法兰轴承压入自动化设备的设计
【】本项目对法兰轴承压入自动化设备进行设计。法兰轴承压入设备使用铝型材加亚克力材料，大大提高了设备的耐久性。项目主要内容包括：法兰轴承压入设备的优势，法兰轴承的市场前景，法兰轴承的硬件介绍和系统设计。本文的设计是通过在企业生产大的设备法兰轴承认真研究，分析其具体功能，从而在提高法兰轴承的质量同时降低了生产成本。项目在动力方面使用伺服电机和气缸驱动主体设备。项目设计的初衷是运用机械自动化生产法兰轴承来解决人工生产中出现的一系列问题，从而生产出符合市场需求的产品。
目录
引 言 1
一、法兰轴承的介绍和压入设备 2
（一）法兰轴承构成与应用 2
（二）人工生产法兰轴承的缺陷 2
（三）法兰轴承的调查分析 2
（四）制造设备的原因 3
二、法兰轴承压入装置设计 4
（一）设备的构造 4
（二）设备简介 5
（三）硬件分析介绍 7
三、法兰轴承压入装置系统 9
（一）设备运行说明及操作 9
（二）设备安装说明 11
（三）自动生产流程图 15
总结 17
致谢 18
参考文献 19
引 言
法兰轴承作为零件被广泛运用于生产生活中。很多工业设备中需要法兰轴承如录像机，监控器，微型电机软驱动器。由于法兰轴承被应用于这些精密机械中因此对法兰轴承在尺寸精度方面要求非常严格。但是，当下许多企业都是采用人工，手动压和，导致产品精度不高，质量差等状况。产出的产品无法达到高精度、高同心度严重影响产品的成品率，而且人工生产法兰轴承速度慢，易出现返工，导致整个生产过程效率低下。相对于缺陷较多的人工生产我们设计制造的法兰轴承压入设备，运用伺服电机驱动，使用气缸气爪的联动来进行自动生产。
本文通过SolidWorks机械设计软件绘制出了设备的图型，可以清晰的看出设备的优劣，设备中的振动盘送料模块、气爪取料模块以及气液缸压合原料模块是本次设计中最关键的部分。本设计不仅解决法兰轴承人工压合速度慢，精度和同心度不达标，从而提高了法兰轴承设备的生产效率和成品合格率。
一、法兰轴承的介绍和压入设备
*好棒文|www.hbsrm.com +Q: ^351916072*
（一）法兰轴承构成与应用
法兰轴承（图11）分为法兰和轴承两个部分产品再生产过程中存在的故障主要有：法兰与轴承压合后存在间隙，法兰与轴承压合时法兰偏离正确位置，法兰与轴承之间同心度偏移大于最低标准。小型回转电机、微型电机软驱动器、风扇、滑轮、精密机械、电动工具等工业设备中都有使用到法兰轴承。由此可见法兰轴承被广泛运用于各行各业，因此法兰轴承有很大的市场。
图11 法兰轴承成品图
（二）人工生产法兰轴承的缺陷
由于法兰轴承在工业设备中的运用范围十分广泛，所以法兰轴承也是供不应求。在人工压合时容易出现压合力不够，法兰和轴承摆放倾斜这会导致压合后的产品精度和同心度不达标。这会导致法兰轴承的成品率较低不仅会延误交货期限而且成本也会随之提高。随着当今社会人工成本日益上升，人工压合所需要支付的经费远高于自动化机械生产，所以相比之下应当使用机械化生产来取代人共生产。
（三）法兰轴承的调查分析
经过对法兰轴承市场长期调查分析，对比各行业对法兰轴承的需求量，各法兰轴承供应商等多方面内容。可以发现法兰轴承适用于许多设备如：打印机，微型电机软驱动器，压力转子，步进电机，传动设备，映像机械等。由于法兰轴承被应用于精密机械所以对精度的要求很高，然而人工生产速度较慢，生产出的产品往往无法达到质量要求所以需要使用自动化生产来代替人工压合。与人工相比法兰轴承自动化压入设备可以大批量生产的同时保证产品的精度和同心度从而满足市场需求。
（四）制造设备的原因
人工压合法兰轴承过程中经常会出现法兰与轴承压合后存在间隙，法兰与轴承压合时法兰偏离正确位置，法兰与轴承之间同心度偏移大于最低标准等问题。这些问题无法得到根治因此为了从根本上解决此类问题，我们使用振动盘自动上料，气动夹爪取料，在压合时使用2T压力的气液增压缸来增压使压合时不会出现压合不紧密，歪斜等一些问题，这样程序化的运行不仅可以提高生产速度同时增加了产品合格率。由于大多数都是由机械完成操作人工的使用就会降低很多从而降低了生产成本。因此我们设计了这台能够自动压合法兰轴承的设备，不但让产品生产效率更高，成品率更高达到市场所需标准还能使企业获得更多的利润。
二、法兰轴承压入装置设计
（一）设备的构造
法兰轴承压入装置是由三个模块组成分别是自动送料模块，自动取料模块和压合原料模块。设备主要使用的动力分别是伺服电机和气动，其中气动方面使用到了电磁换向阀、压力表、气压控制器、气动三联件和真空发生器。其他元件还包括旋转平台，振动盘，气液增压缸。这些元件最后通过plc输入端连接感应开关然后就可以使用激光感应以及基恩士触摸屏来控制整个设备的运行。设备的构造（如图21；22）所示。
图21 设备整体视图
图22 气路总图
（二）设备简介
在启动设备之前需要检查设备外围是否有损坏，保护装置是否打开，急停按钮是否复位。确认无误以后就可以给设备接通电源了，当电源接通，设备指示面板上的电源指示灯亮起，若是没有红色警报灯报警，黄色常亮，就可以进行下一步操作。在待机状态下，设备有些部件可能不在初始位置，比如电机未回原点，需要进行复位。当手动按下复位按钮后，设备执行复位功能，此时黄灯闪烁，设备中气缸回归初始状态，伺服电机开始执行回原点指令。当所有部件都复位完成后，黄色指示灯熄灭，绿色指示灯闪烁，即表示复位动作完成。设备各部件复位完成之后可以将轴承（如图23）弹垫（如图24）法兰盖（如图25）等工件放入振动盘中等待上料。
当操作人员将原料也倒入其中后，就可以按下启动按钮，启动设备，振动盘不断震动，带动盘内的原料有序缓慢的上升至制定位置（如图26），即切料滑台位置（如图27）所示。物料开始被金属传感器检测到，然后传感器将信号传输至控制系统，控制系统作出判断，将电机即将到达到位位置定位于上料部分，之后控制系统驱动伺服驱动器带动电机精准运转，使得旋转太能够恰巧在上方，使得切料台和夹爪处在同一垂直位置，方便抓取，其运动现场状态（如图28）所示。
确认夹爪以及工件到位后，轴承下方的汽缸动作，即顶料缸抬起轴承，稳定后夹爪汽缸动作抓住工件之下一个工位。抓走工件后，平台复位，转动台转动夹爪至另一位置，吸盘吸走轴承。当其吸住轴承后，通过左右两边的汽缸动作，将弹垫也吸起来。当这三个动作全部完成之后，需要将其输送至压和处进行压和，其实物（如图29）所示。接着先将弹垫放置其中，然后通过夹爪将轴承嵌入其中，完成后法兰盖也会放至指定位置。当所有工件都放置完成的时候，我们只需要等待，等待液压机的压铸下完成工件的制作，当制作完成后，设备又通过最贴近的两个汽缸前往打包区进行打包。
目录
引 言 1
一、法兰轴承的介绍和压入设备 2
（一）法兰轴承构成与应用 2
（二）人工生产法兰轴承的缺陷 2
（三）法兰轴承的调查分析 2
（四）制造设备的原因 3
二、法兰轴承压入装置设计 4
（一）设备的构造 4
（二）设备简介 5
（三）硬件分析介绍 7
三、法兰轴承压入装置系统 9
（一）设备运行说明及操作 9
（二）设备安装说明 11
（三）自动生产流程图 15
总结 17
致谢 18
参考文献 19
引 言
法兰轴承作为零件被广泛运用于生产生活中。很多工业设备中需要法兰轴承如录像机，监控器，微型电机软驱动器。由于法兰轴承被应用于这些精密机械中因此对法兰轴承在尺寸精度方面要求非常严格。但是，当下许多企业都是采用人工，手动压和，导致产品精度不高，质量差等状况。产出的产品无法达到高精度、高同心度严重影响产品的成品率，而且人工生产法兰轴承速度慢，易出现返工，导致整个生产过程效率低下。相对于缺陷较多的人工生产我们设计制造的法兰轴承压入设备，运用伺服电机驱动，使用气缸气爪的联动来进行自动生产。
本文通过SolidWorks机械设计软件绘制出了设备的图型，可以清晰的看出设备的优劣，设备中的振动盘送料模块、气爪取料模块以及气液缸压合原料模块是本次设计中最关键的部分。本设计不仅解决法兰轴承人工压合速度慢，精度和同心度不达标，从而提高了法兰轴承设备的生产效率和成品合格率。
一、法兰轴承的介绍和压入设备
*好棒文|www.hbsrm.com +Q: ^351916072*
（一）法兰轴承构成与应用
法兰轴承（图11）分为法兰和轴承两个部分产品再生产过程中存在的故障主要有：法兰与轴承压合后存在间隙，法兰与轴承压合时法兰偏离正确位置，法兰与轴承之间同心度偏移大于最低标准。小型回转电机、微型电机软驱动器、风扇、滑轮、精密机械、电动工具等工业设备中都有使用到法兰轴承。由此可见法兰轴承被广泛运用于各行各业，因此法兰轴承有很大的市场。
图11 法兰轴承成品图
（二）人工生产法兰轴承的缺陷
由于法兰轴承在工业设备中的运用范围十分广泛，所以法兰轴承也是供不应求。在人工压合时容易出现压合力不够，法兰和轴承摆放倾斜这会导致压合后的产品精度和同心度不达标。这会导致法兰轴承的成品率较低不仅会延误交货期限而且成本也会随之提高。随着当今社会人工成本日益上升，人工压合所需要支付的经费远高于自动化机械生产，所以相比之下应当使用机械化生产来取代人共生产。
（三）法兰轴承的调查分析
经过对法兰轴承市场长期调查分析，对比各行业对法兰轴承的需求量，各法兰轴承供应商等多方面内容。可以发现法兰轴承适用于许多设备如：打印机，微型电机软驱动器，压力转子，步进电机，传动设备，映像机械等。由于法兰轴承被应用于精密机械所以对精度的要求很高，然而人工生产速度较慢，生产出的产品往往无法达到质量要求所以需要使用自动化生产来代替人工压合。与人工相比法兰轴承自动化压入设备可以大批量生产的同时保证产品的精度和同心度从而满足市场需求。
（四）制造设备的原因
人工压合法兰轴承过程中经常会出现法兰与轴承压合后存在间隙，法兰与轴承压合时法兰偏离正确位置，法兰与轴承之间同心度偏移大于最低标准等问题。这些问题无法得到根治因此为了从根本上解决此类问题，我们使用振动盘自动上料，气动夹爪取料，在压合时使用2T压力的气液增压缸来增压使压合时不会出现压合不紧密，歪斜等一些问题，这样程序化的运行不仅可以提高生产速度同时增加了产品合格率。由于大多数都是由机械完成操作人工的使用就会降低很多从而降低了生产成本。因此我们设计了这台能够自动压合法兰轴承的设备，不但让产品生产效率更高，成品率更高达到市场所需标准还能使企业获得更多的利润。
二、法兰轴承压入装置设计
（一）设备的构造
法兰轴承压入装置是由三个模块组成分别是自动送料模块，自动取料模块和压合原料模块。设备主要使用的动力分别是伺服电机和气动，其中气动方面使用到了电磁换向阀、压力表、气压控制器、气动三联件和真空发生器。其他元件还包括旋转平台，振动盘，气液增压缸。这些元件最后通过plc输入端连接感应开关然后就可以使用激光感应以及基恩士触摸屏来控制整个设备的运行。设备的构造（如图21；22）所示。
图21 设备整体视图
图22 气路总图
（二）设备简介
在启动设备之前需要检查设备外围是否有损坏，保护装置是否打开，急停按钮是否复位。确认无误以后就可以给设备接通电源了，当电源接通，设备指示面板上的电源指示灯亮起，若是没有红色警报灯报警，黄色常亮，就可以进行下一步操作。在待机状态下，设备有些部件可能不在初始位置，比如电机未回原点，需要进行复位。当手动按下复位按钮后，设备执行复位功能，此时黄灯闪烁，设备中气缸回归初始状态，伺服电机开始执行回原点指令。当所有部件都复位完成后，黄色指示灯熄灭，绿色指示灯闪烁，即表示复位动作完成。设备各部件复位完成之后可以将轴承（如图23）弹垫（如图24）法兰盖（如图25）等工件放入振动盘中等待上料。
当操作人员将原料也倒入其中后，就可以按下启动按钮，启动设备，振动盘不断震动，带动盘内的原料有序缓慢的上升至制定位置（如图26），即切料滑台位置（如图27）所示。物料开始被金属传感器检测到，然后传感器将信号传输至控制系统，控制系统作出判断，将电机即将到达到位位置定位于上料部分，之后控制系统驱动伺服驱动器带动电机精准运转，使得旋转太能够恰巧在上方，使得切料台和夹爪处在同一垂直位置，方便抓取，其运动现场状态（如图28）所示。
确认夹爪以及工件到位后，轴承下方的汽缸动作，即顶料缸抬起轴承，稳定后夹爪汽缸动作抓住工件之下一个工位。抓走工件后，平台复位，转动台转动夹爪至另一位置，吸盘吸走轴承。当其吸住轴承后，通过左右两边的汽缸动作，将弹垫也吸起来。当这三个动作全部完成之后，需要将其输送至压和处进行压和，其实物（如图29）所示。接着先将弹垫放置其中，然后通过夹爪将轴承嵌入其中，完成后法兰盖也会放至指定位置。当所有工件都放置完成的时候，我们只需要等待，等待液压机的压铸下完成工件的制作，当制作完成后，设备又通过最贴近的两个汽缸前往打包区进行打包。
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