自动排向机改造研究--石墨舟仓结构设计【带Catia三维图】【20张图纸】【优秀】

自动排向机改造研究--石墨舟仓结构设计

44页 17000字数+说明书+任务书+开题报告+Catia三维图+20张CAD图纸【详情如下】

3主动带轮轴a2.dwg

4带轮a3.dwg

5电机底座a1.dwg

6气手指夹具a3.dwg

7石墨舟仓机架a0.dwg

8轴承盖a4.dwg

Catia三维图.rar

丝杆方案.dwg

任务书.doc

带传动设计方案.dwg

带轮轴.dwg

总体装配图a0.dwg

方案1.dwg

方案2.dwg

相关资料.doc

石墨舟仓初步结构.dwg

立柱升降机构.dwg

自动排向机改造研究--石墨舟仓结构设计开题报告.doc

自动排向机改造研究--石墨舟仓结构设计论文.doc

螺母-标准六角螺母（M30）.dwg

计划周记进度检查表.xls

0初始位置.dwg

1上料状态.dwg

1石墨舟升降机构装配图A0.dwg

2下料状态.dwg

2从动带轮轴a3.dwg

摘    要

　　　中国的二极管生产企业起步很早，以至于很多企业里面的二极管生产设备比较陈旧。由于旧的设备生产效率低，废品率高，需要大量人工的原因，我们决定将对旧的二极管生产设备上进行一些自动化改造。主要的改造内容是将石墨舟的堆放和上料过程进行自动化改造，其中改造内容有：在空石墨舟的堆放处用机械手代替，通过气缸与机械手相结合的方式放置石墨舟；对石墨舟的堆放和上料下料的过程由石墨舟升降机构来进行完成，通过电动机带传动，皮带上的气手指拨动石墨舟堆，在上料和下料处各放置十个为一堆的石墨舟堆，由气爪抓取进行上料和下料；整个过程通过PLC进行电气控制，大大改进了生产效率以及减少了人工，使得企业在生产中获得更多的盈利。

关键词：排向机，二极管生产，自动化改造，PLC，石墨舟

目    录

摘    要III

ABSTRACTIV

1 绪  论1

1.1研究内容1

1.2 研究目标3

1.3 关键问题3

1.4 研究方法和技术路线3

1.4.1 研究方法3

1.4.2 技术路线4

2. 石墨舟仓结构设计5

2.1 旧排向机构造5

2.2 石墨舟仓部分改造的初步想法5

2.3 石墨舟仓改造方案确定7

2.4 排向机改造的控制系统初步设计8

3. 石墨舟仓结构各零件选用及设计11

3.1 升降机构传动方式11

3.2 带传动系统带和带轮的选择13

3.2.1 电机额定输出功率估算14

3.2.2 确定计算功率14

3.2.3 小带轮转速计算15

3.2.4 选定同步带带型和节距15

3.2.5 选取主动轮齿数16

3.2.6 小带轮节圆直径确定16

3.2.7 大带轮相关数据确定16

3.2.8 带速v的确定16

3.2.9 初定轴间间距16

3.2.10 同步带带长及其齿数确定16

3.2.11 带轮啮合齿数计算16

3.2.12 基本额定功率的计算17

3.2.13 计算作用在轴上力17

3.3 主动带轮轴的设计和校核17

3.4 从动带轮轴的设计和校核18

3.5 石墨舟仓机构其他零件结构设计18

3.5.1 滚动轴承的选择18

3.5.2 石墨舟仓机架的设计19

3.5.3 气手指夹具的设计20

4. 上料机械手结构设计23

4.1 机械手的意义23

4.2 机械手方案对比23

4.3 机械手方案的确定24

5. 自动化控制设计27

5.1气源装置的选择27

5.2传感器的选择28

5.3 PLC介绍30

5.4 输入输出的确定30

结论与展望34

致  谢35

参考文献36

附录37

零件三维图37

1. 绪  论

1.1研究内容

　　　二极管又称晶体二极管，简称二极管。它是一种具有单向传导电流的电子器件。在半导体二极管内部有一个PN结两个引线端子，这种电子器件按照外加电压的方向，具备单向电流的转导性。一般来讲，晶体二极管是一个由p型半导体和n型半导体烧结形成的p-n结界面。在其界面的两侧形成空间电荷层，构成自建电场。当外加电压等于零时，由于p-n结两边载流子的浓度差引起扩散电流和由自建电场引起的漂移电流相等而处于电平衡状态，这也是常态下的二极管特性。　　　石墨舟通过人工放置在石墨舟架的位置，架子上方有一个石墨舟挡板，挡板用于使石墨舟与上模互相结合，上模是一个长宽尺寸和石墨舟相同的一块模子，上面有与石墨舟引脚孔位置相同的孔，用于引导针脚进入石墨舟装填。当人工搬动上模与石墨舟结合之后，工作人员按动电动机的按钮让电动机带动整个上述装置进行向内移动，一排一排上针脚。在机构实现针脚排向之后，电动机反转带动石墨舟机构移出，然后由人工搬动上模与石墨舟分离，分离过后通过人工观察哪个孔里面没有针脚，再由人工对石墨舟针脚进行补充装填。整个机器运作过程对工人的负担较大，而且没有相应的自动化检测装置，因此我们决定对其进行改造。

2.2 石墨舟仓部分改造的初步想法

　　　为了解决原本排向机自动化低，需要人工，费时费事等缺点，我们决定在石墨舟仓部分进行一些自动化改造，在原有机器的基础上添加一些部件，使得机器的自动化能力大幅提升，提高产值。一开始，我们对舟仓部分的改造有两套方案： 上图为石墨舟升降机构（石墨舟仓）的初步结构设计，石墨舟由十个为一堆堆成，分别有两落石墨舟堆结构，在初始状态时，空堆石墨舟处没有有十个堆叠而成的石墨舟，而满堆部分没有石墨舟，每次工作一个工位，空堆石墨舟处的气手指伸出，由电动机带动气手指以拉动空堆石墨舟堆上升一个工位。气爪抓动后，等石墨舟到达满堆处，满堆处的气手指伸出，由电动机带动气手指缓缓拉动石墨舟堆下降一个工位，等待一个新的满堆石墨舟堆上来。如此往复，等空堆的石墨舟逐渐用完后，机器暂停，由之前的气爪拉动新的一堆空石墨舟进入空堆，而满堆石墨舟堆满之后，机器也暂停，等待工人将满的石墨舟堆撤离，继续进行工作。

2.4 排向机改造的控制系统初步设计

　　　我们通过对此套排向机改造系统的研究与讨论后决定设置如下传感器：检测有无针脚，检测工作位置有无石墨舟，检测送料立柱升降机是否处在初始位置最低位置，检测工作工位是否有空余，检测空堆工位是否有石墨舟，检测针脚是否装满，检测工作工位处是否空闲，检测下降机构最高位置是否有空位，若无空位则用气手指将最高位降下，然后气手指归于最高位，检测下降位置是否有空余，检测二工位处是否有石墨舟等传感器。[2]

　　　我们设定的整个工序分为三个过程：进行检测、进行上料、进行下料。

　　　进行检测部分，我们设定的工序为工作位传感器检测上下方向气缸下降45mmm；气爪传感器，气爪闭合，检测上下方向气缸上升45mm；检测纵向传感器，送料左右方向气缸向左600m；检测位传感器1，检测上下方向气缸下降45mm；检测位气爪传感器1, 气爪松开，石墨舟至检测位，检测上下方向气缸向上45mm。

　　　进行上料部分，我们设定的工序为空堆传感器1，检测气手指不动，送料上下方向气缸下降45mm；气爪传感器，检测气爪不动，送料上下方向气缸上升45mm；送料上下方向气缸，送料左右方向气缸向左600mm，工作位传感器，检测送料上下方向气缸向下45mm至工作位置；工作位气爪传感器，检测气爪松开，送料上下方向气缸上升45mm；空堆传感器2，检测气手指动作，换另一堆空石墨舟。

　　　进行下料部分，我们设定的工序为检测位传感器2，检测下料上下方向气缸下降45mm；检测位气爪传感器，检测气爪闭合，抓取石墨舟，下料上下方向气缸上升45mm，下料上下方向气缸传感器，检测下料左右方向气缸向左600mm；下料气爪传感器，检测气爪松开，下料上下方向气缸上升45mm；石墨舟堆传感器，检测下料上下方向气缸下降45mm。

　　　我们将控制系统分为这三个部分进行设计，每个部分有设定相应的传感器，并对传感器的输入输出端进行预估，这样我们在接下来的PLC控制设计，选择

相应的型号的PLC以及输入输出分配表的制作有了一定的基础。