弹体自动上下料机构的设计【3张CAD图纸和说明书】

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。
PLC的应用范围非常广泛，并正在迅速扩大。而采用PLC进行控制，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。
  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 PLC是工业自动化的主导产品。其可靠性极高，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，PLC技术代表了当前电子元件程序控制的先进水平，PLC与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。

Abstract
The subject of this graduation project of mine is: Bear seat Automatic upper and lower mechanism of materials of the shells. Design the automatic upper and lower materiel special--purpose organization electrically, realize automatic job circulation of transfer machine hydraulic pressure it is rational to influence working performance of to probe speed , the direction ,  these three parameters ,not only have request for quantity, but  also have request for the quality  . So should make automatic upper and lower mechanism of materials realize required job Circulation , guaranteeing the working performance needed, the method is varied  , so has confirmed the plan of design systematic  in hydraulic pressure lees the systematic picture of the hydraulic pressure according to this concrete conditions of designing the question  .  A good upper and lower material device should reach :  1) Improve and equip productivity and worker’s labor productivity, lighten worker’s labor intensity notably . 2) It is reliable that the work is steady  , decrease the noise properly ,will not damage the work piece ,have long performance life . 3) The structure compactness is simple, it is good that the maximum adopts the standardized spare part common ability , easy to make , easy to maintain , with low costs , prove according to theory above —mentioned automatic upper and lower material special—purpose organization that  design reach  requiring basically.
Programmable controller makes the system more amiable; it’s an important way of improving the stability of the system, reforming the old equipments and producing the new macaronis productions, which has an important in applying in the mechanical industry.
   The appliance of is very extensive , and extend quickly . But the adoption PLC proceeds the control ,get in touch with traditional after the electric appliances machine, use the electronics circuit that have no ant orders complicated on-line of the electric appliances . Since the convenience is vivid , again and control of the machine hand tend in the automation..
 The automation has become the main cutter of industry production early, in critical product , request to be very high in the rate of production .particularly, the very short circumstance in mobile man-hour is next ,anticipating up and down is a repetition ,but heavy work .Rate of production for increasing , alleviative manual labor ,guarantee the machine hand up and down to inline of human work .circuit technique .Micro-electronics technique and correspondence technique well ,develop into the position control, servo control from the logic of the earlier period control quickly, process control.
Of realm .Using the programmable controller has caned constitute to include the logic control, the process controls .According to collect with control, the sketch work station synthesizes to control the system .The programmable controller is in the factory.
Extensive application in inside .The programmable controller has below of show the characteristics of :
(1)The dependable is high, being applicable to the industry the spot environment.
(2)Plait distance simple, the usage is convenient.
(3)The control procedure is variable, having good and gentle.
(4)Take the ability of loading directly strong.
(5)It is easy to realizes the machine electricity integral whole turns.
(6)Correspondence, the network technique tends in standardize, benefit in realize calculator network control.
In fine, the technique of PLC represented the advanced level that current electronics a procedure control, the PLC control with number the technique to become three major of pillar that machine industry automate with industry robot already.

目　　录
摘　　要 1-2
Abstract 3-5
第一章 自动上下机构的总体构想 3-13
第一节 机械手的机械构想 3
第二节 机械手的传动 4-5
    第三节 机械手的控制方式……………………………………………6-10
    第四节 PLC的选择原则………………………………………...…...11-13
第二章 机械手的具体设计 14-25
第一节 机械手的具体设计 14-17
    第二节 臂部的设计…………………………………………………..18-23
    第三节 导轨的设计…………………………………………………..23-24
    第四节 液压回路的设计………………………………………………...25
第三章 机械手的主电路设计 .26-27
第四章 PLC的控制电路的设计……………………………………….....28-45
第一节 PLC的组成 28-29
    第二节 可编程控制器的工作原理…………………………………30-32
    第三节 PLC控制系统设计…………………………………………33-45.
参 考 文 献 46
致　　谢 47

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PLC控制液压系统，可编程控制器(Programmable  controller) 简称PC,早期也称为PLC(Programmable Logic Computer).区别于个人计算机的“PC”(Personal Computer).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，PLC功能也将不断增强，规模不断扩大，已超出了逻辑功能的范围。可编程控制器(PC)是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.它具有逻辑判断,定时,记数,记忆和算术运算,数据处理,联网通信,PID回路调节,自适应控制及人工智能等功能.目前以被广泛应用于各种生产机械和生产过程的自动控制中.
    可编程控制器 PLC是工业自动化的主导产品。其可靠性极高，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，PLC技术代表了当前电子元件程序控制的先进水平，PLC与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，PLC正朝着两个方向发展。其一是向大型化、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。PLC总的发展趋势就是：功能越来越强，使用越来越方便。而性能价格比又不断的提高。因此说，PLC的发展方兴未艾，前景十分可观。
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。
        

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.这种机械与一般自动机械装置一样,是附属于机床的辅助设备.它须与机床的工作循环相配合,其动作有机床的控制系统进行控制.这类机械手的运动自由度一般较少,因而结构不太复杂.
(2)通有机械手 .它是一种独立的装置,可以应用于各种工种,用以代替工人的辅助设备.具有较多的运动自由度,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.这类机械手自动线输装置的一种形式.它不仅能自动线装卸工件,而担负工位间传输工作.其结构原理和装卸专用机械手并无原则区别,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.机械手为了完成装卸工件的各种动作,必须具用一定的自由度.为了便于分析机械手需的自由度,以及便于设计机械手的结构方案.一般机械手分为三类:(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.夹爪只有张开和收拢动作,一般不计在机械手的运动自由度之内.

 
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。