元件，是用來(lái)控制壓縮空氣的壓力、流量和流動(dòng)方向等，以便使執(zhí)行機(jī)構(gòu)完成預(yù)定的運(yùn)動(dòng)規(guī)律?？刂圃ǎ焊鞣N壓力閥、方向閥、流量閥、邏輯元件、射流元件、行程閥、轉(zhuǎn)化器和傳感器等。我們中用到的控制元件有方向閥和傳感器。

4）輔助元件

輔助元件是使壓縮空氣凈化、潤(rùn)滑、消聲以及元件間連接所需要的一些裝置。輔助元件包括：分水濾氣器，油霧氣、消聲器以及各種管路附件等。
2、全自動(dòng)繞線機(jī)系統(tǒng)電磁換向閥選擇

換向閥是氣動(dòng)控制中很重要的一類閥，用于改變氣流方向和控制管道中氣流的通斷，從而控制執(zhí)行元件的運(yùn)動(dòng)方向。電磁換向閥是利用電磁力來(lái)完成閥芯移動(dòng)從而實(shí)現(xiàn)換向功能。由于電磁閥是電氣操作，易與PLC等控制設(shè)備配合，因而得到廣泛應(yīng)用。

根據(jù)全自動(dòng)繞線機(jī)系統(tǒng)的要求，選用的電磁閥有兩類，三位五通電磁閥，另一類為二位五通電磁閥。選型中，三位五通電磁閥選用使用日本SMC公司生產(chǎn)的SY5340系列電磁閥，二位五通電磁閥型號(hào)是SY5140系列電磁閥。

換向閥的特點(diǎn)：

1）低功耗：0.5W；

2)小型、大流量；

3)高速響應(yīng)：15毫秒以下；

4)可以多位集裝；

5）最高動(dòng)作頻率：10次/秒。

當(dāng)換向閥一端通電時(shí)，此端產(chǎn)生的電磁力推動(dòng)先導(dǎo)閥打開，使氣源接通，從而推動(dòng)主閥移動(dòng)，完成指定工作。閥體上均有手動(dòng)開關(guān)，用于斷電情況下以機(jī)械方式移動(dòng)閥芯。

3、全自動(dòng)繞線機(jī)氣動(dòng)回路設(shè)計(jì)

全自動(dòng)繞線機(jī)包含27個(gè)各類氣缸，因此氣動(dòng)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)是全自動(dòng)繞線機(jī)整體系統(tǒng)設(shè)計(jì)中重要的一環(huán)。