3工位旋轉(zhuǎn)工作臺

1 3 工位旋轉(zhuǎn)工作臺設(shè)計方案 第 1 章 引 言 隨著科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展，機(jī)械加工的方法和手段也逐漸變得豐富起來，各種先進(jìn)技術(shù)被人們引入機(jī)械行業(yè)中來形成各種新興學(xué)科，機(jī)電一體化就是其中一門。機(jī)電一體化是以電子技術(shù)特別是微電子技術(shù)為主導(dǎo)、多種新興技術(shù)與機(jī)械技術(shù)交叉、融合而成的綜合性高技術(shù)，是機(jī)械與電子的有機(jī)結(jié)合產(chǎn)物。其目的是不斷提高勞動生產(chǎn)率，減輕人們的體力勞動，逐步代替部分腦力勞動。機(jī)械一體化的機(jī)械加工比傳統(tǒng)機(jī)械加工有很大的優(yōu)越性。在本課題中，機(jī)電一體化的好處顯得尤為突出。 三工位工作臺旋轉(zhuǎn)機(jī)床設(shè)備在機(jī)加工等自動化 機(jī)床設(shè)備中得到廣泛引用，通過控制工作臺旋轉(zhuǎn)，可以實(shí)現(xiàn)在加工過程中同時完成上料和卸料工作，并能實(shí)現(xiàn)流水作業(yè)，大大提高了工作效率 ,降低工人勞動強(qiáng)度。若在上料和卸料工位設(shè)計合適的機(jī)械手，則可實(shí)現(xiàn)無人上料和卸料工作。 的處理器速度和功能在不斷增加，已發(fā)展成具有邏輯控制功能過程控制功能運(yùn)動控制功能、數(shù)據(jù)處理功能、聯(lián)網(wǎng)通信功能等的多功能控制器，加上它的價格低廉、操作簡便、改變功能靈活易用、維護(hù)工作量小等優(yōu)勢，使 工業(yè)生產(chǎn)過程自動化中獲得廣泛應(yīng)用。 目前已經(jīng)在工業(yè)生產(chǎn)過程中得到廣泛應(yīng)用， 它具有結(jié)構(gòu)簡單易于編程、性能優(yōu)越、可靠性能高、維修方便和使用方便的一系列優(yōu)點(diǎn)。根據(jù)課程設(shè)計要求，以西門子列 實(shí)現(xiàn)控制鉆床三工位工作臺旋轉(zhuǎn)控制設(shè)計。 鉆床加工三工位工作臺是由送料、鉆孔、卸載三部分組成。工作臺每旋轉(zhuǎn) 120完成一個工位，循環(huán)運(yùn)行。來實(shí)現(xiàn)工件的快速送料、鉆孔、卸載的流水作業(yè)系統(tǒng)。 2 第 2 章 設(shè)計方案 體方案說明 從我們?nèi)氪髮W(xué)開始接觸機(jī)械設(shè)計開始起，老師就教導(dǎo)我們?nèi)魏卧O(shè)計都要先從整體上對要做的設(shè)計內(nèi)容要構(gòu)想一下。只有對整體設(shè)計做出全局的把握，設(shè)計才會有所 針對。拿到課程設(shè)計題目后，我并沒有直接進(jìn)入主題開始著手設(shè)計，而是逐步先將設(shè)計要求研究了一遍，認(rèn)真對設(shè)計思路做了一個規(guī)劃然后才開始了設(shè)計。 控制要求 （ 1）用選擇開關(guān)來決定控制系統(tǒng)的全自動、半自動運(yùn)行和手動調(diào)整方式。 （ 2）手動調(diào)整采用按鈕點(diǎn)動的控制方式。包括上料進(jìn)、退操作、工件夾緊、放松操作，鉆頭下降、上升操作，卸料進(jìn)、退操作，工作臺旋轉(zhuǎn)操作。 （ 3）系統(tǒng)處于半自動工作方式時，每執(zhí)行完成一個工作循環(huán)，用一個啟動按鈕來控制進(jìn)入下一次循環(huán)。 （ 4）系統(tǒng)處于全自動運(yùn)行方式時，可實(shí)現(xiàn)自動往復(fù)地循環(huán)執(zhí)行 。 （ 5）上料器、夾緊裝置、卸料器、鉆頭上下運(yùn)動由液壓缸驅(qū)動。夾緊力由壓力繼電器檢測控制。鉆頭旋轉(zhuǎn)、工作臺旋轉(zhuǎn)由電動機(jī)驅(qū)動。 制定控制方案 （ 1）用選擇開關(guān)來決定控制系統(tǒng)的全自動、半自動運(yùn)行和手動調(diào)整方式。 （ 2）手動調(diào)整采用按鈕點(diǎn)動的控制方式。 （ 3）系統(tǒng)處于半自動工作方式時，每執(zhí)行完成一個工作循環(huán)，用一個啟動按鈕來控制進(jìn)入下一次循環(huán)。 （ 4）系統(tǒng)處于全自動運(yùn)行方式時，可實(shí)現(xiàn)自動往復(fù)地循環(huán)執(zhí)行 （ 5）系統(tǒng)運(yùn)動不很復(fù)雜，采用三臺電動機(jī)：主動電動機(jī)、液壓電動機(jī)和工作臺旋轉(zhuǎn)電 動機(jī)。除了主軸轉(zhuǎn)動和工作臺旋轉(zhuǎn)用電動機(jī)拖動外，其他所有所有運(yùn)動都可以采用液壓傳動。 （ 6）對于部分與順序控制和工作循環(huán)過程無關(guān)的主零部件和控制部件，采用進(jìn)入 控制方式以達(dá)到方便控制。 制方式選擇 三工位旋轉(zhuǎn)工作臺控制系統(tǒng)的設(shè)計任務(wù)主要由兩大部分，其中最主要的就是運(yùn)輸小車的 形圖設(shè)計，也就是程序設(shè)計；其次是液壓控制原理圖的設(shè)計。 三工位旋轉(zhuǎn)工作臺控制系統(tǒng)在很大程度上是利用繼電器實(shí)現(xiàn)的，而最初的 已 3 經(jīng)有很完善的繼電器控制功能了。在這里選用 制完全是對癥下藥，根據(jù)設(shè)計內(nèi)容我們不 難發(fā)現(xiàn)這個系統(tǒng)有 3 個（全自動，半自動，手動）選擇開關(guān)， 9 個（上料推進(jìn)，上料退回，工件夾緊，工件放松，鉆頭下降，鉆頭上升，卸料前進(jìn)，卸料退回，工作臺旋轉(zhuǎn)）點(diǎn)動按鈕， 8 個（上料到位，上料退回到位，鉆頭下降到位，鉆頭上升到位，卸料推進(jìn)到位，卸料退回到位，工作臺旋轉(zhuǎn)到位，放松到位）行程開關(guān)， 1 個壓力繼電器觸點(diǎn)共 21 個輸入信號，和 10 個輸出信號，其中有 8 個（上料推進(jìn)，上料退回，工件夾緊，工件放松，鉆頭下降，鉆頭上升，卸料推進(jìn)，卸料退回）電磁閥， 2 個（工作臺轉(zhuǎn)動，鉆頭轉(zhuǎn)動）電動機(jī)接觸器。 4 第 3 章 制系統(tǒng)設(shè)計 作特性 三工位旋轉(zhuǎn)工作臺控制動作特性如下： 其工作示意如圖 3示。三個工位分別完成上料、鉆孔和卸料。 圖 3工位旋轉(zhuǎn)工作臺系統(tǒng)示意圖 工位 1：工作臺旋轉(zhuǎn)到工位 1 后上料器推進(jìn)，料到位后退回等待。 工位 2：工工作臺旋轉(zhuǎn)到工位 2 后，夾緊裝置將料加緊，鉆頭向下進(jìn)給鉆孔，下鉆到位后退回，退回到位后工件松開，放松完成后等待。 工位 3：工作臺旋轉(zhuǎn)到工位 3 后，卸料器向前將加工完成的工件推出，推出到位后退回，退回到位后等待。 5 壓控制部分的設(shè)計 根據(jù) 三工位旋轉(zhuǎn)工作臺的動 作要求，控制部分大多采用液壓電磁閥控制。當(dāng)送料器送料到位后碰到送料到位行程開關(guān)時碰到送料退回電磁閥，使液壓閥供油方向發(fā)生改變，活塞桿退回?；钊麠U退回到位后碰到退回到位行程開關(guān)，使液壓閥動作處于中間位置，工位 1 處于等待狀態(tài)。工位 2 動作順序是工作臺轉(zhuǎn)動到位后液壓閥動作夾緊，夾緊后壓力繼電器動作使活塞缸處于保壓狀態(tài)，同時使鉆頭旋轉(zhuǎn)以及下降。等鉆頭下降達(dá)到行程開關(guān)位置處鉆頭停止下降，上升繼電器得電轉(zhuǎn)而鉆頭上升。鉆頭上升到位碰到行程開關(guān)使鉆頭停止轉(zhuǎn)動和上升，并且活塞桿放松工件。放松完成碰到行程開關(guān)使工位 2 處于等待狀態(tài) 。工位 3 的動作順序是工作臺旋轉(zhuǎn)結(jié)束后活塞缸推動工件開始卸料，到行程開關(guān)后活塞桿反行程電磁閥得電退回，退回到位碰到行程開關(guān)處于等待狀態(tài)。等三個工位都停止動作后，工作臺旋轉(zhuǎn)電磁閥的電，工作臺旋轉(zhuǎn)進(jìn)入下一個循環(huán)。根據(jù)要求做出合理的液壓原理圖如圖 3。 圖 3壓原理圖 制流程圖 根據(jù) 三工位旋轉(zhuǎn)工作臺的控制要求，在不同的工位能同時進(jìn)行加料、鉆孔加工和卸料。根據(jù)課程設(shè)計的具體要求，分析并設(shè)計如下流程圖 3 6 圖 3制流程圖 7 （ 14 個輸入， 10 個輸出）的 能滿足輸入點(diǎn)的個數(shù)，也就是需要擴(kuò)展。這里選用 24 個輸入， 16 個輸出）來滿足要求。 輸入信號名稱 外部元件 內(nèi)部地址 輸出信號名稱 外部元件 內(nèi)部地址 手動運(yùn)行選擇 料推進(jìn)電磁閥 自動運(yùn)行選擇 料退回電磁閥 自動運(yùn)行選擇 件夾緊電磁閥 料器推進(jìn)按鈕 件放松電磁閥 料 器退回按鈕 頭下降電磁閥 件夾緊按鈕 頭上升電磁閥 件放松按鈕 料推進(jìn)電磁閥 頭下降按鈕 料退回電磁閥 頭上升按鈕 作臺轉(zhuǎn)動電動機(jī)轉(zhuǎn)動接觸器 料器退出按鈕 頭轉(zhuǎn)動電動機(jī)接觸器 料器退回按鈕 工作臺旋轉(zhuǎn)按鈕 上 料到位行程開關(guān) 上料退回到位行程開關(guān) 鉆頭下降到位行程開關(guān) 鉆頭上升到位行程開關(guān) 卸料器推進(jìn)到位行程開關(guān) 卸料器退回到位行程開關(guān) 工作臺旋轉(zhuǎn)到位行程開關(guān) 放松到位行程開關(guān) 壓力繼電器觸點(diǎn) 表 3： 圖 3，而在三工位工作臺旋轉(zhuǎn)工作臺的設(shè)計中跟多要求的是我們對 典控制模塊 繼電器控制部分進(jìn)行設(shè)計。設(shè)計之初面臨著兩個不同的選擇方案一：在工作循環(huán)時只對一個工件進(jìn)行加工；二、在工作時對三個工件同時加工。第一種方案效率低，但是設(shè)計起來簡單。第二種方案加工效率高但是中間各個工序的加工時間對 工作臺旋轉(zhuǎn)時間有影響。經(jīng)過多方面論證，最后我選擇了第二種方案提高了生產(chǎn)效率。 通過本次設(shè)計，讓我很好的鍛煉了理論聯(lián)系實(shí)際，與具體項目、課題相結(jié)合開發(fā)、設(shè)計產(chǎn)品的能力。既讓我們懂得了怎樣把理論應(yīng)用于實(shí)際，又讓我們懂得了在實(shí)踐中遇到的問題怎樣用理論去解決。 在本次設(shè)計中，我們還需要大量的以前沒有學(xué)到過的知識，于是圖書館和 網(wǎng)絡(luò) 成了我們很好的助手。在查閱資料的過程中，我們要判斷優(yōu)劣、取舍相關(guān)知識，不知不覺中我們查閱資料的能力也得到了很好的鍛煉。我們學(xué)習(xí)的知識是有限的，在以后的工作中我們肯定會遇到許多未知的領(lǐng)域，這方面 的能力便會使我們受益非淺。在設(shè)計過程中，總是遇到這樣或那樣的問題。有時發(fā)現(xiàn)一個問題的時候，需要做大量的工作，花大量的時間才能解決。自然而然，我的耐心便在其中建立起來了。為以后的工作積累了經(jīng)驗，增強(qiáng)了信心。 這次設(shè)計我覺得創(chuàng)新點(diǎn)在于各種控制之間的邏輯關(guān)系比較合理，利用各個繼電器之間的互鎖，是系統(tǒng)穩(wěn)定運(yùn)行。 18 設(shè)計總結(jié) 兩周的課程設(shè)計很快就結(jié)束了，期間遇見了很多麻煩。在老師和同學(xué)的幫助下設(shè)計了一個比較合理的解決方案。雖然課程設(shè)計還不算完美，也許還有很多瑕疵。但是這次課程設(shè)計的目的基本上已 經(jīng)達(dá)到了，在這兩周內(nèi)我們對 制有了比較熟悉的了解。 通過這次設(shè)計實(shí)踐。我學(xué)會了 基本編程方法，對 工作原理和使用方法也有了更深刻的理解。在對理論的運(yùn)用中，提高了我們的工程素質(zhì)，在沒有做實(shí)踐設(shè)計以前，我們對知道的 掌握 都是思想上的，對一些細(xì)節(jié)不加重視，當(dāng)我們把自己想出來的程序與到 的時候，問題出現(xiàn)了，不是不能運(yùn)行，就是運(yùn)行的結(jié)果和要求的結(jié)果不相符合。能過解決一個個在調(diào)試中出現(xiàn)的問題，我們對 理解得到加強(qiáng)，看到了實(shí)踐與理論的差距。 通過合作，我們的合作意識得到加強(qiáng)。合作能 力得到提高。上大學(xué)后，很多同學(xué)都沒有過深入的交流，在設(shè)計的過程中，我們用了合作的方式，在一定的階段共同討論，以解決個人不能解決的問題，在交流中大家積極發(fā)言，和提出意見，同時我們還向別的同學(xué)請教。在此過程中，每個人都想自己的方案得到實(shí)現(xiàn)，積極向同學(xué)說明自己的想法。能過比較選出最好的方案。在這過程也提高了我們的表過能力。通過此次課 程 設(shè) 計 我了解了關(guān)于 基本工作方法和 原理 ，從中我學(xué)到了很多。 雖然本次課程設(shè)計是要求自己獨(dú)立完成，但是，彼此還是脫離不了集體的力量，遇到問題和同學(xué)互相討論交流。我們在做課程設(shè)計的過 程中要不停的討論問題，這樣，我們可以盡可能的統(tǒng)一思想，這樣就不會使自己在做的過程中沒有方向，并且這樣也是為了最后設(shè)計。討論不僅是一些思想的問題，還可以深入的討論一些技術(shù)上的問題，這樣可以使自己的處理問題要快一些，少走彎路。多改變自己設(shè)計的方法，在設(shè)計的過程中最好要不停的改善自己解決問題的方法，這樣可以方便自己解決問題 。 在設(shè)計的過程中我們還得到了老師的幫助與意見。在學(xué)習(xí)的過程中，不是每一個問題都能自己解決，向老師請教或向同學(xué)討論是一個很好的方法，不是有句話叫做思而不學(xué) 則 殆 ， 做事要學(xué)思結(jié)合。 相信在以后投入工作以 后我們還是要跟同事合作，不斷學(xué)習(xí)、不斷進(jìn)步。 19 謝 辭 首先我要感謝學(xué)校給我們制定了合理的學(xué)習(xí)培養(yǎng)計劃，讓我們在大學(xué)四年的學(xué)習(xí)有跡可循，不至于走過多彎路！其次要特別感謝指導(dǎo)我們課程設(shè)計老師。在這次課程設(shè)計中老師每天堅持上午下午到教室指導(dǎo)學(xué)生們做課程設(shè)計。這讓我們能早第一時間把自己發(fā)現(xiàn)的問題解決掉，大大提高了我們做設(shè)計的信心。老師以其嚴(yán)謹(jǐn)求實(shí)的治學(xué)態(tài)度、兢兢業(yè)業(yè)、孜孜以求的工作作風(fēng)和大膽創(chuàng)新的進(jìn)取精神對我產(chǎn)生重要影響。 在此還要感謝和我一起討論各位同學(xué)，在大家的共同努力下我的課程設(shè)計最終順利完 成。這次課程設(shè)計意