自动打中心孔专机设计
本课题的研究内容是圆钢的进料，以及之后的夹持并将其输送至打孔机床的装置以及的设计，其中的重点部分是圆钢的夹持及其输送装置。本文首先介绍了整个系统的总体设计思路，然后将整个系统分为进料、夹持、输送、出料以及它们的控制这几个部分逐一进行设计分析和计算。进料部分采用了传统输送方式中的滚道输送机来实现。夹持装置采用的是非标准的V型块来对钢料进行夹持。整个系统中所有装置的驱动，都采用了丝杠螺母传动的方式，由螺母带动目标移动。出料装置采用的是跟进料相同的滚道输送机，并搭配一个气缸来辅助钢料从夹持装置脱出。最后采用PLC控制的方式，对整个系统的工作进行自动化控制。
关键词：夹持 输送 PLC控制 丝杠螺母 F000155
The design of special automatically punch machine on the end face of round steel(The design of clamping and conveying device)
This topic research content is the feed round steel, and after a gripping and conveying it to the device and the design of the punch machine is one of the key parts of round steel clamping and conveyer. This paper first introduces the overall design idea of the whole system, then the whole system can be divided into feeding, clamping, conveying, discharging and their control of this a few parts one by one to carry on the design analysis and calculation. Feed part adopts the traditional transportation mode of roller conveyors. Clamping device adopts the non-standard V block to clamping steel material. Drive all devices in the system as a whole, with the method of the screw and nut, the nut drive the moving target. Discharging device USES is to feed the same roller conveyors, with a cylinder to assist steel material emerge from clamping device. Finally with the method of PLC control, the automation control of the whole system work.
Key words: clamp; delivery; PLC control; screw nut and screw rod
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1.绪论 1
1.1课题背景 1
1.2课题研究的目的和意义 1
1.3国内外研究现状及分析 1
1.4本研究课题的主要内容 2
2.系统总体方案设计 3
2.1系统总体构架 3
2.2圆钢夹持装置的方案设计 3
2.3输送装置的方案设计 5
2.4圆钢进料与出料装置的设计 6
3.夹持装置的设计计算 8
3.1夹持V型块的设计 8
3.2传动装置的设计计算 9
3.2.1确定丝杠副基本形式 10
3.2.2滚珠丝杠副详细参数的计算 11
3.2.3丝杠副轴承的选型计算 15
3.2.3气动马达的选型计算 16
3.2.4减速器的选型计算 16
3.2.5联轴器的选型计算 17
3.2.6键的型号选择与强度校核 18
4.输送装置上层平台的设计 20
4.1导轨及其底座的设计 20
4.2传动装置的设计计算 21
4.2.1滚珠丝杠副详细参数的设计 21
4.2.2丝杠副轴承的选型计算 23
4.2.3步进电机的选型计算 24
4.2.4联轴器的选型计算 24
4.2.5键的型号选择与强度校核 25
5.下层工作平台的设计计算 26
5.1导轨及底座的设计的设计 26
5.2传动装置的设计计算 26
5.2.1滚珠丝杠副详细参数的设计计算 26
5.2.2丝杠副轴承的选型计算 28
5.2.3步进电机的选型计算 29
5.2.4联轴器的选型计算 30
5.2.5键的型号选择与强度校核 30
6.圆钢的进料与出料装置设计 31
6.1装置结构设计 31
6.2链传动的设计计算 32
7.系统的PLC控制简要概述 34
7.1 PLC型号的选择 34
7.2 PLC基本功能图 36
7.3 PLC程序梯形图 38
结束语： 43
参考文献： 44
致谢 45
1.1课题背景 查看完整请+Q:351916072获取
本课题来自常熟市盈丰钢管有限公司的实际课题,在穿孔之前，直径在φ75-φ90圆钢需要进行预打中心孔，中心孔直径φ16以上，中心孔与外圆的同轴度小于0.15毫米，现在要求设计一套专机，专门用来进行打中心孔用，圆钢的长度2300毫米，产量每分钟1-2支，要求自动打孔，圆钢料已经下好，联排放置在输送滚道上，加工完成后，要求自动滚动到收集器中间，要求最终设计结果稳定可靠，实用，经济实惠为原则。
1.2课题研究的目的和意义
近十年，我国的机械行业快速发展，整个行业高度市场化，各企业对于自身技术的改进不遗余力，自主创新成果不断涌现，生产自动化是整个行业发展的方向。在这样的大背景下，公司产生了对于这一课题的需求。在普通的生产中，企业生产的产品的质量好坏很大部分取决于劳动者的劳动技能，当遇到一些大型的工件，加工尤其不便。这样的一套装置，采用自动化的控制，提高了企业的生产效率，减轻了工人的劳动强度，同时，采用机械的方式保证了打出的孔的质量，可以生产出更高质量的产品，在激烈的社会竞争中拥有自己的优势，具有重大意义。
1.3国内外研究现状及分析
本课题中，对于圆钢的抓取及输送这一过程，其动作执行非常类似于一个机械人，该机器人先是抓住一根运送过来的圆钢，然后进行一段位移，到达指定位置之后再把料送到另一个机构中。目前国内外对于此类的问题的处理方式，大多也是采用机械手的方式，对其进行自动上下料。机械手一般采用液压、气压或电机驱动的方式进行驱动。液压输出功率很大，利用液体的不可压缩性，拥有较高的控制精度，但是液压传动的介质泄露问题比较严重，会造成环境污染，比较适用于低速重载的场合。气压传动的输出功率较小，由于气体的压缩性较大，所以系统的稳定性差，并且有一定的噪音，但是气压传动以空气为介质，泄露不会造成污染，反应快速，适用于中小负载传动场合。电机传动的输出功率较大，能做到精确定位，可以实现高速、高精度的连续控制，但是控制系统比较复杂，使用起来较为复杂，成本高。设计者根据机械手的不同使用要求，灵活选择这三种传动方式，大型机械手甚至会有多种传动方式同时采用。机械手的执行机构即负责抓取物料的机构，主体就是一副物料夹具，夹持装置很大程度上决定了该机械手的性能。当前机械手的应用已经越来越广泛，出现了许多的新型夹具，可以满足不同的工况需求。因此，对于本课题，我们的主要方向就是设计出一个符合实际情况的机械手或者变相的机械手。
1.4本研究课题的主要内容
本课题研究的主要内容，主要是设计一个机械手或变相的机械手，其能够完成圆钢的夹持及其输送。通过查阅资料书籍，了解现在常用的一些夹具的结构、特点、应用范围等，从中选择一种较为合适的作为我们的圆钢夹具，并加以必要的改进，要保证足够的稳定度，最好还能具有一定的对中性能。圆钢的输送装置需要完成如下几个动作步骤，首先，夹持装置夹住一根圆钢，之后将之推往打孔设备，送到位之后夹持装置松开，等待打孔完成后，夹持装置再次将这根圆钢夹紧，并将之从打孔设备中抽出，最后送往指定放置地点，然后再次开始上述循环，所以该装置需要具有前后左右四个方向的自由度。这一部分的设计同样需要查阅有关书籍，借鉴一些具有相同原理的设计方案，设计出一套能满足要求的系统，保证输送的精度。上述两方面的内容就是本课题的核心内容。最后需要绘制总装配图和各种零件图，写出设计说明书。具体方面如下：
1.整个系统结构的设计
2.钢料夹持机构的设计
3.各部分装置驱动、传动系统的设计
4.系统控制的简要概述
5.绘制工程图纸，编写设计说明书查看完整请+Q:351916072获取
关键词：夹持 输送 PLC控制 丝杠螺母 F000155
The design of special automatically punch machine on the end face of round steel(The design of clamping and conveying device)
This topic research content is the feed round steel, and after a gripping and conveying it to the device and the design of the punch machine is one of the key parts of round steel clamping and conveyer. This paper first introduces the overall design idea of the whole system, then the whole system can be divided into feeding, clamping, conveying, discharging and their control of this a few parts one by one to carry on the design analysis and calculation. Feed part adopts the traditional transportation mode of roller conveyors. Clamping device adopts the non-standard V block to clamping steel material. Drive all devices in the system as a whole, with the method of the screw and nut, the nut drive the moving target. Discharging device USES is to feed the same roller conveyors, with a cylinder to assist steel material emerge from clamping device. Finally with the method of PLC control, the automation control of the whole system work.
Key words: clamp; delivery; PLC control; screw nut and screw rod
目 录 查看完整请+Q:351916072获取
1.绪论 1
1.1课题背景 1
1.2课题研究的目的和意义 1
1.3国内外研究现状及分析 1
1.4本研究课题的主要内容 2
2.系统总体方案设计 3
2.1系统总体构架 3
2.2圆钢夹持装置的方案设计 3
2.3输送装置的方案设计 5
2.4圆钢进料与出料装置的设计 6
3.夹持装置的设计计算 8
3.1夹持V型块的设计 8
3.2传动装置的设计计算 9
3.2.1确定丝杠副基本形式 10
3.2.2滚珠丝杠副详细参数的计算 11
3.2.3丝杠副轴承的选型计算 15
3.2.3气动马达的选型计算 16
3.2.4减速器的选型计算 16
3.2.5联轴器的选型计算 17
3.2.6键的型号选择与强度校核 18
4.输送装置上层平台的设计 20
4.1导轨及其底座的设计 20
4.2传动装置的设计计算 21
4.2.1滚珠丝杠副详细参数的设计 21
4.2.2丝杠副轴承的选型计算 23
4.2.3步进电机的选型计算 24
4.2.4联轴器的选型计算 24
4.2.5键的型号选择与强度校核 25
5.下层工作平台的设计计算 26
5.1导轨及底座的设计的设计 26
5.2传动装置的设计计算 26
5.2.1滚珠丝杠副详细参数的设计计算 26
5.2.2丝杠副轴承的选型计算 28
5.2.3步进电机的选型计算 29
5.2.4联轴器的选型计算 30
5.2.5键的型号选择与强度校核 30
6.圆钢的进料与出料装置设计 31
6.1装置结构设计 31
6.2链传动的设计计算 32
7.系统的PLC控制简要概述 34
7.1 PLC型号的选择 34
7.2 PLC基本功能图 36
7.3 PLC程序梯形图 38
结束语： 43
参考文献： 44
致谢 45
1.1课题背景 查看完整请+Q:351916072获取
本课题来自常熟市盈丰钢管有限公司的实际课题,在穿孔之前，直径在φ75-φ90圆钢需要进行预打中心孔，中心孔直径φ16以上，中心孔与外圆的同轴度小于0.15毫米，现在要求设计一套专机，专门用来进行打中心孔用，圆钢的长度2300毫米，产量每分钟1-2支，要求自动打孔，圆钢料已经下好，联排放置在输送滚道上，加工完成后，要求自动滚动到收集器中间，要求最终设计结果稳定可靠，实用，经济实惠为原则。
1.2课题研究的目的和意义
近十年，我国的机械行业快速发展，整个行业高度市场化，各企业对于自身技术的改进不遗余力，自主创新成果不断涌现，生产自动化是整个行业发展的方向。在这样的大背景下，公司产生了对于这一课题的需求。在普通的生产中，企业生产的产品的质量好坏很大部分取决于劳动者的劳动技能，当遇到一些大型的工件，加工尤其不便。这样的一套装置，采用自动化的控制，提高了企业的生产效率，减轻了工人的劳动强度，同时，采用机械的方式保证了打出的孔的质量，可以生产出更高质量的产品，在激烈的社会竞争中拥有自己的优势，具有重大意义。
1.3国内外研究现状及分析
本课题中，对于圆钢的抓取及输送这一过程，其动作执行非常类似于一个机械人，该机器人先是抓住一根运送过来的圆钢，然后进行一段位移，到达指定位置之后再把料送到另一个机构中。目前国内外对于此类的问题的处理方式，大多也是采用机械手的方式，对其进行自动上下料。机械手一般采用液压、气压或电机驱动的方式进行驱动。液压输出功率很大，利用液体的不可压缩性，拥有较高的控制精度，但是液压传动的介质泄露问题比较严重，会造成环境污染，比较适用于低速重载的场合。气压传动的输出功率较小，由于气体的压缩性较大，所以系统的稳定性差，并且有一定的噪音，但是气压传动以空气为介质，泄露不会造成污染，反应快速，适用于中小负载传动场合。电机传动的输出功率较大，能做到精确定位，可以实现高速、高精度的连续控制，但是控制系统比较复杂，使用起来较为复杂，成本高。设计者根据机械手的不同使用要求，灵活选择这三种传动方式，大型机械手甚至会有多种传动方式同时采用。机械手的执行机构即负责抓取物料的机构，主体就是一副物料夹具，夹持装置很大程度上决定了该机械手的性能。当前机械手的应用已经越来越广泛，出现了许多的新型夹具，可以满足不同的工况需求。因此，对于本课题，我们的主要方向就是设计出一个符合实际情况的机械手或者变相的机械手。
1.4本研究课题的主要内容
本课题研究的主要内容，主要是设计一个机械手或变相的机械手，其能够完成圆钢的夹持及其输送。通过查阅资料书籍，了解现在常用的一些夹具的结构、特点、应用范围等，从中选择一种较为合适的作为我们的圆钢夹具，并加以必要的改进，要保证足够的稳定度，最好还能具有一定的对中性能。圆钢的输送装置需要完成如下几个动作步骤，首先，夹持装置夹住一根圆钢，之后将之推往打孔设备，送到位之后夹持装置松开，等待打孔完成后，夹持装置再次将这根圆钢夹紧，并将之从打孔设备中抽出，最后送往指定放置地点，然后再次开始上述循环，所以该装置需要具有前后左右四个方向的自由度。这一部分的设计同样需要查阅有关书籍，借鉴一些具有相同原理的设计方案，设计出一套能满足要求的系统，保证输送的精度。上述两方面的内容就是本课题的核心内容。最后需要绘制总装配图和各种零件图，写出设计说明书。具体方面如下：
1.整个系统结构的设计
2.钢料夹持机构的设计
3.各部分装置驱动、传动系统的设计
4.系统控制的简要概述
5.绘制工程图纸，编写设计说明书查看完整请+Q:351916072获取
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