目录 1绪论1 1．1引言2 1．2背景及原理介绍3 1．3检测系统的组成5 1．4系统开发的必要性9 1．5的主要工作和意义10 2顶杆自动识别系统的总体设计11 2．1顶杆自动识别系统的设计要求11 2．2顶杆自动识别系统的总体设计11 3机械部分的设计16 3．1气缸部分16 3.1.1气缸和阀的选型16 3.1.2气缸的力学计算及校核16 3.1.3气缸的图形及说明18 3.1.4系统的气动回路19 3．2导轨部分20 3.2.1滚珠丝杠副的选型20 3.2.2滚珠丝杠副的力学计算20 3.2.3滚珠丝杠的图形及说明22 3．3本章小结23 4电气部分的设计24 4．1系统的配电图及说明24 4．2传感器的选择，安装及数据处理24 4．3 PLC的组成及编程27 4．4 S7-400编程方式29 4．5本章小结31 结论32 致谢34 参考文献35 附录36 附录1 36 附录2 43 1．3检测系统的组成 顶杆检测系统的结构简图，如图14所示，系统包括检测头、检测头对齐挡板、支撑板、升降气缸、机身、对齐气缸、顶杆对齐板、顶杆编码部分、顶杆到位检测传感器、顶杆等10个部分。整个系统的工作流程可以分为5个步骤： （1）传感器检测顶杆是否到位。 （2）对齐气缸推出。顶杆到位后，气缸先把顶杆推到检测的位置。气缸装有前位传感器，PLC输出电磁阀控制信号后延时2s后若还没检测到前位传感器信号，说明气压系统存在故障，PLC输出相应的报警信号并在上位机上显示报警信息，系统会根据实时情况做出相应处理。 （3）气缸下降，对齐气缸后退。气缸向前推到位后（前位传感器触发），升降气缸下降，同时气缸后退。因为顶杆的直径变换范围很大（ 32mm～ 256mm），所以相应的气缸升降距离也不一样，所以无法安装气缸下位传感器，只有程序上通过延时来设定。气缸后退的控制跟前进过程的控制一样，采用后位传感器来检测是否到位。 下图可以直观的看出系统是怎样工作的，该图的视角为正对横梁前端，由图可知气缸和滚珠丝杠副并没有安装于同一平面内，所以设计安装时该考虑到两平面之间的平行度问题，由于检测头下方的传感器是6×6方形阵列，所以钢管的放置方向对检测没有任何影响。气缸还安装了附件（前法兰），这样气缸缓冲装置可以得到定位，检测头上方的平板通过Y型销杆连接器和气缸连接在一起，此外系统还在连接板上安装了一对可调节撑脚（实际上就是一对可调螺栓螺母）这样可以保护检测头不受损。当电源接通后，PLC发出指令通过控制电磁阀来控制两个气缸的运行，当水平和竖直方向上的位置都满足检测要求后，系统开始正常工作。 图14为系统的工作图，对齐气缸安装位置和V架同一高度，它通过连接在活塞杆上的推板推动钢管以达到对齐的作用，机架立柱旁边是控制柜，系统中所用到的电，气，液总导管均从这里引出。由于视角的原因，调节竖直方向上距离的手柄在图14中看不到，图13为整个系统机架的俯视图，该图可以清楚的看出手柄的安装位置。