BL4005自动送料机的设计毕业论文.doc

目 录BL4005自动送料机的设计毕业论文目 录摘 要IAbstractII第1章 绪论11.1 课题背景11.1.1 课题国内外现状11.1.2 研究的主要成果21.1.3 发展趋势31.1.4 研究的基本内容，拟解决的主要问题31.1.5 存在问题41.2 数控系统发展简史及趋势41.2.1 数控（NC）阶段（19521970年）41.2.2 计算机数控（CNC）阶段（1970年现在）51.3 本章小结6第2章 BL4005自动送料机系统功能及控制原理72.1 BL4005自动送料机系统功能72.1.1 BL4005自动送料机简述72.1.2 BL4005系统组成72.2 BL4005控制流程82.2.1 调整状态 将功能状态置于手动位82.2.2 手动状态82.2.3 自动状态92.3 BL4005功能特点102.4 本章小结11第3章 BL4005自动送料机中心架构造133.1 填料机构133.2 送料机构133.3 系统反馈机构153.3.1 系统反馈示意图153.3.2 反馈机构运行过程153.4 本章小结18第4章 送料机参数选定及计算过程194.1 送料机参数194.2 送料机参数选定及计算194.2.1 链传动的特点和计算194.2.2 带传动的特点和计算234.2.3 电机的选择274.2.4 键的选择284.2.5 轴承的校核294.2.6 轴承润滑的选择304.3 本章小结31第5章 BL4005自动送料机其他技术说明335.1 BL4005自动送料机不同规格棒料更换说明335.2 BL4005自动送料机安全操作规程345.3 调整测试设备功能355.4 本章小结36结 论37参考文献39附录141附录251致谢67第1章 绪论第1章 绪论1.1 课题背景制造技术和自动化水平的高低已成为一个国家或地区经济发展水平的重要标志，而其中最具代表性的就是数控机床。二十世纪八十年代以来，我国经过引进、消化、吸收国外数控机床技术，开始发展起自己的数控机床产业。1990年机床总产量约13万台，数控机床产量为2634台，产量数控化率只有2%；1995年机床总产量约20万台，数控机床产量为7291台，产量数控化率为3.6%；2000年机床总产量约17.5万台，数控机床产量为14053台，产量数控化率为8%。近几年虽然我国努力发展数控机床行业，但即使到目前我国数控机床总数都只有11.34台。从我国数控机床的生产量来看,数控机床占机床生产总量的比例远远低于日本等发达国家，而我国目前在使用的机械设备中，约有300万台普通机床。其中普通车床所占的比例最大。我国目前正从以劳动密集性产业为主向以技术密集性产业为主的发展阶段，所以自动化的设备会越来越被接受，而现存的落后的设备需要更新是必然的。目前,经济型数控机床仍然是我国市场需要量最大,销售量最高的数控机床。随着我国作为世界工厂的身份越来越得到世界的认可，很多跨国公司纷纷在我国建厂，他们带来的不仅仅是增加就业机会，更重要的是带来了先进的技术和加工方法，这样对我国民族工业也起到了促进发展的作用。要成为一个占领到世界科技前沿的国家，必须提高其民族工业的发展水平，这样就需要把我国的数控机床技术提高到世界水平。在这种大的趋势下就出现了各种各样适应不同工作环境的数控机床。BL4005自动送料机正是这样一种能够全自动的给予加工的数控机床输送原料的机械。在自动化加工领域具有广泛的用途。1.1.1 课题国内外现状关于自动送料机的发展主要是随着制造自动化的发展而不断进步，发达国家制造技术的自动化已经达到相当水平，已实现了制造技术的自动化。产品设计普遍采用CAD、CAE和计算机仿真等手段，企业管理也已采用了科学的规范化的管理方法和手段，在加工技术方面也已实现了底层自动化，包括广泛地采用加工中心，对改善企业的TQCS无明显的作用。因此，近10余年来，发达国家主要从制造系统自动化方面寻找出路，提出了一系列新的制造系统。送料的过程主要依靠计算机的控制使过程更加简单容易操作。随着我国不断更新生产力，以往人工操作的送料过程都趋向用自动化的方法实现。现在已经有了很大的发展。在大型的机械上已有广泛的应用，但在计算机控制领域还是与发达国家有差距，通过不断学习和提高，这种差距正在逐步缩小。1.1.2 研究的主要成果目前已经发展出很多种自动送料机。有供应单支油浴式，液压单支式棒料自动送料机。此外还发展出了应用于小型机床的空气式和真空式送料机。其中应用比较广的有WH系列真空式自动送料机，此机系塑料加工所必须的配套辅机,各机型均采用不锈钢料斗,国内名牌真空泵,电器采用国内外名厂产品,并装有多重保护装置。具有轻便耐用，安装简便，操作简便，吸力特强，维护容易等显著特点。并要求直接安装在各种塑料加工机械上，将颗料状的塑料原料从储料箱输送到任何一种塑料加工机械的料斗之中，在输送过程中原料完全不受潮，不被污染，不带异物，无漏失，实现加工过程的上料自动化。大大减低劳动强度，提高生产效率，安全可靠。这种送料机的特点有：1、整机根据CAD设计制造，采用分离式结构，安全简便;2、控制箱独立设计，维修容易；3、独立滤清器装置，方便清除积尘；4、不锈钢储料桶，特大容量设计，便于再生料地使用，清料容易；5、缺料自动蜂鸣报警，马达过载自动保护装置等多重保护装置，确保使用的安全性；6、滤清器除尘开关，可控制马达逆转除尘。自动送料机AC 、VC系列也较为常用，其特点是：1. 材料输送稳定，真空料斗排出部分采用特殊结构，密封性好，保证了吸气储料时的真空度。长期使用无故障；2. 采用二次粉尘过滤结构，以简易滤清器和旋风集尘器彻底除尘，系统阻力小，功耗少。清理方便。过滤网在更换材料和更换颜色时装卸自如；3.特制高压风机压力高，风量大，经久耐用。1.1.3 发展趋势图1-1 某型自动送料机总体外观我国自行设计的自动送料机，可见自动化程度已经很高。随着科学技术日新月异的发展，和计算机技术一日千里的进步，自动送料机也得到了空前未有的发展，国外一些发达国家制造技术的自动化已经达到相当水平，已实现了自动送料机制造技术的自动化。送料机产品设计普遍采用CAD、CAE和计算机仿真等手段，工厂企业管理也已采用了科学的规范化的管理方法和手段，在加工技术方面也已实现了底层自动化，包括广泛地采用加工中心，对改善企业的TQCS无明显的作用。因此，近10余年来，发达国家主要从制造系统自动化方面寻找出路，提出了一系列新的制造系统。送料的过程主要依靠计算机的控制使过程更加简单容易操作。我国早就开始了自动送料机生产和设计与计算机技术结合这方面的研究，国内企业越来越注意使工厂送料过程实现自动化，以节省一定人力和物力。1.1.4 研究的基本内容，拟解决的主要问题1.1.4.1 研究的基本内容（1）大量阅读各种相关资料，结合国内外最新研究动态，仔细分析其工作原理，和设计优点，对比课设要求对送料机总体分析，优化现有方案。（2）仔细阅读BL4005送料机的设计要求，和工作及工作过程说明，及其要实现的具体功能，考虑各方面因素对送料机的结构进行详细设计。（3）按照结构设计方案完成送料机的零、部件图。掌握用电脑绘图软件绘制机械零件图和装配图，掌握用相应的CAE软件对所设计的送料机进行可行性分析。1.1.4.2解决的主要问题（1）解决送料过程中对棒料的尺寸限制，使工作范围扩大，以适应各项工作要求。（2）解决控制系统的工作滞后的缺陷，使操作更加简单。（3）合理的选用材料和零件，降低成本，提高寿命。1.1.5 存在问题我国制造业自动化的水平与发达国家相比还非常低。大约落后20年左右。近10年来虽然我国大力推广应用CIMS技术，但主要限于CAD和管理信息系统，因之底层（车间层）基础自动化还十分薄弱，数控机床由于编程复杂，还没有真正发挥作用。加工中心无论是保有最还是利用率，都更低。可编程序控制器的使用并不普及，工业机器人的应用还很有限。因此，做好基础自动化的工作仍是我国制造业企业一项十分紧迫而艰巨的任务。虽然自动送料这门技术现在已经有了很大的发展，在大型的机械上已有广泛的应用，但在计算机控制领域还是与发达国家有差距，通过不断学习和提高，这种差距正在逐步缩小。1.2 数控系统发展简史及趋势 1946年诞生了世界上第一台电子计算机，这表明人类创造了可增强和部分代替脑力劳动的工具。它与人类在农业、工业社会中创造的那些只是增强体力劳动的工具相比，起了质的飞跃，为人类进入信息社会奠定了基础。6年后，即在1952年，计算机技术应用到了机床上，在美国诞生了第一台数控机床。从此，传统机床产生了质的变化。近半个世纪以来，数控系统经历了两个阶段和六代的发展。 1.2.1 数控（NC）阶段（19521970年）早期计算机的运算速度低，对当时的科学计算和数据处理影响还不大，但不能适应机床实时控制的要求。人们不得不采用数字逻辑电路“搭”成一台机床专用计算机作为数控系统，被称为硬件连接数控（HARD-WIRED NC），简称为数控（NC）。随着元器件的发展，这个阶段历经了三代，即1952年的第一代电子管；1959年的第二代晶体管；1965年的第三代小规模集成电路。1.2.2 计算机数控（CNC）阶段（1970年现在）到1970年，通用小型计算机业已出现并成批生产。于是将它移植过来作为数控系统的核心部件，从此进入了计算机数控（CNC）阶段（把计算机前面应有的“通用”两个字省略了）。到1971年，美国INTEL公司在世界上第一次将计算机的两个最核心的部件运算器和控制器，采用大规模集成电路技术集成在一块芯片上，称之为微处理器（MICROPROCESSOR），又可称为中央处理单元（简称CPU）。 到1974年微处理器被应用于数控系统。这是因为小型计算机功能太强，控制一台机床能力有富裕（故当时曾用于控制多台机床，称之为群控），不如采用微处理器经济合理。而且当时的小型机可靠性也不理想。早期的微处理器速度和功能虽还不够高，但可以通过多处理器结构来解决。由于微处理器是通用计算机的核心部件，故仍称为计算机数控。 到了1990年，PC机（个人计算机，国内习惯称微机）的性能已发展到很高的阶段，可以满足作为数控系统核心部件的要求。数控系统从此进入了基于PC的阶段。 总之，计算机数控阶段也经历了三代。即1970年的第四代小型计算机；1974年的第五代微处理器和1990年的第六代基于PC（国外称为PCBASED）。 还要指出的是，虽然国外早已改称为计算机数控（即CNC）了，而我国仍习惯称数控（NC）。所以我们日常讲的“数控”，实质上已是指“计算机数控”了。我国从1958年开始，全国有上百所高等学校、研究机构和工厂开展数控机床研究和试制。由于国产元器件不配套，加上工艺和技术还不够成熟，自1960年开始，数控研究工作纷纷下马，至1962年坚持开展数控技术研究工作的单位已寥寥无几。1973年开始召开了三次全国性的数控攻关会，三年攻关成果于1976年在北京展览馆展出了34种、40多台数控机床和多种配套件。1980年开始引进日本具有70年代末期水平的微处理器数控系统和直流伺服拖动技术，于1981年开始生产，到1988年共生产各种数控系统1300多套，满足了国内市场的部分需求。1985年开始引进美国GE和DYNAPATH公司的数控系统和拖动技术，在上海市机床研究所和辽宁精密仪器厂组织生产。到1989年底，我国数控机床的可供品种已超过300种，其中数控车床占40%，加工中心占27%，其他的品种为重型机床、镗铣床、电加工机床、磨床、齿轮加工机床等。1948年，美国帕森林公司在研制加工直升飞机叶片轮廓检验用样板的机床时，首先提出了应用电子计算机控制机床来加工样板曲线的设想。后来受美国空军委托，帕森林公司与麻省理工学院伺服机构研究所合作进行研制工作。1952年试制成功世界上第一台三坐标立式数控铣床。后来，又经过改进及对自动编程技术的研究，于1955年进入实用阶段，这对于加工复杂曲面和促进美国制造业的发展起了重要作用。随着集成电路技术的发展，1965年出现了第三代数控系统集成电路数控系统。1970年，在美国芝加哥国际机床展览会上，首次展出了第四代数控系统小型计算机数控系统。1974年，第五代数控系统微型计算机数控系统也出现了。应用一个或几个计算机作为数控系统的核心组件的数控系统统称为计算机数控系统（CNC）。1.3 本章小结本章简要介绍了选题的目的、背景和意义，国内外文献综述，以及论文所要研究的主要内容。以及数控（自动化）技术的发展情况。第2章 BL4005自动送料机系统功能及控制原理第2章 BL4005自动送料机系统功能及控制原理2.1 BL4005自动送料机系统功能2.1.1 BL4005自动送料机简述广州数控设备有限公司BL4005送料机专用于走心式和非走心式单轴车床，实现自动送料加工，适应棒材规格540mm。该机采用CNC控制，输送系统为伺服电机控制，无级调速，具有送料精度高、速度快的优点。同时具有自动检测料长1.3m1.5m棒料可混合放置加工、无料报警、无料数分钟后自动停机等功能。本机的料槽、送料杆、伸出管、举料臂为模块化部件，可根据客户要求组合配置：更换不同规格的材料，只需更换相应的部件即可，且更换方便迅速，不需调整整机。2.1.2 BL4005系统组成图2-1 BL4005结构总图（1）中心架为本机的主要功能部件。可存放不同规格的棒料，完成向主轴送出棒料的功能。（2）减震装置为汽缸减震装置，在主轴加工时减少震动，可提高主轴转速。（选配装置，需另外订购）。（3）底座安装于中心架下，起支撑作用，2个立柱的底板上有8个螺栓用于将整机调平，立柱内有2个螺柱用于和主轴调同心。（4）外罩起防护和美观的作用。（5）电器柜安装各电器系统及部分气动系统元件。（6）操作面板人机界面，对整机电气控制的参数进行设置调整。2.2 BL4005控制流程2.2.1 调整状态 将功能状态置于手动位（1）按动减震按钮，减震装置在夹紧/松开之间切换，按一次切换一次。（2）按动长料杆抬起按钮，长料杆被抬起（此功能只有在机械零点位才有）。（3）按动长料杆落下按钮，长料杆落下（此功能只有在机械零点位才有）。（4）按动前进按钮，短（或长）料杆前进。该按钮为点动即：手按下即运行，手抬起即停止运行。（5）按动后退按钮，短（或长）料杆后退。该按钮为点动即：手按下即运行，手抬起即停止运行。（6）将棒料放置于料架上，调整托板位置，使棒料能顺利落入料槽。注1：长料杆的抬起只能在短料杆处于原点位（接近开关1处）进行。其他位置抬起能损坏部件，系统有自锁保护功能。注2：首次进行长料杆抬起、落下操作时，要注意观察长料杆连接板是否脱开了链条连接板上的凹槽，如果没有脱开，一定要先使其脱开后再操作。2.2.2 手动状态 将功能状态置于手动位、长料杆调整到原点位、料架有料按动长料杆抬起按钮，长料杆抬起、顶料杆将棒料顶出料架，棒料沿托板滚入料槽 ，同时接近开关2应有信号显示按动前进按钮，棒料端面接近接近开关5时开关5应有信号显示；短料杆前进止接近开关3处时，接近开关3被感应并有信号显示（短料杆送料长度要大于长料杆长度 ）按动长料杆落下按钮，长料杆落下、顶料杆回位，同时接近开关2应有信号显示 按动前进按钮，长料杆前进将棒料送出按动减震按钮，减震夹紧按动原点按钮，长料杆自动退回原点处。注1：长料杆的抬起只能在短料杆处于原点位进行,系统有锁定功能（其他位置抬起可能损坏部件）。注2：手动状态可用于调整设备的功能状态，建议不要在手动状态下加工工件。2.2.3 自动状态自动状态（短料杆在原点位，长料杆在料槽并脱开链条连接板凹槽，机床处于自动状态，卡盘松开）（1）按动送料机运行按钮，长料杆抬起、顶料杆将棒料顶出料架，棒料沿托板滚入料槽（如果料槽内有料，系统将直接从测量料长程序段开始运行）。（2）棒料如果落进料槽，接近开关2此时有感应信号发出，如果棒料没有落进料槽，则延迟数秒钟后接近开关2发出报警信号。（3）系统接到接近开关2发出的信号后，使短料杆前进至接近开关3处，接近开关3被感应，发出信号使短料杆再前进P7设定的长度后自动回退至原点；短料杆前进时，系统自动检测料长*并自动运算每根料的循环次数*，自动运算长料杆的运行长度以保证首次送出长度一致*。（4）短料杆回退至原点，接近开关1被感应并发出信号。（5）系统接到接近开关1发出的信号后，使长料杆落下、顶料杆复位，接近开关2此时有感应信号发出；如果料杆没有落进料槽，接近开关2此时没有感应信号发出，则系统延迟数秒钟后发出报警信号。长料杆前进将棒料送出止卡盘（或弹簧夹头）前端（首次送料长度*），向主轴系统发出送料完成信号并停留数秒（可调整）等待主轴夹紧棒料后自动回退10毫米（编程设定）主轴卡盘（或弹簧夹头）夹紧棒料减震装置夹紧（可选功能）车床开始加工主轴系统加工完一个工件后各坐标轴复位，卡盘（或弹簧夹头）松开棒料，同时向送料机发出送料信号送料机按设定长度送料后向主轴发出送料完成信号主轴卡盘（或弹簧夹头）夹紧棒料车床开始加工重复上述送料及主轴系统加工动作（重复次数*由送料机系统根据检测到的料长与需要的工件加工长度比较后自动生成，详见CNC说明书）送料机达到重复送料次数后，减震装置松开，长料杆自动回退至原点后，送料机处于等待状态主轴系统加工完一个工件后各坐标轴复位，卡盘（或弹簧夹头）松开棒料，同时向送料机发出送料信号送料机接收到送料信号后，长料杆抬起、顶料杆将棒料顶出料架，棒料沿托板滚入料槽 短料杆前进止接近开关3处再前进P7设定的长度后自动回退至原点 长料杆落下、顶料杆复位，长料杆前进将棒料送出止卡盘（或弹簧夹头）前端（首次送料长度*），将上次加工的残料顶出主轴，并向主轴系统发出送料完成信号停留数秒等待主轴夹紧棒料后自动回退10毫米减震装置夹紧（可选功能）车床开始加工（开始又一个工作循环）。（6）送料机原点位：在接近开关1处，是长料杆唯一可抬起和落下的位置。系统有自锁功能控制长料杆在离开原点时不能有抬起动作。（7）机床自动状态：各坐标轴复位，卡盘（或弹簧夹头）处于松开状态。（8）自动检测料长：短料杆送料时，系统通过接近开关3和接近开关5自动检测料长（见附图4）。（9）棒料循环次数：（检测到的实际料长L+接近开关3和5之间的距离-80mm-残料长度M）/工件毛坯长度L1，取整数，舍弃小数（见附图4）。首次送出长度：相对于标准料长（如1500mm）送料机长料杆端面到车床卡盘（弹簧夹头）前端的距离是固定的（根据车床型号，安装时确定），对于某个产品，其长料杆端面到加工位置的长度P14也是固定的，即P14为固定值，送料机检测到的实际棒料长度 N值与P14进行比较，将比较后的数值进行差补后决定长料杆的运行长度，从而使不同长度的棒料有相同的首次送出长度，该值可通过设置参数P14进行调整，长料杆的移动距离为P14-P10-P12。2.3 BL4005功能特点（1）料槽、送料杆、举料臂模块化设计，更换不同直径的棒料，只需更换相应的料杆、料槽、伸出管组件、举料臂套即可，且更换迅速、方便，不需调整整机中心高。（2）系统采用CNC控制，反应速度快、送料精度高。（3）自动检测棒料长度，每根棒料的送料次数自动控制。（4）自动控制棒料的首次送料长度，一定长度范围的棒料可混合放置加工，高度智能化。（5）液晶显示，中文界面，使操作更简单。（6）双料杆送料，极大地缩短了整机长度。（7）如果配装减震装置，可提高机床转速。（8）本机的工作状态及故障，都有提醒警示功能，使操作、维修更为方便。（9）系统控制元器件具有国际标准化认证，并经过严格的入厂考核试验，确保各项功能的可靠性。2.4 本章小结本章介绍了BL4005自动送料机的系统功能，主要工作方式和功能特点。其实BL4005代表了现今国内和国外的送料机发展的大体趋势，做为人机关系好机械的典型代表。送料过程将更加自动化和智能化。67第3章 BL4005自动送料机中心架构造第3章 BL4005自动送料机中心架构造本课题主要研究送料机中最重要的中心架机构，以下就是中心架主要的结构。3.1 填料机构图3-1 填料机构本机构主要是通过一系列的齿轮传动，最后通过顶料杆，把棒料顶出料架，棒料顺着倒轨滚入料槽中。松开托板调整块螺钉，依棒料大小，将托板调整到合适位置，以托板前端到料槽边25mm为宜）拧紧螺钉 。 松开手柄，将压料板调整到比棒料稍高位置，拧紧手柄。调整顶料杆位置，使其仅能顶出1根棒料3.2 送料机构送料机构如图3-2，图3-3，3-4所示：图3-2 举料臂机构图图3-3 伸出端机构图3-4 送料料槽送料机构应用汽缸和电机以及一系列齿轮传动带动举料臂和长料杆，短料杆运动来传送棒料。3.3 系统反馈机构3.3.1 系统反馈示意图图3-5 各种反射器布置图图3-6 感应区结构3.3.2 反馈机构运行过程（1）控制按钮及其实现的功能(a) 应有的基本按钮：手动、自动：控制手动、自动功能转换料杆点动前进：点动控制短料杆或长料杆前进料杆点动后退：点动控制短料杆或长料杆后退送料：控制长料杆抬起或落下及顶料杆顶起或落下，长料杆与顶料杆联动减震：控制夹紧或松开需加工料伺服电机速度设定编程运转按钮：伺服电机按编程运转、压轮夹紧机构（由汽缸2、3带动）同步夹紧或松开。(b) 其他按钮：系统编程及调整所需按钮、显示屏、电源开关等。（2）手动送料功能（将操作面板上的按钮置于手动位置）(a) 能使伺服电机单独运转，以带动短（长）料杆前进或后退。(b) 能使汽缸单独动作，使长料杆及顶料杆能单独抬（顶）起、放下。(c) 能使压轮单独动作，夹紧或松开需加工料。(d) 能设置或调整送料速度、送料长短。送料到位后，手动操作主轴夹紧，开始加工工件。(e) 能向机床控制系统发出启动加工信号。(f) 送料过程中，汽缸1不能动作，要有锁定功能。(h) 送料机系统有停机和停电记忆功能。（3）自动送料功能（将操作面板上按钮置于自动位置）(a) 能与车床主机系统交换信息。(b) 能编程设置或调整送料速度、送料长短。(c) 能无料报警和故障报警。(d) 有停机记忆工作位置的功能。i. (e) 送料过程中，汽缸1不能动作，要有锁定功能。ii. (f) 汽缸2、3的夹紧、松开与伺服电机的送料节拍同步。（4）准备状态；(a) 机床主轴处于：夹紧机构松开，各坐标轴复位。(b) 送料机储料架无料。(c) 润滑部位加油或润滑油路畅通。(d) 电路畅通，工作气压0.6Mpa。(e) 手动操作模拟运转，检查送料机运转情况及与机床配合情况。（5）手动送料过程：手动操作模拟运转，各功能部件运转正常后再进行此项(a) 储料架装满料或有料。(b) 机床主轴处于：夹紧机构松开，各坐标轴复位。(c) 送料机长、短料杆均在料槽左端，压轮减震装置松开。(d) 按动按钮：送料汽缸1后退：长送料杆抬起、需加工的圆棒料被顶料杆顶起，从储料架落进料槽。（注意：料落进料槽接近开关2接通，发出信号锁定汽缸1，不使其动作，直到接近开关1发出解除信号为止）(e) 按动按钮，伺服电机运转，短料杆推动圆棒料快速前进至接近开关3发出信号，短料杆快速自动回退到起点。注意：接近开关1此时接通，并发出信号解除汽缸1的锁定。接近开关2断开。(f) 按动按钮，送料汽缸1前进：长送料杆落下（与短料杆连接），顶料杆回原位，接近开关接通。同时向车床发出信号，使刀架上的挡料板对准主轴孔并前进至设定位置。(g) 按动按钮，电机运转，带动短料杆和长料杆前进，使棒料前端顶住车床挡料板（送料长度、速度手动调整）。转入编程运转，压轮夹紧机构（由汽缸2、3带动）同步夹紧或松开。发信号给车床系统，送料完成，车床系统开始加工。（6）自动送料过程iii. 壮态一：新机床首次开机或长时间停机后再开机iv. 送料前的开机准备：手动运转正常后，将操作面板上的按钮置于自动位置。使送料机自动控制系统处于待机状态，等待车床的送料信号。(a) 运转过程：(b) 接到车床的送料信号后，汽缸1后退： 长料杆抬起，同时顶料杆将需加工的圆棒料顶出储料架，圆料沿料架前端的斜面滚下，落进料槽。位于料槽底部的接近开关2检测到棒料到位后发出信号：a伺服电机运转带动短料杆前进至接近开关3处（如果圆料没落进料槽，则无信号发出，伺服电机不动作）；b锁定汽缸1，不使其动作，直到接近开关1发出解除信号为止，如果没检测到料落进料槽，发出报警信号（报警等待时间可设定）。(c) 接近开关3发出信号使短料杆后退至料槽左端的接近开关1处。接近开关1发出信号：汽缸1动作，使长料杆落进料槽，且顶料杆回原位。接近开关2检测到长料杆到位后，发出信号使伺服电机动作。伺服电机运转，使长料杆按编程送料：长度、速度由编程控制。减震装置夹紧，机床主轴夹紧，各坐标轴开始加工。车床加工完一个工件后，夹紧机构松开，各坐标轴复位，并向送料机发出送料信号。送料机接到送料信号后，汽缸2动作，压轮松开，同时伺服电机按设定长度将圆棒料送出需要的加工长度。车床和送料机重复两步动作，直到长料杆运行至位于料槽右端的接近开关4处，接近开关4发出信号，使伺服电机反向运转，带动长料杆回退至接近开关1处。接近开关1发出信号：a汽缸2、3动作，压轮松开；b使汽缸1动作，送料机重复的动作过程后处于等待车床发送送料信号的状态，并向车床发出换料信号车床加工完工件后，夹紧机构松开，各坐标轴复位，并向送料机发出送料信号，送料机接到送料信号后，伺服电机运转带动短料杆前进至接近开关3处，重复动作（位于料槽底部的接近开关2起锁定作用，即如果棒料没落进料槽，则伺服电机不运转，并报警。）伺服电机运转，使长料杆前进推动圆棒料顶出前次加工的料头，并送出预定长度。向机床发出信号，重复动作。v. 状态二：突然停机或交接班停机后再开机vi. 程序检测长料杆位置后，送料机继续停机前的状态按编程自动运转（送料长度及速度由编程控制）。3.4 本章小结本章介绍了BL4005自动送料机的主要结构中心架的主要构造和功能的实现。中心架运用了很多反射式光纤传感器作为与计算机系统的连接渠道，由于此种传感器十分灵敏，这样也提高了送料的精度和准确度。使送料的整个过程都能由计算机操纵。第4章 送料机参数选定及计算过程第4章 送料机参数选定及计算过程4.1 送料机参数最快送料速度 Rapidtravel speed0-26m/min步长送料速度 Step feeding speed0-3.5m/min送料精度 Positioning accuracy0.3材料规格 Bar Diameter540mm材料长度 Max Bar lenth13501500 mm总功率 Power450w（材料直径30时，1KW电源 Power source220V 50/60Hz气源 Air pressure0.6Mpa使用环境温度 Enviroment0-50外形尺寸(长宽高) Overall dimention2690含减震7101350最高总重量 Net weight约400kg4.2 送料机参数选定及计算4.2.1 链传动的特点和计算4.2.1.1链传动的特点链传动是属于具有中间挠性件的啮合传动，它兼有齿轮传动和带传动的一些特点。与齿轮传动相比，链传动的制造与安装精度低；中心距可大而且结构轻便；链轮齿受力情况较好，承载能力较大；有一定的缓冲和减振性能。与摩擦型带传动相比，链传动的平均传动比准确；传动效率稍高；链条对轴的拉力较小；同样使用条件下，结构尺寸更为紧凑；此外，链条的磨损伸长比较缓慢，张紧调节工作量较小，并且能在恶劣条件下工作。链传动的主要缺点是：不能保持瞬时传动比恒定；工作时有噪声；磨损后容易发生跳齿；不适用于受空间限制要求中心距小以及急速反向传动的场合。链传动的应用范围很广，通常，中心距较大，多轴，平均传动比要求准确的传动，环境恶劣的开式 ，低速重载传动，润滑良好的高速传动等都可以成功的采用链传动。按用途不同，链条可分为：传动链，输送链和起重链。在链条的生产和应用中，传动用短节距精密滚子链占有最主要的地位，通常，滚子链的传动功率在100KW以下，链速在15M/S以下。现代先进的链传动技术以能是优质的滚子链的传动功率达到5000KW，速度可达35M/S。速度齿型链的速度则可达40M/S。链传动的效率，对于一般传动，其值为0.940.96；对于用循环压力供油的高精度传动，其值为0.98。链节距：链节距愈大,链和链轮齿各部尺寸也愈大,链的拉拽能力也愈大的速度不均匀性,动载荷,噪声等都将增加.因此设计时,在承载能力足够条件下,较小节距的单排链,高速重载时,可选用小节距多排链。链的长度和中心距：当链速不变,中心距小,链节数少的传动,在单位时间内同一链节的屈申次数势必增多,因此会加速链的磨损.中心距大,链较长,则弹性较好,抗振能力高,又因磨损较慢,所以链的使用寿命较长,但中心距如果太大,又会发生松边上下颤动的现象,使传动运行不稳定。滚子链的主要失效形式：（1）链各接合元件的相对位移是滑动速度很小的摆动。由于不具备实现液体摩擦的条件从而是套筒与销轴及滚子的接合表面间产生磨损，导致节距逐渐加大，链在链轮是位置逐渐移向齿顶，从而引起脱链，使链传动失效。（2）链在传动过程中，各元件均承受应变力，经过一定循环次数后，使链板产生疲劳断裂，套筒，销轴与滚子表面产生接触疲劳磨损。（3）冲击疲劳破坏。经常启动，反转，制动或工作有冲击载荷的链传动，套筒与滚子将受到大的冲击载荷，经过一定次数的冲击后而产生疲劳破坏。（4）销轴与套筒之间的粘着磨损。高速和润滑不良的链传动，销轴和套筒的工作表面温度过高而产生粘着磨损。（5）过载拉断。低速重载或有较大的瞬时过载的链传动，链条易被拉断。为使链传动工作正常，应将其合理布置，布置的原则简要说明如下：（1）两链轮的回转平面应在同一垂直平面内，否则易使链条脱落和产生不正常磨损。（2）两链轮中心连线最好是水平的，或与水平面成450以下的倾斜角，尽量避免垂直传动，以免与下方链轮啮合不良或脱离啮合。图4-1 标准滚子链4.2.1.2链传动的设计计算设计链传动的已知条件：（1）所传递的功率；（2）主动和从动机械的类型；（3）主从动轴的转速和直径；（4）中心距要求和布置；（5）环境条件。主要计算过程如下：（1）链轮齿数小链轮齿数取 z1=22大链轮齿数 Z2=iz1=1.2*22=26.4，取Z2=26（2）实际传动比i为 i=z2/z1=1.18（3）链轮转速小链轮转速 n1=147 r/min大链轮转速 n2=n1/i=147/1.18=124 r/min（4）修正功率Pc=Pf1f2由机械设计手册第二卷表14.2-4查得 工况系数 f1=1图14.2-4查得 主动链齿轮系数 f2=0.96（5）链条节距由修正功率和小链轮转速在机械设计手册第二卷图14.2-2上选节P为05B即8mm。（6）初定中心距因为有张紧装置和托板，所以暂时取为aop=282p。（7）链长节数X0X0 =2aop+(z1+z2)/2+c/aop=564+24+0.0014=588.0014取X0=588节式中， f3=(z2-z1/2)2=0.41（8）链条长度LL=X0P/1000=588*8/1000=4.704（9）理论中心距aa=其中c=X-(z1+z2)/2=564所以a=2248（10）实际中心距a,a,=a-=(2248-0.002*2248)=2244（11）有效圆周力FF=1000P/vP=P电机*效率=0.55*0.99*0.95=0.517kwV=22*147*8/60/1000=0.43m/sF=1202（12）作用于轴上的拉力FQFQ=(1.151.20)f1F=1382.31442.4（13）润滑方式的选定根据链号05B和链条速度0.43m/s由图14.2-5选用润滑范围1，即用油壶或油刷定期人工润滑。（14）链条标记根据设计计算结果，采用单排05B滚子链，节距为8mm，节数为582节，其标记为：05B-1X582 GB/T 1243-19974.2.2 带传动的特点和计算4.2.2.1带传动的特点带传动是利用张紧在带轮上的带，借助他们间的摩擦或啮合，进行两轴或多轴间运动和动力传递。带传动的类型很多，分类方法也不同。如下就对带传动做简单介绍。根据传动原理，带传动可分为摩擦型和啮合型两大类。大多数带，如平带，V带和多楔带等，都是靠带和带轮接触面之间的摩擦力传动的，属摩擦型带传动同步带工作面上有齿与带轮轮齿啮合传动。摩擦型传动，过载可以打滑，但传动比不准确；啮合型传动可以保证传动同步，传动比准确，但对制造，安装要求较高。同步带工作表面有齿，依据齿形分为梯形齿同步带，弧齿同步带。带的最基本参数是节距，它是在规定的张紧力下，同步带纵截面上相邻两齿对称中心线的直线距离。同步带靠啮合传动，承载层保证带齿节距不变，传动比准确。带轮的齿形一般推荐渐开线。同步带薄而轻，可用于较高速度，传动比可达10，效率可达98%。这种传动压轴力小，结构紧凑，耐油，耐磨性好，其优点多，应用日益广泛；主要缺点是制造，安装精度要求高，两带轮轴间距和平行度要求严格，成本要求高。圆弧齿同步带：工作面为弧齿，承载层为玻璃纤维，合成纤维绳芯的环行带，带的基体为氯丁胶。4.2.2.2带传动的计算方法同步带传动的常用术语：（1）同步带 横截面为矩形或近似矩形的，带面具有等距横向齿的环行带传动。（2）带节距 在规定的张力下带的纵截面上相邻两齿对称中心线的直线距离。（3）节线 当带垂直其底边弯曲时，在带中保持不变的任一条周线。其长度称为节线长为公称长度。（4）基准节圆柱面 用以确定带轮齿槽尺寸的与带轮同轴的假想圆柱面。（5）节圆 基准节圆柱面与带轮轴线垂直平面的交线。带传动设计的一般内容及带传动设计的经典问题，设计的主要内容和主要结果如下：（1） 带传动的设计的经典已知条件：原动机种类，工作机名称及其传动特性，原动机额定功率和转速，工作制度，轴间距要求等。（2） 设计要满足的条件有：a) 运动学条件：传动比i=n1/n2=d2/d1；b) 几何条件：带轮直径，带长，中心距应满足一定的几何关系；c) 传动能力条件：带传动要有足够的使用寿命；d) 其他条件：中心孤，小轮包角，带速度应在合理范围内，此外还要考虑经济性，工艺性要求。（3） 设计结果：带的种类，带型，所需带根数或带宽，带长，带轮直径，轴间距，带轮的结构和尺寸，郁紧力，轴载荷。图4-2 圆弧齿同步带圆弧齿同步带计算过程：（1）设计功率Pd：Pd=KAPP=0.55KW KA为载荷修正系数查表14.1-55得KA=1.2所以 Pd=0.67KW（2）选定带型节距：根据Pd和n1由图14.1-16选取其中n1为小带轮转速，所以Pd=5mm（3）小带轮齿数为由图14.1-69查得z1=32带速和安装尺寸允许时，z1应该选择较大的值（4）小带轮节圆直径d1=z1Pd/=50.95，取d1=50（5）大带轮齿数z2=iz1=59（6）大带轮节圆直径d2=(z2Pd)/=94（7）带速v=(d1n1)/(60*1000)=(3.14*51*271)/(60*1000)=0.72m/s（8）初定轴间距0.7(d1+d2)a02(d1+d2)根据节距选择为a0=256mm（9）带长（节线长度）按表14.1-66选取标准节线长LpL0=2a0+(d1+d2)/2+(d1-d2)2/4a0 =512+227.69+1.91=741.5所以，取Lp=740mm（10）带齿数Z=Lp/Pd=740/5=1.48（11）实际中心距a=M+/16其中M=4Lp-2(d1+d2)所以M=2960-910.6=2049.4 a=255.27（12）安装量Iamin=a-I=255.27-1.02=254.25调整量Samax=a+S=255.27+0.76=256.03其中I和S由表14.1-73查得（13）啮合齿数Zm=ent(0.5-d2-d1/6a)Z1=15.04圆整后为Zm=15（14）啮合齿数系数Zm6 Kz=1（15）基本额定功率根据表14.1-69得P0=0.16KW（16）要求带宽KL为带长系数，由表14.2-72查得KL=1.00bo为带的基本宽度bo24bf按表14.1-65取标准带宽,取bf=25（17）紧边张力F1 F1=1250Pd/vF1=1163N松边张力F2F2=250Pd/v F2=232.6（18）压轴力FQ=KF(F1+F2)其中KF为矢量相加修正系数，由图14.1-17求得，KF为0.98所以 FQ=0.98（1163+232.6）=1367.688（19）带轮设计带轮在用铸钢材料，强度高，耐磨性好。4.2.3 电机的选择图4-2带轮设计图形根据功率和整体受力的要求，选择Y系列三相异步电动机，它是我国80年代的更新换代产品，具有高效，节能，噪声小，振动小，运行安全可靠的特点，安装尺寸和功率等级符合国际标准，适用于无特殊要求的各种机械设备，如机床，运输机，鼓风机以及农业机械，食品机械等。对于频繁起动，制动和换向的机械，宜选择允许有较大振动和冲击，转动惯量小，过载能力大的YZ和YZR系列的三相异步电动机电动机的容量选的合适与否，对其工作和经济性影响很大。容量小于工作要求，就不能保证工作机的正常工作，或使电动机长期过载而过早损坏；容量过大则电动机价格高，能力又不能充分利用，由于经常不满载运行，效率和功率因数都较低，增加电能消耗，造成很大浪费电动机的类型，结构，输出功率和转速确定后，可在产品目录中查出型号，额定功率，满载转速，外型尺寸，电动机中心高，轴伸尺寸，和键联结尺寸等。设计计算传动装置时通常按电动机的实际输出功率设计，若按电动机的额定功率设计则传动装置的工作能力可能超过工作机的要求从而造成浪费。有些通用设备为留有储备能力，以备发展或不同工作的需要，也可按额定功率设计传动装置传动装置的转速也可按电动机的额定功率的转速设计计算，这一转速与实际工作时的转速相差不大。综合考虑所有已知条件最终选择Y180M-4三相异步电动机。4.2.4 键的选择键主要用来实现轴和轴上零件的周向固定以传递转矩；有的还能实现轴上零件的轴向固定以传递轴力；有的则能构成轴向动联结以使零件在轴上滑动。本次设计的键主要在齿轮箱内的传动齿轮上存在，此齿轮的作用是传递动力给举料臂使起能抬起，举料臂抬起才能使短料杆顺利顶帮料到接近开关2的位置，然后举料臂放下长料杆顶棒料继续前进。键选择的设计计算（1）齿轮传递的功率计算 =v代入数据得 =176（2）键传递的功率为 =184（3）键传递的转矩为 T=代入数据得 T9.768（4）键的选用齿轮要求一定的啮合时不能有轴向的前后移动，且为静联接，宜选用普通平键，由机械手册查得，当d=17mm时，键的截面尺寸为，宽b=5mm,高=3mm,键的长度选用L=10mm圆头平键。（5）键的校核键的接触长度l=L-b=13mm,由表12-1查得 联接件的许用挤压应力为 =110MPa,(轻微冲击载荷)；键可传递的转矩为 T=hld114.49.768所以，满足要求。平键的主要失效形式有：较脆弱的零件的工作面被压溃或磨损和键的剪断。4.2.5 轴承的校核4.2.5.1轴承的选择选择深沟球轴承主要是考虑它的特点符合设计要求，因为深沟球轴承主要承受径向载荷和双向轴向载荷。由于轴两段分别