車床上料機械手結(jié)構(gòu)設(shè)計

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河南理工大學(xué)萬方科技學(xué)院機械設(shè)計制造及其自動化專業(yè)實習(xí)報告 河南理工大學(xué)萬方科技學(xué)院 畢業(yè)實習(xí)報告 專業(yè)：機械設(shè)計制造及其自動化 班級：姓名： 學(xué)號：指導(dǎo)老師： 目錄 一、實習(xí)目的及意義 二、實習(xí)任務(wù) 三、實習(xí)時間 四、實習(xí)地點 五、實習(xí)企業(yè)概況 六、實習(xí)內(nèi)容 七、畢業(yè)設(shè)計準(zhǔn)備 八、總結(jié)與評價 九、參考文獻 一、實習(xí)目的及意義 機械設(shè)計制造及其自動化專業(yè)是一門實踐性很強的專業(yè)，畢業(yè)實習(xí)是本科教學(xué)計劃中非常重要的一個教育環(huán)節(jié)，是學(xué)生在校學(xué)習(xí)期間理論聯(lián)系實際、增長實踐知識、培養(yǎng)自身各方面能力的重要手段和方法。通過實習(xí)了解本專業(yè)發(fā)展前沿，涉獵相關(guān)學(xué)科知識，使機械設(shè)計制造及其自動化專業(yè)的學(xué)生初步具有科學(xué)研究與解決工程實際問題的能力、較強的實踐動手能力和創(chuàng)新意識的高級應(yīng)用型人才。畢業(yè)實習(xí)是大學(xué)本科專業(yè)學(xué)習(xí)中不可缺少的重要部分，通過一段時間的生產(chǎn)實習(xí)后，使自己具備足夠的技能，應(yīng)付將來市場的挑戰(zhàn)并保持強勁的競爭力，并為下一步的畢業(yè)設(shè)計打下堅實的基礎(chǔ)。 二、實習(xí)任務(wù) 認真學(xué)習(xí)實習(xí)大綱，提高對實習(xí)的認識，做好思想準(zhǔn)備；認真完成實習(xí)內(nèi)容，按規(guī)定記實習(xí)筆記，撰寫實習(xí)報告，收集相關(guān)資料； 三、實習(xí)時間 2012年2月至2012年3月 四、實習(xí)地點 鄭州市紅星機械廠 五、實習(xí)企業(yè)概況 鄭州中原金山機械廠是專業(yè)的水磨石機、水磨石設(shè)備廠家，水磨石磚機等新型建材設(shè)備開發(fā)制造的專業(yè)生產(chǎn)廠家。 金山機械廠的產(chǎn)品設(shè)計充分吸收國內(nèi)外先進技術(shù)水平，并考慮中國國情，將國外先進的制造工藝技術(shù)、質(zhì)量控制技術(shù)和中國知名企業(yè)的嚴格管理制度相結(jié)合，關(guān)鍵的電控元器件和液壓、氣動部件采用國際知名品牌和優(yōu)質(zhì)產(chǎn)品，以保證向客戶提供質(zhì)量優(yōu)良、運行可靠的設(shè)備，保證客戶以最小的投資獲取最大的利益。金山機械廠作為水磨石機的專業(yè)生產(chǎn)廠家，已建立起金山特色的科研、生產(chǎn)、銷售、服務(wù)體系，彩瓦機、彩磚機、磨石磨磚機、藝術(shù)圍欄機、石材設(shè)備系列產(chǎn)品，用戶遍布全國，出口國外許多國家。理念：誠信、優(yōu)質(zhì)、創(chuàng)新誠信：對員工真誠，對客戶真誠，重合同、守信譽。優(yōu)質(zhì)：擁有優(yōu)質(zhì)的員工，向社會提供優(yōu)質(zhì)的產(chǎn)品、技術(shù)、服務(wù)，向職工提供優(yōu)質(zhì)的工作環(huán)境和福利待遇。創(chuàng)新：追求技術(shù)不斷進步，產(chǎn)品的不斷更新，服務(wù)的不斷完善。理念：誠信、優(yōu)質(zhì)、創(chuàng)新...... 六、實習(xí)內(nèi)容 （一）實習(xí)的具體內(nèi)容 我是2012年2月來到河南省鄭州市中原金山機械廠的，接待我們的是人事部的孫經(jīng)理，初次見面，就感覺孫經(jīng)理是位很和藹、很親切的領(lǐng)導(dǎo)。而在接下來的日子里的接觸也證實了這點。我們被安排在動力部實習(xí)，動力部主要是負責(zé)機械維護及其機械維修方面的工作。我們也主要是學(xué)習(xí)這些方面的知識和相關(guān)的工作經(jīng)驗。剛來的時候，我們畢竟沒有什么經(jīng)驗，只能跟著師傅學(xué)習(xí)，在對公司機器修理及維護過程中，自己認真觀察各種機器，最直接的就是工藝。對我們即將畢業(yè)的人來說，這方面還是很好辦的。后面，由于對機器有了了解，我能對產(chǎn)品加工中特定的工藝動作怎么實現(xiàn)的進行思考。這樣能加速學(xué)習(xí)理解和知識的積累。因為我們要常進車間去，所以多車間的生產(chǎn)狀況也都有一個大概的了解。金山主要是水磨石機器,水泥瓦機，水磨石磚機,水磨石設(shè)備,水磨石機，這其中給我印象最深刻的是成品車間，主要是因為這個車間的設(shè)備最容易出現(xiàn)故障，可能是因為它里面的設(shè)備比較陳舊吧。當(dāng)然其他車間有些東西也是要時常要更換的。 這是第一次正式與社會接軌踏上工作崗位，開始與以往完全不一樣的生活。每天在規(guī)定的時間上下班，上班期間要認真準(zhǔn)時地完成自己的工作任務(wù)，草率敷衍了事。凡事得謹慎小心，否則隨時可能要為一個小小的錯誤承擔(dān)嚴重的后果付出巨大的代價，再也不是一句對不起和一紙道歉書所能解決。 　工作中我發(fā)現(xiàn)做任何事不能單蠻干，應(yīng)合理應(yīng)用各種常識來解決問題，同時也要注意團隊合作。任何一個廠都有一套嚴格緊密的生產(chǎn)體系，在體系中每個環(huán)節(jié)都是緊緊相扣，每個環(huán)節(jié)的工作人員都應(yīng)該嚴格遵守規(guī)章制度。年輕不是用來揮霍的，而是我們拼搏的資本。我不想碌碌無為終了此生。我想有個幸福的家庭和人生。所以我會一直朝著我的目標(biāo)走去。保持一顆樂觀豁達，積極進取的心，對生活充滿希望，相信“蒼天不負有心人”。 （二）實習(xí)中資料的收集與總結(jié) 1 鑄造 按曲軸鑄造工藝進行 2 熱處理 正火 3 銑兩端面 總長為265mm 銑床 4 車兩端工藝搭子外圓 直徑φ45mm 車床 5 鉆主軸頸中心孔 車床 6 鉆連桿軸頸中心孔 正對連桿中心 7 檢驗 8 粗車三個連桿軸頸 留余量2.6mm 車床 七、畢業(yè)設(shè)計準(zhǔn)備 一、機械手的工作原理 （一）機械手的概述 機械手是在機械化、自動化生產(chǎn)過程中發(fā)展起來的一種新型裝置。近年來，隨著電子技術(shù)特別是電子計算機的廣泛應(yīng)用，機器人的研制和生產(chǎn)已成為高技術(shù)領(lǐng)域內(nèi)迅速發(fā)展起來的一門新興技術(shù)，它更加促進了機械手的發(fā)展，使得機械手能更好地實現(xiàn)與機械化和自動化的有機結(jié)合。 機械手雖然目前還不如人手那樣靈活，但它具有能不斷重復(fù)工作和勞動、不知疲勞、不怕危險、抓舉重物的力量比人手大等特點，因此，機械手已受到許多部門的重視，并越來越廣泛地得到了應(yīng)用，例如： （1）機床加工工件的裝卸，特別是在自動化車床、組合機床上使用較為普遍。 （2）在裝配作業(yè)中應(yīng)用廣泛，在電子行業(yè)中它可以用來裝配印制電路板，在機械行業(yè)中它可以用來組裝零部件。 （3）可在勞動條件差，單調(diào)重復(fù)易子疲勞的工作環(huán)境工作，以代替人的勞動。 （4）在危險場合下工作，如軍工品的裝卸、危險品及有害物的搬運等。 （5）宇宙及海洋的開發(fā)。 （6）軍事工程及生物醫(yī)學(xué)方面的研究和試驗。 （二）機械手的工作方式 機械手電氣控制系統(tǒng)，除了有多工步特點之外，還要求有連續(xù)控制和手動控制等操作方式。工作方式的選擇可以很方便地在操作面板上表示出來。當(dāng)旋鈕打向回原點時，系統(tǒng)自動地回到左上角位置待命。當(dāng)旋鈕打向自動時，系統(tǒng)自動完成各工步操作，且循環(huán)動作。當(dāng)旋鈕打向手動時，每一工步都要按下該工步按鈕才能實現(xiàn)。以下是設(shè)計該機械手控制程序的步驟和方法。 1、機械手傳送工件系統(tǒng)示意圖，如圖1所示。 圖1 機械手傳送示意及操作面控制器 如圖1所示機械手能實現(xiàn)手動、回復(fù)位、單步、單周期和連續(xù)等五種工作方式。手動工作方式時，用各按鈕的點動實現(xiàn)相應(yīng)的動作；回復(fù)位工作方式時，按下“回復(fù)位”按鈕，則機械手自動返回原位；單步工作方式時，每按一次起動按鈕機械手向前執(zhí)行一步；選擇單周期工作方式時，每按一次起動按鈕，機械手只運行一個周期就停下；連續(xù)工作方式時，機械手向前執(zhí)行一步；只要按下起動按鈕，機械手就會連續(xù)循環(huán)動作，直到按下停止按鈕，機械手才會最后運行到原位并停下；而在傳送工件的過程中，機械手必須升到最高位置才能左右移動，以防止機械手在較低位置運行時碰到其它工件。 圖2 機械手傳送示意及操作動作傳送圖 圖3 機械手傳送示意及操作動作執(zhí)行圖 如圖2，3、其功能是將工件從A移送到B處。氣動機械手的升降和左右移動分別使用了雙線圈的電磁閥，在某方向的驅(qū)動線圈失電時能保持在原位，必須驅(qū)動反方向的線圈才能反向運動。上升、下降對應(yīng)的電磁閥線圈分別是YV2、YV1，右行、左行對應(yīng)的電磁閥線圈分別是YV3、YV4。機械手的夾鉗使用單線圈電磁閥YV5，線圈通電時夾緊工件，斷電時松開工件。通過設(shè)置限位開關(guān)SQ1、SQ2、SQ3、SQ4分別對機械手的下降、上升、右行、左行進行限位，而夾鉗不帶限位開關(guān)，它是通過延時1.7s來表示夾緊、松開動作的完成的。 二、機械手控制的硬件設(shè)計 （一）輸入和輸出點分配表及原理接線圖 表1 機械手傳送系統(tǒng)輸入和輸出點分配表 名 稱 代號 輸入 名 稱 代號 輸入 名 稱 代號 輸出 啟動 SB1 X0 夾緊 SB5 X10 電磁閥下降 YV1 Y0 下限行程 SQ1 X1 放松 SB6 X11 電磁閥夾緊 YV2 Y1 上限行程 SQ2 X2 單步上升 SB7 X12 電磁閥上升 YV3 Y2 右限行程 SQ3 X3 單步下降 SB8 X13 電磁閥右行 YV4 Y3 左限行程 SQ4 X4 單步左移 SB9 X14 電磁閥左行 YV5 Y4 停止 SB2 X5 單步右移 SB10 X15 原點指示 EL Y5 手動操作 SB3 X6 回原點 SB11 X16 連續(xù)操作 SB4 X7 工件檢測 SQ5 X17 表1 機械手傳送系統(tǒng)輸入和輸出點分配表 圖3、機械手硬件控制連線圖 （二）控制程序 操作系統(tǒng) 操作系統(tǒng)包括回原點程序，手動單步操作程序和自動連續(xù)操作程序，如圖3所示。 圖4、機械手操作系統(tǒng)程序 其原理是： 把旋鈕置于回原點，X16接通，系統(tǒng)自動回原點，Y5驅(qū)動指示燈亮。再把旋鈕置于手動，則X6接通，其常閉觸頭打開，程序不跳轉(zhuǎn)（CJ為一跳轉(zhuǎn)指令，如果CJ驅(qū)動，則跳到指針P所指P0處），執(zhí)行手動程序。之后，由于X7常閉觸點，當(dāng)執(zhí)行CJ指令時，跳轉(zhuǎn)到P1所指的結(jié)束位置。如果旋鈕置于自動位置，（既X6常閉閉合、X7常閉打開）則程序執(zhí)行時跳過手動程序，直接執(zhí)行自動程序。 回原位程序 回原位程序如圖4所示。用S10~S12作回零操作元件。應(yīng)注意，當(dāng)用S10~S19作回零操作時，在最后狀態(tài)中在自我復(fù)位前應(yīng)使特殊繼電器M8043置1。 圖5、回原位狀態(tài)轉(zhuǎn)移圖 手動單步操作程序 如圖5所示。圖中上升/下降，左移/右移都有聯(lián)鎖和限位保護。 圖6、手動單步操作程序 自動操作程序 自動操作狀態(tài)轉(zhuǎn)移見圖6所示。當(dāng)機械手處于原位時，按啟動X0接通，狀態(tài)轉(zhuǎn)移到S20， 圖7、自動操作狀態(tài)轉(zhuǎn)移圖 驅(qū)動下降Y0，當(dāng)?shù)竭_下限位使行程開關(guān)X1接通，狀態(tài)轉(zhuǎn)移到S21，而S20自動復(fù)位。S21驅(qū)動Y1置位，延時1秒，以使電磁力達到最大夾緊力。當(dāng)T0接通，狀態(tài)轉(zhuǎn)移到S22，驅(qū)動Y2上升，當(dāng)上升到達最高位，X2接通，狀態(tài)轉(zhuǎn)移到S23。S23驅(qū)動Y3右移。 移到最右位，X3接通，狀態(tài)轉(zhuǎn)移到S24下降。下降到最低位，X1接通，電磁鐵放松。為了使電磁力完全失掉，延時1秒。延時時間到，T1接通，狀態(tài)轉(zhuǎn)移到 S26上升。上升到最高位，X2接通，狀態(tài)轉(zhuǎn)移到S27左移。左移到最左位，使X4接通，返回初始狀態(tài)，再開始第二次循環(huán)動作。 在編寫狀態(tài)轉(zhuǎn)移圖時注意各狀態(tài)元件只能使用一次，但它驅(qū)動的線圈，卻可以使用多次，但兩者不能出現(xiàn)在連續(xù)位置上。因此步進順控的編程，比起用基本指令編程較為容易，可讀性較強。 7、機械手傳送系統(tǒng)梯形圖 如圖7所示。圖中從第0行到第27行為回原位狀態(tài)程序。從第28行到第66行，為手動單步操作程序。從第67行到第129行為自動操作程序。這三部分程序（又稱為模塊）是圖3的操作系統(tǒng)運行的。 回原位程序和自動操作程序。是用步進順控方式編程。在各步進順控末行，都以RET結(jié)束本步進順控程序塊。但兩者又有不同?；卦怀绦虿荒茏詣臃祷爻跏紤B(tài)S1。而自動操作程序能自動返回初態(tài)S2。 三、梯形圖及指令表 （一） 梯形圖 上升 右移 上限位 夾緊 下限位 下降 狀態(tài)轉(zhuǎn)移開始 自動方式初始狀態(tài) 上限位 下降結(jié)束 上升 放松 下限位 下降 右移限位 夾緊 下降限位 下降 左行限位 左行 松開 夾緊 上升1/2限位 右移限位 下降 右移 翻轉(zhuǎn) 上升 回原位初始狀態(tài) 圖8、機械手傳送系統(tǒng)梯形圖 （二）指令表 八、總結(jié)與評價 機械手的控制對于很多場合需求很大，不論是機床使用的小型系統(tǒng)還是流水線上的這類設(shè)備，其基本動作要求類似，所以控制的實現(xiàn)也可以相互借鑒。 對于控制程序的編寫，這里給出的只是一種實現(xiàn)手段，使用可編程控制器還有其他的方法可以實現(xiàn)這樣的控制，針對所用的具體系統(tǒng)的情況，設(shè)計人員可以選用不同的方法來編寫程序。 機械手高效的工作效率，準(zhǔn)確的定位精度，以及簡單的結(jié)構(gòu)及控制方式是人手不能替代的，機械手的使用也將越來越廣泛。 九、參考文獻 [1] 鄔依林等：非接觸式IC卡在酒店收費系統(tǒng)中的應(yīng)用[J]，佛山科學(xué)技術(shù)學(xué)院學(xué)報(自然科學(xué)版)，2002. 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