8工位回转分度工作台系统设计(附件)
摘 要多工位分度回转工作台是一种将一般在直线型生产线上完成的多个工序的工艺操作集成在一个尺寸较小的转盘上完成，将多个工作站集成在一起的自动化专机。本文主要是对一个8工位分度回转工作台进行机械结构设计和控制器选型设计，让回转工作台具有操作方便、控制简单的特点。工作台的传动机构为展开式二级圆柱齿轮减速器，控制工作台达到高精度分度回转的装置为凸轮分度器，同时调节电动机达到额定转速的装置选用变频器。鉴于要求本次设计的分度回转工作台具备体积小、功能强、灵活通用，又要能够有精确的控制、设计程序要求简单，则选用PLC作为本次系统的控制器。在执行机构、传动机构、检测机构、控制机构等的组成下，8工位分度回转工作台便形成了一个高效率的、控制简单的机电一体化产品。
目 录
第一章 绪论 1
1.1多工位回转分度工作台概述 1
1.3课题研究背景和意义 2
第二章 总体设计方案 3
2.1课题设计方案 3
2.2课题设计选型 3
第三章 机械结构设计 5
3.1 回转分度工作台系统设计方案 5
3.2圆形工作台的尺寸结构设计 6
3.3凸轮分度器的选择 6
3.4 传动机构的选型 10
3.4.1选择电动机 11
3.4.2分配传动比 11
3.4.3运动和动力参数的计算 12
3.4.4各级传动零件参数计算 12
3.4.5轴的设计 16
3.5电动机的选型 18
3.6本章小结 19
第四章 控制系统设计 20
4.1 控制原理 20
4.2控制系统硬件的选型 20
4.2.1控制器的选择 20
4.2.2变频器的选型 21
4.2.3检测元件的选型 22
4.2.4输入输出设备I/O端口分配表 23
4.2.5系统硬件连接图 24
4.3控制系统软件设计 25
4.3.1主程序控制 25
4.3.2子程序控制 27
结束语 35
致 谢
*好棒文|www.hbsrm.com +Q: &351916072&
36
参考文献 37
绪论
1.1多工位回转分度工作台概述
多工位分度回转工作台这种间歇回转分度式自动化专机不仅可以运用于各种自动化装配、检测，同时还可以应用于自动化的机械加工（如铣削、钻孔机及其他类型需要旋转刀具加工的工艺）。虽然一般都把这种类型的自动化设备作为自动化专机使用，但认真体会就会发现在实际运用中他们的工作过程与自动化生产线是非常相似的，只不过将自动化生产线上通常在直线方向排列的各工作站排列在圆形的转盘上，其工位数量可以减少到几个工位、多达几十个工位。 它是组合机床的通用部件,用于中小形工件的多面多工位加工,因此它主要用于多工位组合机床上。
这类机床可将固定在回转工作台上的被加工工件,自动地进行间歇的、准确的分度运动,使工件从一个工位转换到另一个工位,实现多工位转换。回转工作台每转位一次,可在相应的工位上完成一定的加工工序,也就是可以实现从几个方面同时分别对几个工件的不同工序进行加工,就相当于工作台旋转一周就可以完成工件在各个工位的全部工序。分度回转工作台每转动一次,上料机位就会被放上待加工工件，下料机位就会在同时将已加工工件拿走，这样使加工时间和工作台转动时间重合,具有比较高的生产效率。更重要的是，这种类型的自动化专机结构非常紧凑，制造成本相对较低，占用的空间也最少，是工作效率最高的自动化专机形式之一。
多工位分度回转式组合机床和自动线对于组合机床这类专用机床的发展有着非常重要的作用。因为在这些组合机床中，都是采用多工位和多轴多面以及多方向同时加工工件的，所以这类机床它具有相当高的生产效率，而且，对于内燃机行业或其他一些大批量生产部门来说，这类组合式机床是他们使用过程中必不可少技术装备。
1.2多工位分度回转工作台的发展趋势
回转式多工位组合机床技术主要发展趋势如下：
1）在十多年以来，现有刀具材料和刀具性能的不断改善以及新的刀具材料的出现和推广应用，使机床的切削速度和进给速度有了较大幅的提高，从而使切削基本时间大大缩短。同时，随着驱动技术的迅猛发展，机床辅助用时也在显著减少，如今，分度回转式工作台的分度时间一般为0.5秒至3.2秒。这样，多工位分度回转式组合机床的节拍时间也变得短了，现在节拍时间通常都在6至30秒以内。
2）实现多方面、多方向、多工位和多轴的加工，得以进一步提高生产率。
3）采用滚珠预紧无间隙定位，也采用了高精度端面齿盘定位和发展双销的定位等，从而进一步提高了回转分度工作台的分度定位精度。
4）在加工过程中实现了待加工工件的自动转位，从而在一台机床上实现工件四面面加工或者完成工件毛培到成品的全部加工工序。
5) 采用自动上下料装置，实现工件加工的全部自动化。
6) 采用刀具尺寸实现测量控制和功能监控系统，以进一步提高自动化机床的加工精度、自动化的水平和使用效率。
7) 在机床上装载多个工件，来提高生产率。
1.3课题研究背景和意义
据估计，目前我国回转式多工位组合机床在整个组合机床中占了约4％的比例，与机床工业发达国家相比，在数量上和技术上均存在着一定的差距。因此，我国机床行业面临的一项重要任务就是去提升这类机床的发展来满足四化建设的需求。
近些年来，国外发展了行星传动的分度回转工作台。被加工工件在一个工位上加工以后，工件可以绕着工作台的轴线做圆周方向的运输，运输到各个工位以后，根据工艺的要求，在工作台分度换位的过程中，使工件绕夹具的轴线回转，被加工工件的各个面可依此朝外接受各个工位上的动力部件加工。这样一台多工位的组合机床，除了可以在被加工工件的顶面以及朝向动力部件的面进行加工外，还可对多达五个面进行同时加工，以扩大组合组合机床的应用范围。
本课题的研究任务主要分为五个阶段完成。
分析课题的背景和意义，阐述多工位回转分度工作台的研究概况和发展趋势。
对8工位分度回转工作台的总体方案进行阐述，并对各部分进行方案论证。
对8工位分度回转工作台的机械结构的设计即传动所用的齿轮、旋转的工作台等机构进行三维绘图、对驱动电机进行选型和校核。绘制机械图纸、零件图纸等。
对8工位回转分度台的系统硬件的总体方案的设计、伺服电机驱动电路的设计和位置、速度检测系统的设计。
对8工位回转分度台的软件进行设计，设计出软件的流程图和软件程序。
总体设计方案
2.1课题设计方案
回转分度工作台是多工位组合机床上的一个输送部件，它将被加工工件从一个工位输送到另一个工位，实现多工位回转和同步高效率加工。本次毕业设计课题是一个8工位回转分度工作台的系统设计。
目 录
第一章 绪论 1
1.1多工位回转分度工作台概述 1
1.3课题研究背景和意义 2
第二章 总体设计方案 3
2.1课题设计方案 3
2.2课题设计选型 3
第三章 机械结构设计 5
3.1 回转分度工作台系统设计方案 5
3.2圆形工作台的尺寸结构设计 6
3.3凸轮分度器的选择 6
3.4 传动机构的选型 10
3.4.1选择电动机 11
3.4.2分配传动比 11
3.4.3运动和动力参数的计算 12
3.4.4各级传动零件参数计算 12
3.4.5轴的设计 16
3.5电动机的选型 18
3.6本章小结 19
第四章 控制系统设计 20
4.1 控制原理 20
4.2控制系统硬件的选型 20
4.2.1控制器的选择 20
4.2.2变频器的选型 21
4.2.3检测元件的选型 22
4.2.4输入输出设备I/O端口分配表 23
4.2.5系统硬件连接图 24
4.3控制系统软件设计 25
4.3.1主程序控制 25
4.3.2子程序控制 27
结束语 35
致 谢
*好棒文|www.hbsrm.com +Q: &351916072&
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参考文献 37
绪论
1.1多工位回转分度工作台概述
多工位分度回转工作台这种间歇回转分度式自动化专机不仅可以运用于各种自动化装配、检测，同时还可以应用于自动化的机械加工（如铣削、钻孔机及其他类型需要旋转刀具加工的工艺）。虽然一般都把这种类型的自动化设备作为自动化专机使用，但认真体会就会发现在实际运用中他们的工作过程与自动化生产线是非常相似的，只不过将自动化生产线上通常在直线方向排列的各工作站排列在圆形的转盘上，其工位数量可以减少到几个工位、多达几十个工位。 它是组合机床的通用部件,用于中小形工件的多面多工位加工,因此它主要用于多工位组合机床上。
这类机床可将固定在回转工作台上的被加工工件,自动地进行间歇的、准确的分度运动,使工件从一个工位转换到另一个工位,实现多工位转换。回转工作台每转位一次,可在相应的工位上完成一定的加工工序,也就是可以实现从几个方面同时分别对几个工件的不同工序进行加工,就相当于工作台旋转一周就可以完成工件在各个工位的全部工序。分度回转工作台每转动一次,上料机位就会被放上待加工工件，下料机位就会在同时将已加工工件拿走，这样使加工时间和工作台转动时间重合,具有比较高的生产效率。更重要的是，这种类型的自动化专机结构非常紧凑，制造成本相对较低，占用的空间也最少，是工作效率最高的自动化专机形式之一。
多工位分度回转式组合机床和自动线对于组合机床这类专用机床的发展有着非常重要的作用。因为在这些组合机床中，都是采用多工位和多轴多面以及多方向同时加工工件的，所以这类机床它具有相当高的生产效率，而且，对于内燃机行业或其他一些大批量生产部门来说，这类组合式机床是他们使用过程中必不可少技术装备。
1.2多工位分度回转工作台的发展趋势
回转式多工位组合机床技术主要发展趋势如下：
1）在十多年以来，现有刀具材料和刀具性能的不断改善以及新的刀具材料的出现和推广应用，使机床的切削速度和进给速度有了较大幅的提高，从而使切削基本时间大大缩短。同时，随着驱动技术的迅猛发展，机床辅助用时也在显著减少，如今，分度回转式工作台的分度时间一般为0.5秒至3.2秒。这样，多工位分度回转式组合机床的节拍时间也变得短了，现在节拍时间通常都在6至30秒以内。
2）实现多方面、多方向、多工位和多轴的加工，得以进一步提高生产率。
3）采用滚珠预紧无间隙定位，也采用了高精度端面齿盘定位和发展双销的定位等，从而进一步提高了回转分度工作台的分度定位精度。
4）在加工过程中实现了待加工工件的自动转位，从而在一台机床上实现工件四面面加工或者完成工件毛培到成品的全部加工工序。
5) 采用自动上下料装置，实现工件加工的全部自动化。
6) 采用刀具尺寸实现测量控制和功能监控系统，以进一步提高自动化机床的加工精度、自动化的水平和使用效率。
7) 在机床上装载多个工件，来提高生产率。
1.3课题研究背景和意义
据估计，目前我国回转式多工位组合机床在整个组合机床中占了约4％的比例，与机床工业发达国家相比，在数量上和技术上均存在着一定的差距。因此，我国机床行业面临的一项重要任务就是去提升这类机床的发展来满足四化建设的需求。
近些年来，国外发展了行星传动的分度回转工作台。被加工工件在一个工位上加工以后，工件可以绕着工作台的轴线做圆周方向的运输，运输到各个工位以后，根据工艺的要求，在工作台分度换位的过程中，使工件绕夹具的轴线回转，被加工工件的各个面可依此朝外接受各个工位上的动力部件加工。这样一台多工位的组合机床，除了可以在被加工工件的顶面以及朝向动力部件的面进行加工外，还可对多达五个面进行同时加工，以扩大组合组合机床的应用范围。
本课题的研究任务主要分为五个阶段完成。
分析课题的背景和意义，阐述多工位回转分度工作台的研究概况和发展趋势。
对8工位分度回转工作台的总体方案进行阐述，并对各部分进行方案论证。
对8工位分度回转工作台的机械结构的设计即传动所用的齿轮、旋转的工作台等机构进行三维绘图、对驱动电机进行选型和校核。绘制机械图纸、零件图纸等。
对8工位回转分度台的系统硬件的总体方案的设计、伺服电机驱动电路的设计和位置、速度检测系统的设计。
对8工位回转分度台的软件进行设计，设计出软件的流程图和软件程序。
总体设计方案
2.1课题设计方案
回转分度工作台是多工位组合机床上的一个输送部件，它将被加工工件从一个工位输送到另一个工位，实现多工位回转和同步高效率加工。本次毕业设计课题是一个8工位回转分度工作台的系统设计。
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