多孔板类上下料装置控制系统设计-毕业设计

1、.重 庆 理 工 大 学毕 业 设 计（论文）开 题 报 告题 目 多孔板类上下料装置控制系统设计 学 院 机械工程学院 专 业 机械设计制作及其自动化 班 级 113120104 姓 名 段力 学 号 11312010405 指导教师 张卫青 系主任 时 间 1、 课题目的及意义 目的：随着科学技术的发展，机器的自动化程度越来越高，极大地提高了生产效。轴套双面切端面自动倒角机自动上下料装置的设计，就是为了在大批量的生产过程中完成对轴套的自动上下料，满足上料速度的要求，能够减少工人的劳动强度，是一种对劳动力的解放，对工人的自身安全也有了一定的保障，一定程度上减少了加工事故的发生，是人性化的一种

2、体现。自动上下料装置可以保证零件持续稳定快速地到达被加工的位置，极大地提高了生产效率，降低了劳动成本，能够获得更大的效益。 随着社会的不断进步与发展，2l世纪正是我国全面地实现信息化、工业化和高科技化的崭新时代。自动化将会给我们带来生产效率的大幅度提高，以及社会发展的稳定与进步。工业自动化是现代先进工业科学的核心技术，是工业现代化的物质基石，是工业现代化的重要标志。当前，不断研究和探讨我国工业电气自动化的发展和战略目标，有着极其深远的现实意义和时代意义。同时，本设计通过对机械设计制造及其自动化专业大学本科四年的所学知识进行整合完成一个特自动上下料装置的设计，能够比较好地体现机械设计制造及其自动

3、化专业毕业生的理论研究水平，实践动手能力以及专业精神和态度，具有较强的针对性和明确的实施目标，能够实现理论和实践有机地结合起来。2、 课题主要内容1、 完成多孔板类零件倒角机上下料装置机械系统总体方案设计。 根据工件的类型和尺寸、形状，从必要性和可能性综合考虑合理的自动化程度，并通过分析和综合现有的相关参考文献以及在此基础上的创新来选择上下料装置的类型以及定向机构，决定定向机构上下料装置必要组成成分。2、 绘制上下料装置机械系统装配图。 机械系统装配就是按照设计的技术要求实现机械零件或部件的连接，把机械零件或部件组合成机器。此次绘制上下料装置机械系统装配图就是先要确定上下料装置主要机械结构部分

4、类型及其尺寸和要求，并合理安排各部件相互联系方式和联系尺寸并满足技术要求，最后将其装配图画出。 3、 进行关键零件的详细设计及校核。 设计步骤为根据零件的使用要求选择零件的类型和结构，为此要对各种零件的不同用途、优缺点、特性和使用范围等进行综合对比和选用。然后根据机器的工作要求计算作用在零件上的载荷并选择适当的材料，根据零件可能的失效形式确定计算准则再根据计算准则计算确定出零件的基本尺寸，根据工艺性及标准化原则进行零件的结构设计，最后在细节设计完成后进行详细的校核计算以判定结构的合理性。因此要根据此次题目要求设计确定上下料装置机械系统关键零件的类型及尺寸，并依照设计要求进行校核。确定总体方案方

5、案一：使用机械手。图1优点：1.节约人工、减轻工人的工作劳动力； 2.安全性高； 3.提高效率； 4.稳定生产； 5.摆脱人工操作的惰性。缺点：1.精度过高； 2.制造成本过高； 3.活动范围有限方案二：采用振盘、料仓以及推料装置的组合。图2优点：1.节约人工、减轻工人的工作劳动力； 2.安全性高； 3.提高效率； 4.稳定生产； 5.结构简单； 6.制造成本低。缺点：1由于有输送距离和提升高度，对送料有一定影响； 2.工作过程中会产生一定的磨损以上对比了两种方案的优缺点，再参考了被输送物料的性质，决定采用第二种方案。 4、 绘制上下料装置关键非标零件零件图。 根据上下料装置机械系统装配所确定

6、的关键非标零件以及结合查阅到的相关文献资料将已经确定的非标零件的零件图画出。 5、 编写设计说明书。 最后整理设计所有资料，根据设计过程中的设计思路，设计方法进行编写各种明细表，说明书等技术文件，使此次设计的机械手的工作原理，技术条件能够清楚明白的展示。3、 课题可行性分析 整个系统主要由单片机89C52，2 个并行I/O接口扩展芯片8255A，电机过载检测、计数采样输入、系统工作状态检测输入、外控输出、声光报警、键盘、显示及电源等部分组成。从图中看出，系统扩展2 个并行I/O接口扩展芯片8255A，1号8255A作键盘、显示器的接口，2号8255A作工作状态采样输入、外控输出和声光报警的接口

7、 。单片机89C52有四个I/O接口P0-P3，P0口作双向数据接口，与8255A 连接；P1口的P1.0P1.3用于电机故障检测信号输入；P2口用于扩展两片8255A的I/O 接口芯片；P3口作为第二功能使用。 89C528255A（1）8255A（2）键盘电路显示电路电机控制输出声光报警工作状态采样信号电机过载检测测计数采样电路输入电源电路 复位电路所以本设计方案采用功能很强大的AT89C52单片机做控制器。综上所述，对自动上下料的机械装置系统设计的各种条件都具备，因此此次自动上下料机械装置设计是切实可行的。我国基本掌握了自动化机械装置操作机的设计制造技术，解决了控制驱动系统的设计和配置，

8、软件的设计和编制等关键技术。我国已经具备了独立自主发展中国自动化机械装置技术的基础，所以我国现有不错的有关自动化机械装置的相关资料可以供我参考，并且在实际的工厂中也运用了各种不少的工业自动化机械装置，因此我可以参照现有的已经十分成熟的工业机械模型进行设计。经过以上的分析和计算，确定了自动切端面倒角机自动上下料装置的基本机构。最终根据设计图进行加工以及制造，可以按照一定的速度进行给料。4、 完成本课题所需的工作条件（如工具书、计算机、实验、调研等）及解决办法 我学习过教学书籍机器人技术基础，机械原理，机械设计，理论力学，材料力学等，并从学校图书馆借到机械设计手册，机械零件机械设计课程设计手册等资

9、料书籍。在Windows 7操作环境下，运用Auto CAD绘图软件可以对自动上下料机械装置机械系统图进行绘制。我在校期间通过了多种机械物理实验，了解熟悉各种机械系统原理，工作方式等，因此可以熟练的设计出自动上下料机械装置的控制系统部分。5、工作思路及方案分析上下料装置工作原理是将待加工的工件送装到机床上的加工位置和将已加工工件从加工位置取下的自动或半自动机械装置，又称工件自动装卸装置。大部分机床上下料装置的下料机构比较简单，或上料机构兼有下料功能，所以机床的上下料装置也常被简称为上料装置。机床上下料装置是自动机床的一个组成部分。半自动机床加设上下料装置后，可使加工循环连续自动进行，成为自动机

10、床。机床上下料装置用于效率高、机动时间短、工件装卸频繁的半自动机床，能显著地提高生产效率和减轻体力劳动。机床上下料装置也是组成 自动生产线的必不可少的辅助装置。倒角机的自动控制方式主要有以下几种。（1）继电器控制方式传统的控制方法是采用继电器-接触器控制，早期在国内的一些生产厂家中，对倒角机的生产工艺和控制要求还不是很高。采用的控制方式也不是很先进，继电器控制方式的控制系统较复杂，大量的接线使系统可靠性降低，也间接地降低了设备的工作效率。继电器、接触器的控制中由于多为机械的简单控制，在实际的使用中容易发生故障，且连线十分复杂，出现故障很不方便查找故障源。另外多采用机械的触点是系统的灵

11、敏度有限，在倒角机的控制系统中已很少被采用了。 （2）PLC为控制器的控制方式采用PLC作为控制核心，由于PLC本身就是一个独立的控制设备，则不需要设计和制作输入/输出接口电路和放大电路。因此，相对于PLC控制方案而言，传统的继电器-接触器控制所需的电路设计、制作工作量较大，设计、制作周期较长，此外，其系统的稳定性和工作的可靠性也都不如PLC控制系统强。由于PLC控制系统与继电器控制系统相比，具有设计、安装、接线、调试工作量小，研制周期短，可靠性高，抗扰能力强，故障率低，对工作环境要求不高，维护方便等一系列优点，因此在不少的倒角机的控制上采用PLC作为控制器。（3）单片机为控制器的控制方式单片

12、机是随着超大规模集成电路技术发展而诞生的，由于它具有体积小、功能强、性价比高等特点，在倒角机控制领域得到了更为广泛的应用。单片机微处理器控制系统具有以下特点：1）可靠性好：单片机是按照工业控制要求所设计的，其抗工业噪声干扰优于一般的CPU，程序指令及常数据都烧写在ROM内，因此可靠行高。2）智能仪表：用单片机微处理器改良原有的测量、控制仪表，能使仪表数字化、智能化、多功能化、综合化。而测量仪器中的误差修正、线形化问题也迎刃而解。3) 控制功能强：为了满足工业控制的要求，单片机的指令除了输入/输出控制指令、逻辑判断指令外，还有更为丰富的条件分支跳跃指令。随着信息科学技术日新月异的发展，以通信技术

13、为代表的电子信息类专业知识更新尤为迅猛。目前，单片机应用技术己成为一项新的工程应用技术。随着单片机技术的广泛应用，新型单片机、存储器及其应用技术不断涌现。单片微型计算机的诞生是计算机发展史上的一个新的里程碑。近些年来，随着单片机档次的不断提高，功能的不断完善，其应用日趋成熟、应用领域日趋扩大，特别是工业测控、尖端武器和日用家电等领域更是因为有了单片机而生辉增色，不少设备、仪器己把单片机作为核心部分。单片机应用技术己成为一项新工程技术。倒角机是一种很普遍的机械工艺，但是采用不同的控制方式和手段，就会有不同的效果，而且带来不同的生产效率，从而还会带来不同的生产效益。虽然单片机的抗扰性能不如可编程逻

14、辑控制器PLC，但可以通过在输入、输出端采用光电隔离等措施，使其得到进一步改善；而PLC的价格比较高，在需要即时显示和控制的场合不如单片机快捷。通过上面的论述和比较，本控制系统采用单片机作为控制核心，从而使倒角机的性能价格比产生新的突破。按工件坯料形式，上料装置可分为用于卷料、棒料和件料等3种类型。卷料上料装置将成卷的线材装在自动送料机构上，加工时材料被拉出经校直后送向加工位置，一般用于 自动车床、自动冲床和自动冷镦机等。棒料上料装置将一定长度的棒料装在送料管内，机床每加工完一个工件，便由送料机构将棒料按所需长度向 机床主轴孔自动送料一次，一般用于自动车床。件料上料装置用于

15、单件坯料，分为料斗式和料仓式两种。料斗式上料装置：主要由料斗、输料槽和上料机构等组成。工件任意堆放在料斗内，由定向机构按一定方向顺序送入输料槽中，然后由上料机构送到机床上的加工位置。有的料斗上还装有剔除器，用以防止定向不正确的工件混入输料槽中。料斗式上料装置适用于形式简单、重量不大而批量很大、工序时间较短的工件，如紧固件、轴承环、钟表零件等。料仓式上料装置：主要由料仓、输料槽和上料机构等组成。有的料仓还设有搅动器以免工件卡住。工件由人工定向排列装入料仓，然后经输料槽由上料机构送到机床上的加工位置。料仓式上料装置适用于形状较复杂、尺寸和重量较大而难于自动定向排列的工件，或不允许损伤表面和工序时间

16、较长的工件，如轴、齿轮、连杆、壳体等。组成件料上料装置的主要组成部分有料斗、料仓和上料机构等。经过以上的分析和计算，确定了轴套双面自动切端面倒角机自动上下料装置的基本机构。最终根据设计图进行加工以及制造，可以按照一定的速度进行给料。自动上下料装置分成三部分：1.料仓装置。用来储存物料，主要有料仓、气缸以及支架构成。2.振动盘。对物料进行定向、选择，以及自动上料，主要由料盘、上底座、衔铁、电磁铁、板弹簧以及下底座构成。3.推料装置。把物料推送到夹具中，来完成最后的上料过程。主要由气缸、推杆以及底座构成。开始上下料装置工作流程：工件在料仓等待将待上料工件从中分离将待上料工件传送至安装处传送机构回原点等待传送下一工件重复步骤传送工件结束安装工件安装延时？等待安装结束是否6、 时间安排及工作进度第7学期第1920周准备阶段：收集相关资料，阅读文献，编写文件综开题报告、文献翻译第8学期第1周比较