冲床自动上下料装置(附件)
我们通过对机械设计、制造及其自动化专业课程的学习，总结了大学四年所学到的知识，对自动上下料装置的论述和分析，以及在实际操作中的应用情况，设计了一种冲床自动上下料装置。自动上下料装置的研究和开发直接影响到我国机械行业自动化生产水平的提高，从经济上、技术上考虑都是十分必要的。因此，进行自动上下料装置的研究设计具有重要意义。该课题重点针对各部分机械结构及其控制系统，驱动系统，执行机构等进行了详细的设计，在该设计中，气缸与吸盘用PLC系统来控制他们的动作，既有成本低廉的优点，而且可靠性高，操作便捷。最后我们绘制出冲床自动上下料装置的三维图与二维图，更直观的了解该课题。关键词 自动上下料，气动装置，PLC系统，吸盘，气缸目录
1 引言 2
1．1 选题背景 2
1．2 本课题应该达到的要求 2
1．3 设计原则 3
2 总体方案的论证 3
2．1 自动上下料装置的总体方案 3
2. 2 控制系统的选择 3
2．3 驱动系统的选择 5
2．4 执行机构的选择 6
3 总体方案的设计 6
3．1 工作台的设计 6
3．2 吸盘的设计 10
3．3 气缸的设计 20
5 总体方案的完成 22
结 论 25
致 谢 26
参考文献 27
1 引言
1.1 选题背景
随着社会的进步，制造业与机械行业的技术不断进步，纯手工劳动已经越来越不能满足制造的发展需求，这种时候，我们就需要更加省时省力安全的自动化机械技术来代替纯手工劳动。其中机床的自动上下料装置是其发展过程中的重要产物之一，它不仅提高了劳动生产的效率，还能代替人类完成高强度、危险、重复枯燥的工作，减轻人们的劳动强度，可以说是一举两得。在机械行业中，机床的自动上下料装置越来越广泛的得到应用，特别是在自动化数控机床、组合机床上使用更为普遍。把机床设备和自动上下料装置共同构成一个柔性加工系统或柔性制造单元，能够使机床使用结构紧凑，而且适应性很强。但目前我国的工业自动上下料技术及其工程应用的 *好棒文|www.hbsrm.com +Q: ^3^5`1^9`1^6^0`7^2#
装置是其发展过程中的重要产物之一，它不仅提高了劳动生产的效率，还能代替人类完成高强度、危险、重复枯燥的工作，减轻人们的劳动强度，可以说是一举两得。在机械行业中，机床的自动上下料装置越来越广泛的得到应用，特别是在自动化数控机床、组合机床上使用更为普遍。把机床设备和自动上下料装置共同构成一个柔性加工系统或柔性制造单元，能够使机床使用结构紧凑，而且适应性很强。但目前我国的工业自动上下料技术及其工程应用的水平和国外比还有一定的距离，应用规模和产业化水平低，自动上下料装置的研究和开发直接影响到我国机械行业自动化生产水平的提高，从经济上、技术上考虑都是十分必要的。因此，进行自动上下料装置的研究设计具有重要意义。
1.2 本课题应该达到的要求
我校有多台数控铣床，加工中心等， 但为了以后方便学弟学妹做实验，我们特做出一台冲床自动上下料装置，该设计对我们大学四年所学到的知识进行大量整合。本课题要求依托多功能组合式气动试验台提供的元件，设计组装出一种冲床自动上下料装置，并且要求对多功能组合式气动试验台进行部分改进和完善
由于该项设计需要4个同学共同研究改善，依托其他同学的PLC部分的设计，在老师的指导下我需要完善该试验台机械部分的设计与改进。
1.3 设计原则
在设计之前，必须心中有个设计原则。这次毕业设计的设计原则是：以任务书所要求的设计要求为根本设计目标，充分考虑汽缸工作的环境和工艺流程的具体要求。在满足工艺要求的基础上，尽可能的使结构简练，尽可能采用标准化、模块化的通用元配件，以降低成本，同时提高可靠性。本着科学经济和满足生产要求的设计原则，同时也考虑本次设计是毕业设计的特点，将大学所学到的知识，如机械设计、机械原理、气动、电气传动及控制、可编程控制器（PLC）、电子技术、自动控制等知识尽可能多的综合运用到设计中，使得经过本次设计对大学阶段的知识得到巩固和强化，同时也考虑个人能力水平和时间的客观实际，充分发挥个人能动性，脚踏实地，实事求是的做好本次设计。
2 总体方案的论证
2.1 自动上下料装置的总体方案
图2-1 流程图
2.2控制系统的选择
在该设计中，我们会选取PLC系统来进行设计研究，PLC具有如下优点。
2.2.1可靠性好、抗干扰能力强
微型计算机他功能很强大，但扛干扰能力一般，在工业环境中，温度的变化，机械的震动，都会导致它不能正常工作而陷入瘫痪；虽然用继电器-接触器具有很强的抗干扰能力，但是它机械触点太多，因而影响它的使用寿命，另外它的系统可靠性差。而PLC系统采用微电子技术，但是大量的开和关的使用动作由没有触点的电子存储器件来帮助它完成，且它具有寿命高，使用的时候可靠性也高，从实际中的使用情况来看，PLC的无故障时间是几万个小时。另外PLC采用了大量硬软件的抗干扰的措施，所以它能适应各种干扰现场，且PLC还具有故障自诊断能力。如抗1000V、1ms脉冲干扰，另外它的它的工作环境温度为0～60℃， 适应能力极强。
2.2.2 使用十分灵活、且通用性十分强
PLC的产品已经行程系列化，它可以组成各种不同的控制系统。在PLC组成好的控制系统中，我们只要在PLC的端子上端接上对应的输入输出信号线。当我们有需要改变控制系统的功能时，我们只需要用编程器修改程序就行了，利用同一个PLC装置用于不同的控制对象，仅仅是输入输出的组件和其应用软件的不一样。
2.2.3接口简单、维护简便
PLC的所用的借口是按照工业要求所设计，他具有十分强的负载能力（输入与输出的时候可能直接连接交流220V，直流24V的强电流），它的接口通常为模块式，这样就便于维修与更换。现在很多PLC都可以带电插拔输入输出模块，这样可以实现不脱机停电然后直接更换掉故障模块，这样就大大缩短了故障修复的时间。
2.2.4 体积小、功耗少、性价比非常高
以小型的PLC（TSX21）为例子，它有128个I/O接口，这就相当于600个继电器所组成的系统控制功能，但是它的尺寸仅仅只有216×127×110mm3，重量为2.3kg，没有接口时候的空载功耗是1.2W，它的成本只有同功耗继电器的系统的15%。PLC它的输入输出系统还能够直观地反应出现场信号的变化情况，并且能通过多种方式直观的反映出控制系统的运行状态，如内部的工作状态、通讯状态、I/O点的状态和电源的状态等，对此都有十分醒目的指示，这就特别有利于运行和维护的人员对系统所进行监视。
2.2.5 编程简单、易于掌握
PLC的设备是面向用户的，其设计者充分的考虑到了工程技术人员的技能与使用习惯。绝大部分的PLC编程都提供了常用的梯形图方式与简单指令方式。PLC的编程语言形象且直观，指令很少少、语法简单，不涉及到专门的计算机的知识和语言，具有一定电工与制造工艺知识的人员都能在很短时间内掌握到PLC的使用规律。
2.2.6 设计、施工、调试的周期短
如果我们使用继电器—接触器来控制完成一项工程，我们首先必须按照工艺要求来画出电气的原理图，之后还要继续画出继电器屏（柜）的布置图和接线图等，随后才能进行安装调试，而且十分不利于以后
1 引言 2
1．1 选题背景 2
1．2 本课题应该达到的要求 2
1．3 设计原则 3
2 总体方案的论证 3
2．1 自动上下料装置的总体方案 3
2. 2 控制系统的选择 3
2．3 驱动系统的选择 5
2．4 执行机构的选择 6
3 总体方案的设计 6
3．1 工作台的设计 6
3．2 吸盘的设计 10
3．3 气缸的设计 20
5 总体方案的完成 22
结 论 25
致 谢 26
参考文献 27
1 引言
1.1 选题背景
随着社会的进步，制造业与机械行业的技术不断进步，纯手工劳动已经越来越不能满足制造的发展需求，这种时候，我们就需要更加省时省力安全的自动化机械技术来代替纯手工劳动。其中机床的自动上下料装置是其发展过程中的重要产物之一，它不仅提高了劳动生产的效率，还能代替人类完成高强度、危险、重复枯燥的工作，减轻人们的劳动强度，可以说是一举两得。在机械行业中，机床的自动上下料装置越来越广泛的得到应用，特别是在自动化数控机床、组合机床上使用更为普遍。把机床设备和自动上下料装置共同构成一个柔性加工系统或柔性制造单元，能够使机床使用结构紧凑，而且适应性很强。但目前我国的工业自动上下料技术及其工程应用的 *好棒文|www.hbsrm.com +Q: ^3^5`1^9`1^6^0`7^2#
装置是其发展过程中的重要产物之一，它不仅提高了劳动生产的效率，还能代替人类完成高强度、危险、重复枯燥的工作，减轻人们的劳动强度，可以说是一举两得。在机械行业中，机床的自动上下料装置越来越广泛的得到应用，特别是在自动化数控机床、组合机床上使用更为普遍。把机床设备和自动上下料装置共同构成一个柔性加工系统或柔性制造单元，能够使机床使用结构紧凑，而且适应性很强。但目前我国的工业自动上下料技术及其工程应用的水平和国外比还有一定的距离，应用规模和产业化水平低，自动上下料装置的研究和开发直接影响到我国机械行业自动化生产水平的提高，从经济上、技术上考虑都是十分必要的。因此，进行自动上下料装置的研究设计具有重要意义。
1.2 本课题应该达到的要求
我校有多台数控铣床，加工中心等， 但为了以后方便学弟学妹做实验，我们特做出一台冲床自动上下料装置，该设计对我们大学四年所学到的知识进行大量整合。本课题要求依托多功能组合式气动试验台提供的元件，设计组装出一种冲床自动上下料装置，并且要求对多功能组合式气动试验台进行部分改进和完善
由于该项设计需要4个同学共同研究改善，依托其他同学的PLC部分的设计，在老师的指导下我需要完善该试验台机械部分的设计与改进。
1.3 设计原则
在设计之前，必须心中有个设计原则。这次毕业设计的设计原则是：以任务书所要求的设计要求为根本设计目标，充分考虑汽缸工作的环境和工艺流程的具体要求。在满足工艺要求的基础上，尽可能的使结构简练，尽可能采用标准化、模块化的通用元配件，以降低成本，同时提高可靠性。本着科学经济和满足生产要求的设计原则，同时也考虑本次设计是毕业设计的特点，将大学所学到的知识，如机械设计、机械原理、气动、电气传动及控制、可编程控制器（PLC）、电子技术、自动控制等知识尽可能多的综合运用到设计中，使得经过本次设计对大学阶段的知识得到巩固和强化，同时也考虑个人能力水平和时间的客观实际，充分发挥个人能动性，脚踏实地，实事求是的做好本次设计。
2 总体方案的论证
2.1 自动上下料装置的总体方案
图2-1 流程图
2.2控制系统的选择
在该设计中，我们会选取PLC系统来进行设计研究，PLC具有如下优点。
2.2.1可靠性好、抗干扰能力强
微型计算机他功能很强大，但扛干扰能力一般，在工业环境中，温度的变化，机械的震动，都会导致它不能正常工作而陷入瘫痪；虽然用继电器-接触器具有很强的抗干扰能力，但是它机械触点太多，因而影响它的使用寿命，另外它的系统可靠性差。而PLC系统采用微电子技术，但是大量的开和关的使用动作由没有触点的电子存储器件来帮助它完成，且它具有寿命高，使用的时候可靠性也高，从实际中的使用情况来看，PLC的无故障时间是几万个小时。另外PLC采用了大量硬软件的抗干扰的措施，所以它能适应各种干扰现场，且PLC还具有故障自诊断能力。如抗1000V、1ms脉冲干扰，另外它的它的工作环境温度为0～60℃， 适应能力极强。
2.2.2 使用十分灵活、且通用性十分强
PLC的产品已经行程系列化，它可以组成各种不同的控制系统。在PLC组成好的控制系统中，我们只要在PLC的端子上端接上对应的输入输出信号线。当我们有需要改变控制系统的功能时，我们只需要用编程器修改程序就行了，利用同一个PLC装置用于不同的控制对象，仅仅是输入输出的组件和其应用软件的不一样。
2.2.3接口简单、维护简便
PLC的所用的借口是按照工业要求所设计，他具有十分强的负载能力（输入与输出的时候可能直接连接交流220V，直流24V的强电流），它的接口通常为模块式，这样就便于维修与更换。现在很多PLC都可以带电插拔输入输出模块，这样可以实现不脱机停电然后直接更换掉故障模块，这样就大大缩短了故障修复的时间。
2.2.4 体积小、功耗少、性价比非常高
以小型的PLC（TSX21）为例子，它有128个I/O接口，这就相当于600个继电器所组成的系统控制功能，但是它的尺寸仅仅只有216×127×110mm3，重量为2.3kg，没有接口时候的空载功耗是1.2W，它的成本只有同功耗继电器的系统的15%。PLC它的输入输出系统还能够直观地反应出现场信号的变化情况，并且能通过多种方式直观的反映出控制系统的运行状态，如内部的工作状态、通讯状态、I/O点的状态和电源的状态等，对此都有十分醒目的指示，这就特别有利于运行和维护的人员对系统所进行监视。
2.2.5 编程简单、易于掌握
PLC的设备是面向用户的，其设计者充分的考虑到了工程技术人员的技能与使用习惯。绝大部分的PLC编程都提供了常用的梯形图方式与简单指令方式。PLC的编程语言形象且直观，指令很少少、语法简单，不涉及到专门的计算机的知识和语言，具有一定电工与制造工艺知识的人员都能在很短时间内掌握到PLC的使用规律。
2.2.6 设计、施工、调试的周期短
如果我们使用继电器—接触器来控制完成一项工程，我们首先必须按照工艺要求来画出电气的原理图，之后还要继续画出继电器屏（柜）的布置图和接线图等，随后才能进行安装调试，而且十分不利于以后
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