自动化工艺装备设计——PLC控制的CA6140自动卡盘设计答辩稿

自 动 化 工 艺 装 备 设 计 答辩人： 专业： 学号： 班级： 指导教师： 提纲 1. 课题研究的目的和意义 课题设计的目的和意义 在普通机床数控化改造的过程中 , 主要是进行机床进给装置的数控化改造 , 对于机床附件和其他功能的数控化改造 ,则视实际需要而定。 普通车床数控化改造中 , 一般并不进行三爪卡盘的改造 , 但是 , 如果所改造的车床用于大批量生产 , 则自动三爪卡盘却是提高生产率的关键。 课题设计的背景 手动的三爪卡盘的劳动强度大，基于这种条件下，有必要实现三爪卡盘的自动化，这样不但提高生产率而且大大降低了劳动强度，自动化三爪卡盘有气动三爪卡盘、液压三爪卡盘、电动三爪卡盘。而气动、液压三爪卡盘，较为复杂，占用空间较大，因此经考虑设计为电动三爪卡盘。 2 课题设计的内容 自动卡盘的机械部分设计 自动卡盘的电气部分设计 机械部分的设计 在主轴内孔中装一传动轴与卡盘内部联接 , 在床头箱上安装一个异步电动机 , 通过电动机的运动传给传动轴 , 通过控制电动机正反转使卡爪夹紧和松开。结构简图如下 卡盘的结构原理 传 动 轴行 星 架行 星 轮 Z 4太 阳 轮 Z 2固 定 齿 圈 Z 3转 动 齿 圈 Z 5卡 爪平 面 螺 旋 盘工作原理 由于三相异步电动机的转速较高 , 对松夹工件不利 , 因此在传动轴和螺旋盘之间增加了具有大传动比的行星齿轮机构。 两排行星机构组成的行星传动装置 , 为使结构紧凑 , 将两排行星机构的太阳轮、行星轮设计成完全一样 ,也就是共用太阳轮和行星轮。 工作原理 行星轮 时与太阳轮 定齿圈 5 啮合 , 平面螺旋盘与转动齿圈定连结 , 电动机的运动通过皮带传动使太阳轮 动 , 并通过行星传动装置的转动齿圈 动螺旋盘转动 , 从而带动卡爪夹紧或松开工件。 工作原理 行星轮系由一个太阳轮、一个固定齿圈、一个转动齿圈和行星齿轮架组成。当太阳轮转动时 , 由于固定齿圈与外壳固定不动 , 迫使行星齿轮架绕公共轴线转动、行星轮自转 , 同时带动可动齿圈转动。固定齿圈与转动齿圈的齿数差很少 , 使转动齿圈作反向低速转动 , 而转动齿圈与螺旋盘连接成一体 , 达到了以较低的速度夹紧工件的目的。 自动卡盘的装配图（三维图 1） 自动卡盘的装配图（三维图 2） 三爪卡盘内部实体图 自动卡盘的装配图（二维图） 部分零件图 套筒零件图： 轴零件图： 卡爪零件图： 卡盘体零件图： 三爪卡盘的电气控制电路图 2 随着夹紧力的不断增加，电机电流会相应加大，当电流超过一定值时，电流继电器常闭触点断开， 机 紧力的大小与电流继电器的动作电流成对应关系，通过试验的方法可测定工件的夹紧力，并通过调整电流继电器的动作电流实现工件夹紧力的调整。 于卡爪在平面螺旋盘中有自锁作用，卡爪在工件加工过程中不会自动松开。当需要松开工件时，只要按下点动控制的松开按钮 1反转并带动卡爪松开工件； 在电路的设计过程中，为防止主回路短路， 电流继电器的常闭接点均串接在两个接触器的线圈回路中。 结论 本设计在机械结构上完成了对原有手动三爪卡盘的改造，实现了自动化。制造成本大概为 1500元，不算高，在未来的机械生产中，每一台普通可观的经济效益。在设计中，在判断卡盘是否加紧的环节上，需要用实际实验的方法测出加紧力和电流的具体对应关系，由于硬件条件的限制，暂时没有得到两者的直接数值对应关系，需要做大量的实验和计算得到。各位老师对该问题有好的建议请多多给予指