鉆床(wo)-搖臂鉆床自動送料

鉆床(wo)-搖臂鉆床自動送料,鉆床,wo,搖臂,自動 產(chǎn)品名稱：二相步進(jìn)電機(jī)2HB110系列規(guī)格型號：2HB110系列產(chǎn)品簡介：2HB110系列步進(jìn)電機(jī)為二相四出線電機(jī)，輸出力矩10N.M-27N.M,并廣泛應(yīng)用于數(shù)控機(jī)床、激光雕刻、電腦繡花、紡織、印刷、包裝機(jī)械、標(biāo)記機(jī)、雕刻機(jī)、繞線機(jī)械、坐標(biāo)測量儀器、三維工作臺、機(jī)器人、醫(yī)療設(shè)備、陶瓷機(jī)械等行業(yè)中。詳細(xì)資料：通用規(guī)格 (General specifications) 步距精度5% 溫 升80 Max 環(huán)境溫度-20+50 絕緣電阻100M Min 500VDC 耐 壓500V AC 1minute 徑向跳動最大0.06mm（450g負(fù)載） 軸向跳動最大0.08mm（450g負(fù)載） 技術(shù)數(shù)據(jù)(Specifications) 以上僅為代表性產(chǎn)品，可按要求另行制作。 外形尺寸(Dimension) 110系列四款電機(jī)軸徑均為16mm，軸鍵為平鍵625mm。矩頻特性曲線圖(Frequency-torque characteristics)接線圖(Connections) 注意事項： 1.電機(jī)特性數(shù)據(jù)和技術(shù)數(shù)據(jù)都是在YKA2811MA驅(qū)動器驅(qū)動的情況下測得，測試電壓為110ADC。2.電機(jī)安裝時務(wù)必用電機(jī)前端蓋安裝止口定位，并注意公差配合，嚴(yán)格保證電機(jī)軸與負(fù)載軸的同心度。3.對于電機(jī)引線方式，如果客戶有特殊需求，請在訂貨前事先聲明，由廠家接好線，用戶不必自己改動。4.電機(jī)與驅(qū)動器連接時，請勿接錯相。產(chǎn)品名稱：二相步進(jìn)電機(jī)2HB42系列規(guī)格型號：2HB42系列產(chǎn)品簡介：2HB42系列步進(jìn)電機(jī)輸出力矩0.158N.M-0.317N.M,廣泛應(yīng)用于數(shù)控機(jī)床、激光雕刻、電腦繡花、紡織、印刷、包裝機(jī)械、標(biāo)記機(jī)、雕刻機(jī)、繞線機(jī)械、坐標(biāo)測量儀器、三維工作臺、機(jī)器人、醫(yī)療設(shè)備、陶瓷機(jī)械等行業(yè)中詳細(xì)資料：所屬類別：步進(jìn)電機(jī)系列兩相步進(jìn)電機(jī)-步進(jìn)電機(jī)系列名稱： 2HB42系列通用規(guī)格 (General specifications) 步距精度5% 溫 升80 Max 環(huán)境溫度-20+50 絕緣電阻100M Min 500VDC 耐 壓500V AC 1minute 徑向跳動最大0.06mm（450g負(fù)載） 軸向跳動最大0.08mm（450g負(fù)載） 技術(shù)數(shù)據(jù)(Specifications) 以上僅為代表性產(chǎn)品，可按要求另行制作。 外形尺寸(Dimension) 42系列三種型號軸徑均為5mm。 矩頻特性曲線圖(Frequency-torque characteristics)接線圖(Connections) 注意事項： 1.電機(jī)特性數(shù)據(jù)和技術(shù)數(shù)據(jù)都是在YKA2404MA驅(qū)動器驅(qū)動的情況下測得，測試電壓為28VDC。 2.電機(jī)安裝時務(wù)必用電機(jī)前端蓋安裝止口定位，并注意公差配合，嚴(yán)格保證電機(jī)軸與負(fù)載軸的同心度。 3.對于電機(jī)引線方式，如果客戶有特殊需求，請在訂貨前事先聲明，由廠家接好線，用戶不必自己改動。 4.電機(jī)與驅(qū)動器連接時，請勿接錯相。PLC 直 接 控 制 的 電 液 步 進(jìn) 液 壓 缸 康 晶 1 , 孟 廣 耀 2 (11 大 連 民 族 學(xué) 院 , 大 連 116600 ; 21 青 島 建 筑 工 程 學(xué) 院 , 青 島 266033) 摘 要 : 采 用 可 編 程 控 制 器 ( PLC) 直 接 控 制 數(shù) 字 電 液 步 進(jìn) 液 壓 缸 , 可 使 液 壓 系 統(tǒng) 的 控 制 系 統(tǒng) 簡 潔 、 可 靠 、 成 本 顯 著 下 降 。 文 章 介 紹 了 PLC 控 制 電 液 步 進(jìn) 液 壓 缸 的 方 法 , 電 液 步 進(jìn) 液 壓 缸 的 伺 服 控 制 、 驅(qū) 動 接 口 及 PLC 梯 形 圖 的 控 制 邏 輯 。 關(guān) 鍵 詞 : 電 液 步 進(jìn) 液 壓 缸 ; 步 進(jìn) 電 機(jī) ; 可 編 程 控 制 器 ; 驅(qū) 動 接 口 ; 控 制 邏 輯 中 圖 分 類 號 : TH137151 文 獻(xiàn) 標(biāo) 識 碼 : B 文 章 編 號 1001 - 3881 (2004) 4 - 124 - 2 Electro - hydraulic Stepping Cylinder Controlled Directly by PLC KAN G Jing1 , MEN G Guang2yao2 (11Dalian Nationalitied University , Dalian 11660 , China ; 21Qingdao Insititute of Architecture and Engineering , Qingdao 266033 , China) Abstract : Direct control of electro hydraulic stepping cylinder by means of PLC can make the control system of hydraulic system become simpler , cheaper and reliabler. The method of direct control of electro hydraulic stepping cylinder by means of PLC was de2 scribed. The driving interfaces of electro - hydraulic stepping cylinder and the control logic of software were founded. Keywords : Electro - hydraulic stepping cylinder ; Stepping motor ; Programmable controller ; Driving interfaces ; Control logic 0 引 言 數(shù) 字 式 電 液 步 進(jìn) 液 壓 缸 是 由 步 進(jìn) 電 機(jī) 和 液 壓 力 放 大 器 組 成 的 , 其 輸 出 力 可 達(dá) 上 萬 牛 頓 。 因 此 , 常 用 于 重 型 精 密 機(jī) 械 的 伺 服 進(jìn) 給 系 統(tǒng) 中 , 如 軋 鋼 機(jī) 的 壓 下 機(jī) 構(gòu) 和 軋 輥 磨 床 的 進(jìn) 給 機(jī) 構(gòu) 。 液 壓 力 放 大 器 是 一 個 直 接 位 置 反 饋 式 液 壓 伺 服 機(jī) 構(gòu) , 由 控 制 滑 閥 、 液 壓 缸 和 螺 桿 - 螺 母 反 饋 機(jī) 構(gòu) 組 成 , 見 圖 1。 當(dāng) 步 進(jìn) 電 機(jī) 在 輸 入 脈 沖 的 作 用 下 轉(zhuǎn) 過 一 個 步 距 角 時 , 經(jīng) 齒 輪 帶 動 滑 閥 的 閥 芯 旋 轉(zhuǎn) , 由 于 活 塞 尚 未 移 動 使 滑 閥 的 閥 芯 產(chǎn) 生 一 定 的 軸 向 位 移 , 閥 口 打 開 , 壓 力 油 進(jìn) 入 液 壓 缸 使 活 塞 外 伸 同 時 反 饋 螺 母 帶 動 滑 閥 的 閥 芯 退 回 零 位 , 活 塞 停 止 運 動 。 如 果 連 續(xù) 輸 入 脈 沖 電 液 步 進(jìn) 液 壓 缸 即 按 一 定 的 速 度 外 伸 , 改 變 輸 入 脈 沖 的 頻 率 即 可 改 變 活 塞 的 速 度 。 圖 1 電 液 步 進(jìn) 液 壓 缸 是 增 量 式 數(shù) 字 控 制 電 液 伺 服 元 件 , 即 步 進(jìn) 電 機(jī) 作 電 信 號 - 機(jī) 械 位 移 的 轉(zhuǎn) 換 元 件 。 圖 圖 2 2 是 增 量 式 數(shù) 字 控 制 電 液 伺 服 元 件 的 控 制 方 框 圖 。 微 機(jī) 發(fā) 出 控 制 脈 沖 序 列 經(jīng) 驅(qū) 動 電 源 放 大 驅(qū) 動 步 進(jìn) 電 機(jī) 運 動 。 步 進(jìn) 電 機(jī) 的 運 動 嚴(yán) 格 與 液 壓 力 放 大 器 的 運 動 成 比 , 即 微 機(jī) 的 控 制 脈 沖 嚴(yán) 格 控 制 電 液 步 進(jìn) 液 壓 缸 的 運 動 : 電 液 步 進(jìn) 液 壓 缸 的 位 移 與 控 制 脈 沖 的 總 數(shù) 成 正 比 ; 而 電 液 步 進(jìn) 液 壓 缸 的 運 動 速 度 與 控 制 脈 沖 的 頻 率 成 正 比 。 因 此 , 電 液 步 進(jìn) 液 壓 缸 的 控 制 就 在 于 步 進(jìn) 電 機(jī) 的 控 制 。 步 進(jìn) 電 機(jī) 可 以 采 用 微 計 算 機(jī) 或 可 編 程 控 制 器 ( PLC) 進(jìn) 行 控 制 。 PLC 具 有 通 用 性 強(qiáng) 、 可 靠 性 高 、 指 令 系 統(tǒng) 簡 單 、 編 程 簡 便 易 學(xué) 、 易 于 掌 握 、 體 積 小 、 維 修 工 作 少 、 現(xiàn) 場 接 口 安 裝 方 便 等 一 系 列 優(yōu) 點 。 因 而 目 前 絕 大 部 分 采 用 液 壓 傳 動 的 系 統(tǒng) , 如 大 型 組 合 機(jī) 床 、 加 工 中 心 、 軋 鋼 機(jī) 的 壓 下 機(jī) 構(gòu) 和 軋 輥 磨 床 的 進(jìn) 給 機(jī) 構(gòu) 等 均 采 用 PLC 控 制 技 術(shù) ; 而 電 液 步 進(jìn) 液 壓 缸 的 PLC 控 制 只 占 用 PLC 的 3 5 個 I/ O 接 口 及 幾 十 Bit 的 內(nèi) 存 , 且 可 以 省 去 電 液 步 進(jìn) 液 壓 缸 的 控 制 微 機(jī) 使 控 制 系 統(tǒng) 簡 潔 、 成 本 顯 著 下 降 , 可 靠 性 大 大 提 高 , 更 顯 示 出 其 卓 越 的 性 能 。 1 電 液 步 進(jìn) 液 壓 缸 的 PLC 控 制 方 法 電 液 步 進(jìn) 液 壓 缸 的 控 制 主 要 有 三 個 因 素 : (1) 活 塞 行 程 控 制 。 由 電 液 步 進(jìn) 液 壓 缸 的 工 作 原 理 和 特 性 可 知 電 液 步 進(jìn) 液 壓 缸 的 活 塞 位 移 正 比 于 所 輸 入 的 控 制 脈 沖 個 數(shù) ; 因 此 可 以 根 據(jù) 電 液 伺 服 機(jī) 構(gòu) 的 位 移 量 確 定 PLC 輸 出 的 脈 沖 個 數(shù) : n = L / (1) 式 中 : L 電 液 伺 服 機(jī) 構(gòu) 的 位 移 量 ( mm) ; 電 液 伺 服 機(jī) 構(gòu) 的 脈 沖 當(dāng) 量 ( mm/ 脈 沖 ) 。 (2) 活 塞 速 度 控 制 。 電 液 步 進(jìn) 液 壓 缸 的 活 塞 速 度 取 決 于 輸 入 的 脈 沖 頻 率 ; 因 此 可 以 根 據(jù) 電 液 伺 服 機(jī) 構(gòu) 的 速 度 , 確 定 其 PLC 輸 出 的 脈 沖 頻 率 : f = vf / 60 ( Hz) (2) 式 中 : vf 電 液 伺 服 機(jī) 構(gòu) 的 進(jìn) 給 速 度 ( mm/ min) 。 (3) 活 塞 運 動 方 向 控 制 。 電 液 步 進(jìn) 液 壓 缸 的 運 動 方 向 由 步 進(jìn) 電 機(jī) 的 轉(zhuǎn) 向 進(jìn) 行 控 制 。 步 進(jìn) 電 機(jī) 的 轉(zhuǎn) 向 可 以 通 過 改 變 步 進(jìn) 電 機(jī) 各 繞 組 的 通 電 順 序 來 改 變 其 轉(zhuǎn) 421 機(jī) 床 與 液 壓 20041No14 向 ; 如 三 相 步 進(jìn) 電 機(jī) 通 電 順 序 為 A - AB - B - BC - C - CA - A 時 步 進(jìn) 電 機(jī) 正 轉(zhuǎn) ; 當(dāng) 繞 組 按 A - AC - C - CB - B - BA - A 順 序 通 電 時 步 進(jìn) 電 機(jī) 反 轉(zhuǎn) 。 因 此 可 以 通 過 PLC 輸 出 的 方 向 控 制 信 號 改 變 硬 件 環(huán) 行 分 配 器 的 輸 出 順 序 來 實 現(xiàn) , 或 經(jīng) 編 程 改 變 輸 出 脈 沖 的 順 序 來 改 變 步 進(jìn) 電 機(jī) 繞 組 的 通 電 順 序 實 現(xiàn) 。 2 電 液 步 進(jìn) 液 壓 缸 的 伺 服 控 制 、 驅(qū) 動 及 接 口 211 電 液 步 進(jìn) 液 壓 缸 控 制 系 統(tǒng) 的 組 成 電 液 步 進(jìn) 液 壓 缸 的 控 制 系 統(tǒng) 由 可 編 程 控 制 器 、 環(huán) 行 脈 沖 分 配 器 和 步 進(jìn) 電 機(jī) 功 率 驅(qū) 動 器 組 成 , 其 結(jié) 構(gòu) 見 圖 3。 控 制 系 統(tǒng) 中 PLC 用 來 產(chǎn) 生 控 制 脈 沖 ; 通 過 PLC 圖 3 編 程 輸 出 一 定 數(shù) 量 的 方 波 脈 沖 , 控 制 步 進(jìn) 電 機(jī) 的 轉(zhuǎn) 角 進(jìn) 而 控 制 電 液 步 進(jìn) 液 壓 缸 的 運 動 ; 同 時 通 過 編 程 控 制 脈 沖 頻 率 , 既 電 液 步 進(jìn) 液 壓 缸 活 塞 的 速 度 ; 環(huán) 行 脈 沖 分 配 器 將 可 編 程 控 制 器 輸 出 的 控 制 脈 沖 按 步 進(jìn) 電 機(jī) 的 通 電 順 序 分 配 到 相 應(yīng) 的 繞 組 。 PLC 控 制 的 步 進(jìn) 電 機(jī) 可 以 采 用 軟 件 環(huán) 行 分 配 器 , 也 可 以 采 用 硬 件 環(huán) 行 分 配 器 。 采 用 軟 環(huán) 占 用 的 PLC 資 源 較 多 , 特 別 是 步 進(jìn) 電 機(jī) 繞 組 相 數(shù) M 4 時 , 對 于 大 型 生 產(chǎn) 線 應(yīng) 該 予 以 充 分 考 慮 。 采 用 硬 件 環(huán) 行 分 配 器 , 雖 然 硬 件 結(jié) 構(gòu) 稍 微 復(fù) 雜 些 , 但 可 以 節(jié) 省 占 用 PLC 的 I/ O 口 點 數(shù) , 目 前 市 場 有 多 種 專 用 芯 片 可 以 選 用 。 步 進(jìn) 電 機(jī) 功 率 驅(qū) 動 器 將 PLC 輸 出 的 控 制 脈 沖 放 大 到 幾 十 上 百 伏 特 、 幾 安 十 幾 安 的 驅(qū) 動 能 力 。 一 般 PLC 的 輸 出 接 口 具 有 一 定 的 驅(qū) 動 能 力 , 而 通 常 的 晶 體 管 直 流 輸 出 接 口 的 負(fù) 載 能 力 僅 為 十 幾 幾 十 伏 特 、 幾 十 幾 百 毫 安 。 但 對 于 功 率 步 進(jìn) 電 機(jī) 則 要 求 幾 十 上 百 伏 特 、 幾 安 十 幾 安 的 驅(qū) 動 能 力 , 因 此 應(yīng) 該 采 用 驅(qū) 動 器 對 輸 出 脈 沖 進(jìn) 行 放 大 。 212 可 編 程 控 制 器 的 接 口 如 電 液 步 進(jìn) 液 壓 缸 采 用 硬 件 環(huán) 行 分 配 器 , 則 占 用 PLC 的 I/ O 口 點 數(shù) 少 于 5 點 , 一 般 僅 為 3 點 。 其 中 I 口 占 用 一 點 , 作 為 啟 動 控 制 信 號 ; O 口 占 用 2 點 , 一 點 作 為 PLC 的 脈 沖 輸 出 接 口 , 接 至 伺 服 系 統(tǒng) 硬 環(huán) 的 時 鐘 脈 沖 輸 入 端 , 另 一 點 作 為 步 進(jìn) 電 機(jī) 轉(zhuǎn) 向 控 制 信 號 , 接 至 硬 環(huán) 的 相 序 分 配 控 制 端 , 如 圖 4 所 示 ; 伺 服 系 統(tǒng) 采 用 軟 件 環(huán) 行 分 配 器 時 , 其 接 口 如 圖 5。 圖 4 圖 5 3 電 液 步 進(jìn) 液 壓 缸 PLC 控 制 的 軟 件 邏 輯 由 電 液 步 進(jìn) 液 壓 缸 的 PLC 控 制 方 法 可 知 , 應(yīng) 使 步 進(jìn) 電 機(jī) 的 輸 入 脈 沖 總 數(shù) 和 脈 沖 頻 率 受 到 相 應(yīng) 的 控 制 。 因 此 在 控 制 軟 件 上 設(shè) 置 一 個 脈 沖 總 數(shù) 和 脈 沖 頻 率 可 控 的 脈 沖 信 號 發(fā) 生 器 ; 對 于 頻 率 較 低 的 控 制 脈 沖 可 以 利 用 PLC 中 的 定 時 器 構(gòu) 成 , 如 圖 6 所 示 。 脈 沖 頻 圖 6 率 可 以 通 過 定 時 器 的 定 時 常 數(shù) 控 制 脈 沖 周 期 , 脈 沖 總 數(shù) 控 制 則 可 以 設(shè) 置 一 脈 沖 計 數(shù) 器 C10。 當(dāng) 脈 沖 數(shù) 達(dá) 到 設(shè) 定 值 時 , 計 數(shù) 器 C10 動 作 切 斷 脈 沖 發(fā) 生 器 回 路 , 使 其 停 止 工 作 。 電 液 步 進(jìn) 液 壓 缸 的 步 進(jìn) 電 機(jī) 無 脈 沖 輸 入 時 便 停 止 運 轉(zhuǎn) , 電 液 步 進(jìn) 液 壓 缸 活 塞 定 位 。 電 液 步 進(jìn) 液 壓 缸 速 度 要 求 較 高 時 , 可 以 用 PLC 中 的 高 速 脈 沖 發(fā) 生 器 。 不 同 的 PLC 其 高 速 脈 沖 的 頻 率 可 達(dá) 6000 10000Hz。 對 于 的 電 液 步 進(jìn) 液 壓 缸 動 態(tài) 特 性 , 其 頻 率 可 以 得 到 充 分 滿 足 。 4 應(yīng) 用 實 例 與 結(jié) 論 (1) 對 PLC 控 制 的 電 液 步 進(jìn) 液 壓 缸 開 環(huán) 伺 服 機(jī) 構(gòu) 進(jìn) 行 了 測 試 , 其 性 能 完 全 可 以 滿 足 系 統(tǒng) 的 技 術(shù) 要 求 。 控 制 軟 件 結(jié) 構(gòu) 合 理 , 接 口 可 靠 。 (2) 將 PLC 控 制 的 電 液 步 進(jìn) 液 壓 缸 用 于 某 大 型 生 產(chǎn) 線 的 數(shù) 控 滑 臺 , 每 個 滑 臺 僅 占 用 4 個 I/ O 接 口 , 節(jié) 省 了 微 機(jī) 控 制 系 統(tǒng) , 進(jìn) 給 速 度 為 vf = 011 212m/ min , 完 全 滿 足 工 藝 要 求 和 加 工 精 度 要 求 , 工 作 可 靠 。 參 考 文 獻(xiàn) 【 1】 機(jī) 電 一 體 化 技 術(shù) 手 冊 編 委 會 1 機(jī) 電 一 體 化 技 術(shù) 手 冊 1 北 京 : 機(jī) 械 工 業(yè) 出 版 社 , 1999131 【 2】 李 仁 定 1 電 機(jī) 的 微 機(jī) 控 制 . 北 京 : 機(jī) 械 工 業(yè) 出 版 社 , 19991101 【 3】 楊 長 能 等 1 可 編 程 序 控 制 器 基 礎(chǔ) 及 應(yīng) 用 1 重 慶 : 重 慶 大 學(xué) 出 版 社 11992111 【 4】 康 晶 等 1 組 合 機(jī) 床 中 數(shù) 控 滑 臺 的 PLC 控 制 1 組 合 機(jī) 床 與 自 動 化 加 工 技 術(shù) , 2002 (8) 1 作 者 簡 介 : 康 晶 : 男 , 195715 出 生 于 沈 陽 , 教 授 , 工 學(xué) 碩 士 , 從 事 數(shù) 控 及 機(jī) 電 控 制 技 術(shù) 方 面 的 科 研 與 教 學(xué) 工 作 。 收 稿 時 間 : 2003 - 03 - 28 521 機(jī) 床 與 液 壓 20041No14 同步帶的最小彎曲直徑帶型允許最小彎曲直徑D，mmMXL, XXL,T2.515XL,T5,AT515L,T10 AT1020H40XH,T20AT2070XXH1003M S2M, S3M,P3M155M S4.5M, S5M,P5M258M S8M P8M4014M S14M P14M80姓名：施程 指導(dǎo)教書：袁建國,重慶理工大學(xué) 畢業(yè)設(shè)計（論文）任務(wù)書,搖臂鉆床的自動卸料機(jī)構(gòu)設(shè)計說明書,2011年3月20日,自動卸料機(jī)構(gòu)總體結(jié)構(gòu)設(shè)計,基座,自動卸料機(jī)：1 基座；2 數(shù)控升降控制系統(tǒng)；3 工作臺,數(shù)控升降控制系統(tǒng)工作原理,步進(jìn)電機(jī),固緊螺釘,固緊螺釘,液壓機(jī),固緊螺釘,數(shù)控升降控制系統(tǒng)由步進(jìn)電機(jī)與液壓機(jī)構(gòu)成；步進(jìn)電機(jī)由兩顆螺釘固定與基座；液壓機(jī)由四顆螺釘固定與基座。,工作臺工作原理,步進(jìn)電機(jī),卸料盤,齒輪-皮帶傳動機(jī)構(gòu),工作臺由1 步進(jìn)電機(jī)；2 卸料盤；3 齒輪-皮帶傳動機(jī)構(gòu)；4 工作臺面構(gòu)成。步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動齒輪-皮帶傳動機(jī)構(gòu)對卸料盤進(jìn)行旋轉(zhuǎn)控制。卸料盤對加工料進(jìn)行預(yù)緊，定位及卸料。工作臺臺面的幾何中心設(shè)置有過孔，可通過螺釘固緊與液壓機(jī)進(jìn)行裝配,臺面,卸料盤工作原理,電磁-彈簧執(zhí)行器,電磁-彈簧預(yù)緊裝置,臺面,臺面過孔,卸料盤十字對稱4個卸料孔,1：卸料盤由4個十字對稱的卸料孔及16個電磁-彈簧執(zhí)行器構(gòu)成。 2：在工作臺的臺面縱向位置有一過孔，用于加工完畢工件的卸料。 3：送料裝置將待加工工件送與卸料孔，4個對稱的電磁-彈簧預(yù)緊裝置；由于所有電磁-彈簧執(zhí)行器采用相同彈性模量的彈簧構(gòu)成，以及工作臺面的具有一定的平滑度（摩擦力?。?，將保證待加工工件的幾何中心高度配合與卸料孔的幾何中心。工作前，通過搖臂鉆床的定位機(jī)構(gòu)對卸料孔的1個幾何中心進(jìn)行定位即可完成對待加工工件的精密定位。 4：在電磁-彈簧執(zhí)行器通電時，彈簧處于縮緊狀態(tài)，此時進(jìn)行送料，送料完畢，斷電，彈簧膨脹，壓緊及定位工件。步進(jìn)電機(jī)控制驅(qū)動卸料盤旋轉(zhuǎn)90度，給處于臺面孔過上方的電磁-彈簧執(zhí)行器進(jìn)行通電，彈簧縮緊，完成卸料。,重慶理工大學(xué)畢業(yè)設(shè)計（論文）任務(wù)書題目 搖臂鉆床的自動送料機(jī)構(gòu)設(shè)計 （任務(wù)起止日期2010年 月 日2011年 月 日）專業(yè) 班 學(xué)生姓名 李冬晨 學(xué) 號 指導(dǎo)教師 袁建國 系主任 院 長 課題內(nèi)容：1、分析搖臂鉆床的工作原理和操作流程，論證進(jìn)行自動送料的意義；提出一種合適的自動送料方案。 2、進(jìn)行自動送料機(jī)構(gòu)的設(shè)計。課題任務(wù)要求：1、針對課題內(nèi)容撰寫一篇文獻(xiàn)綜述；2、完成一篇與設(shè)計相關(guān)的英文文獻(xiàn)翻譯；3、自動送料機(jī)構(gòu)設(shè)計：送料機(jī)構(gòu)工作原理圖、控制電路圖、裝配圖及零件圖。4、在完成上述工作基礎(chǔ)上，撰寫設(shè)計說明書；5、畢業(yè)答辯準(zhǔn)備。主要參考文獻(xiàn)（由指導(dǎo)教師選定）：1. 數(shù)控技術(shù)2. 維普中文科技期刊全文數(shù)據(jù)庫（參考關(guān)鍵詞：搖臂鉆床）3. cnki中文學(xué)術(shù)期刊全文數(shù)據(jù)庫同組設(shè)計者 注：1、此任務(wù)書應(yīng)由指導(dǎo)教師填寫。2、此任務(wù)書最遲必須在畢業(yè)設(shè)計開始前一周下達(dá)給學(xué)生。學(xué)生完成畢業(yè)設(shè)計（論文）工作進(jìn)度計劃表序號畢業(yè)設(shè)計（論文）工作任務(wù)工作進(jìn)度日程安排周次12345678910111213141516171819201資料收集，完成開題報告等2正式設(shè)計3撰寫畢業(yè)論文和準(zhǔn)備答辯4畢業(yè)答辯56789注：1、此表由指導(dǎo)教師填寫；2、此表每個學(xué)生一份，作為畢業(yè)設(shè)計（論文）檢查工作進(jìn)度之依據(jù)；3、進(jìn)度安排請用“”在相應(yīng)位置畫出。畢業(yè)設(shè)計（論文）階段工作情況檢查表時間第一階段（13周）第二階段（414周）第三階段（1517周）內(nèi)容組織紀(jì)律完成任務(wù)情況組織紀(jì)律完成任務(wù)情況組織紀(jì)律完成任務(wù)情況檢查情況教師簽字簽字 日期簽字 日期簽字 日期注：1、此表應(yīng)由教師認(rèn)真填寫；2、“組織”紀(jì)律一欄根據(jù)學(xué)生具體執(zhí)行情況如實填寫；3、“完成任務(wù)情況”一欄按學(xué)生是否按進(jìn)度保質(zhì)保量完成任務(wù)的情況填寫；4、對違紀(jì)和不能按時完成任務(wù)者，指導(dǎo)教師可根據(jù)情節(jié)輕重對該生提出警告或不能參加答辯的建議。 A 1 D e 5 A i B a A 1 e A e Z T V s v , A 7 1 e a A 1 e # A e b ? Z V A , n5 C A 7 1 e b T ? , A D e , V 7 L C A , , , ? v e Z T b / ? Z 4 , a e , + Y f e d , 1 p B M a A e Z T , y7 C A e b A e d A D , A 7 1 e d _ D 7 1 # _ ? , 7 O | v l M , A 9 1 ? 3 M , V | Y V D e A Y # _ null 7 O V 1 e A # b H , Q y, B + b C A , A e A 7 1 e * e + , A e , e # Q 1 7 1 e , 7 O / N # P Z A 7 1 e M v , yN $ d b 1 e d ? a qbv H = F B 8 d e % a A 1 D a # s , d e a b w. = a A 1 D T A 1 D 9 V s v , 1 D a 1 D # 1 Z _ D b Y e D a e D # Z _ e D $ , H r 1 H M % r , 9 m s , L C ; B B , 1 e b B V A D T $ ? Z ? a A 1 D , N , F ? a +, , m , = a , aJ , ba a+ b , a = 4 bb b 4 4 ay 2 . g 9 B 2 + 6 9s %4 % + %? x %, %4B s 0B n 4 ! 2 B / + = = = + 4 , ! ! ! = mb , ! ! 4 F 6 = , ! # + + ! ! ! ! . ; , ! ! 2 B 8 , B b + + + ! ! + + n , ! ! 2 B , ! 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Q b Q , H , Q , 7 ( . Q , Q | 1 _ b . : k T c ! . | H , m/ L L U 0 T 6 b | B | h , 5 L : k b T | Q _ , 5 0 T / b B ) H V b A 1 e Y e | 3 L l v i ? Z b = , e 1 B t , y 3 L = 1 p , H 1 , Y e c 4 1 pb = 0 f = B = V B m/ A | A z d A V , f # A B 1 Y y , 1 p f - f f % B A Q 7 S M b B A f | L C b , 1 p | | B A % , i e | f v 8 B M S = b - f | , v s A | ? 1 p, h , P 3 T s B K b B ! ! ! . , M l 3 Z T 3 , 5 T , | B # x A f | , . 1 D e r Z T b H A ! M | B S - f | , B T f 7 % b V I A , V E b A z d # e d , V | A z , f 1 p, i ? v 1 v f S b B 6 V | z Z T b B a d # e Z T 4 V | 1 p V , q Q 1 M , f f / , z 9 v 7 1 9 F b c , | _ 1 / b B e _B m_ BB _B BB B F S , K v H % 題目2 半自動鉆床2.1設(shè)計題目設(shè)計加工圖1所示工件12mm孔的半自動鉆床。進(jìn)刀機(jī)構(gòu)負(fù)責(zé)動力頭的升降，送料機(jī)構(gòu)將被加工工件推入加工位置，并由定位機(jī)構(gòu)使被加工工件可靠固定。圖1 加工工件半自動鉆床設(shè)計數(shù)據(jù)參看表3。表3 半自動鉆床凸輪設(shè)計數(shù)據(jù)方案號進(jìn)料機(jī)構(gòu)工作行程mm定位機(jī)構(gòu)工作行程mm動力頭工作行程mm電動機(jī)轉(zhuǎn)速r/mm工作節(jié)拍（生產(chǎn)率）件/minA40301514501B35252014002C30201096012.2設(shè)計任務(wù)1.半自動鉆床至少包括凸輪機(jī)構(gòu)、齒輪機(jī)構(gòu)在內(nèi)的三種機(jī)構(gòu)。2.設(shè)計傳動系統(tǒng)并確定其傳動比分配。3. 圖紙上畫出半自動鉆床的機(jī)構(gòu)運動方案簡圖和運動循環(huán)圖。4.凸輪機(jī)構(gòu)的設(shè)計計算。按各凸輪機(jī)構(gòu)的工作要求，自選從動件的運動規(guī)律，確定基圓半徑，校核最大壓力角與最小曲率半徑。對盤狀凸輪要用電算法計算出理論廓線、實際廓線值。畫出從動件運動規(guī)律線圖及凸輪廓線圖。5.設(shè)計計算其他機(jī)構(gòu)。6.編寫設(shè)計計算說明書。7.學(xué)生可進(jìn)一步完成：凸輪的數(shù)控加工，半自動鉆床的計算機(jī)演示驗證等。2.3設(shè)計提示1.鉆頭由動力頭驅(qū)動，設(shè)計者只需考慮動力頭的進(jìn)刀（升降）運動。2. 除動力頭升降機(jī)構(gòu)外，還需設(shè)計送料機(jī)構(gòu)、定位機(jī)構(gòu)。各機(jī)構(gòu)運動循環(huán)要求見表4。3. 可采用凸輪軸的方法分配協(xié)調(diào)各機(jī)構(gòu)運動。表4 機(jī)構(gòu)運動循環(huán)要求凸輪軸轉(zhuǎn)角10203045607590105270300360送料快進(jìn)休止快退休止定位休止快進(jìn)休止快退休止進(jìn)刀休止快進(jìn)快進(jìn)快退休止三運動方案的選擇與比較方案的分析與比較： (1) 減速機(jī)構(gòu)： 由于電動機(jī)的轉(zhuǎn)速是1450r/min，而設(shè)計要求的主軸轉(zhuǎn)速為2r/min，利用行星輪進(jìn)行大比例的降速，然后用圓錐齒輪實現(xiàn)方向的轉(zhuǎn)換。圖4-1（1） 對比機(jī)構(gòu)：對比機(jī)構(gòu)：定軸輪系傳動；傳動比 =n輸入/n輸出 =700 傳動比很大，要用多級傳動。如圖4-2. 圖4-2(3) 進(jìn)刀機(jī)構(gòu) 采用一個擺動滾子從動件盤行凸輪機(jī)構(gòu)來傳遞齒輪齒條機(jī)構(gòu).因為我們用一個擺動滾子從動件盤行凸輪機(jī)構(gòu)來傳遞齒輪機(jī)構(gòu)，當(dāng)進(jìn)刀的時候，凸輪在推程階段運行，很容易通過機(jī)構(gòu)傳遞帶動齒輪齒條嚙合.帶動動刀頭來完成鉆孔，擺桿轉(zhuǎn)動的幅度也是等于齒廓轉(zhuǎn)動的幅度，兩個齒輪來傳動也具有穩(wěn)性。圖4-3（4） 對比機(jī)構(gòu)： 在擺桿上加一個平行四邊行四桿機(jī)構(gòu)，這樣也可以來實現(xiàn)傳動，但是當(dāng)加了四桿機(jī)構(gòu)以后并沒有達(dá)到改善傳動的效果，只是多增加了四桿機(jī)構(gòu)，為了使機(jī)構(gòu)結(jié)構(gòu)緊湊，又能完成需要的傳動，所以選擇了一個擺動滾子從動件盤行凸輪機(jī)構(gòu)。 方案一： D1為了達(dá)到輸出間歇運動同時能夠做到循環(huán)往復(fù)運動，采用凸輪機(jī)構(gòu)和扇形齒與齒條配合，中間采用連桿帶動。先把回轉(zhuǎn)運動動力轉(zhuǎn)化為扇形齒的往復(fù)擺動，在通過齒輪傳遞給齒條，增加一個齒輪的目的是為了使傳動更加的平穩(wěn)可靠。圖4-4（5） 送料系統(tǒng)：采用一個六桿機(jī)構(gòu)來代替曲柄滑塊機(jī)構(gòu)，由于設(shè)計的鉆床在空間上傳動軸之間的距離有點大，故一般四桿機(jī)構(gòu)很難實現(xiàn)這種遠(yuǎn)距離的運動。再加上用四桿機(jī)構(gòu)在本設(shè)計中在尺寸上很小。所以考慮到所設(shè)計的機(jī)構(gòu)能否穩(wěn)定的運行因此優(yōu)先選用了如下圖的六桿機(jī)構(gòu)來實現(xiàn)。由于本設(shè)計送料時不要求在傳動過程中有間歇，所以不需要使用凸輪機(jī)構(gòu)。如圖4-5。圖4-5（6）對比機(jī)構(gòu)：所選用的對比四桿機(jī)構(gòu)如下圖(圖4-6)，由于在空間上軸與軸之間的距離較大，但選用下來此四桿的尺寸太小。故優(yōu)先選用六桿機(jī)構(gòu)。 方案二： B2采用凸輪與四桿機(jī)構(gòu)的組合結(jié)構(gòu)實現(xiàn)既有快慢變化的運動又有休止的間歇運動。圖4-6（7）定位系統(tǒng)：定位系統(tǒng)采用的是一個偏置直動滾子從動件盤型凸輪，因為定位系統(tǒng)要 有間歇，所以就要使用凸輪機(jī)構(gòu)，但如果是平底推桿從動件，則凸輪就會失真，若增加凸輪的基圓半徑，那么凸輪機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)就會很大，也不求實際，所以就采用一個偏置直動滾子從動件盤型凸輪，它就可以滿足我們的實際要求了。圖4-7（8）對比機(jī)構(gòu)：采用彈力急回間歇機(jī)構(gòu)來代替偏置直動滾子從動件盤型凸輪，它是將旋轉(zhuǎn)運動轉(zhuǎn)換成單側(cè)停歇的往復(fù)運動。這樣也可以完成實際要求，但是為了使設(shè)計的機(jī)構(gòu)結(jié)構(gòu)緊湊，又能節(jié)省材料，所以還是選偏置直動滾子從動件盤型凸輪來完成定位。圖4-8 方案一： C1利用四桿機(jī)構(gòu)中死點的積極作用，選取凸輪結(jié)合夾緊機(jī)構(gòu)共同作用達(dá)到定位機(jī)構(gòu)和間歇定位的要求。四.機(jī)構(gòu)運動總體方案圖（機(jī)構(gòu)運動簡圖） 根據(jù)前面表3-3中實線連接的方案的運動簡圖確定本設(shè)計中半自動鉆床的總體方案圖如圖5-1圖5-1五工作循環(huán)圖圖5-1所示的機(jī)械系統(tǒng)方案的執(zhí)行件需要進(jìn)行運動協(xié)調(diào)設(shè)計其運動循環(huán)如圖6-1凸輪軸轉(zhuǎn)角00100010001500150027002700300030003600送料 快進(jìn) 快退定位 休止 快進(jìn) 休止 快退進(jìn)刀 休止 快進(jìn) 慢進(jìn) 休止 快退圖6-1六執(zhí)行機(jī)構(gòu)設(shè)計過程及尺寸計算1送料機(jī)構(gòu)機(jī)構(gòu)采用如下分析送料連桿機(jī)構(gòu)：采用如下機(jī)構(gòu)來送料，根據(jù)要求，進(jìn)料機(jī)構(gòu)工作行程為40mm，可取ABCD4桿機(jī)構(gòu)的極位夾角為12度，則由得K=1.14，急回特性不是很明顯，但對送料機(jī)構(gòu)來說并無影響。 各桿尺寸：（如圖6-1） AB=8.53 BC=84.42 CD=60 DA=60 CE=40 EF=8該尺寸可以滿足設(shè)計要求，即滑塊的左右運動為40，ABCD的極位夾角為12度。圖6-12.凸輪擺桿機(jī)構(gòu)的設(shè)計： (1).由進(jìn)刀規(guī)律，我們設(shè)計了凸輪擺桿機(jī)構(gòu)，又以齒輪齒條的嚙合來實現(xiàn)刀頭的上下運動； (2).用凸輪擺桿機(jī)構(gòu)和圓弧形齒條所構(gòu)成的同一構(gòu)件，凸輪擺桿從動件的擺動就可以實現(xiàn)弧形齒條的來回擺動，從而實現(xiàn)要求；采用滾子盤行凸輪，且為力封閉凸輪機(jī)構(gòu)，利用彈簧力來使?jié)L子與凸輪保持接觸.刀具的運動規(guī)律就與凸輪擺桿的運動規(guī)律一致； (3).弧形齒條所轉(zhuǎn)過的弧長即為刀頭所運動的的距離。具體設(shè)計步驟如下： 1.根據(jù)進(jìn)刀機(jī)構(gòu)的工作循環(huán)規(guī)律,設(shè)計凸輪基圓半徑r0=40mm，中心距A=80mm，擺桿長度d=65mm，最大擺角為18,凸輪轉(zhuǎn)角=0-60,=0;凸輪轉(zhuǎn)角=60-270，刀具快進(jìn)，=5，凸輪轉(zhuǎn)角=270-300；凸輪轉(zhuǎn)角=300-360，=02.設(shè)計圓形齒條,根據(jù)刀頭的行程和凸輪的擺角,設(shè)計出圓形齒輪的半徑r=l/,由=18, l=10mm，3.得到r=63.69mm，如圖7-2圖7-23.凸輪推桿機(jī)構(gòu)的設(shè)計：凸輪機(jī)構(gòu)采用直動滾子盤行凸輪，且為力封閉凸輪機(jī)構(gòu)，利用彈簧力來使?jié)L子與凸輪保持接觸，實現(xiàn)定位功能。只要適當(dāng)?shù)卦O(shè)計出凸輪的輪廓曲線，就可以使推桿得我們所需要的運動規(guī)律，滿足加工要求，而且響應(yīng)快速，機(jī)構(gòu)簡單緊湊。具體設(shè)計如下:設(shè)計基圓半徑r0=40mm,偏心距e=25凸輪轉(zhuǎn)角=0-100,定位機(jī)構(gòu)休止,推桿行程h=0mm;凸輪轉(zhuǎn)角=100-285,定位機(jī)構(gòu)快進(jìn),推桿行程h=20mm;凸輪轉(zhuǎn)角=285-300,定位機(jī)構(gòu)休止,推桿行程h=0mm;凸輪轉(zhuǎn)角=300-360,定位機(jī)構(gòu)快退,推桿行程h=-20mm; 設(shè)計偏心距e=20的原因是因為此凸輪執(zhí)行的是定位，其定位桿的行程為20故如此設(shè)計。4行星輪系的計算:（1）用定軸輪系傳動傳動比 =n輸入/n輸出 =700 傳動比很大，要用多級傳動。（2）用行星輪系傳動Z1=35 Z2=20 Z2=20 Z3=35 傳動比iH3=700 根據(jù)行星輪傳動公式：i（H3）=1-i(31)H=1-Z2Z1/Z3Z2由i(1H)=1-Z2Z1/Z3Z2，考慮到齒輪大小與傳動的合理性，經(jīng)過比較設(shè)計皮帶傳動機(jī)構(gòu)與齒輪系傳動機(jī)構(gòu)的相應(yīng)參數(shù)如下表： 皮帶輪參數(shù)名稱皮帶輪1皮帶輪2半徑（mm）100100齒輪參數(shù)模數(shù)（mm）壓力角（）齒數(shù)（個）直徑（mm）齒輪12.203570齒輪22202040齒輪22202040齒輪32203570七. 凸輪設(shè)計分段圖輪廓圖和設(shè)計結(jié)果一.定位凸輪圖8-1為定位凸輪分段圖和設(shè)計結(jié)果圖圖8-1圖8-2和8-3為定位凸輪的輪廓圖（8-2內(nèi)包絡(luò)線圖，8-3外包絡(luò)線圖）圖8-2 圖8-3二.進(jìn)刀凸輪進(jìn)刀凸輪類型設(shè)計結(jié)果如圖8-4，凸輪運動分段如圖8-5.圖8-4，圖8-5進(jìn)刀凸輪的輪廓線設(shè)計如圖8-6（內(nèi)包絡(luò)線）和圖8-7（外包絡(luò)線） 圖8-6圖8-7 I 變速機(jī)構(gòu) 方案一： A1由于電動機(jī)的轉(zhuǎn)速是1450r/min，而選用設(shè)計要求的主軸轉(zhuǎn)速為1r/min?？梢钥紤]利用行星輪進(jìn)行大比例的降速，然后采用蝸輪變向。機(jī)構(gòu)簡圖送料機(jī)構(gòu)的選型： 方案一： B1直接采用凸輪滑塊機(jī)構(gòu)，并且在輪同軸的齒輪組合中加入不完全齒輪以滿足間歇休止運動要求。 方案二： B2采用凸輪與四桿機(jī)構(gòu)的組合結(jié)構(gòu)實現(xiàn)既有快慢變化的運動又有休止的間歇運動。 方案三： B3采用一個六桿機(jī)構(gòu)來代替曲柄滑塊機(jī)構(gòu)，由于設(shè)計的鉆床在空間上傳動軸之間的距離有點大，故一般四桿機(jī)構(gòu)很難實現(xiàn)這種遠(yuǎn)距離的運動。再加上用四桿機(jī)構(gòu)在本設(shè)計中在尺寸上很小。所以考慮到所設(shè)計的機(jī)構(gòu)能否穩(wěn)定的運行因此優(yōu)先選用了如下圖的六桿機(jī)構(gòu)來實現(xiàn) 。 定位機(jī)構(gòu)選型 方案一： C1利用四桿機(jī)構(gòu)中死點的積極作用，選取凸輪結(jié)合夾緊機(jī)構(gòu)共同作用達(dá)到定位機(jī)構(gòu)和間歇定位的要求。 方案二： C2定位系統(tǒng)采用的是一個偏置直動滾子從動件盤型凸輪，因為定位系統(tǒng)要 有間歇，所以就要使用凸輪機(jī)構(gòu)，但如果是平底推桿從動件，則凸輪就會失真，若增加凸輪的基圓半徑，那么凸輪機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)就會很大，也不求實際，所以就采用一個偏置直動滾子從動件盤型凸輪，它就可以滿足實際要求了。 進(jìn)刀機(jī)構(gòu) 方案一： D1為了達(dá)到輸出間歇運動同時能夠做到循環(huán)往復(fù)運動，采用凸輪機(jī)構(gòu)和扇形齒與齒條配合，中間采用連桿帶動。先把回轉(zhuǎn)運動動力轉(zhuǎn)化為扇形齒的往復(fù)擺動，在通過齒輪傳遞給齒條，增加一個齒輪的目的是為了使傳動更加的平穩(wěn)可靠。 方案二 D2采用一個擺動滾子從動件盤行凸輪機(jī)構(gòu)來傳遞齒輪齒條機(jī)構(gòu).因為我們用一個擺動滾子從動件盤行凸輪機(jī)構(gòu)來傳遞齒輪機(jī)構(gòu)，當(dāng)進(jìn)刀的時候，凸輪在推程階段運行，很容易通過機(jī)構(gòu)傳遞帶動齒輪齒條嚙合.帶動動刀頭來完成鉆孔，擺桿轉(zhuǎn)動的幅度也是等于齒廓轉(zhuǎn)動的幅度，兩個齒輪來傳動也具有穩(wěn)性。