弹体自动上下料机构的设计【毕业论文答辩资料】

需要购买对应 纸 咨询 14951605 买对应的 纸 14951605 或 1304139763 摘 要 我这次毕业设计的课题是：弹体自动上下料机构。主要设计自动上下料专用机构。本次设计的自动上下料机构是利用液压系统与机械电气相配合，实现自动工作循环，液压系统设计是否合理直接影响自动线的动作性能，因此，对自动线的液压系统的设计方法和原则加以探讨是必要的。在一个工作求，而且有质的要求。因此，要使自动上下料机构实现所要求的工循环，保证所需的工作性能，方法是多种多样的，所以根据此设计题目的具体情况确定了液压系统的设计方案（见液压系统图）。一个好的上下料装置应达到： （ 1） 提高装备生产率和工人劳动生产率，显著减轻 工人的劳动强度。 （ 2） 工作稳定可靠，运转噪声小，不会损坏工件，使用寿命长。 （ 3） 结构紧凑、简单，最大限度采用标准化零件通用性好，易于制造易于维修，成本低，根据理论验证，上述设计的自动上下料专用机构基本达到要求。 可编程序控制器使系统具有一定柔性，且改善了系统的稳定性，在机械行业的应用中占有重要位置，也是老设备改造和生产新一代机电一体化产品的重要手段。 应用范围非常广泛，并正在迅速扩大。而采用 行控制，把传统的继电器，用无触点的电子线路来完成，用软件程序代替了继电器之间的复杂连线，既方便又灵活，又 大大的提高了可靠性，使机械手的控制趋于自动化。 需要购买对应 纸 咨询 14951605 买对应的 纸 14951605 或 1304139763 自动化早已成为工业生产的主流，在成批大量生产率很高，机动工时很短的情况下，上下料是一项重复而复杂的工作。为了提高生产率，减轻体力劳动，保证安全生产，所以采用自动上下料机械手来代替人类的工作。 可编程控制器 可靠性极高，使用极方便 的巨大优越性，已广为工业技术人员所熟知。在可编程控制器中，充分应用了 大规模集成电路技术，微电子技术及通信技术，迅速的从早期的逻辑控制发展 到进入位置控制，伺服控制，过程控制的领域。用可编程 控制器已经可以构成 包括逻辑控制，过程控制，数据采集与控制，图形工作站的综合控制系统。可 编程控制器在工厂当中广泛的应用。可编程控制器具有以下的显著特点： （ 1） 可靠性高，适用于工业现场环境。 （ 2） 编程简单，使用方便。 （ 3） 控制程序可变，具有很好的柔性。 （ 4） 直接带负载能力强。 （ 5） 便于实现机电一体化。 （ 6） 通信，网络技术趋于标准化，利于实现计算机网络控制。 总之， 术代表了当前电子元件程序控制的先进水平， 数控技术和工业机器人已经成为机械工业自动化的三大支柱。 关键词：机械手、液压系统、 制 需要购买对应 纸 咨询 14951605 买对应的 纸 14951605 或 1304139763 he of of of of of it is to of to . So of is , so of in of to of . A 1) s s 2) It is is , 3) is it is to to to 要购买对应 纸 咨询 14951605 买对应的 纸 14951605 或 1304139763 its an of of an in in of is LC in no of is of in of in to be in of in is up is a of up to of 需要购买对应 纸 咨询 14951605 买对应的 纸 14951605 或 1304139763 of Of to to to is in in of (1)is to (2)is (3)is (4)of (5)It is to (6)in in In LC a LC to of 需要购买对应 纸 咨询 14951605 买对应的 纸 14951605 或 1304139763 : 阳工业学院毕业设计（论文） - 1 - 目 录 摘 要 . 1. 3一章 自动上下机构的总体构想 . 3一节 机械手的机械构想 . 3 第二节 机械手的传动 . 4三节 机械手的控制方式 6四节 选择原则 . .二章 机械手的具体设计 . 14一节 机械手的具体设计 . 14二节 臂部的设计 .三节 导轨的设计 .四节 液压回路的设计 .三章 机械手的主电路设计 . 四章 控制电路的设计 . .一节 组成 . 28二节 可编程控制器的工作原理 30三节 制系统设计 33参 考 文 献 . 46 致 谢 . 47 ） - 1 - 买文档送全套图纸 扣扣 414951605 前 言 自动装卸工件装置是自动机床不可缺少的辅助装置。当机床实现加工循环自动之后，还只是半自动机床，因为每当完成一个加工循环后必须停车，有工人装卸工件，经过两次起动才能进行下一次加工循环。在半自动机床上配备自动装卸工件装置以后由 于能够自动完成装卸工作，因而自动加工循环可以 连续进行，即成为全自动机床。 在实现工艺过程自动化时，自动装卸工件装置也是组成自动线的不可缺少的辅助设备。用 制液压系统，可编程控制器 (简称 期也称为 区别于个人计算机的“ (可编程控制器是 20 世纪 60 年代末发展起来的一种新型自动化控制装置。最早是用于代替传统的继电器控制装置，功能上只有逻辑运算 、定时、记数以及顺序控制等，而且只能进行开关量的控制。随着微电子技术的不断发展， 模不断扩大，已超出了逻辑功能的范围。可编程控制器 (继电器控制和计算机控制基础上发展起来的 ,以微处理器为核心 ,把自动化技术 ,计算机技术 ,通信技术融入为一体的新型工业自动控制装置 定时 ,记数 ,记忆和算术运算 ,数据处理 ,联网通信 ,路调节 ,自适应控制及人工智能等功能 可编程控制器 可靠 性极高，使用极方便 的巨大优越性，已广为工业技术人员所熟知。在可编程控制器中，充分应用了 ） - 2 - 大规模集成电路技术，微电子技术及通信技术，迅速的从早期的逻辑控制发展 到进入位置控制，伺服控制，过程控制的领域。用可编程控制器已经可以构成 包括逻辑控制，过程控制，数据采集与控制，图形工作站的综合控制系统。可 编程控制器在工厂当中广泛的应用。可编程控制器具有以下的显著特点： (1) 可靠性高，适用于工业现场环境。 (2) 编程简单，使用方便。 (3) 控制程序可变，具有很好的柔性。 (4) 直接带负载能力强 . (5) 便于实现机电一体化。 (6) 通信，网络技术趋于 标准化，利于实现计算机网络控制。 总之， 术代表了当前电子元件程序控制的先进水平， 数控技术和工业机器人已经成为机械工业自动化的三大支柱。 目前， 一是向大型化、快速化、高能化方向发展，以取代工业计算机的部分功能。其二是向小型化、专业化，成本低方向发展，以真正成为继电器的替代品。 能越来越强，使用越来越方便。而性能价格比又不断的提高。因此说， 景十分可观。 西门子公司生产的可编程控制器在我国的应用亦相当广泛。早期，西门子公 司的可编程控制器大多是跟随着欧洲的工业生产设备进入中国的。改革开放以来，在冶金、饮料生产、印刷生产线等领域引进的生产设备中，有许多西门子的可编程控制器。近年来，西门子公司大力扩展在华业务。许多国内同行也大量采用西门子的可编程控制器作为国产机械设备的核心。 ） - 3 - ） - 4 - 第一章 自动上下料机械手的总体构想 第一节 机械手的机械构想 自动装卸工件装置通常惯用自动上下料装置 ,它所能完成的工作包括将工件自动安装到机床上 ,和加工完成后从机器中卸下工件 . 机械手有三大类 : (1) 专用机械手 置一样 ,是附属于机床的辅助设备 其 动作有机床的控制系统进行控制 因而结构不太复杂 . (2) 通有机械手 可以应用于各种工种 ,用以代替工人的辅助设备 具有独立的程序控制系统 ,这类机械手的结构和控制系统都比专用机械手复杂 . (3) 架空输送机械手 它不仅能自动线装卸工件 ,而担负工位间传输工作 只是在传动和控制与自动线的传动系统和控制系有整体联系 . 我 选择用架空机械手 ,两端导轨插入墙体中 必须具用一定的自由度 以及便于设计机械手的结构方案 (1)手部 :又称夹爪 ,用抓去取和夹持工件 ,其结构形状取决于工件的形状和大小 一般不计在机械手的运动自由度之内 . ） - 5 - 第二节 机械手的传动 液压传动设备与机械传动，气动传动设备相比较有以下特点： （ 1） 液压传动各执行元件机构的动作和力（力矩）是靠液体来传递的，所以液体的质量和清洁度将直接关系到液压设备的运行状况。 （ 2） 在相等功率的条件下，液压传动设备比机械传动设备体积小，重量轻，运动惯性小，动态性能好，换向频率高，其往复回转运动可达每秒 500 次，往返直线运动可达每秒 1000 次。 （ 3） 液压设备中，液压系统与电气控制联合使用，自动化程度高。 （ 4） 液压设备由标准化程度较高，通用化较强的液压元件组成，故便于制造和推广使用。 （ 5） 液压传动设备要保持良好的技术状态就必须做到控制油液污染，控制泄露和控制温升及吸空等。 （ 6） 液压传动设备具有自我良好的润滑和自动防止过载的保护能力，故使用起来安全可靠。 （ 7） 由于液压传动的各执行机构所传递的力，速度，位移， 可无 级调速（调速范围可达 1： 2000 ），故能迅速适应被控制参数的变化。 （ 8） 液压元件标准化，系统化的水平高，故液压设备一般比机械设备技术改造投资少，时间短，并且容易实现。 （ 9） 液压元件属于精密零件，因此元件的修理较困难。 （ 10） 液压设备的故障有隐蔽性和多变性，因此故障原因的判断比机械故障的判断难得多。 ） - 6 - 机械手的升降运动大都采用液压传动。夹爪的传动则根据具体的情况而定，对尺寸小，重量轻的工件，为了简化结构，可采用弹簧式夹爪；但对于尺寸较大或较重的工件，为了保证输送过程的可靠性，夹爪应采用液压传动。对于本设计的弹体而言，液压设 备传动是比较安全可靠的。 由上所述，我大部分采用液压传动设备。 ） - 7 - 第三节 机械手的控制方式 实现工业的自动化控制，可以用多种方式来控制。总体方案设计中选择何种控制系统是关键的一环。它直接关系到投资成本、耗能、可靠性、安全性和应用效果。下面分别将 选择方案时的参考： （ 1） 继电器控制自 20年代问世以来，一直是机电顺序控制的主流。由于它的结构简单、使用方便、价格低廉，所以使用范围甚广。其缺点是动作速度慢且 可靠性差。 继电器控制采用硬件接线逻辑，所以继电器控制逻辑的灵活性和扩展性较差，而 了输入输出端要与现场连接以外，控制逻辑以程序方式存储在 以灵活性和扩展非常好。 继电器控制逻辑是依靠触点的机械动作（闭合或断开）来实现的，工作频率低，触点的开闭动作一般达几十毫秒级，而且使用的继电器越多，逻辑控制速度越慢，还容易出现触点抖动造成的问题。而 班一条用户指令的执行时间为毫秒级。由于 步控制方法，不会出现“抖动”问题。 继电器控制逻辑利用时间继电器的滞后动作进行限时控制，时间继电器一般分为完全阻尼式、电磁式、电磁摆式和电子等。用时间继电器实现规定时控制会出现定时的精度不够，定时时间易受环境和温度变化的影响，时间调整困难等问题，有些特殊的时间继电器结构复杂，维护不便。 基脉冲有晶体振荡器产生，精度相当高 - 8 - 限时和特殊限时可以根据需要在程序中设定定时值用程序实现，定时时间不受环境的影响，一日调好，不会改变 类型的记数功能，而继电器控制一般没有高速记数功能。 使用继电器控制完成一项控制工程 ,设计 ,施工 ,调试必须按顺序进行 ,周期长而且修改困难 这一缺点越突出 在系统设计完成后 ,现场施工和控制逻辑设计 (包括继电梯形图和程序计 )可以同时进行 ,周期大大缩短 ,而且调试和修改都 很方便 . 继电器控制使用了大量的机械触点 ,连线也多 :因此可靠性和可维护性差 . 量的开关动作触点的电子电路来完成 ，寿命长，可靠性高， 自检和监控功能，能检查出自身的故障，并随时显示给操作人员，还能动态监视控制程的执行情况，为现场调试和维修提供方便。从以上几方面比较来看， 控制可靠性高。设计施工周期短，调速方便，控制逻辑修改容易，而且体积小，功耗小，使用和维护简单。 （ 2） 采用微电子技术的 ，但是它又不同与一般的微型机算机。 1) 应用范围： 大量使用的微型机算机系统一般用于科学计算，数据处理及计算机通信等方面。而 制。 2) 使用环境 : ） - 9 - 微型机算机对环境要求比较高，一般要求在干扰小并且具有一定温度和湿度要求的机房内使用。而 3) 程序设计： 微型计算机系统具有丰的程序设计语言，例如汇编语言， 句多，关系复杂，要求使用者具有一定水平的计算机程序编制能力和接口技术。 以把非常简单的编程语言提供给用户使用，编程语言数量少，逻辑简单；基本的指令有：输入输出指令，逻辑运算指令、程序结束指令等；有的 进控制指令等，易于学 习和掌握。 4)系统功能： 微型计算机一般配有较强的操作系统，进行设备管理、文件管理、存储器管理。 完成故障检查，用户程序输出和修改，用户程序的执行等功能。 从以上分析可见，从微型机算计应用类别来说， 型计算机是通用机；从工业控制来说， 某种类型的微型计算机可作成某一控制设备的专用机，就控制性能而言， 微型计算机的可靠性不如它： 计算机编程复杂； 期短，而微型计算机控制系统设计周期长； 输出响应速度慢，一般为毫秒级，有较大的滞后现象，而某些种类微型计算机响应速度很快，一般为微秒级。 可编程控制器 (简称 期也称为区别于个人计算机的“ (可编程控制器是 20世纪 60年代末发展起来的一种新型自动化控制） - 10 - 装置。最早是用于代替传统的继电器控制装置，功能上只有逻辑运算、定时、记数以及顺序控制 等，而且只能进行开关量的控制。随着微电子技术的不断发展， 模不断扩大，已超出了逻辑功能的范围。可编程控制器 (继电器控制和计算机控制基础上发展起来的 ,以微处理器为核心 ,把自动化技术 ,计算机技术 ,通信技术融入为一体的新型工业自动控制装置 定时 ,记数 ,记忆和算术运算 ,数据处理 ,联网通信 ,自适应控制及人工智能等功能 (1) 条件控制 : 可代替继电器进行开关量控制 (2) 限 时控制 : 为用户提供了定时指令设置的若干 电子定时器进行限时控制和延时控制 . (3) 记数控制 : 它为用户提供了用设置指令技 术的若干个计数器 (4) 步进控制： 有在前道工序完成后才能 转到下到工序，实现步进控制 (5) A/D,D/成对模拟量的控制和 (6) 通信和联网： 行远程 I/O 控制和 间的同位连接；以及与上位计算机进行上位连接， 构成一台计算机与多台 通信。 （ 7）对控制系统进行监控：操作人员可以通过监控有关部分的进行状态，进行定时，计数等设定值。 ） - 11 - （ 8）自诊断功能：可以在线诊断系统的软件故障状态，诊断机和 生产过程的故障状态 。 可编程控制器 可靠性极 高，控制器中，充分应用了大规模集成电路技术，微电子技术及通 信技术，迅速的 从早期的逻辑控制发展到进入位置控制，伺服控 制，过程控制的领域。用可编程控制器已经可以构成包括逻辑控 制，过程控制数据采集与控制，图形工作站的综合控制系统。可编 程控制器在工当中广泛的应用。可编程控制器具有以下的显著特点： (1) 可靠性高，适用于工业现场环境。 (2) 编程简单，使用方便。 (3) 控制程序可变，具有很好的柔性。 (4) 直接带负载能力强 . (5) 便于实现机电一体化。 (6) 通信，网络技术趋于标准化，利于实现计算机网络控制。 总之， 大支柱。 目前， 一是向大型化、快速化、高能化方向发展，以取代工业计算机的部分功能。其二是向小型化、专业化，成本低方向发展，以真正成为继电器的替代品。 能越来越强，使用越来越方便。而性能价格比又不断的提高。因此说， 景十分可观。 综上所述 ,我根据设计的要求和工件加工的环境选可编程控制器 ） - 12 - 第四节 选择 择 经济上看，当然要选择性能价格比高的系统，即在同 等条件下选择价格最低的系统。这一点对、大、中型的系统尤为重要。从技术上说，选择 式、控制速度以及其它的特殊要求来决定控制对象，应按下列各项逐一加以考虑。 （开关量、模拟量或两者兼有）。 ，如额定电流值、额定电压值等信号量范围。 定待选用 规模（大中小型），结构是单元式还是模块式，以及模块配置和扩展单元。 满足特殊的控制要求（如定位、闭环等控制，人机对 话等功能）。 ） - 13 - 被控设备再空间的位置分布情况。被设备离主机的最远距离等。 由输入量受到至输出端被设备动作的总时间），主要由扫瞄程序时间决定。 般指内存 满足所控的点数N*10：对于小型机，每个字 8对大型机，每个字 16再模拟量 I/取比此数大一倍的容量。另外，还要着重考虑到 功能，大中型系统要求有较强的指令集。 有数十台 考率 其间的通信方式。 应考虑是否需要采用后备系统或 考虑是采用继电器控制逻辑的梯形图语言，还是其它表达形式语言来编程，是否要求流程显示控制。 ） - 14 - 、磁）的场合下， 布线方面的考虑外，有时必须采用全屏蔽设计，或用光纤传输系统。 是否采用无线数字传输，系统日后扩展要求等都应考虑。 ） - 15 - 第二章 机械手的具体设计 主要技术指标如下： 1. 工件最大重量约为 100 2. 工件尺寸 （直径、长度）： 132400 3. 最大操作范围：提升高度 500动角度 90 度，水平移动范围 2000. 机械手的自由度 3（上升、转动、平移） 5. 定位精度：上下料装置，本身精度不高 6. 性能要求：抓取可靠，灵活、送放平稳，定位可靠 ） - 16 - 第一节 机械手的具体设计 架空机械手，由升降油缸，夹爪油缸，转动驱动油缸及具有转动夹紧的钳口等构件所构成。升降油缸安装在支撑板上，活塞杆下端固定着支撑板。夹爪驱动油缸就安装在支撑板上，油缸的活塞上下移动时，通过铰接连接件，使夹爪张开或收拢。 用销钉将杠杆和铰 链平行四边形固定安装在活塞上，平行四边形的杠杆轴承上装有法兰的轴，用螺钉将可换钳口固定在法兰上。在一个杠杆上部铰接驱动转动液压缸。其活塞杆也与轴铰接。当液压缸活塞杆伸出时，轴和钳口一起转过由活塞杆行程所确定的角度，将安装好的钳口位置固定。 一、 手部设计 （ 1） 类型选择 根据工作的形状、尺寸、重量、材料和表面状况，我选用 （ 2） 夹紧力的计算 对工件的夹紧力可按照下式计算 N 2* 式中 安全系数，通常取 ，我取 2 动载系数，主要考虑惯性力的影响 。可按 +a/m/s， g=s， 方位系数， .5/f，粗略计算 。 G 被夹持工件的重量 - 17 - 因为再机械手搬运工件过程是相对于匀速运动，因此，认为 a=0，即+0/g=1 把各项数据代入公式有 N *5*100=750算为牛顿有 N 750*350N 取 N