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1、 題 目： 牙刷傳動(dòng)桿軸承嵌入治具 專 業(yè)： 機(jī)械制造與自動(dòng)化 班 級(jí)： 13級(jí) 學(xué) 號(hào)： XXXXXX 學(xué) 生： XXXXXX 指導(dǎo)教師： XXXXXX 完成日期：

2、 2014年11月10日 大 連 工 人 大 學(xué) 2014年9月 制 牙刷傳動(dòng)桿軸承嵌入治具 摘要：文中設(shè)計(jì)是一種半自動(dòng)化的產(chǎn)品兩次嵌合治具。該機(jī)械治具主要有底座，支撐柱，氣缸及其零部件組成，采用氣壓及繼電設(shè)備控制。氣壓缸的壓力大于人體力量,運(yùn)動(dòng)距離為40-100MM，下壓力量最大在9.9Kgf/c㎡。再進(jìn)行兩次嵌入其機(jī)械的主要?jiǎng)幼鳛?，上下直線運(yùn)動(dòng)，左右直線運(yùn)動(dòng)兩種。該機(jī)械設(shè)備有過(guò)載保護(hù)及斷電空間停止功能?？梢杂糜诖笈可a(chǎn)任務(wù)，來(lái)提高生產(chǎn)效率及產(chǎn)品質(zhì)量。 關(guān)鍵詞：

3、 氣缸 繼電器 控制按鈕 限位開關(guān) 一、 機(jī)械自動(dòng)化概述 機(jī)械自動(dòng)化已廣泛地應(yīng)用于工業(yè)、國(guó)防、科技、生活等各個(gè)領(lǐng)域。產(chǎn)業(yè)部門應(yīng)用最多的當(dāng)推汽車工業(yè)和電子工業(yè)，在金屬加工、塑料成型、機(jī)械制造等行業(yè)也有普遍應(yīng)用，并逐漸向纖維加工業(yè)、食品工業(yè)、家用產(chǎn)品制造等行業(yè)發(fā)展。在工業(yè)生產(chǎn)和其它應(yīng)用領(lǐng)域內(nèi)，由于工作的需要，人們經(jīng)常受到高溫，腐蝕，有毒氣體以及人的有限體能等種種劣勢(shì)的限制，工作效率很低。自從機(jī)械自動(dòng)化問(wèn)世以來(lái)，相應(yīng)的各種難題應(yīng)刃而解。機(jī)械自動(dòng)化由耐高溫，防腐蝕的材料制成，工作效率極高，而且不受體能的

4、限制，非常方便。機(jī)械自動(dòng)化是一種通過(guò)增加動(dòng)作、力量、技巧等來(lái)完成人無(wú)法完成的工作； 機(jī)械自動(dòng)化最顯著的特點(diǎn)圖2-1為產(chǎn)品組立示意圖 是通用性和機(jī)電一體化。 1.通用性，除了專門設(shè)計(jì)的專用機(jī)械設(shè)備外，一般機(jī)械在執(zhí)行不同的作業(yè)任務(wù)時(shí)具有較好的通用性。比如，更換機(jī)械中組成的治具時(shí)，便可執(zhí)行不同的作業(yè)任務(wù)。 2.機(jī)電一體化，這是機(jī)械和微電子技術(shù)緊密集合的一門技術(shù)，他的發(fā)展使冷冰冰的機(jī)器有了人性化，智能化。機(jī)械技術(shù)涉及的學(xué)科相當(dāng)廣泛，但是歸納起來(lái)是機(jī)械學(xué)和微電子技術(shù)的應(yīng)用，特別是計(jì)算機(jī)技術(shù)的應(yīng)用密切相關(guān)。因此，機(jī)械技術(shù)的發(fā)展必將帶動(dòng)其它技術(shù)的發(fā)展，機(jī)械技術(shù)的發(fā)展和應(yīng)用水平也可以從一個(gè)人對(duì)機(jī)械技

5、術(shù)和工業(yè)技術(shù)的情況。 機(jī)械自動(dòng)化技術(shù)從上個(gè)世紀(jì)開始發(fā)展應(yīng)用以來(lái)，已經(jīng)得到了迅速的發(fā)展，特別是近年來(lái)計(jì)算機(jī)的高度集成化，開始采用了計(jì)算機(jī)集成制造系統(tǒng)，大大加快了機(jī)械自動(dòng)化的發(fā)展，但我國(guó)仍處于初級(jí)操作階段的自動(dòng)化，與世界主要國(guó)家的差距是很大的；我國(guó)有豐富的勞動(dòng)力資源，每年城鎮(zhèn)新增就業(yè)人口達(dá)兩千多萬(wàn)，且今后每年的就業(yè)人數(shù)還會(huì)增加。機(jī)械自動(dòng)化最大限度地提高勞動(dòng)生產(chǎn)率，勞動(dòng)力的過(guò)剩和分工的轉(zhuǎn)移就是一個(gè)現(xiàn)實(shí)問(wèn)題。 二、設(shè)計(jì)原理 自動(dòng)化主要由執(zhí)行機(jī)構(gòu)、驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)和控制系統(tǒng)構(gòu)成。執(zhí)行機(jī)構(gòu)又包括主動(dòng)軸 副動(dòng)軸。主動(dòng)軸安裝在最前端，任務(wù)是來(lái)準(zhǔn)確的擠壓、移動(dòng)工件，一般機(jī)械的運(yùn)動(dòng)有兩種：一個(gè)是上下直線運(yùn)動(dòng)，另一個(gè)

6、是左右直線運(yùn)動(dòng)。因此其必須安裝有液壓缸、電液脈沖馬達(dá)、電磁閥等作為其執(zhí)行機(jī)構(gòu)的動(dòng)力部分或輔助系統(tǒng)。驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)主要有四種：液壓驅(qū)動(dòng)、氣壓驅(qū)動(dòng)、電氣驅(qū)動(dòng)和機(jī)械驅(qū)動(dòng)。其主要以電氣和氣壓驅(qū)動(dòng)為主，只有少量的運(yùn)用液壓和機(jī)械驅(qū)動(dòng)。液壓驅(qū)動(dòng)主要是驅(qū)動(dòng)大體積的重型工業(yè)設(shè)備如：鍋爐等。它的優(yōu)點(diǎn)是壓力高、體積小、力量大動(dòng)作平穩(wěn)。缺點(diǎn)是結(jié)構(gòu)繁瑣、成本高、而且需要配備壓力源。氣壓驅(qū)動(dòng)的元件是氣壓缸、氣壓馬達(dá)等。一般采用2—6個(gè)大氣壓，也有一些更大的，具體要根據(jù)實(shí)際情況來(lái)定。雖然它的力量比較小、體積比較重，但是出于廉價(jià)，而且不影響動(dòng)作，因此在實(shí)際生產(chǎn)中應(yīng)用比較廣泛。 機(jī)械運(yùn)動(dòng)的控制要素主要包括工作的順序、運(yùn)動(dòng)的時(shí)間、到

7、達(dá)的位置等，具體還要加上點(diǎn)控和連續(xù)控制?？刂葡到y(tǒng)可根據(jù)動(dòng)作的要求設(shè)計(jì)數(shù)字順序，然后再根據(jù)運(yùn)動(dòng)的程序，控制機(jī)械的運(yùn)動(dòng)工作。為了使其程序更簡(jiǎn)單、修改更容易，本設(shè)計(jì)采用電氣控制系統(tǒng)來(lái)完成操作。 圖2-1為治具整體結(jié)構(gòu)示意圖 三、主要結(jié)構(gòu)及控制系統(tǒng)說(shuō)明 （一）軀干和傳動(dòng)系統(tǒng) (1) 當(dāng)氣壓缸下沉?xí)r，需要考慮被沖壓物體的重量、大小和慣性。同時(shí)還要考慮產(chǎn)品的受力情況，以保證制品的完好性。為了防止工件在受力時(shí)有損壞，所以我們要在治具的支撐部分加上彈性墊。 (2)軀干：軀干是由底盤和手臂兩大部分組成的。 底盤是支撐機(jī)械的重量的機(jī)構(gòu)，在本設(shè)計(jì)中只起到支撐的作用。單向氣缸是機(jī)

8、械的主要部分，是用產(chǎn)品二次潛入時(shí)給予產(chǎn)品的力的產(chǎn)生部分。 單向氣缸 圖3-1為氣缸示意圖（下圖） 當(dāng)主氣缸復(fù)位時(shí) 雙向移動(dòng)氣缸 圖3-2為產(chǎn)品整體結(jié)構(gòu)圖 圖3-3 為產(chǎn)品原點(diǎn)示意圖 （二）控制按鈕 控制按鈕是一種利用人手來(lái)操作，并具有能使彈簧復(fù)位的一種控制開關(guān)，在低壓電路中，常用于發(fā)布動(dòng)作命令，遠(yuǎn)距離控制各種電磁開關(guān)，再用電磁開關(guān)控制電動(dòng)機(jī)等。控制按鈕常開按鈕控制常用設(shè)備的起動(dòng)，常閉按鈕控制常用設(shè)備的停止。 （三）電磁式繼電器 電磁式繼電器是一種電子原件，一般由電

9、磁鐵、銜鐵、彈簧片、觸點(diǎn)等組成，利用電磁鐵控制工作電路通斷的開關(guān)。廣泛用于電力拖動(dòng)控制系統(tǒng)中，其結(jié)構(gòu)及工作原理與接觸器類似，也是由電磁機(jī)構(gòu)和觸點(diǎn)系統(tǒng)組成。繼電器只能用于切換電流較小的控制電路或保護(hù)電路(各觸點(diǎn)允許通過(guò)的電流多為5A)，繼電器可對(duì)多種輸入信號(hào)量的變化作出反映，而接觸器只能對(duì)電壓信號(hào)作出反應(yīng)。 機(jī)械重復(fù)動(dòng)作，完成嵌件工序 需嵌入的軸承 塑料成型部品 軸承嵌入完成 產(chǎn)品取出 圖4-1為產(chǎn)品嵌件示意圖 （四）行程開關(guān)的應(yīng)用 行程開關(guān)又稱限位開關(guān)，行程開關(guān)是用以反應(yīng)工作機(jī)械的行程，發(fā)出命令以控制

10、其運(yùn)動(dòng)方向和行程大小的開關(guān)，用于控制機(jī)械設(shè)備的行程及限位保護(hù)。其作用原理與按鈕相同，區(qū)別在于它不是靠手指的按壓而是利用生產(chǎn)機(jī)械運(yùn)動(dòng)部件的碰壓使其觸頭動(dòng)作，從而將機(jī)械信號(hào)轉(zhuǎn)換為電氣信號(hào)，使運(yùn)動(dòng)機(jī)械按一定的位置或行程實(shí)現(xiàn)自動(dòng)停止、反向運(yùn)動(dòng)、變速運(yùn)動(dòng)或自動(dòng)往返運(yùn)動(dòng)等。在實(shí)際生產(chǎn)中，將行程開關(guān)安裝在預(yù)先安排的位置，當(dāng)裝于生產(chǎn)機(jī)械運(yùn)動(dòng)部件上的模塊撞擊行程開關(guān)時(shí)，行程開關(guān)的觸點(diǎn)動(dòng)作，實(shí)現(xiàn)電路的切換。因?yàn)檫@種特性，行程開關(guān)廣泛用于各類機(jī)床和起重機(jī)械，用以控制其行程、進(jìn)行終端限位保護(hù)，防止生產(chǎn)事故的發(fā)生。 四、控制流程 啟動(dòng)控制按鈕，使主氣缸接到命令，進(jìn)行下壓動(dòng)作，當(dāng)產(chǎn)品接觸到A點(diǎn)限位開關(guān)時(shí)，通

11、過(guò)A點(diǎn)限位信號(hào)讓氣缸上升；到達(dá)B點(diǎn)時(shí)，發(fā)出信號(hào)，雙向氣缸平行移動(dòng)；當(dāng)雙向氣缸接觸到C點(diǎn)限位時(shí)，主氣缸再次下落。以此完成一次動(dòng)作循環(huán)。（如下圖4-2） B點(diǎn)限位 C點(diǎn)限位 A點(diǎn)限位 五、機(jī)械運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì) 在進(jìn)行硬件設(shè)計(jì)的同時(shí)可以著手軟件的設(shè)計(jì)工作。軟件設(shè)計(jì)的主要任務(wù)是根據(jù)控制要求將工藝流程圖轉(zhuǎn)換為梯形圖，這是機(jī)械運(yùn)動(dòng)應(yīng)用的最關(guān)鍵的問(wèn)題，程序的編寫是軟件設(shè)計(jì)的具體表現(xiàn)。在控制工程的應(yīng)用中，良好的軟件設(shè)計(jì)思想是關(guān)鍵，優(yōu)秀

12、的軟件設(shè)計(jì)便于工程技術(shù)人員理解掌握、調(diào)試系統(tǒng)與日常系統(tǒng)維護(hù)。 機(jī)械運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)的程序設(shè)計(jì)思想由于生產(chǎn)過(guò)程控制要求的復(fù)雜程度不同，可將程序按結(jié)構(gòu)形式分為基本程序和模塊化程序。 基本程序：既可以作為獨(dú)立程序控制簡(jiǎn)單的生產(chǎn)工藝過(guò)程，也可以作為組合模塊結(jié)構(gòu)中的單元程序：依據(jù)計(jì)算機(jī)程序的設(shè)計(jì)思想，基本程序的結(jié)構(gòu)方式只有三種：順序結(jié)構(gòu)、條件分支結(jié)構(gòu)和循環(huán)結(jié)構(gòu)。 模塊化程序：把一個(gè)總的控制目標(biāo)程序分成多個(gè)具有明確子任務(wù)的程序模塊，分別編寫和調(diào)試，最后組合成一個(gè)完成總?cè)蝿?wù)的完整程序。這種方法叫做模塊化程序設(shè)計(jì)。我們經(jīng)常采用這種程序設(shè)計(jì)思想，因?yàn)楦髂K具有相對(duì)獨(dú)立性，相互連接關(guān)系簡(jiǎn)單，程序易于調(diào)

13、試修改。特別是用于復(fù)雜控制要求的 生產(chǎn)過(guò)程。 六、總結(jié) 經(jīng)過(guò)近期的設(shè)計(jì)與學(xué)習(xí)，成功的通過(guò)了各項(xiàng)操作檢測(cè)和調(diào)試，本文主要介紹了自制的機(jī)械自動(dòng)化的控制的設(shè)計(jì)應(yīng)用。證明了機(jī)械的動(dòng)作原理，設(shè)計(jì)要求，程序設(shè)計(jì)方法。達(dá)到所需要求，并能夠成功的將部品進(jìn)行嵌入，本系統(tǒng)穩(wěn)定性好，而且可靠性良好。通過(guò)對(duì)機(jī)械整個(gè)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)，是對(duì)以前所學(xué)知識(shí)的一個(gè)總結(jié)，也使本人進(jìn)一步的了解機(jī)械工程的工作流程、控制及編程等一系列復(fù)雜的知識(shí)，更深層次的學(xué)習(xí)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)和分析，在學(xué)習(xí)旅途中的辛苦與疲憊中找到樂(lè)趣與甘甜，激勵(lì)自己以后能夠解決更多的難題。在設(shè)計(jì)中，我深刻的體會(huì)到了，只有通過(guò)理論與實(shí)際的結(jié)合、資料的大量搜索和仔細(xì)的

14、琢磨，才使機(jī)械運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)得以圓滿完成。 參考文獻(xiàn) [1]?吳明亮，蔡夕忠.可編程控制實(shí)訓(xùn)教材[M].北京：化學(xué)工業(yè)出版社，2005.8 [2]?張桂香.機(jī)電類專業(yè)畢業(yè)設(shè)計(jì)指南[J].北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2005.1 [3]?瞿大中.?可編程控制與實(shí)驗(yàn)[P].華中科技大學(xué)出版社,2002.12. [4]?殷建國(guó).工廠電氣控制技術(shù)[M].北京:經(jīng)濟(jì)管理出版社,2006.9. [5]?齊占慶.機(jī)床電氣控制技術(shù)[G].北京:機(jī)械工業(yè)出版社,2006.1. [6]?余雷聲.?電器控制與PLC應(yīng)用[M].?北京：機(jī)械工業(yè)出版社，1996：58-63 9