棒料切割机结构设计.docx

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1、*大学毕业设计说明书百（雨）3260棒料切酬磔构翊.doc（全套图纸）专业：学号:1334095854姓名：指导教师：雨辰完成日期：摘要通过对切割过程的观察和研究，本课题采用了机电一体化系统设计思想，对其整体造型、机械结构和控制系统进行设计,此棒料切割机电一体化系统主要由四个局部组成：机械本体、电子控制单元、执行器和动力源。工作原理是电动机通过带传动带动切割片做高速旋转运动，电机与工作台之间采用较支撑方式，升降气压缸可推动切割片进行上下移动带动刀片完成顺序切割动作。切割机采用PLC控制各个气压换向阀的电磁铁，实现棒料的自动下料和切割以及检测工作。随开工作台前进速度也可以通过夹紧机械手夹紧棒料使

2、之与棒料速度同步。横向切割时的切割速度可以通过气压缸来调节。现场运行情况说明，此切割机具有动作快、运动平稳以及与计算机联机方便等优点，能够降低工人的劳动强度，实现自动控制，提高劳动生产率。铸棒线割机在连续的铸造中工作，它是一种既能有效的提高生产率，又在价格和使用方面能被广阔用户所接受的一种新型的自动控制切割机。由PLC控制的气动铸棒切割机，其中融合了气压自动控制、机器人技术和PLC控制技术。PLC控制各个气动换向阀的电磁回封面国）过程材料笆I开题报告.;淞文隙切割装置AO切任务书国万方检测报告单期-指导教师评市表为中期检查表：回中英文翻译铁，由气缸驱动机械手完成顺序切割过程，实现了机械设计、电

3、器控制和气动控制的有效结合。这种切割机具有控制方便，性能稳定，结构简单，调节、维修方便，生产率高等优点，具有广泛的应用前景。关键词：切割机机电一体化气压棒料PLC控制AbstractBasedontheresearchofthecuttingprocess,thissubjectadoptsmechanicalandelectricalintegrationofsystemdesignidea,theoverallmodeling,mechanicalstructureandcontrolsystemdesign,barstockcuttingthemechanicalandelectrica

4、lintegrationsystemismainlycomposedoffourparts:thebasicmachine,electroniccontrolunit,actuators,andpowersupply.Workingprincipleisthemotordrivesthecuttingpieceofhigh-speedmovement,motorandadoptsthehingedsupportmethodbetweentheworkbench,afallingcylindercanbedriventomoveupanddownpushcuttingdiscbladecutti

5、ngactioncompletedorder,eachhydrauliccuttingmachineadoptsPLCcontrolreversingvalveelectromagnet,implementautomaticcuttingandblankingbarworkandtests.Andservotablespeedcanalsobethroughtheclampingmanipulatorclampingbartothatofthebarspeedsynchronization.Transversecuttingwhenthecuttingspeedcanbeadjustbyhyd

6、rauliccylinder.Fieldoperationshowsthat,thedesignofthecuttingmachineisfast,smoothmovement,andconvenientwithcomputeronline,itcanimprovethelaborintensityofworkers,toachieveautomaticcontrol,improvelaborproductivity.Castingrodwirecuttingmachineincontinuouscasting,itisacaneffectivelyimproveproductivity,bu

7、talsointermsofpriceandusecanbeacceptedbythemorityofusersofanewautomaticcontrolcuttingmachine.PLCcontrolledpneumaticcastingrodcuttingmachine,whichcombinesautomaticpressurecontrol,roboticsandPLCcontroltechnology.PLCcontrolvariouspneumaticsolenoidvalve,cylinderdrivenbyarobottocompletethesequenceofthecu

8、ttingprocess,toachieveaneffectivecombinationofmechanicaldesign,electricalcontrolsandpneumaticcontrols.Thiscuttingmachinehaseasytocontrol,stableperformance,simplestructure,regulation,easymaintenance,highproductivityadvantages,hasbroadapplicationprospects.Keywords:CuttingITiachineMechanicalandelectric

9、alintegrationAirpressureBarPLCcontrol目录1第一章切割局部设计11.1切割局部设计要求112*0Jr)5vT21. 3切害U局部结构设计31.3. 1砂轮片的选取31.3.2电机的选取1 3.3I31.3. 4升降气缸的选择错误!未定义书签。1.4. 5滚动轴承的选取及校核错误!未定义书签。第二章夹紧局部设计错误!未定义书签。1.1 夹紧局部设计要求错误!未定义书签。2. 2夹紧局部方案设计错误!未定义书签。第三章纵横行走局部的设计错误!未定义书签。3.1设计要求错误!未定义书签。3. 2方案设计错误!未定义书签。3. 3直线导轨的选择计算错误!未定义书签。

10、1. 3.1选定条件错误!未定义书签。3. 3.2选择方式错误!未定义书签。第四章PLC概述错误!未定义书签。3.1 可编程控制器PLC的根本原理错误!未定义书签。4. 2可编程控制器的特点4第五章电气控制线路的设计51. 1电气控制线路设计的一般要求55. 2电气控制线路的设计方法56. 3气动原理图设计错误!未定义书签。6.1. 1气动原理图65. 3.2控制流程图7结论8致谢错误!未定义书签。参考文献10绪论机电一体化产品广泛应用各种加工业，切割技术也有了飞速的开展，手工切割已经适应不了现代工业开展的要求。同时.，切割机的夹紧机构也有了迅速的开展，一些简单的机械手已经得到广泛的应用。简单

11、的机械手经过几十年的开展，如今已进入以通用机械手为标志的时代。几十年来，这项技术的研究和开展一直比拟活泼，设计在不断的修改，品种也在不断的增加，应用领域也在不断的扩大。简单的机械手是一种仿人操作、自动控制、的机电一体化自动化生产设备。特别适合于多品种、变批量的柔性生产。它对稳定、提高产品质量，提高生产效率，改善劳动条件和产品的快速更新换代起着十分重要的作用。我们设计的铸棒线切割机结构简单，性能平安可靠，操作方便可行，很好的实现了其预定功能。铸棒线切割机主要由四个大的局部组成，即切割局部、夹紧局部、纵横行走局部和电气控制局部。切割局部是由电极带动砂轮旋转，由气缸控制砂轮上下移动完成切割。夹紧局部

12、主要采用了一个气动夹紧机械手，电磁阀控制气缸活塞的伸缩来实现夹紧和放松。纵横行走局部是由气缸控制纵向、横向行走板，使之沿直线导轨前进或返回。整个机器由PLC控制各个气动换向阀的电磁铁，由气缸驱动完成顺序切割动作过程。而随开工作台的随动前进速度也可以通过夹紧机械手夹紧铸棒使之与铸棒速度同步。横向切割时的切割速度可以通过气缸来调节。与一般的切割机相比，这种切割机有以下优点：(1)实现了机械工程和自动控制的有效结合，机械局部采用机械优化设计，整个设计过程中都进行了综合技术比拟与经济评价，实现了预定的功能。12)整个运动过程都采用了气压传动控制，与液压传动相比，气压传动有无介质费用、处理方便、无泄露污

13、染、无介质变质等优点。(3)在设计过程中，纵横行走装置采用了直线导轨，既提高了运动系统的运动精度，又很大程度的减小了摩擦力，到达了节能的效果。(4)整个切割过程都由PCL控制，以其结构简单合理、设备性能良好、使用寿命长、平安系数高等因素，满足了自动化大批量的生产要求。这种切割机具有控制方便，性能稳定，结构简单，调节、修改方便、生产率高等优点，具有广阔的应用前景。第一章切割局部设计1.1 切割局部设计要求为了保证棒料的剪断，剪应力应超过材料的许应剪应力上,即切断棒料的条件为:查资料可知棒料的许用剪应力为：r=128285MPa,取最大值285MPa。由于本切断机切断的最大棒料粗度为：4nax=3

14、5切加。那么本机器的最小切断力。由上公式得：取切割机的Q=280000N工程设计采用机电一体化设计思想，要求棒料切割机采用PLC对棒料的切割过程及检测进行自动控制，并能根据PLC定长信号分别切割两条连续的棒料，完成了系统的硬件和软件设计后可以实现对棒料的准确定长切割，切割后自动返回初始位置。原始棒料尺寸范围在角钢：100x100x10圆钢：50槽钢：120x53钢管：0135x6,切割成0.11m之间的棒料，其切口深度为535mm,再用压断机进行压断处理。1.2 切割局部方案设计切割局部主要有砂轮切片、电动机和传动机构组成。现在设计的在切割局部有两种方案可行：第一，电动机通过带传动带动沙轮切割

15、片转动。第二，电动机通过圆锥齿轮传动方式带动砂轮切割片转动。由于考虑到切割过程中电动机带动砂轮切割片进行高速旋转运动，所以优先选取第一种方案，原因是圆锥齿轮传动不宜应用在转速太高的场合，并且在运用齿轮进行传动时，还应考虑怎样消除震动和用什么方法润滑齿轮，这样就会使设计本钱增加，而带传动那么具有结构简单，传动平稳、价格低廉和缓冲吸振等优点。图1-1切割局部原理简图切割局部的原理如图IT所示，电动机带动砂轮切割片高速旋转，电机与工作台之间采用较支撑，气缸1可推动砂轮片上下移动，完成切割。气缸2可推开工作台横向移动，控制切割的长度。气缸3可使工作台纵向移动，使砂轮片能分别切割两根铸棒。其中电动机和气缸都通过电磁阀由PLC机控制，从而实现其动作。1.3切割局部结构设计1.3.1砂轮片的选取经过调研，切断能力为50的砂轮片，其规格为400x3.2x32mm,所需电机的最小功率为匕in=2.2kw,转速为=2840rmin,砂轮片的最大线速度为70ms.最终选取砂轮片的型号为TL-OOl型，其磨料为棕刚玉，粒度为20#。1.3.2电机的