翻板机设计项目说明指导书.doc

翻版机侧工作台设计阐明书

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专 业 班 级：
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学 生 姓 名：
指 导 教 师：

目 录

任务书…………………………………………………………………… …（3）
前言…………………………………………………………………… … （4）
一、 总体方案选取…………………………………………………… （6）
二、 所选方案详细设计……………………………………………… （9）
1、 总体构造设计…………………………………………………（11）
（1） PCB输送系统……………………………………………… （13）
（2） 位置检测系统………………………………………………（14）
（3） 信号解决系统………………………………………………（15）
（4） 执行机构原理图……………………………………………（16）
2、机械机构设计………………………………………………………（17）
（1）翻转侧工作台设计……………………………………………（19）
（2）行程开关位置选取…………………………………………（19）
（3）装置高度调节…………………………………………………（20）
3、软件某些设计……………………………………………………（21）
（1）程序流程图……………………………………………………（22）
（2）PLC梯形图……………………………………………………（23）
（3）PLC程序………………………………………………………（23）
三、 有关参数设计阐明
1、 翻转时间分派……………………………………………………（24）
2、 传送带有关计算和翻转主轴计算……………………………（24）
3、 电机选取及关于参数计算……………………………………（25）
四、 总结体会
参照文献……………………………………………………………………… （26）

任 务 书
设计与任务规定：
翻版机侧工作台设计,并传播到反面检查线上面,工作过程为:产品到达装置传送某些上,装置自动将产品与传送某些一起翻转,然后传动某些将产品传播出去,再返回到原位,流程为 到位——翻转——到位——传送——翻转——到位，该过程自动完毕。

引 言
飞梭弹指度，四年大学生活接近尾声时，咱们进行了为期近四个月毕业设计。毕业设计是对大学四年来咱们所学到基本知识和专业知识一次系统性总结与综合运用，同步也是培养咱们分析问题和解决问题能力良好机会，并且毕业设计也是大学教学最后一种重要环节。因而，认真踏实地做好这次毕业设计不但意味着咱们能否顺利毕业，并且对此后咱们走上工作岗位后能否很出众做好自己工作也有十分重要意义。此外，毕业设计还可以培养咱们独立思考，开发思维和协调工作能力，这对此后踏入社会后来能否尽快地适应社会也有很大协助。机械工业生产水平是一种国家当代化建设水平重要标志之一。这是由于工业、农业、国防和科学技术当代化限度，都会通过机械工业发展限度反映出来。人们之因此要广泛使用机器，是由于机器既能承担人力所不能或不便进行工作，又能较人工生产改进产品质量，特别是可以大大提高劳动生产率和改进劳动条件。机械工业肩负着为国民经济各个部门提供技术装备和增进技术改造重要任务，在当代化建设进程中起着主导和决定性作用。因此通过大量设计制造和广泛使用各种各样先进机器，就能大大加强和增进国民经济发展力度，加速国内社会主义当代化建设。
机械加工工艺是实现产品设计，保证产品质量、节约能源、减少成本重要手段，是公司进行生产准备，筹划调度、加工操作、生产安全、技术检测和健全劳动组织重要根据，也是公司上品种、上质量、上水平，加速产品更新，提高经济效益技术保证。然而夹具又是制造系统重要构成某些，无论是老式制造，还是当代制造系统，夹具都是十分重要。因而，好夹具设计可以提高产品劳动生产率，保证和提高加工精度，减少生产成本等，还可以扩大机床使用范畴，从而使产品在保证精度前提下提高效率、减少成本。当今激烈市场竞争和公司信息化规定,公司对夹具设计及制造提出了更高规定。咱们这些即将大学毕业机械工程及自动化专业学生，要进行对本专业所学习知识进行综合运用和掌握，为此咱们要进行毕业设计，要自己动手进行思考问题，为社会主义当代化建设发展贡献力量，也要从此迈出呈现自己价值第一步。
通过实际学习，大量资料查阅，并在教师指引下完毕这次设计任务，依照生产规定，翻版机侧工作台设计。但由于本人水平有限，结合生产实际应用设备能力有限，故没有可以做到很详细设计，并且尚有许多地方有待改进，请教师给以指引和批评[1]。

一、方案选取

图1

图2

图3

方案1简朴阐明：钢板在传送带上传送，始终传送到翻板装置“盒子”里面，传感器1检测到位后来，整个翻板装置开始旋转180°，遇到行程开关2就停止旋转，通过传送带把印制板从“盒子”里面“拉”出来，钢板随传送带传播出去，传感器3检测到位后来，翻板装置复位，准备下一种翻板过程，行程开关4用于翻板装置开始状态定位。

图4

图5.机构造图

方案2简朴阐明：该设备重要由机架、翻板架、翻板电机、同步链条、翻板架转动轴等某些构成，通过转动轴，带动翻板架顺时针方向转动，转过90°时，印刷板由水平位置翻转到垂直位置，完毕翻板动作，继续再转过90°，翻板架又转到水平位置，准备接料，翻转下一片印刷板。通过翻板架将阴极板送到输送链条上，输出电机工作，通过同步链条驱动轴带动同步积极链轮转动，再带动同步从动链轮转动，输出积极链轮随同步从动链轮一起转动，输出积极链轮带动输出链条运动，通过输出链条将悬挂在其上印刷板带出，滑落到接钢板料架上，完毕翻板工作。
通过对老式和新型翻板出料机进行分析比较，本设计长处：
（1）用步进电机驱动翻板架旋转进行翻板，这一翻板工作是间歇动作，步进电机具备频繁启动长处，并且传动系统简朴，动作可靠，使用寿命长，维护检修容易，制造加工成本低。
（2）翻板架只沿着顺时针方向转动，可以不断将位于水平位置阴极板翻转到垂直位置，进行阴极板翻板，不变化步进电机旋转方向，可以提高步进电机使用寿命。
（3）翻板架为具备完全对称构造“A”形，重心和旋转中心重叠，不存在偏心，转动时不产生附加动负荷，转动平稳可靠。
（4）翻板工作由对称两支架交替完毕，因此每翻一片印刷板，翻板架只需旋转90°，提高了翻板效率，并且翻板架运动由步进电机驱动，翻转角实现了数字控制。
（5）出料时，通过出料链条带动印刷板移动，采用机械传动，构造简朴，动作可靠，维护、检修容易，生产、制导致本低

两个方案比较：
方案1原理简朴，翻板装置也比较简朴，但可靠性比较差，翻板装置在上升过程中，印制板有也许滑下，并且印制板翻转后会失去支撑点而直接“摔”在传送带上，有也许损坏印制板上元件。
方案2原理也很简朴，翻板装置相对比较复杂，安装精度规定比较高，但可靠性比较好，传送过程相对比较平稳，对元件保护也比较周到，并且可以通过对翻板装置“盒子”修改来达到传送不同形状印制板，扩展性较好。
由于采用了步进电机驱动翻板架转动，翻转角实现了数字控制，且翻板架为完全对称构造，不存在偏心，因而转动时不产生附加动负荷，并且工作时，翻板架始终沿一种方向旋转，出料通过输送链条完毕。因而印刷板加工翻板机具备构造简朴、工作平稳可靠、装配维护容易、制导致本低特点。本设计具备明显实用价值、经济价值和推广价值。
最后方案选用：由于方案1存在有也许损坏元件致命缺陷，而方案2也具备较好扩展性，故本次设计采用方案2为基本方案，并拟定基本方案总体流程图，如图6

图6

三、设计阐明
1、翻板机详细构造：
总体构造可以参照附件翻板机装配图。
①板形状改良：底部为一种328×246 mm平板型，印制板上元件离印制板边沿距离为8 mm，设定印制板厚度为3 mm，为了便于定位，如图4所示，在8 mm边沿上打上两个孔。

图7
②传送带设计：由于定位和安装需要，该装置把传送带提成了输入和输出两段，并且如图8所示，输入和输出某些形状也不同样，输入段为惯用传送带，输出段是用于承载已经翻转了印制板，为了保护板上元件，需要中间留空。在输入和输出传送带两边都需要加上与印制板边沿孔相配合小凸台，并且输出段传送带上小凸台还是把印制板从“盒子”里面“拉”出来积极力。

图8

③翻板装置“盒子”设计：“盒子”尺寸必要与印制板尺寸相配合，并且要保证翻转过程中印制板不会掉出来，也不会由于遇到“盒子”边沿而损坏上面元件。“盒子”采用可装拆更换设计，翻转不同印制板只需更换相应“盒子”，“盒子”采用矩形槽设计，便于装拆更换，上面两个螺栓用于定位，如图9所示。

图9

④翻转主轴设计：如图10所示，翻转主轴中间长方形某些要有与“盒子”相配合矩形槽，两端是圆轴，一端长，一端短，短一端只安装轴承，长一端除了安装轴承还要开一键槽，用于安装带轮。

图10

⑤传感器位置拟定：该设计采用PLC控制，位置精度规定比较高，如图11所示，在翻转主轴两个极限位置分别安放行程开关1、2，以保证翻转主轴起停位置；在位置A中安装行程开关3，当印制板送进“盒子”，接触行程开关3，翻转主轴开始转动；在位置B中安装行程开关4，检测印制板与否完全离开“盒子”。

图11

⑤电机设计：传送带输入段和输出段分开，应当由两个电机分别带动，但输入段和输出段有同步规定，因此选取有一种功率较大电机直接带动两个传送带。
⑥可调底座螺栓：为了满足装置高度±20 mm可调规定，底座安装了六个可调螺栓。
2、翻板机电气控制设计：
总体电气控制设计可以参照附件电气控制图。
电气控制图简朴阐明：
2.2.1 流程图
本系统采用了可变成控制器直接进行控制，系统流程如下：
到位——翻转——到位——传送——翻转——到位
进行控制流程图编辑如下：
启动
输入版
版与否到位
N
翻转电机逆时针旋转
Y
翻转与否到位？
N
Y
输出板
与否完全输出？
N
Y
翻转电机顺时针旋转
翻转与否到位？
N
Y
说 明

输入传送带运动将版送入“盒子”
循环起始点

板与否触遇到“盒子”底部行程开关ST1

翻转电机运动，将板翻转并转向输出端

翻转某些与否触遇到形成开关ST3

板从“盒子”里输出，到达输出传送带

与否释放了行程开关ST4

输出延时

空“盒子”从输出端翻转回输入端

与否触碰行程开关ST2
下一种循环开始
延时1s
图 7

2.2.2 程序编辑
翻转电机受PLC直接控制；输入电机由行程开关ST2直接控制，不必经PLC控制；输出电机启动时就运营，不受PLC控制。
由于该系统控制比较简朴，因此选取三菱F—40M型PLC。
性能参数为：
I/O：40点~80点
内存：890B
内部继电器：193个
记时/计数器：32个
该系统具有四个行程开关，控制顺序如图7。
PLC主电路与PLC外部接线：见电气控制图。
指令语句如下：
LD 401
OUT 100
LD 404
AND 100
OR 431
ANI 432
OUT 431
LD 400
OR 432
ANI 435
OUT 432
LD 402
ANI 434
OUT 435
LD 403
ANI 433
OUT 434
OUT 450
K 1
LD 450
OR 433
ANI 100
OUT 433
END

3、翻板机有关参数计算和阐明：
①传送带输入段、输出段以及翻转时间分派：
运送传送带速度范畴是200~0mm/min，由于规定生产节拍为20”，考虑到传送带上要放置两块印制板，传送距离也比较长，故拟定印制板从放上传送带，到达行程开关3时间为11秒，翻转主轴正反转时间都是3秒，“盒子”接触行程开关2后停留时间为3秒，如图12，满足生产节拍20”。
②传送带传送速度、滚筒转速和翻转主轴转速计算：
A、传送带传送速度和滚筒转速：
由于输入、输出段由一种电机带动来实现同步运送，只需考虑“盒子”接触行程开关2后停留3秒内，印制板能否完全离开“盒子”，盒子宽约为150mm，带传送速度理论值为v=b’/t=150mm/3s=50mm/s=0.05m/s，取v=0.06m/s。滚筒转速：n1=60v/2πr =16r/min。
B、翻转主轴转速：
翻转时间为3秒，旋转角度为180°，n2=0.5转/3s=0.5转/0.05min =10r/min。
③传送带输入段和输出段长度与宽度计算：
拟定滚筒半径为r=30mm，为了使传播持续不断顿，带长应当为相邻两印制板距离整数倍，取放置印制板时间间隔为9秒，则相邻印制板距离D=v·t=9s×50mm/s=450mm,可以得到带长几何关系（如图12）：nD=2πr+2L，其中L长度应当取小直，从图上可以看出L≈D+0.5b=625mm,因此算出n=3.2，取整n=4。因此输出段带长S=nD=1800mm，两滚筒中心距L’=0.5（nD-2πr）=805.8mm。
同理，输出段L≈2b=492mm，因此算出n=2.6，取整n=3，输出段带长S=1350mm，滚筒中心距L’=580.8mm，此外输出段中间留空，带两边宽度取6mm。

图12

④电机选取及关于参数计算：
A、带动传送带电机：由于电机带动是传送带，传动带上负载基本恒定，因此按照带恒定负载时电动机容量选取，即PN≥PL ,PL=T·n/9550；并且选用Y系列三相异步电动机,最大负载扭矩应当满足TL max=0.8Tmax ；通过对印制板重量和滚筒尺寸计算，算出输入输出总扭矩，设传送带摩擦系数为0.4，带上保持运送两块印制板，印制板每块10Kg重，滚筒半径为30mm，转速为16r/min，TL max=10×2×9.8×0.4×0.03×2=4.7N·m，Tmax=TL max/0.8=5.88 N·m，PL=T·n/9550=0.01Kw，通过查表，选取Y801-4型电机，其额定功率为0.55Kw，满载转速1390r/min，同步转速1500r/min。
B、带动翻转主轴电机：由于电机带动是翻转主轴，负载大小有规律变动，因此按照重复短时工作制电动机容量选取，设定“盒子”为5Kg，印制板为10Kg，则TL max=15×9.8×0.2=29.4N·m，PL=T·n/9550=0.03Kw，由于是通过重复短时工作制计算，ε=tp/tp+t0=6/11,Ps=PL(ε/εaN)1/2=0.04Kw，通过查表，选取YZR112M-6型电机，其额定功率为1.1Kw，转速912r/min。
⑤连接各个电机减速器传动比计算与减速器类型选取：
A、连接到传送带上减速器：总传动比i=1500/16=93.75，因此选取齿轮—蜗杆二级减速器。
B、连接到翻转主轴上减速器：总传动比I=912/10=91.2，因此选取齿轮—蜗杆二级减速器。
⑥翻转主轴轴承选取及关于参数计算：
翻转主轴理论上只受到径向力作用，但由于装置位置精度规定高，因此选取深沟球轴承，其型号配合翻转主轴两端直径，选取6006。

四、总结体会
毕业设计是培养学生综合运用所学知识、发现、提出、分析和解决实际问题，锻炼实践能力重要环节，是对学生实际工作能力详细训练和参照过程。
回顾这次毕业设计，从选题到定稿，从理论到实践，在这段毕业设计期间里，可以说得是苦多于甜。通过本次毕业设计，不但巩固了此前所学过知识，并且学到了诸多在课本上所没有学到过知识。
对我来说，收获最大是办法和能力——那些分析和解决问题办法与能力。在整个设计过程中，我发现咱们这些学生最最缺少是经验，没有感性结识，空有理论知识，有些东西很也许与实际脱节。在孙朋山，张舒两位教师指引下，我终于完毕了1P68F下箱体工序卡及第一道机加工夹具设计。从开始接到题目到拟订工艺方案路线，再到设计阐明书完毕，每走一步对我来说都是新尝试与挑战，这也是我在大学期间独立完毕最大项目。在这段时间里，我学到了诸多知识也有诸多感受，从对工艺略知，对工艺规程等有关设计很不理解状态，我开始了独立学习和实验，查看有关资料和书籍，让自己头脑中模糊概念逐渐清晰，使自己非常稚嫩设计一步步完善起来，每一次改进都是我学习收获，每一次实验成功都会让我兴奋好一段时间。从中我也充分结识到了拟订出一道最佳工艺方案重要性，工艺方案优化将直接影响产品精度和经济性等。但在本次设计中也暴露出了自身诸多局限性之处，对此前所学过理论知识理解得不够深刻，掌握得不够牢固，对有关机械手册查阅也未可以较好掌握，最严重是理论与实践不可以较好相结合，这些都以待改进。通过这次毕业设计，我懂得了理论与实际相结合是很重要——只有理论知识是远远不够，只有把所学理论知识与实践相结合起来，从理论中得出结论，才干真正为社会服务，从而提高自己实际动手能力和独立思考能力。
这次毕业设计使我受益匪浅，为我此后学习和工作打下了一种坚实而良好基本。在此衷心感谢各位工程师傅协助和指引。
通过这次设计总结了此前学习机电一体化和机械设计方面知识，做到了将机械与电气渗入，设计过程中遇到了各种各样问题，并最后得到理解决。
在后期设计和制作中，我还发现方案一中采用气压传动在大工业生产中还是可行，可以由多组翻转机构采用一台空气压缩机统一供气方式，这样能最大限度提高动力源运用率，加上方案一同步输入输出工作方式，生产想效率上也是很可观。固然，对我这次单机组设计上，这样效率并不是那么抱负化。在传感器选取上，还可以所有采用光敏传感器，提高系统精度，避免误差产生。
详细设计中由于经验上局限性和与实际生产接触太少，有些地方选材和机构上显得与实践脱节，这需要在此后学习工作中提高和改进，总来讲，这次课程设计是对我机电有关领域知识一次较好锻炼，对后来工作也有协助和提高。

五、结 论
毕业论文是本科学习阶段一次非常难得理论与实际相结合机会，通过这次比较完整车六面轴组合车床设计，我挣脱了单纯理论知识学习状态，和实际设计结合锻炼了我综合运用所学专业基本知识，解决实际问题能力，同步也提高我查阅文献资料、设计手册、设计规范以及电脑制图等其她专业能力水平，并且通过对整体掌控，对局部取舍，以及对细节斟酌解决，都使我能力得到了锻炼，经验得到了丰富，并且意志品质力，抗压能力及耐力也都得到了不同限度提高。这是咱们都但愿看到也正是咱们进行毕业设计目所在。
提高是有限但提高也是全面，正是这一次设计让我积累了无数实际经验，使我头脑更好被知识武装了起来，也必然会让我在将来工作学习中体现出更高应变能力，更强沟通力和理解力。
本次设计师按照高效自动化设计思想进行。借鉴了国内外各种机床经验，在本来基本上做了某些改进，提高了机床自动化限度，扩大了加工范畴，具备一定先进性。
由于本人经验有限，设计中必定存在某些局限性之处，局限性不会给我打击只会更好鞭策我前行，它会是我更有迈进动力。顺利如期完毕本次毕业设计给了我很大信心，让我理解专业知识同步也对本专业发展前景布满信心。

参 考 文 献

[1] 张建民主编 《机电一体化系统设计》 北京：高等教诲出版社
[2] 赵家齐. 机械制造工艺学课程设计指引书[M].第二版，北京：北京出版社，.12.
[3] 刘延俊主编 《液压与气压传动》 北京：机械工业出版社
[4] 郑修本. 机械制造工艺学[M].第二版，北京：机械工业出版社，1999.
[5] 邓星钟主编 《机电传动控制》 武汉：华中科技大学出版社
[6] 杨明忠 朱家诚 《机械设计》 武汉：武汉理工大学出版社
[7] 李庆余， 张佳等主编.机械制造装备设计[M].北京：机械工业出版 社,.
[8] 吴宗泽 罗圣国 《机械设计课程设计手册》 北京：高等教诲出版社
[9] 濮良贵，纪名刚. 机械设计[M]. 第八版，北京：高等教诲出版社，.
[10] 赵家齐.机械制造装备设计基本[M].上海：上海交通大学出版社，.