圍板包裝箱自動生產(chǎn)線上料與拼接裝置設(shè)計.doc

編編 號號 無錫太湖學(xué)院 畢畢業(yè)業(yè)設(shè)設(shè)計計 論論文文 題目 題目 圍板包裝箱的自動生產(chǎn)線上料圍板包裝箱的自動生產(chǎn)線上料 與拼接裝置設(shè)計與拼接裝置設(shè)計 信機 系系 機械工程及自動化 專專 業(yè)業(yè) 學(xué) 號 0923221 學(xué)生姓名 何 偉 東 指導(dǎo)教師 何雪明 職稱 副教授 職稱 2013 年 5 月 15 日 無錫太湖學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計 論文 無錫太湖學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計 論文 誠誠 信信 承承 諾諾 書書 本人鄭重聲明 所呈交的畢業(yè)設(shè)計 論文 圍板包裝箱 的自動生產(chǎn)線上料與拼接裝置設(shè)計 是本人在導(dǎo)師的指導(dǎo)下獨 立進行研究所取得的成果 其內(nèi)容除了在畢業(yè)設(shè)計 論文 中 特別加以標(biāo)注引用 表示致謝的內(nèi)容外 本畢業(yè)設(shè)計 論文 不包含任何其他個人 集體已發(fā)表或撰寫的成果作品 班 級 機械 95 學(xué) 號 0923221 作者姓名 2013 年 5 月 15 日 無無錫錫太太湖湖學(xué)學(xué)院院 信信 機機 系系 機機械械工工程程及及自自動動化化 專專業(yè)業(yè) 畢畢 業(yè)業(yè) 設(shè)設(shè) 計計論論 文文 任任 務(wù)務(wù) 書書 一 題目及專題 一 題目及專題 1 題目 圍板包裝箱的自動生產(chǎn)線上料與拼接裝置設(shè)計 2 專題 二 課題來源及選題依據(jù)二 課題來源及選題依據(jù) 圍板箱是配合托盤使用的可折疊可拆卸的木箱 由托盤 箱體 箱蓋組成 常見的是四角圍板箱和六角圍板箱兩種 即分別由 4 塊實木側(cè)板和 6 塊實木側(cè)板 通過鉸鏈連接而成 可對折疊和對角折疊 容易拆開和安裝 循環(huán)利用率高 可以 根據(jù)內(nèi)置產(chǎn)品的高度來增添圍板的層數(shù) 由于裝箱的靈活性 對裝載物的適應(yīng) 性和重復(fù)使用性 圍板箱被廣泛運用于機械 化工 電子 五金以及其他領(lǐng)域 此外還具有傳統(tǒng)木箱不具備的很多優(yōu)點 因而這種產(chǎn)品在國外也特別受歡迎 運 用也很普遍 常見的圍板木箱的實木側(cè)板是由整板組成 原材料資源相對較少 價格較貴 造成生產(chǎn)成本很高 現(xiàn)今的拼接工藝主要是手工作業(yè) 在此種工藝條件 下一般生產(chǎn)效率并不是很高 為了進一步節(jié)約成本 提高效率 在此特開發(fā)設(shè)計 圍板包裝箱的自動生產(chǎn)線上料與拼接裝置設(shè)計 三 本設(shè)計 論文或其他 應(yīng)達到的要求 三 本設(shè)計 論文或其他 應(yīng)達到的要求 熟練運用 UG 繪制三維模型圖 熟悉圍板包裝箱生產(chǎn)加工的過程 了解近幾年對圍板箱生產(chǎn)工藝的改進 設(shè)計出正確合理的上料和拼接裝置 四 接受任務(wù)學(xué)生 四 接受任務(wù)學(xué)生 機械 95 班班 姓名姓名 何偉東 五 開始及完成日期 五 開始及完成日期 自自 2012 年年 11 月月 10 日日 至至 2013 年年 5 月月 15 日日 六 設(shè)計 論文 指導(dǎo) 或顧問 六 設(shè)計 論文 指導(dǎo) 或顧問 指導(dǎo)教師指導(dǎo)教師 簽名簽名 簽名簽名 簽名簽名 教教研研室室主主任任 學(xué)科組組長研究所學(xué)科組組長研究所 所長所長 簽名簽名 系主任系主任 簽名簽名 2012 年年 11 月月 10 日日 III 42 摘摘 要要 現(xiàn)如今 隨著自動化設(shè)備的普及 人工生產(chǎn)的效率相對來說越來越低 圍板包裝箱 的生產(chǎn)還未開發(fā)出全自動化的設(shè)備 針對工廠內(nèi)圍板包裝箱的生產(chǎn)效率較低以及工人勞 動強度較大的問題 通過對原有圍板箱生產(chǎn)工藝的分析以及生產(chǎn)企業(yè)的走訪調(diào)查和相關(guān) 數(shù)據(jù)的搜集整理研究 提出了一種自動化生產(chǎn)圍板包裝箱的側(cè)板的方法 先進行木板的自 動上料 然后在木板的側(cè)面進行打孔 打孔后以木銷拼接技術(shù)為基礎(chǔ) 將兩塊木板進行 拼接 使木材長度可不受樹木生長高度和木料長短的限制 達到短材長用 其中 生產(chǎn)節(jié) 拍各機構(gòu)的時間盡量保持相同 木銷的自動上料采用自重式的送料裝置 機架采用框架 式結(jié)構(gòu) 控制系統(tǒng)為PLC控制系統(tǒng) 新型生產(chǎn)線的應(yīng)用極大地提高了勞動生產(chǎn)率 填補木 工機械在木材橫向拼接方面的空白 能夠大幅度降低生產(chǎn)成本 節(jié)約勞動力 使用自動線產(chǎn) 品質(zhì)量穩(wěn)定 增強了產(chǎn)品的市場競爭力 關(guān)鍵詞關(guān)鍵詞 圍板箱 上料 拼接 自動生產(chǎn)線 Abstract Nowadays with the popularity of automation equipment artificial production efficiency is relatively lower the coaming packaging has not developed a fully automated production equipment Against the coaming packaging within the plant production efficiency is low and the worker labor intensity big problems through the analysis of the original coaming box production technology and production enterprise of visiting survey and collect related data research put forward a automated production coaming packing method of side panel For the automatic feeding of the board first and then in the side of the board to punch punch pin with wood after splicing technology as the foundation will be joining together two pieces of wood the wood length is not limited by height and timber tree growth length long to short of material Among them the production tempo agencies try to keep the same time wooden pin s gravity type of feed device for the automatic feeding frame adopts frame type structure the control system for PLC control system New production line application greatly improved labor productivity fill the blank of the woodworking machinery in the field of wood transverse splices can greatly reduce the production cost labor saving using automatic line products stable quality enhance the market competitiveness of products Key words boarding box On the material splicing automatic production line V 42 目目 錄錄 摘 要 III ABSTRACT IV 目 錄 V 1 緒論 1 1 1 本課題的設(shè)計內(nèi)容和意義 1 1 2 國內(nèi)外的發(fā)展概況 1 2 總體結(jié)構(gòu)設(shè)計 7 2 1 圍板的參數(shù) 單位 MM 7 2 2 自動線生產(chǎn)流程 7 2 3 生產(chǎn)節(jié)拍的確定 8 2 4 機架結(jié)構(gòu)的確定 9 2 5 控制系統(tǒng)的確定 9 3 木板上料裝置的設(shè)計 11 3 1 木板上料裝置的要求 11 3 2 木板上料的流程 11 3 3 升降臺的設(shè)計 11 3 3 1 運動學(xué)分析 11 3 3 2 動力學(xué)分析 12 3 4 過渡輥臺設(shè)計 12 3 4 1 過渡輥臺設(shè)計要求 12 3 4 2 過渡輥臺結(jié)構(gòu) 12 3 4 3 過渡輥臺的尺寸參數(shù)計算 13 3 5 計算送料缸的受力 16 4 鉆孔裝置設(shè)計 17 4 1 鉆孔工作臺的總體設(shè)計 17 4 2 液壓自動鉆孔機的設(shè)計 17 4 2 1 主軸的設(shè)計 17 4 2 2 液壓系統(tǒng)設(shè)計 18 4 2 3 電動機的選取 19 4 2 4 傳動比的分配 21 4 2 5 齒輪傳動系統(tǒng) 23 4 3 鉆孔工序控制系統(tǒng)的設(shè)計 26 5 木銷上料裝置設(shè)計 29 5 1 木銷自動上料裝置的選擇 29 5 2 木銷自動上料裝置的改進 29 6 拼接裝置設(shè)計 33 6 1 拼接的總體設(shè)計方案 33 6 2 拼接工序的定位 33 6 3 拼接工序的具體設(shè)計 33 7 結(jié)論與展望 35 7 1 結(jié)論 35 7 2 展望 35 致 謝 37 參考文獻 38 1 42 1 緒論緒論 1 11 1 本課題的本課題的設(shè)計設(shè)計內(nèi)容和意義內(nèi)容和意義 隨著我國木材深加工業(yè)的發(fā)展 木材拼接生產(chǎn)工藝技術(shù)逐漸得到了廣泛的應(yīng)用 而國 外的木材拼接設(shè)備也在我國許多木材生產(chǎn)企業(yè)中大量運用 特點是使木材長度可不受樹 木生長高度和木料長短的限制 達到短材長用 1 然而目前國內(nèi)市場上尚未有專門用于圍 板箱這種能有效利用短材的側(cè)板的拼接自動機械或者自動線 這不得不說是木材拼接應(yīng)用 領(lǐng)域一個較大的缺憾 圍板箱的結(jié)構(gòu) 圍板箱是配合托盤使用的可折疊可拆卸的木箱 由托盤 箱體 箱蓋組成 常見的是 四角圍板箱和六角圍板箱兩種 即分別由4塊實木側(cè)板和6塊實木側(cè)板通過鉸鏈連接而成 見圖1 1 可對折疊和對角折疊 容易拆開和安裝 循環(huán)利用率高 可以根據(jù)內(nèi)置產(chǎn)品的高度 來增添圍板的層數(shù) 圍板箱的優(yōu)點 1 圍板箱的長 寬根據(jù)托盤的尺寸確定 使用層數(shù)可根據(jù)承載物的高度來決定 最 大限度地提高箱體空間的利用率 2 由于無釘化作業(yè) 顯著地降低了工人在裝卸過程中發(fā)生工傷的風(fēng)險 3 不存在因箱體的部分損壞而令整箱報廢的情況 對于同一尺寸 可實現(xiàn)完全互換 使用 4 運輸時可將圍板折疊為雙層或四層相連接的木板結(jié)構(gòu)擺放在托盤上 大大地減少 貯運體積 有效的降低運輸成本 在循環(huán)包裝系統(tǒng)里 方便靈活的圍板箱有著無可比擬的優(yōu)勢 這是一種標(biāo)準的物流 器具 損壞的頂蓋與側(cè)板很容易進行替換 整體循環(huán)包裝系統(tǒng)的投資比較低廉 而使用 壽命則可達十年之久這也是一種可靠的堅固的可以折疊的包裝系統(tǒng) 由于裝箱的靈活性 對裝載物的適應(yīng)性和重復(fù)使用性 圍板箱被廣泛運用于機械 化工 電子 五金以及其他 領(lǐng)域 此外還具有傳統(tǒng)木箱不具備的很多優(yōu)點 因而這種產(chǎn)品在國外也特別受歡迎 運用也 很普遍 常見的圍板木箱的實木側(cè)板是由整板組成 原材料資源相對較少 價格較貴 造成生產(chǎn) 成本很高 江蘇某公司在滿足工藝強度要求的情況下使用拼接板工藝 使用兩塊窄板通過 木銷拼接的方式進行拼接 現(xiàn)今的拼接工藝主要是手工作業(yè) 整個拼接區(qū)有工人10名 每 天每人拼接板500片 在此種工藝條件下一般能節(jié)約成本33 但是生產(chǎn)效率并不是很高 在當(dāng)前經(jīng)濟環(huán)境下 開發(fā)圍板箱的實木側(cè)板拼接自動線具有重大的意義 填補木工機械在 木材橫向拼接方面的空白 能夠大幅度降低生產(chǎn)成本 節(jié)約勞動力 使用自動線產(chǎn)品質(zhì)量穩(wěn) 定 增強了產(chǎn)品的市場競爭力 在此特開發(fā)設(shè)計圍板包裝箱的自動生產(chǎn)線上料與拼接裝置 設(shè)計 1 2 國內(nèi)外的發(fā)展概況國內(nèi)外的發(fā)展概況 在20世紀50年代前 機械制造業(yè)推行的是 剛性 生產(chǎn)模式 自動化程度低 基本上是 一個工人 一把刀 一臺機床 導(dǎo)致勞動生產(chǎn)率低下 產(chǎn)品質(zhì)量不穩(wěn)定 為提高效 率和自動 圖1 1 常見的圍板形狀 化程度 采用少品種 大批量的做法 強調(diào)的是 規(guī)模效益 以實現(xiàn)降低成本和提高質(zhì) 量的目的 在 20 世紀 70 年代 主要通過改善生產(chǎn)過程管理來進一步提高產(chǎn)品質(zhì)量和降 低成本 從 20 世紀 80 年代起 我國開始實行改革開放政策 引進西方的先進制造技術(shù) 同 時與西方國家解除與廣泛的合作 機械制造裝備中較多的采用了數(shù)控機床 機器人 柔 性制造單元和系統(tǒng)等高技術(shù)的集成 來滿足產(chǎn)品個性化和多樣化的要求 以滿足社會各 類消費群體的不同要求 機械制造裝備普遍具有 柔性化 自動化 和 精密化 的 特點 以便更好地適應(yīng)市場經(jīng)濟的需要 適應(yīng)多品種 小批量生產(chǎn)和經(jīng)常更新品種的需 要 隨著計算機技術(shù) 電子技術(shù) 先進制造技術(shù)的飛速發(fā)展 這些高新技術(shù)也被廣泛的 應(yīng)用于制造業(yè)的各個領(lǐng)域 加速了制造業(yè)的發(fā)展和變革進程 制造業(yè)是國名經(jīng)濟發(fā)展的支柱產(chǎn)業(yè) 也是科學(xué)技術(shù)發(fā)展的載體及使其轉(zhuǎn)化為規(guī)模生 產(chǎn)力的工具與橋梁 裝備制造業(yè)是一個國家綜合制造能力的集中體現(xiàn) 重大裝備研制能 力是衡量一個國家工業(yè)化水品和綜合國力的重要標(biāo)準 現(xiàn)在 我國正值 十一五 建設(shè) 期間 國家將振興裝備制造業(yè)作為推進工業(yè)結(jié)構(gòu)優(yōu)化升級的主要內(nèi)容 按照立足科學(xué)發(fā) 展 著力自主創(chuàng)新 完善體制機制 促進社會和諧的總思路 組織實施國家自主創(chuàng)新能 力建設(shè)規(guī)劃和高技術(shù)產(chǎn)業(yè)發(fā)展規(guī)劃 大力加強自主創(chuàng)新支撐體系建設(shè) 著力推進重大產(chǎn) 業(yè)技術(shù)與裝備的自主研發(fā) 實現(xiàn)高技術(shù)產(chǎn)業(yè)由大到強的轉(zhuǎn)變 全面提升我國全面提升我 國的自主創(chuàng)新能力和國際競爭力 為調(diào)整經(jīng)濟結(jié)構(gòu) 轉(zhuǎn)變經(jīng)濟增長方式 實現(xiàn)全面建設(shè) 小康社會的奮斗目標(biāo)奠定堅實基礎(chǔ) 二十世紀 20 年代 隨著汽車 滾動軸承 小型電動機和縫紉機等工業(yè)發(fā)展 機械制 造中開始出現(xiàn)自動線 2 最早出現(xiàn)的是組合機床自動線 在二十世紀 20 年代之前 首先 是在汽車工業(yè)中出現(xiàn)了流水生產(chǎn)線和半自動生產(chǎn)線 隨后發(fā)展成為自動線 第二次世界 大戰(zhàn)后 在工業(yè)發(fā)達國家的機械制造業(yè)中 自動線的數(shù)目急劇增加 3 42 條件優(yōu)點 采用自動線進行生產(chǎn)的產(chǎn)品應(yīng)有足夠大的產(chǎn)量 產(chǎn)品設(shè)計和工藝應(yīng)先進 穩(wěn)定 可 靠 并在較長時間內(nèi)保持基本不變 在大批 大量生產(chǎn)中采用自動線能提高勞動生產(chǎn)率 穩(wěn)定和提高產(chǎn)品質(zhì)量 改善勞動條件 縮減生產(chǎn)占地面積 降低生產(chǎn)成本 縮短生產(chǎn)周 期 保證生產(chǎn)均衡性 有顯著的經(jīng)濟效益 步驟 1 先確定節(jié)拍時間 不論何種制品 皆在其必須完成的恰好時間內(nèi)制造 2 單位流程 只針對一項產(chǎn)品 進行單位配件的搬運 裝配 加工及素材的領(lǐng)取 3 先導(dǎo)器 制作以目視即能了解節(jié)拍時間的裝置 4 U 字型生產(chǎn)線 將設(shè)備依工程順序逆時針排列 并由一人負責(zé)出口及入口 5 AB 控制 只有當(dāng)后工程無產(chǎn)品 而前工程有產(chǎn)品的情形 才進行工程 6 燈號 傳達生產(chǎn)線流程中產(chǎn)品異狀的裝置 7 后工程領(lǐng)取 生產(chǎn)線的產(chǎn)品要因應(yīng)后工程的需求 意義 自動生產(chǎn)線在無人干預(yù)的情況下按規(guī)定的程序或指令自動進行操作或控制的過程 其目標(biāo)是 穩(wěn) 準 快 自動化技術(shù)廣泛用于工業(yè) 農(nóng)業(yè) 軍事 科學(xué)研究 交通運輸 商業(yè) 醫(yī)療 服務(wù)和家庭等方面 采用自動生產(chǎn)線不僅可以把人從繁重的體力勞動 部 分腦力勞動以及惡劣 危險的工作環(huán)境中解放出來 而且能擴展人的器官功能 極大地 提高勞動生產(chǎn)率 增強人類認識世界和改造世界的能力 應(yīng)用范圍 機械制造業(yè)中有鑄造 鍛造 沖壓 熱處理 焊接 切削加工和機械裝配等自動線 也有包括不同性質(zhì)的工序 如毛坯制造 加工 裝配 檢驗和包裝等的綜合自動線 切削加工自動線在機械制造業(yè)中發(fā)展最快 應(yīng)用最廣 主要有 用于加工箱體 殼體 雜類等零件的組合機床自動線 用于加工軸類 盤環(huán)類等零件的 由通用 專門化或?qū)?用自動機床組成的自動線 旋轉(zhuǎn)體加工自動線 用于加工工序簡單小型零件的轉(zhuǎn)子自動 線等 設(shè)備聯(lián)結(jié) 自動線中設(shè)備的聯(lián)結(jié)方式有剛性聯(lián)接和柔性聯(lián)接兩種 在剛性聯(lián)接自動線中 工序 之間沒有儲料裝置 工件的加工和傳送過程有嚴格的節(jié)奏性 當(dāng)某一臺設(shè)備發(fā)生故障而 停歇時 會引起全線停工 因此 對剛性聯(lián)接自動線中各種設(shè)備的工作可靠性要求高 在柔性聯(lián)接自動線中 各工序 或工段 之間設(shè)有儲料裝置 各工序節(jié)拍不必嚴格一致 某一臺設(shè)備短暫停歇時 可以由儲料裝置在一定時間內(nèi)起調(diào)劑平衡的作用 因而不會影 響其他設(shè)備正常工作 綜合自動線 裝配自動線和較長的組合機床自動線常采用柔性聯(lián) 接 傳送系統(tǒng) 自動線的工件傳送系統(tǒng)一般包括機床上下料裝置 傳送裝置和儲料裝置 在旋轉(zhuǎn)體 加工自動線中 傳送裝置包括重力輸送式或強制輸送式的料槽或料道 提升 轉(zhuǎn)位和分 配裝置等 有時采用機械手完成傳送裝置的某些功能 在組合機床自動線中當(dāng)工件有合 適的輸送基面時 采用直接輸送方式 其傳送裝置有各種步進式輸送裝置 轉(zhuǎn)位裝置和 翻轉(zhuǎn)裝置等對于外形不規(guī)則 無合適的輸送基面的工件 通常裝在隨行夾具上定位和輸 送 這種情況下要增設(shè)隨行夾具的返回裝置 控制系統(tǒng) 自動線的控制系統(tǒng)主要用于保證線內(nèi)的機床 工件傳送系統(tǒng) 以及輔助設(shè)備按照規(guī) 定的工作循環(huán)和聯(lián)鎖要求正常工作 并設(shè)有故障尋檢裝置和信號裝置 為適應(yīng)自動線的 調(diào)試和正常運行的要求 控制系統(tǒng)有三種工作狀態(tài) 調(diào)整 半自動和自動 在調(diào)整狀態(tài) 時可手動操作和調(diào)整 實現(xiàn)單臺設(shè)備的各個動作 在半自動狀態(tài)時可實現(xiàn)單臺設(shè)備的單 循環(huán)工作 在自動狀態(tài)時自動線能連續(xù)工作 控制系統(tǒng)有 預(yù)停 控制機能 自動線在正常工作情況下需要停車時 能在完成一 個工作循環(huán) 各機床的有關(guān)運動部件都回到原始位置后才停車 自動線的其他輔助設(shè)備 是根據(jù)工藝需要和自動化程度設(shè)置的 如有清洗機工件自動檢驗裝置 自動換刀裝置 自動捧屑系統(tǒng)和集中冷卻系統(tǒng)等 為提高自動線的生產(chǎn)率 必須保證自動線的工作可靠 性 影響自動線工作可靠性的主要因素是加工質(zhì)量的穩(wěn)定性和設(shè)備工作可靠性 自動線 的發(fā)展方向主要是提高生產(chǎn)率和增大多用性 靈活性 為適應(yīng)多品種生產(chǎn)的需要 將發(fā) 展能快速調(diào)整的可調(diào)自動線 發(fā)展前景 數(shù)字控制機床 工業(yè)機器人和電子計算機等技術(shù)的發(fā)展 以及成組技術(shù)的應(yīng)用 將 使自動線的靈活性更大 可實現(xiàn)多品種 中小批量生產(chǎn)的自動化 多品種可調(diào)自動線 降低了自動線生產(chǎn)的經(jīng)濟批量 因而在機械制造業(yè)中的應(yīng)用越來越廣泛 并向更高度自 動化的柔性制造系統(tǒng)發(fā)展 維修保養(yǎng) 自動生產(chǎn)線節(jié)省了大量的時間和成本 在工業(yè)發(fā)達的城市 自動生產(chǎn)線的維修成為 熱點 自動生產(chǎn)線維修主要靠操作工與維修工來共同完成 自動生產(chǎn)線維修的兩大方法 同步修理法 再生產(chǎn)當(dāng)中 如發(fā)現(xiàn)故障盡量不修 采取維持方法 使生產(chǎn)線繼續(xù)生 產(chǎn)到星期天 集中維修工 操作工 對所有問題 同時修理 設(shè)備在星期一正常全線生 產(chǎn) 分部修理法 自動生產(chǎn)線如有較大問題 修理時間較常 不能用同步修理法 這時利用 星期天 集中維修工 操作工對某一部分 進行修理 待到下個星期天 對另一部分進 行修理 保證自動生產(chǎn)線在工作時間不停產(chǎn) 另外 在管理中盡量采用予修的方法 在 設(shè)備中安裝計時器 記錄設(shè)備工作時間 應(yīng)用磨損規(guī)律 來予測易損件的磨損 提前更 換易損件 可以把故障以前消滅 保證生產(chǎn)線滿負荷生產(chǎn) 自動生產(chǎn)線的保養(yǎng) 5 42 電路 氣路 油路及機械傳動部位 如導(dǎo)軌等 班前班后要檢查 清理 工作過程要 巡檢 重點部位要抽檢 發(fā)現(xiàn)異樣要記錄 小問題班前班后處理 時間不長 大問題做 好配件準備 統(tǒng)一全線停機維修 做好易損件計劃 提前更換易損件 防患于未燃 在國內(nèi) 圍板箱是一款可反復(fù)循環(huán)使用的新型包裝 適用于緊固件 金屬球 沖壓件等 不規(guī)則產(chǎn)品的包裝 是出口到歐洲的產(chǎn)品包裝的不二選擇 圍板箱基本以木板為主要材 料 側(cè)板大多數(shù)都是采用模板或者大板制作 使得材料的選取過于苛刻 而且成本比較 高 圍板箱的生產(chǎn)也主要以人工為主 木板加工以半自動化為主 而國外 德國 KTP 公司可以說是制造圍板箱的代表 經(jīng)過其幾代人的努力 現(xiàn)今已經(jīng)研 制出了可折疊式塑料圍板箱 見圖 1 2 其生產(chǎn)方式也采用了全自動化的生產(chǎn)線模式 箱子規(guī)格也都已經(jīng)基本標(biāo)準化 方便統(tǒng)一規(guī)格生產(chǎn) 圖 1 2 國外先進的圍板箱 從國內(nèi)外發(fā)展情況來看 國內(nèi)外的圍板箱生產(chǎn)具有以下的優(yōu)缺點 1 在國內(nèi) 圍板箱的規(guī)格可以根據(jù)買家的要求來制定 比較方便靈活 在國外 圍板箱的規(guī)格趨于標(biāo)準化 方便一體化生產(chǎn) 銷售 物流規(guī)格可漸漸統(tǒng)一 適應(yīng)以后的 發(fā)展前景 2 在國內(nèi) 圍板箱各部分不存在因箱體的部分損壞而令整箱報廢的情況 對于同 一尺寸 可實現(xiàn)完全互換使用 在國外 部分圍板箱已經(jīng)趨于一體化 防水 防塵 全 面保護物品 存儲較方便 3 在國內(nèi) 使用木板為主材料 成本低廉 在國外 開始使用可完全回收利用的 塑料 從而減少樹木的砍伐 保護環(huán)境 4 在國內(nèi) 圍板箱的生產(chǎn)方式采取以半自動化為主 有訂單再生產(chǎn)的方式 在國 外 圍板箱的生產(chǎn)方式采取全自動化生產(chǎn)線的模式 總的來說 國外的標(biāo)準化生產(chǎn)模式是可以借鑒的 但由于國內(nèi)基本情況的限制 所 以在國內(nèi)圍板箱的基本材料還是以木板為主材料 7 42 2 2 總體結(jié)構(gòu)設(shè)計總體結(jié)構(gòu)設(shè)計 2 12 1 圍板的參數(shù) 單位 圍板的參數(shù) 單位 mmmm 長木板的參數(shù) 拼接前 長 600 寬 60 高 10 拼接后 長 600 寬 120 高 10 短木板的參數(shù) 拼接前 長 400 寬 60 高 10 拼接后 長 400 寬 120 高 10 木銷參數(shù) 長 60 直徑 6 長板木板打孔位置見圖 2 1 從右邊往左 依次打孔 第一個孔距離邊是 100 再往 右依次 200 打兩個孔 孔的直徑為 6 短板打孔也是如此 但是只打兩個孔 圖 2 1 木板孔的位置 2 22 2 自動線生產(chǎn)流程自動線生產(chǎn)流程 由于所加工的產(chǎn)品結(jié)構(gòu)比較簡單由于所要加工的產(chǎn)品結(jié)構(gòu)比較簡單 工位較少 采 用 直線型同步順序組合自動線 各自動機用傳送工件裝置連接起來 以一定的生產(chǎn)節(jié)拍進行 生產(chǎn) 無儲存裝置 自動線前端設(shè)置料倉 這樣生產(chǎn)率較高 產(chǎn)品質(zhì)量較穩(wěn)定 流程圖見 圖 2 2 圖 2 2 生產(chǎn)線流程 整個自動生產(chǎn)線的前方為自動上料裝置 自動上料裝置采用升降機構(gòu)用水平推料方 式推最上面一塊板 上料輸送機將堆垛木板的托盤送至升降機并將空托盤帶回 升降機 帶動托盤上升到指定高度 推板機將一層木板從升降機上推至過渡輥臺并逐疊將木板推 入鉆孔工序 推板機推板時 過渡輥臺將升降機上的非動作層木板擋住 每當(dāng)推板機將 一層木板推走 升降機就帶動托盤上升到指定高度 等待推板機推動下一層木板 木板 自動 上料 定位 鉆孔 木銷 拼接 推出后會到達鉆孔工作臺 鉆孔工作臺上方的壓緊塊在氣缸的推動下壓緊木板從木板的 側(cè)面進行鉆孔 鉆孔工位完成后 由步進電機控制輸送帶 讓木板繼續(xù)縱向移動 進入 拼接工位 到達位置后 上方輥子往下壓 并進行逆時針運動 下方的輥子進行順時針 運動 夾住木板使木板順利的進入到拼接工位 與此同時 在輥子夾住木板時 前方鉆 孔工作臺上的壓緊裝置張開 并且退回起始位置 9 42 拼接裝置包括木銷的上料和木板的橫向側(cè)壓 在圖 2 3 內(nèi) 主要畫出了木銷自動上 料的裝置 料斗下部的一排木銷通過帶槽滾筒旋轉(zhuǎn) 不僅可以將木銷逐根分離供給 而且 還能防止木銷出現(xiàn)卡住的情況 料斗下方 設(shè)置有槽式上料器 上料器有三個容納木銷 的的槽 接受從料斗落下的木銷 不僅有上料的作用 還有定位的作用 當(dāng)木銷向左運 動時 木銷會被送到與木板對應(yīng)的孔的位置 木銷具體的拼接如圖 2 4 所示 當(dāng)木銷被 送到對應(yīng)位置的時候 木板由于側(cè)面的氣缸提供的側(cè)壓力進行橫向運動 從而進行拼接 為了使工件加工后符合圖紙的技術(shù)要求 就必須保證工件的加工精度 這樣就要求 我們在安裝夾緊工件時不但要保證工件的位置正確 而且要保證工件的位置準確 并使 工件在整個加工過程中始終保持這一正確位置 以便消除任何影響工件加工精度的移動 或轉(zhuǎn)動的自由度 確保工件的尺寸精度和位置精度 工件的專用夾具就是根據(jù)工件加工 的特定工序而設(shè)計 安裝時只要工件靠牢夾具的定位元件 并用夾緊機構(gòu)將其夾緊就可 迅速可靠地保證工件占有正確的位置 圖 2 3 拼接工序 2 32 3 生產(chǎn)節(jié)拍的確定生產(chǎn)節(jié)拍的確定 生產(chǎn)線的節(jié)拍是指連續(xù)完成相同的兩個產(chǎn)品之間的間隔時間 即指完成一個產(chǎn)品所 需的平均時間 生產(chǎn)工藝平衡即是對生產(chǎn)的全部工序進行平均化 調(diào)整各作業(yè)負荷 以 使各作業(yè)時間盡可能相近 通過平衡生產(chǎn)線 可以提高操作者及設(shè)備的工作效率 可以 減少單間產(chǎn)品的工時消耗 降低成本 可以減少工序的在制品 真正實現(xiàn)有序流動 可 以在平衡的生產(chǎn)線基礎(chǔ)上實現(xiàn)單元生產(chǎn) 提高生產(chǎn)應(yīng)變能力 應(yīng)對市場變化 生產(chǎn)線的生產(chǎn)節(jié)拍 可根據(jù)公式 2 1 計算 i t 11 42 2 1 1 60 N T ti 式中 T 為年基本工時 一般規(guī)定 按一班制工作時為 2360h 年 按兩班制工作時為 4650h 年 為復(fù)雜系數(shù) 一般取 0 65 0 85 復(fù)雜的生產(chǎn)線因故障導(dǎo)致開工率低些 1 應(yīng)取低值 簡單的生產(chǎn)線則取高值 N 為生產(chǎn)線加工工件的年生產(chǎn)綱領(lǐng) 件數(shù) 年 pp qnN 21 1 2 2 式中 q 為產(chǎn)品的年產(chǎn)量 臺數(shù) 年 n 為每臺產(chǎn)品所需生產(chǎn)線加工的工件數(shù)量 件數(shù) 臺 p1 為備品率 p2 為廢品率 根據(jù)生產(chǎn)綱領(lǐng)及自動線形式 按照工件傳送的平穩(wěn)性的原則確定圍板的實木側(cè)板拼接 自動線的生產(chǎn)節(jié)拍為 3 部分 自動上料 定位鉆孔和木銷拼接 在時間上確保上料 鉆孔 拼接各部分耗時相等 使自動線的生產(chǎn)率達到最大化 3 2 42 4 機架結(jié)構(gòu)的確定機架結(jié)構(gòu)的確定 考慮到生產(chǎn)工藝要求及廠房面積 圍板的實木側(cè)板拼接自動線有效工作高度設(shè)計在1 m 長度控制在3 m以內(nèi) 為了縮短自動線的長度 考慮推送機構(gòu)的氣缸放在工作臺下面 同 時安裝放大行程機構(gòu) 縮短氣缸的行程 從而縮短自動線的長度 機架 料倉 氣缸架均采 用型材組焊的形式拼成框架式結(jié)構(gòu) 4 2 52 5 控制系統(tǒng)的確定控制系統(tǒng)的確定 控制部分經(jīng)比較選擇PLC控制 5 若用單片機控制 單片機的制造工藝決定了其對工 作環(huán)境要求較高 當(dāng)單片機運行一定時間后 元器件工作會出現(xiàn)不穩(wěn)定 可靠性差等情況 當(dāng)用其驅(qū)動步進控制器時就會出現(xiàn)丟步和失步的情況 從而影響加工送料精度 若采用電氣 控制 電路將十分復(fù)雜 成本較高 有點大材小用 而PLC控制 結(jié)構(gòu)較簡單 成本也不高 尺 寸精度也能滿足要求 PLC是專為工業(yè)生產(chǎn)環(huán)境而設(shè)計的控制器件 具有功能強 應(yīng)用面廣 的等諸多優(yōu)點 由于采取了先進的抗干擾技術(shù) 即便在較差的環(huán)境下工作PLC也具有很強 的可靠性 6 13 42 3 3木板上料裝置的設(shè)計木板上料裝置的設(shè)計 3 13 1 木板上料裝置的要求木板上料裝置的要求 機床上下料裝置是將待加工工件送到機床上的加工位置和將已加工工件從加工位置 取下的自動或半自動機械裝置 又稱工件自動裝卸裝置 大部分機床上下料裝置的下料 機構(gòu)比較簡單 或上料機構(gòu)兼有下料功能 所以機床的上下料裝置也常被簡稱為上料裝 置 按照自動化程度 機床的上下料裝置分為人工上下料裝置和自動上下料裝置兩類 人工上下料通常借助傳送滾道或起重機等設(shè)施 通過人工操作進行機床的上下料 主要 適用于單件小批生產(chǎn)或大型外形復(fù)雜的工件 相反 在大批量的生產(chǎn)重 為了提高生產(chǎn) 效率 降低勞動強度 通常采用自動化的上下料裝置 如料倉式 料斗式或機器人等 而我所設(shè)計的是自動化的上下料裝置 機床的上料裝置的設(shè)計原則 1 上下料時間要符合生產(chǎn)節(jié)拍的要求 縮短輔助時間 提高生產(chǎn)率 2 上下料工作力求平穩(wěn) 盡量減少沖擊 避免工件產(chǎn)生變形或損壞 3 上下料裝置要盡可能結(jié)構(gòu)簡單 工作可靠 維護方便 4 上下料裝置應(yīng)有一定的結(jié)構(gòu)范圍 盡可能地滿足各種不同工件的上下料需求 3 2 木板上料的流程木板上料的流程 木板上料裝置主要是由上料輸送機構(gòu) 升降機構(gòu) 推板機構(gòu) 過渡輥臺四部分組成 其工作流程如圖3 1所示 上料輸送機將堆垛木板的托盤送至升降機并將空托盤帶回 升 降機帶動托盤上升到指定高度 推板機將一層木板從升降機上推至過渡輥臺并逐疊將木 板推入鉆孔工序 推板機推板時 過渡輥臺將升降機上的非動作層木板擋住 每當(dāng)推板 機將一層木板推走 升降機就帶動托盤上升到指定高度 等待推板機推動下一層木板 圖3 1上料裝置 3 3 升降臺的設(shè)計升降臺的設(shè)計 3 3 13 3 1 運動學(xué)分析運動學(xué)分析 該木板上料機升降裝置為雙層結(jié)構(gòu) 每一層的結(jié)構(gòu) 運動特性和受力特點完全相同 為簡化計算所以取單層結(jié)構(gòu)進行分析 其運動簡圖如圖 3 1 2 所示 由圖 3 1 2 可知 驅(qū)動力 F 作用在 D 處 A 點速度垂直向上 記為 D 點速度水平向左 記為 此機構(gòu)為平面機構(gòu) h V l V 分析速度時可用速度瞬心法求解 記 AD BC 桿長均為 L AC 桿的瞬心角速度為 AC 的 瞬心為 B 點 所以 A 點的運動速度為 半成品 木板堆 托盤 輸送機構(gòu) 推板機構(gòu) 升降臺 過度輥臺 鉆孔 工序 cosLVh 3 1 D 點的速度為 表 4 3 機械傳動效率概略值 傳動類別精度 結(jié)構(gòu)及潤滑效率 7 級精度 油潤滑 0 98 8 級精度 油潤滑 0 97 圓柱齒輪傳動 開式傳動 脂潤滑 0 94 0 96 7 級精度 油潤滑 0 97 8 級精度 油潤滑 0 95 0 97 錐齒輪傳動 開式傳動 脂潤滑 0 92 0 95 自鎖 油潤滑 0 40 0 45 單頭 油潤滑 0 7 0 75 雙頭 油潤滑 0 75 0 82 蝸桿傳動 四頭 油潤滑 0 82 0 92 潤滑不良0 94 一對 正常潤滑0 97 一對 滑動軸承 液體摩擦0 99 一對 15 42 球軸承0 99 一對 滾動軸承 滾子軸承0 98 一對 V 帶傳動 0 96 滾子鏈傳動 0 96 螺旋傳動 滑動 0 30 0 60 螺旋傳動 滾動 0 85 0 95 聯(lián)軸器彈性 齒式 0 99 3 所需電動機的功率 kW d P 所需電動機的功率由工作機所需功率和傳動裝置的總效率按下式計算 4 6 wd PP 4 電動機額定功率 m P 按來選取電動機型號 電動機功率裕度的大小應(yīng)視工作機構(gòu)的負載變化狀況而定 dm PP 3 3 轉(zhuǎn)速的確定轉(zhuǎn)速的確定 額定功率相同的同類型電機 有幾種不同的同步轉(zhuǎn)速 18 一般常用 市場上供應(yīng)最 多的是同步轉(zhuǎn)速為 1500r min 和 1000r min 的電動機 設(shè)計時優(yōu)先選用 如無特殊需求 則不選同步轉(zhuǎn)速為 3000r min 和 750r min 的電動機 根據(jù)選定的電動機類型 結(jié)構(gòu) 功率和轉(zhuǎn)速 從標(biāo)準中查出電動機的型號后 將其型號 額定功率 kW 滿載轉(zhuǎn)速 r min 以及電動機的安裝尺寸 外形尺寸和軸伸連 m P m n 接尺寸等記下以備后用 4 2 4 傳動比的分配傳動比的分配 電動機選定后根據(jù)電動機的滿載轉(zhuǎn)速和工作機的轉(zhuǎn)速即可確定傳動系統(tǒng)的總傳 m n w n 動比 i 即 4 7 wm nni 1 1 傳動比分配的一般原則傳動比分配的一般原則 1 各級傳動比可在各自薦用值的范圍內(nèi)選取 各類機械傳動的傳動比薦用值和最大 值見表 3 2 表 4 4 各類機械傳動的傳動比 2 傳傳 動比動比 分配分配 的參的參 考數(shù)考數(shù) 據(jù)據(jù) 1 帶傳動與一級齒輪減速器 19 設(shè)帶傳動的傳動比為 一級齒輪減速器的傳動比 d i 為 i 應(yīng)使 以便使整個傳動系統(tǒng)的尺寸較小 結(jié)構(gòu)緊湊 iid 平帶傳 動 V 帶傳動鏈傳動圓柱齒輪傳 動 錐齒輪傳 動 蝸桿傳動 單級薦用值 i 4 2 4 2 5 2 5 3 3 2 40 10 單級最大值 max i 5768580 2 二級圓柱齒輪減速器 為了使兩個大齒輪具有相近的浸油深度 應(yīng)使兩級的大齒 輪具有相近的直徑 低速級大齒輪的直徑應(yīng)略大一些 使高速級大齒輪的齒頂圓與低速 軸之間有適量的間隙 設(shè)高速級的傳動比為 低速級的傳動比為 減速器的傳動比為 1 i 2 i i 對于二級展開式圓柱齒輪減速器 傳動比可按下式分配 ii4 1 3 1 1 4 8 對于同軸式圓柱齒輪減速器 傳動比可按下式分配 iii 21 4 9 但應(yīng)指出 齒輪的材料 齒數(shù)及寬度亦影響齒輪直徑的大小 欲獲得兩級傳動的大齒輪 直徑相近 應(yīng)對傳動比 齒輪的材料 齒數(shù) 模數(shù)和齒寬等作綜合考慮 3 圓錐 圓柱減速器 設(shè)減速器的傳動比為 i 高速級錐齒輪的傳動比為 傳動比可按 1 i 下式分配 ii25 0 1 4 10 3 3 傳動參數(shù)的計算傳動參數(shù)的計算 機器傳動系統(tǒng)的傳動 參數(shù)主要是指各軸的轉(zhuǎn)速 功率和轉(zhuǎn)矩 它是進行傳動零件設(shè) 計計算的重要依據(jù) 20 現(xiàn)以圖 3 7 所示二級圓柱齒輪減速器 說明機器傳動系統(tǒng)各軸的轉(zhuǎn) 速 功率及轉(zhuǎn)矩的計算 1 各軸的轉(zhuǎn)速 n r min 高速軸 I 的轉(zhuǎn)速 m nn I 中間軸 II 的轉(zhuǎn)速 1III inn 低速軸 III 的轉(zhuǎn)速 212IIIII iininn m 4 11 滾筒軸 IV 的轉(zhuǎn)速 IIIIV nn 式中 為電動機的滿載轉(zhuǎn)速 為高級傳動比 為低級傳動比 m n 1 i 2 i 聯(lián)軸器 I II III 聯(lián)軸器 工作機 IV 電動機減速器 17 42 圖 3 7 二級圓柱齒輪減速器簡圖 2 各軸的輸入功率 P kW 高速軸 I 的輸入功率 cm PP I 中間軸 II 的輸入功率 g PP 1 III 低速軸 III 的輸入功率 g PP 2 IIIII 4 12 滾筒軸 IV 的輸入功率 gc PP IIIIV 式中 為電動機的額定功率 kW 為聯(lián)軸器的效率 為一對軸承的效率 m P c g 為高速級齒輪傳動的效率 為低速級齒輪傳動的效率 1 2 3 各軸的輸入轉(zhuǎn)矩 T N m 高速軸 I 的輸入轉(zhuǎn)矩 1II 9550nPT 中間軸 II 的輸入轉(zhuǎn)矩 IIIIII 9550nPT 低速軸 III 的輸入轉(zhuǎn)矩 IIIIIIIII 9550nPT 4 13 滾筒軸 IV 的輸入轉(zhuǎn)矩 IVIVIV 9550nPT 4 2 5 齒輪傳動系統(tǒng)齒輪傳動系統(tǒng) 齒輪傳動 21 是機械傳動中最重要的傳動之一 形式很多 應(yīng)用廣泛 傳遞動率可達 數(shù)十千瓦 圓周速度可達 200m s 齒輪傳動特點 第一效率高 在常用的機械傳動中 以齒輪傳動效率為最高 如一級圓柱齒輪的傳動效率可達 99 這對大功率的傳動十分 重要 因為即使效率只有百分之一 也有很大的經(jīng)濟利 第二結(jié)構(gòu)緊湊 在同樣的使用 條件下 齒輪傳動所需要的空間尺寸一般較小 第三工作可靠 壽命長 設(shè)計制造正確 合理 使用維護良好的齒輪傳動 工作十分可靠 壽命可達一 二十年 這也是其他機 械傳動所不能比擬的 第四 傳動比穩(wěn)定 傳動比穩(wěn)定往往是對傳動性的基本要求 齒 輪傳動獲得廣泛應(yīng)用 也就是由于具有這一特點 但是齒輪傳動的制造及安裝精度要求 高 價格較貴 且不適用于距離過大的場合 設(shè)計齒輪傳動在具體的工作情況下 必須 有足夠的 相應(yīng)的工作能力 以保證在整個工作壽命期間不至于失效 齒輪的失效形式 常見的有 齒面折斷 和工作齒面磨損 點蝕 膠合及塑性變形等 針對各種工作情況 以及上述各種失效形式 都應(yīng)該確立相應(yīng)的設(shè)計準則 由于目前對于齒面磨損和塑性變 形 尚未建立起廣為工程實際使用中而行之有效的計算方法和設(shè)計數(shù)據(jù) 所以目前設(shè)計 一般使用的齒輪傳動時 通常只按齒根彎曲疲勞強度及保證齒面接觸疲勞強度兩個準則 進行計算 22 根據(jù)設(shè)計要求和準則 擬選擇所選擇的齒輪系統(tǒng)的材料為 45 或 40 調(diào)制 r C 后表面淬火 齒輪計算相關(guān)公式 分度圓直徑計算 3 2 1 32 2 H E d ZT u u K d 4 14 由計算公式 3 12 進行計算 計算齒輪轉(zhuǎn)矩 n P T 5 10 5 95 4 15 試選載荷系數(shù) 3 1 t K 計算齒輪傳遞轉(zhuǎn)矩 mmN n P T 7 5 1 1 5 1 10303 9 30 2 210 5 9510 5 95 表 3 3 圓柱齒輪的齒寬系數(shù) 裝置狀 況 兩支相對齒輪做對稱分 布 兩支承相對于小齒輪做不對稱 分布 小齒輪做懸臂布 置 d 9 1 2 14 1 9 0 65 1 1 115 1 7 0 6 0 4 0 查表 3 3 選取齒寬系數(shù) 1 d 表 3 4 彈性影響系數(shù) E Z 配對齒輪材料 灰鑄鐵球墨鑄鐵鑄鋼鍛鋼夾布塑膠 齒輪材料 彈性模量 a MPE 4 10 8 11 4 10 3 17 4 10 2 20 4 10 6 20 4 107875 0 鍛鋼 162 0181 4188 9189 856 4 鑄鋼 161 4180 5188 球墨鑄鐵 156 6173 9 灰鑄鐵 143 7 由表 3 4 查得材料影響系數(shù) 2 1 8 189 MPaZE 由資料查得按齒面硬度 23 查得齒輪的強度接觸疲勞強度極限 MPa600 max 應(yīng)力循環(huán)次數(shù) h njLN60 4 16 計算得應(yīng)力循環(huán)次數(shù) 8 11 10296 1 15300821306060 h jLnN 查資料取接觸疲勞系數(shù)90 0 HN K 計算接觸疲勞許用應(yīng)力 取失效概率 24 為 1 安全系數(shù)系數(shù) 由下面公式得1 S 接觸疲勞需用應(yīng)力 4 17 S KHN H lim 19 42 計算得 a HN H MP S K 5406009 0 lim 計算齒輪分度圓直徑 代入中的較小值 t d1 H 即 mm u u K d H E d t ZT 180 5 522 8 189 1 2 1 10303 9 3 1 23 2 1 32 2 3 2 9 3 2 1 計算圓周速度v sm nd v t 28 0 100060 30180 100060 11 計算齒寬 b 齒寬 4 18 td db 計算得 mmdb td 1801801 1 模數(shù) mm z d m t t 5 1 1 齒高 mmmh t 25 1125 2 計算齒寬齒高之比 16 25 11 180 h b 齒面載荷系數(shù) 4 19 HHVA KKKKK 計算齒輪的載荷系數(shù)為 1 594 HHVA KKKKK 按照實際的載荷系數(shù)校正分度圓直徑 4 20 3 t t K K dd 齒根彎曲強度設(shè)計公式 3 2 1 2 F SaFa d YY Z KT m 4 21 計算齒輪的 并加以比較 F SaFaY Y 013 0 1 11 F SaFaY Y 016 0 2 22 F SaFa YY 所以 mmm61 4 016 0 241 10303 9 549 1 2 2 9 對比計算結(jié)果 由直面接觸強度計算的模數(shù) m 大于齒根彎曲疲勞強度計算的模數(shù) 由于齒輪模數(shù)的大小取決于彎曲彎曲強度所決定的承載應(yīng)力 而齒面接觸強度所決定的 承載能力 僅與齒輪直徑 即模數(shù)與齒數(shù)的乘積 有關(guān) 可由于彎曲強度計算的模數(shù) 2 05 并就接近標(biāo)準整圓取 m 5 0mm 按接觸強度算得的分度圓直徑 180mm 算出齒 1 d 輪的齒數(shù) 38 5 64 192 1 1 m d z 這樣設(shè)計出的齒輪傳動 既滿足了齒面接觸強度要求 又滿足了齒根彎曲強度要求 結(jié)構(gòu)緊湊 避免浪費 4 34 3 鉆孔工序控制系統(tǒng)的設(shè)計鉆孔工序控制系統(tǒng)的設(shè)計 4 3 14 3 1 選擇閥及液壓回路設(shè)計選擇閥及液壓回路設(shè)計 首先送料缸換向選用兩位四通電磁閥 25 能滿足送料要求 夾緊缸換向選用兩位四通電 磁閥 在夾緊工件時 能一直保持一定的壓力 鉆削缸換向選用三位四通電磁閥 由于鉆削缸 的壓力小于夾緊缸的壓力 故在鉆削支路上接一個減壓閥 以保證夾緊力在切削過程中不下 降 由于鉆削缸垂直安裝 為使得運動平穩(wěn) 采用液壓缸出口節(jié)流調(diào)速回路 以泵的額定壓 力 613MPa 流量 316L min 為基準選擇各種電磁換向閥 溢流閥 減壓閥 調(diào)速閥等元 件 元件的具體型號不一一敘述 為節(jié)約能源 鉆削缸快進采用差動回路 26 具體設(shè)計的液壓回路見圖 4 3 1 所示 圖 4 3 1 液壓傳動回路 4 3 24 3 2 電氣控制回路設(shè)計電氣控制回路設(shè)計 該自動鉆床工作循環(huán)過程如前所述 由于送料桿和夾緊桿同時伸出到位時會產(chǎn)生干涉 所以要等送料缸退回才能夾緊 但為了節(jié)約時間 在送料缸剛好退出干涉位置時 夾緊缸就動 作 使得夾緊與送料缸后退同步 控制回路 27 具體設(shè)計步驟如下 1 繪制各液壓缸位移順序圖 如圖 4 3 2 a 所示 其中 A 為送料缸 B 為夾緊缸 C 為鉆 削缸 2 以行程開關(guān)壓下為 1 彈起為 0 繪制開關(guān)信號圖 如圖 4 3 2 b 所示 21 42 3 由于在第 4 步和第 7 步有兩組相同的信號 故將所有信號分成兩級 圖 4 3 2 c 所示 4 以 0y1 為觸發(fā)信號 繪制開關(guān)動作圖 如圖 4 3 2 d 所示 在第 7 步因為和第 4 步信 號相同所以在該組加 1 個繼電器 K 常開觸點 5 繪制線圈 電磁鐵 繼電器 通斷電圖 注意在 I 級和 II 級交界處增加一個繼電器通 電 以便進行分級的轉(zhuǎn)換 在 II 級結(jié)束時繼電器斷電 如圖 4 3 2 e 所示 6 若采用 PLC 控制 28 則根據(jù)圖 4 3 2 d 圖 4 3 2 e 梯形圖 如圖 4 3 3 所示 以三菱 FX2 系列 PLC 為例 29 符號說明如下 輸入 SB1 X0 a0 X1 a1 X2 a2 X3 b0 X4 b1 X5 c0 X6 c1 X7 c2 X10 SB2 X11 輸出 YA Y0 YB Y1 YC1 Y2 YC2 Y3 YC0 Y4 YD Y5 繼電器 K3 M0 K5 M1 K6 M2 K7 可省略 圖 4 3 2 液壓傳動回路動作圖 圖 4 3 3 PLC 梯形圖 23 42 5 木銷上料裝置設(shè)計木銷上料裝置設(shè)計 5 15 1 木銷自動上料裝置的選擇木銷自動上料裝置的選擇 木銷的自動上料裝置有很多 其中比較常見的有以下幾種 方案一 利用木銷自重的上料裝置 此裝置是長度和直徑一定的木銷自動上料的簡易機構(gòu) 如圖 5 1 1 所示 料斗底部帶槽 圓盤間歇旋轉(zhuǎn) 木銷因自重落入圓盤槽中 與料斗分離并且向下運送 進入直線送料器 這種 方案原理比較簡單 應(yīng)用比較廣泛 雖然是用振動器解決了木銷之間的干涉 但是震動 會影響工作臺的精度 方案二 木銷水平送出裝置 此裝置如圖 5 1 2 所示 在水平放置的料斗底板上 因為設(shè)有與坯料同樣形狀的穴槽 所以用油缸水平往復(fù)運動可取出逐個落入此穴槽的木銷 木銷由往復(fù)送料板送落在固定 板上 由傳遞臂投入投入箱 然后再分配給各裝置 如果在料斗底板上面設(shè)幾個槽 即可使料 斗內(nèi)的木銷圓滑地分離 這種方案其實也是使用的自重式原理 但是沒有解決木銷互相 之間的干涉 容易發(fā)生空送料的情況 方案三 垂直貯藏的垂直送料裝置 木銷供給料斗普通多為水平貯藏式 然而圖 5 1 3 卻為用垂直貯藏的垂直送料的一個例 子 垂直貯藏料斗內(nèi)的銷子通過壓鐵 用壓縮彈簧向木銷的出口方向推壓 通過滑塊 B 的往 復(fù)移動 使木銷成一列進入料槽 再由滑塊 A 將木銷逐個分離供給 對滑塊 B 的滑動距離精 度沒有嚴格要求 而對滑塊 A 要用擋塊等使滑動距離準確 方案四 用帶槽滾筒的木銷供給裝置 此裝置如圖 5 1 4 所示 用皮帶輸送機解除料斗內(nèi)木銷互相之間的干涉 帶槽的滾筒 具有逐根分離供給的作用 設(shè)計中把皮帶輸送機的速度設(shè)為低速 另外 帶槽滾筒也為低速 旋轉(zhuǎn)或間歇旋轉(zhuǎn) 這種裝置送料比較準確 完美的解決了木銷互相之間的干涉 但是機 械磨損較大 成本比較高 5 25 2 木銷自動上料裝置的改進木銷自動上料裝置的改進 綜合以上四種方案 方案一的廉價性和精確性較之其他幾種方案都要好一些 我將 方案一改成如圖 5 1 5 將振動器去除 取消了在料斗與帶槽滾筒之間的滑道 通過帶槽 滾筒的轉(zhuǎn)動來解決木銷互相之間的干涉 這樣 既解決了工作臺加工精度的問題 還節(jié) 省了一定的成本 當(dāng)帶槽滾筒轉(zhuǎn)動時 木銷從料倉內(nèi)落入滾筒的成形槽內(nèi) 靠滾筒的轉(zhuǎn)動將木銷送到 滑道中 滾筒的外圓面用來隔離料倉中的木銷 滾筒上的成形槽可以很多 圓盤每轉(zhuǎn)一 周能送出相當(dāng)多的木銷 因此 滾筒能在低速下保證平穩(wěn)地工作 并能保 證高的生 產(chǎn)率和避免木銷因此受到?jīng)_擊而損壞 在圖 5 1 5 中 我們還可以看到在滑道的下方設(shè)置了一個槽式