套类零件自动上下机构设计(有全套图纸）.doc

无锡职业技术学院毕业设计目录摘 要I Abstract第1章概述11.1 自动上下料机构设计的背景与目的11.2 自动上下料机构设计的意义错误！未定义书签。第2章 总体方案设计错误！未定义书签。2.1 方案设计概述错误！未定义书签。2.2 驱动方式的确定错误！未定义书签。2.3CK6140型数控车床的主要参数错误！未定义书签。2.4 总体方案设计错误！未定义书签。2.5 本章小结错误！未定义书签。第3章 夹具设计错误！未定义书签。3.1 机床夹具设计概述错误！未定义书签。3.2 结构设计错误！未定义书签。3.3 气动夹紧装置设计计算错误！未定义书签。3.4 本章小结错误！未定义书签。第4章 机械手设计错误！未定义书签。4.1 运动分析错误！未定义书签。4.2 结构设计错误！未定义书签。4.3 本章小结错误！未定义书签。第5章 气动控制系统设计错误！未定义书签。5.1 气压传动系统原理图的拟定错误！未定义书签。5.2 电气控制设计错误！未定义书签。5.3 本章小结1结 论1致谢1参考文献1摘要针对数控车床设计的一种套类零件自动上下料机构，实现了坯料的抓取、自动定位、夹紧以及工件的回放。该机构主要由自动安装夹具，坯料、工件拾取机械手，动力及控制系统组成。零件的自动定位、夹紧由弹簧涨胎心轴实现，涨胎心轴是以工件的内孔表面定位，由气缸驱动弹性筒夹向外扩涨，实现工件的定位和夹紧的。坯料、工件的拾取、回放是由单臂形式的机械手通过伸缩、旋转以及俯仰等运动实现的，这些运动均由气缸驱动获得。本设计中，为实现工件的自动上下料，单臂机械手的运动与涨胎心轴的张合需进行紧密配合。考虑到所夹持工件的实际尺寸、质量等因素，本机构采用气动、电气控制实现了坯料和工件的拾取、安装、回放过程的自动完成。关键词： 自动上下料；气动机械手；气动夹具；套类零件 AbstractThis paper is aimed at designing a sleeve parts automatic baiting agencies for a CNKeywords:Automatic baiting;Pneumatic manipulator;Pneumatic fixture;sleeve parts 5目录摘 要I Abstract第1章概述11.1 自动上下料机构设计的背景与目的11.2 自动上下料机构设计的意义错误！未定义书签。第2章 总体方案设计错误！未定义书签。2.1 方案设计概述错误！未定义书签。2.2 驱动方式的确定错误！未定义书签。2.3CK6140型数控车床的主要参数错误！未定义书签。2.4 总体方案设计错误！未定义书签。2.5 本章小结错误！未定义书签。第3章 夹具设计错误！未定义书签。3.1 机床夹具设计概述错误！未定义书签。3.2 结构设计错误！未定义书签。3.3 气动夹紧装置设计计算错误！未定义书签。3.4 本章小结错误！未定义书签。第4章 机械手设计错误！未定义书签。4.1 运动分析错误！未定义书签。4.2 结构设计错误！未定义书签。4.3 本章小结错误！未定义书签。第5章 气动控制系统设计错误！未定义书签。5.1 气压传动系统原理图的拟定错误！未定义书签。5.2 电气控制设计错误！未定义书签。5.3 本章小结1结 论1致谢1参考文献1第1章概述1.1 自动上下料机构设计的背景与目的 数控机床是一种以数字量作为指令信息、形式，通过电子计算机或专用计算机装置控制的机床，是在机电一体化技术的基础上发展起来的一种灵活而高效的自动化机床，在机械行业中得到了日益广泛的应用，因为它具有如下的特点：（1） 适应性强适应性即所谓的柔性，是指数控机床随生产对象变化而变化的适应能力。在数控机床上进行产品加工，当产品改变时，仅仅需要改变数控设备的输入程序（即工作程序，又称用户软件）就能适应新产品的生产需要，而不需改变机械部分和控制部分的硬件，而且生产过程是自动完成的。这一点不仅满足了当前产品更新、更快的市场竞争需要，而且较好的解决了单件、小批量、多变产品的自动化生产问题。适应性强是数控机床最突出的优点，也是数控机床得以生产和迅速发展的主要原因。信号，电磁铁4YA得电，手爪夹紧工件，触点K3得电闭合，电磁铁8YA得电，行程开关ST5控制机械手臂下方的立柱上升到指定位置，实现手臂的上仰后，电磁铁6YA得电，行程开关ST3控制机械手逆时针旋转180，同时将工件送入夹具内，此时时间继电器KT2的K5触点闭合，电磁铁3YA、10YA得电，夹具夹紧工件，手爪松开工件，通过时间继电器KT2的作用，一定时间后，电磁铁1YA得电，手臂在行程开关ST2控制下缩回到指定位置后，电磁铁7YA得电，立柱下降到由行程开关ST6控制的高度，实现手臂的俯下，至此，机械手完成上料过程；数控机床进行车削加工，经过时间继电器KT3设定的一定时间后，工件加工完毕，继电器发出电信号，机械手开始自动下料，电磁铁8YA得电，行程开关ST5控制机械手手臂下方的立柱上升到指定位置后，电磁铁2YA得电，在行程开关ST1的控制下，机械手手臂伸出到指定行程，时间继电器KT4得电，发出信号，电磁铁4YA，9YA得电，机械手手爪夹紧工件，机床夹具松开工件，通过时间继电器KT4的作用，一定时间后，电磁铁5YA得电，机械手在行程开关ST4控制下顺时针旋转180后回到料台位置，电磁铁7YA得电，立柱下降到由行程开关ST6控制的高度，使手臂俯下到料台高度，在时间继电器KT5控制下，电磁铁3YA得电，手爪松开工件，将工件放于料台上，时间继电器KT5发出电信号，电磁铁1YA得电，机械手臂在行程开关ST2控制下缩回到初始位置后，机械手就完成了自动下料过程。在时间继电器KT6的控制下，一定时间后，发出电信号，电磁铁2YA得电，机械手继续进行自动上料和自动下料，配合车床夹具的自动夹紧和自动加工过程，从而实现上下料的自动化。5.3 本章小结 本章主要讨论自动上下料装置的气动系统原理图和电气控制线路图的设计。根据所需完成的动作要求及需要考虑的传动特点来设计气动系统原理图，在气动系统中采用了缓冲回路及减压回路，从而使机械手的动作更稳定；根据机械手各个运动及车床夹具的动作顺序，确定电磁铁得失电的顺序，从而设计出电控系统线路图，在电控线路图中利用时间继电器和行程开关来控制电磁阀的得电与失电，使各个动作顺序进行。从而完成自动上下料的循环过程。结论套类零件自动上下料机构主要由单臂机械手、弹簧涨胎心轴夹具组成，二者均由气动驱动并辅以电气控制。其中，单臂机械手由伸缩气缸、升降气缸和旋转气缸等通过法兰、螺栓联结而成，能够旋转180进行机床的上下料。弹簧涨胎心轴作为车床夹具，通过夹具体与主轴相连并带动工件回转，它主要由弹性筒夹和心轴组成，通过均匀弹性变形实现定心夹紧。本上下料机构采用气动驱动机械手，实现了内径3040mm、外径6080mm、长度150mm套类工件、坯料的拾取、回放等功能；采用弹簧涨胎心轴实现了工件的自动定位、夹紧；通过气动、电气控制系统实现了拾取送料、定位夹紧、拾取回放等过程的自动完成。对相关自动输送料系统的设计有一定的参考价值。本自动上下料机构基本满足了所有功能要求，实现了自动化过程，但在其细节处仍存在一些问题：（1）上料过程中，机械手将工件送入夹具时，夹具对工件进行精确定位夹紧；（2）在不损伤工件的前提下，手爪夹紧工件时，夹紧力的精确控制。上述问题在设计过程中未得到圆满解决，仍需日后继续解决。致谢大学三年的生活使我受益匪浅，不管对学习还是生活都有了新的认识。在这段旅途中有太多的人值得我用心去感谢。首先，要感谢我的指导老师王杰老师，在这段时间里，王老师为了能让我顺利的完成毕业设计倾注了大量的心血，我的毕业设计从选题、结构设计到绘图、修改都得到了韩老师的悉心指导，整个设计过程倾注了老师不少的心血和劳动。韩老师渊博的知识、严谨的治学态度、谆谆教导的学者风范，都使我受益终生，在此我衷心地感谢我的导师。同时我还要感谢母校给我提供了舒适的学习环境和宝贵的学习机会。感谢大学三年中对我的学习和生活给予无私帮助的机械学院的各位老师，谢谢您们的教导和关怀。感谢我的同窗好友在我平时的日常生活中给予关怀和帮助，在此一一致谢！参考文献1 陈奎生. 液压与气压传动M. 武汉理工大学出版社，2001.8：3.2 张树森. 机械制造工程学M. 东北大学出版社，2001.3：228-258.3付亚军. 花键轴自动线上下料机械手的设计J. 十堰大学学报（自然科学版）.1997，（1）：36-39.4 梁梅超. 一种数控车床气动自动夹紧送料装置J. 机械制造. 2005.8，43（492）：67-68.5 朱光力. 三坐标气动机械手气动控制回路设计J. 机械设计与制造. 2003.4，（2）：61-62.6 高微，杨中平，赵荣飞等. 机械手臂结构优化设计J. 机械设计与制造. 2006.1，（1）：13-15.7 Babu,Valli,Anil Kumaretal.Automatic Modular Fixture Generation in Computer-Aided Process Planning SystemsJ.Proceeding of the I MECH E Part C Journal of Mechanical Engineering Science.2005,10:1147-1152.8Amy J.C.Trappey,C.Richard Liu.Automated fixture configuration using projective geometry approachJ.The International Journal of Advanced Manufacturing Technology.1993,8(5):297-304.9S.-H.Lee,T.A.Lasky,S.A.Velinsky.Manipulability-Based Design and Analysis of Hybrid Manipulator for Highway ApplicationJ.Mechanics Based Design of Structures and Machines .2005,33(1):99-11810 李剑玲，贺炜，丁毅等. 一种换刀机械手卡爪夹紧机构的设计J. 组合机床与自动化加工技术. 2003，（10）：48-49.11 张波，李卫民，尚锐. 多功能上下料用机械手液压系统J. 液压与气动. 2002，（8）：31-32.12 聂彤. 多机械手气动系统的设计方法J. 液压与气动. 2001，（3）：25-27.13 王巍，汪玉凤. 基于PLC的气动机械手研究J. 辽宁工程技术大学学报. 2005，24：135-136.