第二章工序自動(dòng)化(1)

1、第二章第二章 工序自動(dòng)化工序自動(dòng)化2.1 自動(dòng)裝卸工件裝置自動(dòng)裝卸工件裝置2.2 檢驗(yàn)過(guò)程自動(dòng)化檢驗(yàn)過(guò)程自動(dòng)化2.1 自動(dòng)裝卸工件裝置自動(dòng)裝卸工件裝置 自動(dòng)裝卸工件裝置是自動(dòng)機(jī)床不可缺少的輔自動(dòng)裝卸工件裝置是自動(dòng)機(jī)床不可缺少的輔助裝置。當(dāng)機(jī)床實(shí)現(xiàn)了加工循環(huán)自動(dòng)化之后，還助裝置。當(dāng)機(jī)床實(shí)現(xiàn)了加工循環(huán)自動(dòng)化之后，還只是半自動(dòng)機(jī)床，因?yàn)槊慨?dāng)完成一個(gè)加工循環(huán)后只是半自動(dòng)機(jī)床，因?yàn)槊慨?dāng)完成一個(gè)加工循環(huán)后必須停車，由工人進(jìn)行裝卸工件，經(jīng)過(guò)再次啟動(dòng)，必須停車，由工人進(jìn)行裝卸工件，經(jīng)過(guò)再次啟動(dòng)，才能進(jìn)行下一次加工循環(huán)。在半自動(dòng)機(jī)床上配備才能進(jìn)行下一次加工循環(huán)。在半自動(dòng)機(jī)床上配備自動(dòng)裝卸工件裝置以后，由于能夠自

2、動(dòng)完成裝卸自動(dòng)裝卸工件裝置以后，由于能夠自動(dòng)完成裝卸工作，因而自動(dòng)加工循環(huán)可以連續(xù)進(jìn)行，即成為工作，因而自動(dòng)加工循環(huán)可以連續(xù)進(jìn)行，即成為全自動(dòng)機(jī)床。在實(shí)現(xiàn)工藝過(guò)程自動(dòng)化時(shí)，自動(dòng)裝全自動(dòng)機(jī)床。在實(shí)現(xiàn)工藝過(guò)程自動(dòng)化時(shí)，自動(dòng)裝卸工件裝置也是組成自動(dòng)線的不可缺少的輔助裝卸工件裝置也是組成自動(dòng)線的不可缺少的輔助裝置置 2.1.1 自動(dòng)上料裝置的類型及特點(diǎn)自動(dòng)上料裝置的類型及特點(diǎn)一、類型一、類型（1）卷料（或帶料）上料裝置）卷料（或帶料）上料裝置。將線狀的、細(xì)棒狀的和帶狀的材料，預(yù)先繞成卷狀，在加工時(shí)將卷料裝上自動(dòng)送料機(jī)構(gòu)，材料從料盤中拉出來(lái)，經(jīng)過(guò)自動(dòng)校直后，送向加工位置。在一卷材料用完之前，送料和加工是

3、連續(xù)進(jìn)行的。 （2）棒料上料裝置）棒料上料裝置。當(dāng)采用棒料作為毛坯時(shí)，將一定長(zhǎng)度的棒料裝在機(jī)床上，然后按每一工件所需的長(zhǎng)度自動(dòng)送料。在用完一根棒料之后，需要進(jìn)行一次手工裝料。 （3）單件毛坯上料裝置）單件毛坯上料裝置。當(dāng)采用鍛件或?qū)袅项A(yù)先切成單件坯料作為毛坯時(shí)，需要在機(jī)床上設(shè)置專門的單件毛坯上料裝置。 a 料倉(cāng)式上料裝置料倉(cāng)式上料裝置 b 料斗式上料裝置料斗式上料裝置 c 上料機(jī)械手上料機(jī)械手（4）粉粒料上料裝置。（5）液體料上料裝置一一 自動(dòng)上料裝置的類型自動(dòng)上料裝置的類型自動(dòng)上料裝置自動(dòng)上料裝置卷料（或帶料）卷料（或帶料）上料裝置上料裝置棒料上料裝置棒料上料裝置單件毛坯單件毛坯上料裝置上

4、料裝置料倉(cāng)式上料裝置料倉(cāng)式上料裝置料斗式上料裝置料斗式上料裝置上料機(jī)械手上料機(jī)械手粉粒料粉粒料上料裝置上料裝置液體料液體料上料裝置上料裝置2.1.2液體料供料機(jī)構(gòu)一、液體料的特點(diǎn)： 液體料的流動(dòng)性好，因此設(shè)計(jì)液體料供料機(jī)構(gòu)時(shí)，主要考慮定量、灌裝和容器上下運(yùn)動(dòng)等問(wèn)題。二液體料供料機(jī)構(gòu)組成液體料供料機(jī)構(gòu)定量機(jī)構(gòu)灌裝機(jī)構(gòu)托盤升降機(jī)構(gòu)按液位定量按體積定量定量泵法等壓法真空法重力法滑道式壓縮空氣式綜合式例題 為了對(duì)洗衣機(jī)進(jìn)行絕緣與負(fù)載測(cè)試，試為洗衣機(jī)裝配自動(dòng)線設(shè)計(jì)洗衣機(jī)自動(dòng)定量加水系統(tǒng)，要求加水至洗衣機(jī)容量的70，節(jié)拍1臺(tái)/分鐘。一設(shè)計(jì)程序1、市場(chǎng)調(diào)研，了解現(xiàn)場(chǎng)工藝。2、功能原理設(shè)計(jì) 黑箱法分析外界條件

5、黑箱黑箱輸入輸入輸出輸出控制控制明確系統(tǒng)功能功能原理分析 分解分功能 分功能求解 綜合成多個(gè)原理方案 方案評(píng)價(jià) 選擇最佳方案 分功能求解： 尋求各種物理原理。如表的工作原理。創(chuàng)新設(shè)計(jì)方法創(chuàng)新設(shè)計(jì)方法創(chuàng)新設(shè)計(jì)方法正向思維正向思維逆向思維逆向思維側(cè)向思維側(cè)向思維頭腦風(fēng)暴法3、實(shí)用化設(shè)計(jì)總裝配草圖 零部件圖 總裝配圖 一系列文件（明細(xì)表、說(shuō)明書等） 4、商品化設(shè)計(jì) 適用性設(shè)計(jì) 價(jià)值工程 造型設(shè)計(jì)（工業(yè)設(shè)計(jì)）洗衣機(jī)自動(dòng)定量加水系統(tǒng)設(shè)計(jì)1、總功能：給洗衣機(jī)自動(dòng)裝配線的洗衣機(jī)定量加水，要求加至70，節(jié)拍1臺(tái)/分鐘。2、分功能分解：輸入、定位、定量、升降、灌裝、接漏、輸出、檢測(cè)與控制、供水。3、分功能求解：

6、 a、輸入 鏈傳動(dòng) 、輥道傳動(dòng)、帶傳動(dòng) b、定位 檢測(cè) 光電傳感器 行程開關(guān) 定位 擋銷 定位銷 擋板 容積定量c、定量 液位定量 重量定量 洗衣機(jī)升降 直線往復(fù)運(yùn)動(dòng)d、升降 （絲桿螺母、氣缸、齒 管子升降 輪齒條、曲柄連桿等）e、灌裝 f、接漏直線往復(fù)運(yùn)動(dòng)g、輸出同輸入h、控制系統(tǒng)原理圖閥1閥2閥3泵水箱液位開關(guān)升降氣缸接漏氣缸鏈傳動(dòng)水箱傳感器1傳感器2傳感器3傳感器4傳感器5輥道電磁鐵洗衣機(jī)2.1.3粉粒料供料機(jī)構(gòu)一、粉粒料的特點(diǎn)： 粉粒料具有一定的流動(dòng)性，因此設(shè)計(jì)粉粒料供料機(jī)構(gòu)時(shí)，主要考慮定量問(wèn)題。二、粉粒料供料機(jī)構(gòu)類型粉粒料供料機(jī)構(gòu)類型體積定量重量定量杠桿自動(dòng)稱式定量容杯式定量可調(diào)容杯

7、定量轉(zhuǎn)鼓式定量螺桿式定量帶式定量天平稱式定量電子皮帶稱式定量2.1.4卷料供料機(jī)構(gòu)一、卷料的特點(diǎn)： 卷料是為了儲(chǔ)存、運(yùn)輸方便，將線狀的、細(xì)棒狀的和帶狀的材料，預(yù)先繞成卷狀，在加工時(shí)將卷料裝上自動(dòng)送料機(jī)構(gòu)，材料從料盤中拉出來(lái)，經(jīng)過(guò)自動(dòng)校直后，送向加工位置。在一卷材料用完之前，送料和加工是連續(xù)進(jìn)行的。 卷料供料機(jī)構(gòu)主要解決送進(jìn)、定量、矯直、制動(dòng)四個(gè)問(wèn)題。二、卷料供料機(jī)構(gòu)的組成卷料供料機(jī)構(gòu)送進(jìn)機(jī)構(gòu)矯直機(jī)構(gòu)定量機(jī)構(gòu)杠桿式鉤式鋼球式滾輪式固定式旋轉(zhuǎn)式梳形板式固定銷式滾輪式制動(dòng)機(jī)構(gòu)機(jī)械制動(dòng)電氣制動(dòng)2.1.5 料倉(cāng)式上料裝置料倉(cāng)式上料裝置料倉(cāng)式上料裝置是料倉(cāng)式上料裝置是一種半自動(dòng)半自動(dòng)的上料裝置，其特點(diǎn)是不

8、能使工件自動(dòng)定向，需要人工定時(shí)將一批工件按照一定的方向和位置，順序排列在料倉(cāng)中，然后由送料機(jī)構(gòu)將工件逐個(gè)送到機(jī)床夾具中去。一、料倉(cāng)式上料裝置組成一、料倉(cāng)式上料裝置組成料倉(cāng)式料倉(cāng)式上料裝置上料裝置料倉(cāng)料倉(cāng)輸料槽輸料槽隔料器隔料器上料機(jī)構(gòu)上料機(jī)構(gòu)卸料機(jī)構(gòu)卸料機(jī)構(gòu)1、料倉(cāng)、料倉(cāng) 料倉(cāng)的作用是貯存工件。根據(jù)被加工零件的形狀特征、貯存量的大小以及與上料機(jī)構(gòu)的配合方式的不同，料倉(cāng)具有各種不同的結(jié)構(gòu)型式。 料倉(cāng)的類型料倉(cāng)料倉(cāng)槽式料倉(cāng)槽式料倉(cāng)轉(zhuǎn)盤式料倉(cāng)轉(zhuǎn)盤式料倉(cāng)圓筒形料倉(cāng)圓筒形料倉(cāng)斗式料倉(cāng)斗式料倉(cāng)攪動(dòng)器攪動(dòng)器料倉(cāng)料倉(cāng)料倉(cāng)的類型 a、槽式料倉(cāng) b 、Z形貯料槽c、螺旋形料倉(cāng)d、轉(zhuǎn)盤式料倉(cāng) e、圓筒形料倉(cāng) f、圓

9、筒形料倉(cāng) g、斗式料倉(cāng) 攪動(dòng)器作用工件在斗式料倉(cāng)中整齊排列堆積時(shí)，常常會(huì)在內(nèi)部互相擠住而形成“拱橋”，使得下面的工件逐漸送出以后，上部的工件卻被卡住不能下落。為了保證上料裝置能夠連續(xù)地正常工作，常在這種料倉(cāng)中設(shè)置攪動(dòng)器，用以破壞“拱橋”。 攪動(dòng)器類型a 波紋或齒紋 b 擺動(dòng)杠桿式 c 擺動(dòng)杠桿加菱形攪動(dòng)器d 擺動(dòng)凸塊攪動(dòng)器 e 電磁振動(dòng)攪動(dòng)器 2、輸料槽、輸料槽輸料槽的作用輸料槽的作用是將工件從料倉(cāng)（或料斗）輸送到上料機(jī)構(gòu)中，有時(shí)還兼有貯料的作用。輸料槽按其外部形狀分，有直線型、曲線形和螺旋型等型式；按工件在輸送時(shí)的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)分，有滾道式輸料槽和滑道式輸料槽等。（1）輸料槽的具體型式和結(jié)構(gòu)輸料槽

10、的類型輸料槽的類型滾動(dòng)輸送輸料槽滾動(dòng)輸送輸料槽滑送輸料槽滑送輸料槽輥道式輸料槽輥道式輸料槽滾動(dòng)輸送輸料槽的具體型式和結(jié)構(gòu)a 開式箱形截面輸料槽 b 閉式箱形截面輸料槽c 階梯形盤類工件輸料槽 d 長(zhǎng)桿狀階梯工件輸料槽e 阻尼料槽 f 隔離式料槽 滑送輸料槽具體型式和結(jié)構(gòu)a V形輸料槽 b 管形輸料槽 c 軌道式料槽 d 箱式輸料槽輥道式輸料槽 在某些情況下為了減小輸送時(shí)的摩擦阻力，可以采用輥道式輸料槽。這種輸料槽的缺點(diǎn)是結(jié)構(gòu)較為復(fù)雜。 滾動(dòng)輸送的輸料槽設(shè)計(jì) 設(shè)計(jì)時(shí)最主要的是確定料槽的寬度、側(cè)壁高度和料槽的寬度、側(cè)壁高度和傾斜角度傾斜角度。 滾動(dòng)輸送的輸料槽傾斜角傾斜角：對(duì)于表面光潔的工件表面光

11、潔的工件，傾斜角可取為57；對(duì)于表面較粗糙的工件表面較粗糙的工件，傾斜角可選取710；若工件屬于毛坯件毛坯件，具有表面缺陷，料槽傾斜角則應(yīng)適當(dāng)取大些，可取為1015。（2）輸料槽的設(shè)計(jì)輸料槽側(cè)壁高度HD2dDHLDHdHDDLHdDdH2dDHDH序號(hào)截面形式示意圖側(cè)壁高度H序號(hào)截面形式示意圖側(cè)壁高度Ha速度較慢輸送時(shí)H（0.50.6）D速度較快輸送時(shí)H（0.70.8）De=0.51毫米bH（0.81）DfH（0.50.6）DcH0.8D =0.51.5毫米gH（0.50.6）dd=0.51毫米hH（0.70.8）DDH 滑送輸料槽的設(shè)計(jì) 工件在滑送輸料槽中，運(yùn)動(dòng)時(shí)的摩擦阻力較大，為了可靠地輸

12、送工件，這種輸料槽的傾斜角一般不得小于25 ，必要時(shí)應(yīng)通過(guò)試驗(yàn)確定。當(dāng)采用V形輸料槽時(shí) ，料槽的邊高可取為：H（0.70.8）D ，D為工件的直徑。輸料槽的傾斜角公式推導(dǎo)如下：V形輸料槽傾斜角的設(shè)計(jì)計(jì)算設(shè)工件的重量為W，工件對(duì)輸料槽的正壓力為N，則有2NsinW cos每邊的摩擦阻力F1為：摩擦系數(shù) sin2cosWN sin2cos1WNF總摩擦阻力F為： 為等效摩擦系數(shù)對(duì)于較輕的工件，可以取45，即可以采用標(biāo)準(zhǔn)角鐵制作，對(duì)于較重的工件，則取=60 。cossincos21WWFFsin 工件在這種V形輸料槽中滑行時(shí)的穩(wěn)定性好，但為了保證輸送可靠，其傾斜角應(yīng)為由等效摩擦系數(shù)所確定的摩擦角的1

13、.41.5倍，即式中輸料槽的傾斜角；等效摩擦角。 當(dāng)滑行輸料槽需要轉(zhuǎn)彎時(shí)，應(yīng)注意用平滑的圓弧過(guò)渡，并根據(jù)工件的形狀尺寸正確選擇過(guò)渡圓弧的半徑。 )5 . 14 . 1 （sintg滑行輸料槽轉(zhuǎn)彎過(guò)渡圓弧半徑設(shè)計(jì)R輸料槽轉(zhuǎn)彎處的圓弧半徑； L工件長(zhǎng)度； S 弧高所選取的弧高S值，應(yīng)使工件在輸料槽中歪斜時(shí)不會(huì)卡住。 4L)SR(R222S8L2SR2 如果輸料槽的直槽部分與圓弧部分做得一樣寬的話，則 BdCS d工件的直徑； c必需的最小間隙，可以用工件的直徑d作為公稱尺寸，取其67級(jí)精度的公差數(shù)值。 如果根據(jù)公式所求得的圓弧半徑R太大，以致結(jié)構(gòu)上顯得不合理，則應(yīng)以結(jié)構(gòu)的合理性為主要準(zhǔn)則，按實(shí)際需

14、要確定R，然后再按下式計(jì)算S： 22LR45 . 0RS 如果確定的槽寬B過(guò)大，則可如圖虛線所示，減小直槽部分的寬度。3、上料機(jī)構(gòu)、上料機(jī)構(gòu)上料機(jī)構(gòu)普通上料機(jī)構(gòu)上料機(jī)械手送料器上料桿送料器類型送料器直線往復(fù)式送料器擺動(dòng)往復(fù)式送料器回轉(zhuǎn)式送料器連續(xù)送料式送料器直線往復(fù)式送料器送料器的幾種傳動(dòng)方式 氣液壓傳動(dòng)機(jī)構(gòu) 在氣壓系統(tǒng)中添置一個(gè)阻尼筒3，借助于節(jié)流閥2調(diào)節(jié)送料器1的送料速度。擺動(dòng)往復(fù)式送料器 擺動(dòng)往復(fù)運(yùn)動(dòng)式送料器，其速度比直線往復(fù)運(yùn)動(dòng)式的高，并且工作比較平穩(wěn)。 回轉(zhuǎn)式送料器1 工件 2 輸料槽 3 推料缸 4 送料盤 5 頂尖 6 頂尖氣缸 7 下料工位 8 棘爪 9 棘輪 10 棘爪氣缸連續(xù)傳送式送料器4、隔料器、隔料器 隔料器的作用是用來(lái)控制從輸料槽（ 或料倉(cāng)）進(jìn)入送料器的工件數(shù)量。在比較簡(jiǎn)單的上料裝置中，有時(shí)隔料器的作用兼由送料器來(lái)完成。