三孔承壓螺母自動(dòng)上下料裝置設(shè)計(jì)【畢業(yè)論文+CAD圖紙全套】 (2)

購(gòu)買文檔送 子版圖紙， Q 11970985 或 401339828 1 寧學(xué) 畢業(yè) 設(shè)計(jì) (論文 ) 三孔承壓螺母自動(dòng)上下料裝置設(shè)計(jì) 分 院： 專 業(yè)： 班 級(jí)： 姓 名： 學(xué) 號(hào)： 指導(dǎo)教師： 年 月 購(gòu)買文檔送 子版圖紙， Q 11970985 或 401339828 2 摘 要 本文介紹的 三孔承壓螺母自動(dòng)上下料裝置設(shè)計(jì) 由 氣缸推動(dòng)機(jī)構(gòu) 送料 、精確定位，微動(dòng)開(kāi)關(guān)將位置信號(hào)傳給 置信號(hào)由接近開(kāi)關(guān)反饋給 過(guò) 氣缸 控制工件的行程 ，從而實(shí)現(xiàn) 上下料裝置 精確運(yùn)動(dòng)的功能。本課題擬開(kāi)發(fā)的 上下料裝置 可在空動(dòng)作靈活多樣，可代替人工在高溫和危險(xiǎn)的作業(yè)區(qū)進(jìn)行作業(yè)，并可根據(jù)工件的變化及運(yùn)動(dòng)流程的要求隨時(shí)更改相關(guān)參數(shù)。 本文在縱觀了近年來(lái) 自動(dòng)上下料裝置 發(fā)展?fàn)顩r的基礎(chǔ)上，結(jié)合 自動(dòng)上下料裝置 方面的設(shè)計(jì)，對(duì)機(jī) 自動(dòng)上下料裝置 技術(shù)進(jìn)行了系統(tǒng)的分析，提出了用驅(qū)動(dòng)和 制的設(shè)計(jì)方案。采用整體化的設(shè)計(jì)思想，充分考慮了軟、硬件各自的特點(diǎn)并進(jìn)行互補(bǔ)優(yōu)化。 對(duì)自動(dòng)上下料裝置 的整體結(jié)構(gòu)、執(zhí)行結(jié)構(gòu)、驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)和控制系統(tǒng)進(jìn)行了分析和設(shè)計(jì)。 通過(guò)以上部分的工作，得出了經(jīng)濟(jì)型、實(shí)用型、高可靠型 自動(dòng)上下料裝置 的設(shè)計(jì)方案，對(duì)其他經(jīng)濟(jì)型 制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)也有一定的借鑒價(jià)值。 關(guān)鍵詞 : 自動(dòng)上下料裝置 ， 交流電機(jī) ,可編程控制器（ 自動(dòng)化控制 。 購(gòu)買文檔送 子版圖紙， Q 11970985 或 401339828 3 by to LC of a so as to to be by in in at to on in of LC of of On of of of of AC AC 買文檔送 子版圖紙， Q 11970985 或 401339828 4 目 錄 摘 要 . 2 . 3 目 錄 . 4 第一章 緒論 . 6 研究的目的及意義 . 9 自動(dòng)上下料裝置在國(guó)內(nèi)外現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢(shì) . 9 主要研究的內(nèi)容 . 10 解決的關(guān)鍵問(wèn)題 . 10 第二章 總體方案設(shè)計(jì) . 11 自動(dòng)上下料裝置工程概述 . 11 業(yè)自動(dòng)上下料裝置總體設(shè)計(jì)方案論述 . 12 自動(dòng)上下料裝置機(jī)械傳動(dòng)原理 . 13 動(dòng)上下料裝置總體方案設(shè)計(jì) . 13 章小結(jié) . 15 第 3章 三孔承壓螺母自動(dòng)上下料裝置結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) . 16 . 16 作原理介紹 . 17 . 17 序原理 . 17 . 18 . 18 動(dòng)氣缸的軌道及輸料槽設(shè)計(jì) . 19 . 20 第 4章 送料氣缸選型 . 21 . 21 缸的確定 . 21 缸缸徑的計(jì)算 . 21 購(gòu)買文檔送 子版圖紙， Q 11970985 或 401339828 5 的確定 . 22 體長(zhǎng)度的確定 . 22 . 22 塞桿強(qiáng)度和氣缸穩(wěn)定性計(jì)算 . 23 . 25 筒的加工要求 . 27 . 27 缸筒端部）法蘭連接螺栓的強(qiáng)度計(jì)算 . 28 . 30 . 32 料氣缸型號(hào)確定 . 33 向裝置 . 33 衡裝置 . 34 第五章 . 36 控制系統(tǒng)的組成結(jié)構(gòu) . 36 控制系統(tǒng)的性能要求 . 36 傳感器的選擇 . 37 位置檢測(cè)裝置 . 37 傳感器 . 37 動(dòng)系統(tǒng)的分析與選擇 . 38 動(dòng)上下料裝置驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的控制設(shè)計(jì) . 39 件選取及工作原理 . 39 氣源裝置 . 40 缸輸出直線往復(fù)式 . 40 控制系統(tǒng) 選型及控制原理 . 40 . 40 . 42 制原理圖的介紹說(shuō)明 . 42 總結(jié)與展望 . 44 購(gòu)買文檔送 子版圖紙， Q 11970985 或 401339828 6 參考文獻(xiàn) . 45 致謝 . 47 購(gòu)買文檔送 子版圖紙， Q 11970985 或 401339828 7 購(gòu)買文檔送 子版圖紙， Q 11970985 或 401339828 8 購(gòu)買文檔送 子版圖紙， Q 11970985 或 401339828 9 第一章 緒論 研究的目的及意義 自動(dòng)上下料裝置 作為前沿的產(chǎn)品應(yīng)自動(dòng)化設(shè)備更新時(shí)的需要，可以大量代替單調(diào)往復(fù)或高精度需求的工作， 在先進(jìn)制造領(lǐng)域中扮演著極其重要的角色?？梢园徇\(yùn)貨物、分揀物品、代替 人的繁重勞動(dòng)。能在 高溫、腐蝕及有毒氣體等環(huán)境下 操作以保護(hù)人身安全，可以實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)的機(jī)械化和自動(dòng)化可以廣泛應(yīng)用于機(jī)械制造、冶金、電子、輕工業(yè)和原子能等部門(mén)。 工業(yè) 自動(dòng)上下料裝置 是近代自動(dòng)控制領(lǐng)域中出現(xiàn)的一項(xiàng)新的技術(shù)，是現(xiàn)代控制理論與工業(yè)生產(chǎn)自動(dòng)化實(shí)踐相結(jié)合的產(chǎn)物，并以成為現(xiàn)代機(jī)械制造生產(chǎn)系統(tǒng)中的一個(gè)重要組成部分。工業(yè) 自動(dòng)上下料裝置 是提 高生產(chǎn)過(guò)程自動(dòng)化、改善勞動(dòng)條件、提高產(chǎn)品質(zhì)量和生產(chǎn)效率的有效手段之一。尤其在高溫、高壓、粉塵、噪聲以及帶有放射性和污染的場(chǎng)合，應(yīng)用得更為廣泛。在我國(guó)，近幾年來(lái)也有較快的發(fā)展，并取得一定的效果，受到機(jī)械工業(yè)和鐵路工業(yè)部門(mén)的重視。 本課題試圖開(kāi)發(fā) 動(dòng)上下料裝置 的控制，并借助必要的精密傳感器，使其能夠?qū)Σ煌伾奈锪习搭A(yù)先設(shè)定的程序進(jìn)行分揀，動(dòng)作靈活多樣，適用于可變換生產(chǎn)品種的中小批量自動(dòng)化生產(chǎn)，廣泛應(yīng)用于柔性生產(chǎn)線。采用 一種預(yù)先設(shè)定的程序進(jìn)行的自動(dòng)化裝置，可部分代替人工在高溫和危險(xiǎn)的作業(yè)區(qū) 進(jìn)行單調(diào)持久的作業(yè)，并且在產(chǎn)品變化或臨時(shí)需要對(duì) 自動(dòng)上下料裝置 進(jìn)行新的分配任務(wù)時(shí)，可以允許方便的改動(dòng)或重新設(shè)計(jì)其新部件，而對(duì)于位置改變時(shí)，只要重新編程，并能很快地投產(chǎn)，降低安裝和轉(zhuǎn)換工作的費(fèi)用。 主要包括執(zhí)行系統(tǒng)、驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)和控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)。 自動(dòng)上下料裝置 在國(guó)內(nèi)外現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢(shì) 目前，國(guó)際上的 自動(dòng)上下料裝置 公司主要分為日系和歐系。日系中主要有安川、 下、 二越、川崎等公司的產(chǎn)品。歐系中主要有德國(guó)的 典的 大利的 及奧地利的工 自動(dòng)上下料裝置 延伸和擴(kuò)大了人的手足和大腦功能，它可替代人從事危險(xiǎn)、有害、有毒、低溫和高熱等惡劣環(huán)境中的工作；代替人完成繁重、單調(diào)重復(fù)勞動(dòng)，提高勞動(dòng)生產(chǎn)率，保證產(chǎn)品質(zhì)量。 自動(dòng)上下料裝置 最早應(yīng)用在汽車制造工業(yè)，常用于焊接、噴漆、上下料和搬運(yùn)。目前主要應(yīng)用于制造業(yè)中，特別是電器制造、汽車制造、塑料加工、通購(gòu)買文檔送 子版圖紙， Q 11970985 或 401339828 10 用機(jī)械制造及金屬加工等工業(yè)。工業(yè) 自動(dòng)上下料裝置 與數(shù)控加工中心，自動(dòng)搬運(yùn)小車與自動(dòng)檢測(cè)系統(tǒng)可組成柔性制造系統(tǒng) (計(jì)算機(jī)集成制造系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)自動(dòng)化。隨著生產(chǎn)的發(fā)展，功能和性能的不斷改善和提高， 自動(dòng)上下料裝置 的應(yīng)用領(lǐng)域日益擴(kuò)大。 主要研究的內(nèi)容 隨著 自動(dòng)上下料裝置 技術(shù)的飛速發(fā)展和 自動(dòng)上下料裝置 應(yīng)用領(lǐng)域的不斷深化，不僅要求其控制可靠性強(qiáng)、使用靈活性高和操作靈活性好，還要其成本低、可開(kāi)發(fā)經(jīng)濟(jì)性強(qiáng)。本論文主要研究 自動(dòng)上下料裝置 以下幾個(gè)方面的內(nèi)容： 要求獨(dú)立完成工業(yè) 自動(dòng)上下料裝置 制系統(tǒng)設(shè)計(jì)。 位置可用不接觸式或接觸式行程開(kāi)關(guān)， 自動(dòng)上下料裝置 與夾緊都用氣缸傳力，氣閥可以選中間位停止的，雖然較貴， 裝有擋板使定位精確。 解決的關(guān)鍵問(wèn)題 1 自動(dòng)上下料裝置的控制系統(tǒng) 2 元件的匹配 規(guī)則和知識(shí)的獲取及其表達(dá)形式。 3 傳感器的類型選擇。 購(gòu)買文檔送 子版圖紙， Q 11970985 或 401339828 11 第 二 章 總體方案設(shè)計(jì) 自動(dòng)上下料裝置 工程概述 自動(dòng)上下料裝置 工程是一門(mén)跨學(xué)科的綜合性技術(shù)，它涉及到力學(xué)、機(jī)構(gòu)學(xué)、機(jī)械設(shè)計(jì)、氣動(dòng)液壓技術(shù)、傳感技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)和自動(dòng)控制技術(shù)等學(xué)科領(lǐng)域。人們將已有學(xué)科分支中的知識(shí)有效地組合起來(lái)用以解決綜合性的工程問(wèn)題的技術(shù)稱之為 “ 系統(tǒng)工程學(xué) ” 。以 自動(dòng)上下料裝置 設(shè)計(jì)為例，系統(tǒng)工程學(xué)認(rèn)為，應(yīng)當(dāng)將其作為一個(gè)系統(tǒng)來(lái)研究、開(kāi)發(fā)和運(yùn)用，從 自動(dòng)上下料裝置 的整體出發(fā)來(lái)研究其系統(tǒng)內(nèi)部各組成部分之間的有機(jī)聯(lián)系 和系統(tǒng)外部環(huán)境的相互關(guān)系的一種綜合性的設(shè)計(jì)方法。 從系統(tǒng)功能的觀點(diǎn)來(lái)看，將一部復(fù)雜的機(jī)器看成是一個(gè)系統(tǒng)，它由若干個(gè)子系統(tǒng)按一定規(guī)律有機(jī)地聯(lián)系在一起，是一個(gè)不可分的整體。如果將系統(tǒng)拆開(kāi)、則將失去作為一個(gè)整體的特定功能。因此，在設(shè)計(jì)一部較復(fù)雜的機(jī)器時(shí)，從機(jī)器系統(tǒng)的概念出發(fā)，這個(gè)系統(tǒng)應(yīng)具有如下特性： （ 1） 整體性 由若干個(gè)不同性能的子系統(tǒng)構(gòu)成的一個(gè)總的機(jī)械系統(tǒng)應(yīng)具有作為一個(gè)整體的特定功能。 （ 2） 相關(guān)性 系統(tǒng)內(nèi)各子系統(tǒng)之間有機(jī)聯(lián)系、有機(jī)作用，具有某種相互關(guān)聯(lián)的特性。 （ 3） 目的性 每個(gè)系統(tǒng)都應(yīng)有明確的目的和 功能，系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)、系統(tǒng)內(nèi)各子系統(tǒng)的組合方式?jīng)Q定于系統(tǒng)的目的和功能。 （ 4） 環(huán)境適應(yīng)性 任何一個(gè)系統(tǒng)都存在于一定的環(huán)境中，必須能適應(yīng)外部環(huán)境的變化。 因此，在進(jìn)行 自動(dòng)上下料裝置 設(shè)計(jì)時(shí)，不僅要重視組成 自動(dòng)上下料裝置 系統(tǒng)的各個(gè)部件、零件的設(shè)計(jì)，更應(yīng)該按照系統(tǒng)工程學(xué)的觀點(diǎn)，根據(jù) 自動(dòng)上下料裝置 的功能要求，將組成自動(dòng)上下料裝置 系統(tǒng)的各個(gè)子系統(tǒng)部件、零件合理地組合，設(shè)計(jì)出性能優(yōu)良適于工作需要的 自動(dòng)上下料裝置 產(chǎn)品。在比較復(fù)雜的工業(yè) 自動(dòng)上下料裝置 系統(tǒng)中大致包括如下 :操作機(jī)，它是完成 自動(dòng)上下料裝置 工作任務(wù)的主體，包括機(jī)座、手 臂、手腕、末端執(zhí)行器和機(jī)構(gòu)等。驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)，它包括作為動(dòng)力源的驅(qū)動(dòng)器，驅(qū)動(dòng)單元，伺服驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)由各種傳動(dòng)零、部件組成的傳動(dòng)系統(tǒng)?？刂葡到y(tǒng)，它主要包括具有運(yùn)算、存儲(chǔ)功能的電子控制裝置（計(jì)算機(jī)或其他可編程編輯控制裝置），人 機(jī)接口裝置（鍵盤(pán)、示教盒等），各種傳感器的信息放大、傳輸和處理裝置，傳感器、離線編程、設(shè)備的輸入 /輸出通訊接口，內(nèi)部和外部傳感器以及其他通用或?qū)Ｓ玫耐鈬O(shè)備。 購(gòu)買文檔送 子版圖紙， Q 11970985 或 401339828 12 工業(yè) 自動(dòng)上下料裝置 的特點(diǎn)在于它在功能上的通用性和重新調(diào)整的柔性，因而工業(yè) 自動(dòng)上下料裝置 能有效地應(yīng)用于柔性制造系統(tǒng)中來(lái)完成傳送零件或材料， 進(jìn)行裝配或其他操作。在柔性制造系統(tǒng)中，基本工藝設(shè)備（如數(shù)控機(jī)床、鍛壓、焊接、裝配等生產(chǎn)設(shè)備）、輔助生產(chǎn)設(shè)備、控制裝置和工業(yè) 自動(dòng)上下料裝置 等一起形成了各種不同形式地工業(yè) 自動(dòng)上下料裝置 技術(shù)綜合體地工業(yè) 自動(dòng)上下料裝置 系統(tǒng)。在其他非制造業(yè)地生產(chǎn)部門(mén)，如建筑、采礦、交通運(yùn)輸?shù)壬a(chǎn)領(lǐng)域引用 自動(dòng)上下料裝置 系統(tǒng)亦是如此。 業(yè) 自動(dòng)上下料裝置 總體設(shè)計(jì)方案 論述 （一） 確定負(fù)載 目前，國(guó)內(nèi)外使用的工業(yè) 自動(dòng)上下料裝置 中，負(fù)載能力的范圍很大，最小的額定負(fù)載在 5大可達(dá) 9000N。負(fù)載大小的確定主要是考慮沿 自動(dòng)上下料裝置 各運(yùn) 動(dòng)方向作用于機(jī)械接口處的力和扭矩。其中應(yīng)包括 自動(dòng)上下料裝置 末端執(zhí)行器的重量、抓取工件或作業(yè)對(duì)象的重量和規(guī)定速度和加速度條件下，產(chǎn)生的慣性力等。由本次設(shè)計(jì)給的設(shè)計(jì)參數(shù)可初估本次設(shè)計(jì)屬于小負(fù)載。 （二） 驅(qū)動(dòng)方式 由于伺服電機(jī)具有控制性能好，控制靈活性強(qiáng)，可實(shí)現(xiàn)速度、位置的精確控制，對(duì)環(huán)境沒(méi)有影響，體積小，效率高，適用于運(yùn)動(dòng)控制要求嚴(yán)格的中、小型 自動(dòng)上下料裝置等特點(diǎn)，故本次設(shè)計(jì)采用了伺服電機(jī)驅(qū)動(dòng) （三）傳動(dòng)系統(tǒng)設(shè)計(jì) 自動(dòng)上下料裝置 傳動(dòng)裝置中應(yīng)盡可能做到結(jié)構(gòu)緊湊、重量輕、轉(zhuǎn)動(dòng)慣量和體積小，在傳動(dòng)鏈中要考慮采用消除間隙措施 ，以提高 自動(dòng)上下料裝置 的運(yùn)動(dòng)和位置控制精度。在 自動(dòng)上下料裝置 中常采用的機(jī)械傳動(dòng)機(jī)構(gòu)有齒輪傳動(dòng)、蝸桿傳動(dòng)、滾珠絲杠傳動(dòng)、同步齒形帶傳動(dòng)、鏈傳動(dòng)、行星齒輪傳動(dòng)、諧波齒輪傳動(dòng)和鋼帶傳動(dòng)等，由于齒輪傳動(dòng)具有效率高，傳動(dòng)比準(zhǔn)確，結(jié)構(gòu)緊湊、工作可靠、使用壽命長(zhǎng)等優(yōu)點(diǎn)，且大學(xué)學(xué)習(xí)掌握的比較扎實(shí)，故本次設(shè)計(jì)選用齒輪傳動(dòng)。 （四）工作范圍 工業(yè) 自動(dòng)上下料裝置 的工作范圍是根據(jù)工業(yè) 自動(dòng)上下料裝置 作業(yè)過(guò)程中操作范圍和運(yùn)動(dòng)軌跡來(lái)確定，用工作空間來(lái)表示的。工作空間的形狀和尺寸則影響 自動(dòng)上下料裝置的機(jī)械結(jié)構(gòu)坐標(biāo)形式、自由度數(shù)和操作機(jī)各手 臂關(guān)節(jié)軸線的長(zhǎng)度和各關(guān)節(jié)軸轉(zhuǎn)角的大小購(gòu)買文檔送 子版圖紙， Q 11970985 或 401339828 13 及變動(dòng)范圍的選擇 （五） 運(yùn)動(dòng)速度 自動(dòng)上下料裝置 操作機(jī)手臂的各個(gè)動(dòng)作的最大行程確定后，按照循環(huán)時(shí)間安排確定每個(gè)動(dòng)作的時(shí)間，就能進(jìn)一步確定各動(dòng)作的運(yùn)動(dòng)速度，用 m/ ） /s 表示，各動(dòng)作的時(shí)間分配要考慮多方面的因素，例如總的循環(huán)時(shí)間的長(zhǎng)短，各動(dòng)作之間順序是依序進(jìn)行還是同時(shí)進(jìn)行等。應(yīng)試做各動(dòng)作時(shí)間的分配方案表，進(jìn)行比較，分配動(dòng)作時(shí)間除考慮工藝動(dòng)作的要求外，還應(yīng)考慮慣性和行程的大小，驅(qū)動(dòng)和控制方式、定位方式和精度等要求。 自動(dòng)上下料裝置 機(jī)械傳動(dòng)原理 本課題設(shè)計(jì)的是 一種小經(jīng)濟(jì)型裝配 自動(dòng)上下料裝置 。該 自動(dòng)上下料裝置 為多關(guān)節(jié)型，具有六個(gè)自由度。采用伺服電機(jī)驅(qū)動(dòng)，因此控制簡(jiǎn)單，編程操作方便。機(jī)身采用薄壁整體鑄件，這樣可以使結(jié)構(gòu)輕巧，使用靈活。內(nèi)部鑄件既作為內(nèi)部齒輪安裝殼體與軸的支撐座，又作為承力骨架，這樣不僅節(jié)省材料，減少加工量，又使整體減少質(zhì)量 5。 動(dòng)上下料裝置 總體 方案 設(shè)計(jì) 工業(yè) 自動(dòng)上下料裝置 的結(jié)構(gòu)形式主要有直角坐標(biāo)結(jié)構(gòu)，圓柱坐標(biāo)結(jié)構(gòu)，球坐標(biāo)結(jié)構(gòu)，關(guān)節(jié)型結(jié)構(gòu)四種。各結(jié)構(gòu)形式及其相應(yīng)的特點(diǎn)，分別介紹如下 3。 (1) 直角坐標(biāo) 自動(dòng)上下料裝置 結(jié)構(gòu) 直角坐標(biāo) 自 動(dòng)上下料裝置 的空間運(yùn)動(dòng)是用三個(gè)相互垂直的直線運(yùn)動(dòng)來(lái)實(shí)現(xiàn)的但是，這種直角坐標(biāo) 自動(dòng)上下料裝置 的運(yùn)動(dòng)空間相對(duì) 自動(dòng)上下料裝置 的結(jié)構(gòu)尺寸來(lái)講，是比較小的。因此，為了實(shí)現(xiàn)一定的運(yùn)動(dòng)空間，直角坐標(biāo) 自動(dòng)上下料裝置 的結(jié)構(gòu)尺寸要比其他類型的 自動(dòng)上下料裝置 的結(jié)構(gòu)尺寸大得多。 直角坐標(biāo) 自動(dòng)上下料裝置 的工作空間為一空間長(zhǎng)方體。直角坐標(biāo) 自動(dòng)上下料裝置 主要用于裝配作業(yè)及搬運(yùn)作業(yè)，直角坐標(biāo) 自動(dòng)上下料裝置 有懸臂式，龍門(mén)式，天車式三種結(jié)構(gòu)。 (2) 圓柱坐標(biāo) 自動(dòng)上下料裝置 結(jié)構(gòu) 圓柱坐標(biāo) 自動(dòng)上下料裝置 的空間運(yùn)動(dòng)是用一個(gè)回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)及兩個(gè)直線運(yùn)動(dòng)來(lái)實(shí) 現(xiàn)的，這種 自動(dòng)上下料裝置 構(gòu)造比較簡(jiǎn)單，精度還可以，常用于搬運(yùn)作業(yè)。其工作空間是一個(gè)購(gòu)買文檔送 子版圖紙， Q 11970985 或 401339828 14 圓柱狀的空間。 (3) 球坐標(biāo) 自動(dòng)上下料裝置 結(jié)構(gòu) 球坐標(biāo) 自動(dòng)上下料裝置 的空間運(yùn)動(dòng)是由兩個(gè)回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)和一個(gè)直線運(yùn)動(dòng)來(lái)實(shí)現(xiàn)的 (4) 關(guān)節(jié)型 自動(dòng)上下料裝置 結(jié)構(gòu) 關(guān)節(jié)型 自動(dòng)上下料裝置 的空間運(yùn)動(dòng)是由三個(gè)回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)實(shí)現(xiàn)的，如圖 2-1(d)。關(guān)節(jié)型自動(dòng)上下料裝置 動(dòng)作靈活，結(jié)構(gòu)緊湊，占地面積小。相對(duì) 自動(dòng)上下料裝置 本體尺寸，其工作空間比較大。此種 自動(dòng)上下料裝置 在工業(yè)中應(yīng)用十分廣泛，如焊接、噴漆、搬運(yùn)、裝配等作業(yè)，都廣泛采用這種類型的 自動(dòng)上下料裝置 。 具體到本設(shè)計(jì)，因?yàn)樵O(shè)計(jì)要求搬運(yùn)的加工工件的質(zhì)量達(dá) 5時(shí)考慮到數(shù)控機(jī)床布局的具體形式及對(duì) 自動(dòng)上下料裝置 的具體要求，考慮在滿足系統(tǒng)工藝要求的前提下，盡量簡(jiǎn)化結(jié)構(gòu)，以減小成本、提高可靠度。該 自動(dòng)上下料裝置 手臂運(yùn)動(dòng)范圍大 ,且有較高的定位準(zhǔn)確度 。 購(gòu)買文檔送 子版圖紙， Q 11970985 或 401339828 15 如圖 :工件由導(dǎo)軌從上至下滾入送料機(jī)構(gòu) ,某一個(gè)工件滾到送料機(jī)構(gòu)時(shí) , 氣缸向左推動(dòng)送 料機(jī)構(gòu) ,推送到液壓夾頭 ,同時(shí)尾座頂往前頂出 ,將工件推送到液壓夾頭 ,液壓夾頭動(dòng)裝夾工件 ,實(shí)現(xiàn)自動(dòng)下料 . 章小結(jié) 本章主要完成對(duì) 自動(dòng)上下料裝置 整體方案的一個(gè)分析和設(shè)計(jì) ,通過(guò)多種方案的選擇來(lái)確定最終要確定的方案 . 確定了 自動(dòng)上下料裝置 的總體設(shè)計(jì) 方案 后，就要針對(duì) 自動(dòng)上下料裝置 的各個(gè)部分進(jìn)行詳細(xì)設(shè)計(jì)。 購(gòu)買文檔送 子版圖紙， Q 11970985 或 401339828 16 第 3 章 三孔承壓螺母自動(dòng)上下料裝置 結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 料機(jī)構(gòu)的任務(wù)基本組成及設(shè)計(jì)要求 供料機(jī)構(gòu)的任務(wù)是把待加工的物品（工件）從存料器（料箱）中分離出來(lái)，按照自動(dòng)機(jī)的加工要求 ，定量、定 時(shí)、定向地送到加工位置。 供料機(jī)構(gòu)主要由四大部分（機(jī)構(gòu)、裝置）組成。 (1) 定時(shí)裝置 定時(shí)裝置主要是按照自動(dòng)機(jī)生產(chǎn)節(jié)拍，使供料機(jī)構(gòu)定時(shí)工作，準(zhǔn)時(shí)供料。在定 時(shí)裝置設(shè)計(jì)中，主要解決工件送料與自動(dòng)機(jī)加工節(jié)奏協(xié)調(diào)一致問(wèn)題。一般由供料機(jī)構(gòu)與相關(guān)的其它機(jī)構(gòu)之間的運(yùn)動(dòng)鏈來(lái)保證，所以供料機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)循環(huán)必須與自動(dòng)機(jī)工作循環(huán)相協(xié)調(diào)。也可以采用獨(dú)立驅(qū)動(dòng)的供料機(jī)構(gòu)，例如電磁振動(dòng)供料器、供送料機(jī)械手，但要由控制系統(tǒng)或設(shè)計(jì)諸如閘門(mén)等隔離裝置，使供料機(jī)構(gòu)停止或送料。 (2) 定量裝置 定量裝置是根據(jù)自動(dòng)機(jī)加工工藝的要求，在每一個(gè)工作 循環(huán)送出規(guī)定數(shù)量的工 件。定量可以分為量（如重量、體積）和數(shù)（如件、個(gè)），例如酒類、洗衣粉等物料主要是定量，螺釘、香皂、 工件 等主要是定數(shù)，成卷的塑料帶、薄鐵皮、細(xì)鋼棒等物料則是定長(zhǎng)度。設(shè)計(jì)時(shí)根據(jù)供送物料的形、性態(tài)等來(lái)確定。定量裝置往往需要隔離裝置、計(jì)數(shù)機(jī)構(gòu)等來(lái)配合。 （ 3）定向裝置 保證工件按照工藝加工的方位要求送出。定向送料在單件物品加工中是一個(gè)關(guān) 鍵問(wèn)題。定向機(jī)構(gòu)一般與糾正、剔除機(jī)構(gòu)等配合工作。 （ 4）其它裝置 例如，定位裝置、隔離裝置、卷料的矯直機(jī)構(gòu)、帶狀料的糾偏調(diào)位機(jī)構(gòu)不符合要求工件的剔除機(jī)構(gòu)、缺料 檢測(cè)機(jī)構(gòu)、計(jì)數(shù)機(jī)構(gòu)等等。 定位在自動(dòng)機(jī)設(shè)計(jì)中也是一個(gè)比較重要的問(wèn)題，送料不到位或有偏差都會(huì)影響自動(dòng)機(jī)的正常工作。在設(shè)計(jì)中，可把定位裝置歸到工藝執(zhí)行機(jī)構(gòu)中，也可歸到供料機(jī)構(gòu)中。 任何供料機(jī)構(gòu)必須具有定時(shí)定量裝置，而定向和定量裝置，而定向和其他裝置可根據(jù)工件及加工要求設(shè)置。 購(gòu)買文檔送 子版圖紙， Q 11970985 或 401339828 17 供料機(jī)構(gòu)是自動(dòng)機(jī)、自動(dòng)線中的主要工作機(jī)構(gòu)之一，其性能優(yōu)劣及自動(dòng)化程度直接影響到自動(dòng)機(jī)的生產(chǎn)率、加工質(zhì)量及其勞動(dòng)條件。因此，對(duì)供料機(jī)構(gòu)有如下的一些要求： 1） 根據(jù)自動(dòng)機(jī)的生產(chǎn)節(jié)拍及工位位置，快速、準(zhǔn)確、可靠地將工件送到位； 2） 供料過(guò)程平穩(wěn)、無(wú)沖擊， 不能損傷工件； 3） 適應(yīng)性強(qiáng)，調(diào)整方便； 4） 結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，工作可靠。 作原理 介紹 振動(dòng)盤(pán)是一種自動(dòng)組裝機(jī)械的輔助設(shè)備，能把各種產(chǎn)品有序排出來(lái)，它可以配合自動(dòng)組裝設(shè)備一起將產(chǎn)品各個(gè)部位組裝起來(lái)成為完整的一個(gè)產(chǎn)品。 自動(dòng)送料振動(dòng)盤(pán)是一種自動(dòng)定向排序的送料設(shè)備 ,是通過(guò)振動(dòng)將無(wú)序工件自動(dòng)有序定向排列整齊、準(zhǔn)確地輸送到下道工序 ,有個(gè)脈沖電磁鐵，可以使料斗垂直方向振動(dòng)，由于彈簧片的傾斜，使料斗繞其垂直軸做扭擺振動(dòng)。 振動(dòng)盤(pán)的工作原理： 振動(dòng)盤(pán)料斗下面有個(gè)脈沖電磁鐵，可以使料斗作垂直方向振動(dòng)，由傾斜的彈簧片帶動(dòng)料斗繞其 垂直軸做扭擺振動(dòng)。料斗內(nèi)零件，由于受到這種振動(dòng)，而沿螺旋軌道上升，直到送到出料口。 其工作目的是通過(guò)振動(dòng)將無(wú)序工件自動(dòng)有序定向排列整齊、準(zhǔn)確地輸送到下道工序。 振動(dòng)盤(pán)的應(yīng)用行業(yè)： 振動(dòng)盤(pán)廣泛應(yīng)用于電子、五金、塑膠、醫(yī)藥、食品、玩具、文具、日常用品的制造等各個(gè)行業(yè)，是解決工業(yè) 自動(dòng)化設(shè)備 供料的必須設(shè)備。振動(dòng)盤(pán)除滿足產(chǎn)品的定向排序外還可用于分選、檢測(cè)、計(jì)數(shù)包裝等，是一種現(xiàn)代化 高科技產(chǎn)品。 械結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì) 序 原理 待測(cè) 工件 由振動(dòng)盤(pán)自動(dòng)排序進(jìn)料，排好順序的 工件 由進(jìn)料氣缸控制，待 時(shí)進(jìn)料氣缸的活塞桿推動(dòng)待測(cè) 工件 到達(dá) 過(guò)，如果 工件 不合格，由出料氣缸 1的活塞桿將 工件 內(nèi)圈推到廢品箱里，此時(shí)擋板 工件 被推出，彈簧復(fù)位，擋板 果 工件 合格，由撥料氣缸帶動(dòng)滑動(dòng)氣缸的撥桿使 工件運(yùn)動(dòng)到 時(shí)進(jìn)料氣缸動(dòng)作，推動(dòng)第二個(gè)待測(cè) 工件 到達(dá) 購(gòu)買文檔送 子版圖紙， Q 11970985 或 401339828 18 總體布局示意圖如圖 9所示： 圖 意圖 1 軌道材料的選擇 軌道材料應(yīng)選擇耐磨性較高的材料。一般導(dǎo)軌選擇 一種經(jīng)濟(jì)耐磨的材料。 2 軌道的基本尺寸 購(gòu)買文檔送 子版圖紙， Q 11970985 或 401339828 19 圖 道結(jié)構(gòu) 動(dòng) 氣缸的軌道及輸料槽設(shè)計(jì) 由于撥桿要從軌道上縮回 ,并隨著 推動(dòng) 氣缸在兩個(gè)區(qū)間移動(dòng) ,所以 推動(dòng) 氣缸整體上要能夠隨著 推動(dòng) 氣缸而滑動(dòng)。 購(gòu)買文檔送 子版圖紙， Q 11970985 或 401339828 20 滑動(dòng)氣缸的軌道材料選擇 平面結(jié)構(gòu)圖 如圖 所示： 圖 動(dòng) 氣缸軌道 輸料槽結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)圖： 章小結(jié) 本章主要對(duì) 工件 自選機(jī)構(gòu)進(jìn)行深入的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，以一種常見(jiàn)的 工件 為例子來(lái)進(jìn)行詳細(xì)的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)分析與 計(jì)算 。 購(gòu)買文檔送 子版圖紙， Q 11970985 或 401339828 21 第 4 章 送料氣缸選型 對(duì)氣動(dòng)送料機(jī)構(gòu)的基本要求是能快速、準(zhǔn)確地拾 就要求它們具有高精度、快速反應(yīng)、一定的承載能力、足夠的工作空間和靈活的自由度及在任意位置都能自動(dòng)定位等特性。設(shè)計(jì)氣動(dòng)機(jī)械手的原則是 :充分分析作業(yè)對(duì)象 (工件 )的作業(yè)技術(shù)要求，擬定最合理的作業(yè)工序和工藝，并滿足系統(tǒng)功能要求和環(huán)境條件 ;明確工件的結(jié)構(gòu)形狀和材料特性，定位精度要求，抓取、搬運(yùn)時(shí)的受力特性、尺寸和質(zhì)量參數(shù)等，從而進(jìn)一步確定對(duì)機(jī)械手結(jié)構(gòu)及運(yùn)行控制的要求 ;盡量選用定型的標(biāo)準(zhǔn)組件，簡(jiǎn)化設(shè)計(jì)制造過(guò)程，兼顧通用性和 專用性，并能實(shí)現(xiàn)柔性轉(zhuǎn)換和編程控制 圖 2是一種適合于成批或中、小批生產(chǎn)的、可以改變動(dòng)作程序的自動(dòng)搬運(yùn)或操作設(shè)備，動(dòng)作強(qiáng)度大和操作單調(diào)頻繁的生產(chǎn)場(chǎng)合。它可用于操作環(huán)境惡劣的場(chǎng)合。 料機(jī)構(gòu)的要求 為使和被夾持工件保持準(zhǔn)確的相對(duì)位置，必須根據(jù)被抓取工件的形狀，選擇相應(yīng)的形狀。例如圓柱形工件采用帶“ V”形面的手指，以便自動(dòng)定心。 除受到被夾持工件的反作用力外，還受到在運(yùn)動(dòng)過(guò)程中所產(chǎn)生的慣性力和振動(dòng)的影響 ，要求有足夠的強(qiáng)度和剛度以防折斷或彎曲變形，當(dāng)應(yīng)盡量使結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單緊湊，自重輕，并使的中心在回轉(zhuǎn)軸線上，以使扭轉(zhuǎn)力矩最小為佳。 根據(jù)工作需要，通過(guò)比較，由于工件為圓柱形，故形狀設(shè)計(jì)成 缸的 確定 缸 缸徑的計(jì)算 內(nèi)徑 D 可按下列公式初步計(jì)算： 氣缸 的負(fù)載為推力 366014 4 1 5 1 01 0 1 0 4 9 . 30 . 7 3 . 1 4 0 . 8 1 2FD m 式（ 3 式中 01F 氣缸 實(shí)際使用推力 15000（ N）； 購(gòu)買文檔送 子版圖紙， Q 11970985 或 401339828 22 氣缸 的負(fù)載效率，一般取 07； 氣缸 的總效率，一般取 =07 09；計(jì)算 = p 氣缸 的供油壓力，一般為系統(tǒng)壓力（ 本次設(shè)計(jì)中 氣缸 已知系統(tǒng)壓力 p =7 根據(jù)式（ 3到內(nèi)徑： D =缸筒內(nèi)徑系列 /B/T 2348以取為 50 活塞桿外徑 d ： 表 3塞桿直徑系列 活塞桿 直徑系列 / 23484、 5、 6、 8、 10、 12、 16、 18、 20、 22、 25、 28、 32、 36、 40、 45、50、 56、 63、 70、 80、 90、 100、 110、 125、 140、 160、 180、 200、220、 250、 280、 320、 360 所以取 d=45 活塞寬度 B 的確定 活塞的寬度 B 一般取 B =（ D 即 B =（ 50=（ 30 B =35 缸體長(zhǎng)度的確定 氣缸 缸體內(nèi)部的長(zhǎng)度應(yīng)等于活塞的行程與活塞寬度的和。缸體外部尺寸還要考慮到兩端端蓋的 厚度，一般 氣缸 缸體的長(zhǎng)度不應(yīng)大于缸體內(nèi)徑 D 的 20。 即：缸體內(nèi)部長(zhǎng)度 233 缸筒壁厚的計(jì)算 在中、低壓系統(tǒng)中， 氣缸 的壁厚基本上由結(jié)構(gòu)和工藝上的要求確定，壁厚通常都能滿足強(qiáng)度要求，一般不需要計(jì)算。但是，當(dāng) 氣缸 的工作壓力較高和缸筒內(nèi)徑較大時(shí)，必須進(jìn)行強(qiáng)度校核。 當(dāng) 時(shí)，稱為薄壁缸筒，按材料力學(xué)薄壁圓筒公式計(jì)算，計(jì)算公式為 購(gòu)買文檔送 子版圖紙， Q 11970985 或 401339828 23 式（ 3 式中，缸筒內(nèi)最高壓力； 缸筒材料的許用壓力。 = /b n, b為材料的抗拉強(qiáng)度， n 為安全系數(shù)，當(dāng) 時(shí)，一般取 5n 。 當(dāng) 0 0 時(shí) ,按式（ 3算 m a x m a 3 3 (該設(shè)計(jì)采用無(wú)縫鋼管 ) 式（ 3 根據(jù)缸徑查手冊(cè)預(yù)取 =30 此時(shí) 300 . 0 8 0 . 1 0 7 0 . 3280D 最高允許壓力一般是額定壓力的 ，根據(jù)給定參數(shù) 7P ，所以： =100 110無(wú)縫鋼管），取 =100其壁厚按公式（ 3算為 m a x m a . 5 5 0 5 . 62 . 3 3 2 . 3 1 0 0 - 3 1 8pD 滿足要求，就取壁厚為 6 塞桿強(qiáng)度和 氣缸 穩(wěn)定性計(jì)算 活塞桿的直徑 d 按下式進(jìn)行校核 4 式中， F 為活塞桿上的作用力； 為活塞桿材料的許用應(yīng)力， = /b n ,n 一般取 364 1 5 1 04 5 2 83 . 1 4 5 9 8 1 0 / 1 . 4d m m m m 購(gòu)買文檔送 子版圖紙， Q 11970985 或 401339828 24 滿足要求 定性計(jì)算 活塞桿受軸向壓縮負(fù)載時(shí)，它所承受的力 F 不能超過(guò)使它保持穩(wěn)定工作所允許的臨界負(fù)載免發(fā)生縱向彎曲，破壞 氣 缸 的正常工作。面形狀、直徑和長(zhǎng)度以及 氣缸 的安裝方式等因素有關(guān)。若活塞桿的長(zhǎng)徑比 / 10且桿件承受壓負(fù)載時(shí)，則必須進(jìn)行 氣缸 穩(wěn)定性校核。活塞桿穩(wěn)定性的校核依下式進(jìn)行 中，般取4。 kl r m i時(shí) 22JF l 桿的細(xì)長(zhǎng)比 /kl r m i時(shí) 21 ( )式中， l 為安裝長(zhǎng)度，其值與安裝方式有關(guān)，見(jiàn)表 1； m 為柔性系數(shù)，其值見(jiàn)表 3i 為由 氣缸 支撐方式?jīng)Q定的末端系數(shù)，其值見(jiàn)表 1； E 為活塞桿 材料的彈性模量，對(duì)鋼取 211 /1006.2 ；為活塞桿橫截面慣性矩； A 為活塞桿橫截面積； f 為由材料強(qiáng)度決定的實(shí)驗(yàn)值， 為系數(shù)，具體數(shù)值見(jiàn)表 3 表 3缸 支承方式和末端系數(shù) i 的值 支承方式 支承說(shuō)明 末端系數(shù)i 購(gòu)買文檔送 子版圖紙， Q 11970985 或 401339828 25 一端自由一端固定 1/4兩端鉸接 1 一端鉸接一端固定 2 兩端固定 4 表 3-3 f 、 、 m 的值 材料 28 /10 m 鑄鐵 時(shí) ,缸已經(jīng)足夠穩(wěn)定，不需要進(jìn)行校核。 此設(shè)計(jì)安裝方式中間固定的方式，此缸已經(jīng)足夠穩(wěn)定，不需要進(jìn)行穩(wěn)定性校核。 筒壁厚的驗(yàn)算 下面從以下三個(gè)方面進(jìn)行缸筒 壁厚的驗(yàn)算： A 氣缸 的額定壓力證工作安全： 22121()0 . 3 5 () 式（ 3 根據(jù)式（ 3到： 2223 5 3 ( 0 . 0 5 0 . 0 4 5 )0 . 3 5 2 8 . 1 2 ( )0 . 0 5 p a 顯然，額定油壓np=p =7足條件； 購(gòu)買文檔送 子版圖紙， Q 11970985 或 401339828 26 B 為了避免缸筒在工作時(shí)發(fā)生塑性變形， 氣缸 的額定壓力 ( 0 . 3 5 0 . 4 2 )n p 式（ 3 12 . 3 l o gp l s 式（ 3 先根據(jù)式（ 3到： 12 .3 lo gp l s =再將得到結(jié)果帶入（ 3到： 1 2 ( 0 . 3 5 0 . 4 2 ) 4 4 . 2 1 1 5 . 4 7 1 5 . 6np p M p a M P a M P a 顯然，滿足條件； C 耐壓試驗(yàn)壓力 氣缸 在檢查質(zhì)量時(shí)需承受的試驗(yàn)壓力。在規(guī)定的時(shí)間內(nèi)， 氣缸 在此壓力下，全部零件不得有破壞或永久變形等異常現(xiàn)象。 各國(guó)規(guī)范多數(shù)規(guī)定 : 當(dāng)額定壓力 16 （ D 為了確保 氣缸 安全的使用，缸筒的爆裂壓力 12 . 3 l o ( 式（ 3 因?yàn)椴楸硪阎猙=596據(jù)式（ 3到 ： 8 9 P a 至于耐壓試驗(yàn)壓力應(yīng)為： 1 . 5 1 0 . 5 M P a 因?yàn)楸褖毫h(yuǎn)大于耐壓試驗(yàn)壓力，所以完全滿足條件。 購(gòu)買文檔送 子版圖紙， Q 11970985 或 401339828 27 以上所用公式中各量的意義解釋如下： 式中 : D 缸筒內(nèi)徑（ m ）； 1D 缸筒外徑（ m ）； 氣缸 的額定壓力（ 氣缸 發(fā)生完全塑形變形的壓力（ ； 氣缸