自动化方案汇编

1、旋转上浮机构规格目的动作简化升降和旋转的复合运动机构。环境操作性通过鼓风机清洁圆柱形工件（薄型树脂）的内部（清洁工序的一个环节）工件上浮，上方固定的鼓风机进入工件内部。直接旋转和升降工件，鼓风机可清洁工件内壁的各个角落。对象工件较长的圆柱形工件。外形：小160XH90mm工件重量：219g特点规格尺寸工件动作规格旋转角度：360deg;转速：0.5rev/sec=3.14rad/sec升降行程：100mm升降速度：100mm/sec装置尺寸外形尺寸：W480<D125XH413mm滑台下方深度：408mm精度负载工件动作规格旋转起动时间：0.1sec升降起动时间：0.1sec主要零件的选

2、型依据马达和齿轮头的旋转扭矩。气缸的推力。设计要点主要零件的计算过程根据所需扭矩和负载验证马达扭矩、汽缸推力等。马达和齿轮头的旋转扭矩（60Hz）马达额定转速：1575Hs齿轮头减速比：（1575/60）/0.5=52.5取50马达的起动扭矩：0.17Nmf齿轮头换算：0.17X50=8.5N-m齿轮头的容许扭矩：5.29N-m（根据产品目录）<8.5f采用5.29N-m旋转部分的总惯量：J=6083kg-mm=608310-6kgm旋转起动时间：0.1secf旋转起动角加速度：dw/dt=3.14/0.1=31.4rad/sec旋转部分的所需扭矩：Tr=d/dtXJ=31.4X6083

3、X10-6=0.191N-m根据皮带过载系数Ks=1.6（产品目录值），驱动侧的所需扭矩：0.191X1.6=0.306N-m安全系数：5.29/0.306=17.3气缸的推力升降部分总重量：10.68kg、垂直顶起时的加速度：g+dv/dt=9.8+1=10.8m/sec气缸的所需推力：F=10.68X10.8=115.5N使用压力：0.5MPa；伸出侧理论输出：628N（根据产品目录）安全系数：628/115.5=5.44工件动作规格升降起动时间：0.1secf升降起动加速度：dv/dt=100/0.1=1000mm/sec=1m/sec构造制作与设计要点采用同步带轮后，可以一定精度确定工

4、件的相位角。分离马达、齿轮头和工件、旋转部分，避开齿轮头的外伸负载。旋转固定机构通过油缓冲器缓慢旋转规格目的动作固定工件的夹具，用于通过螺丝固定较重工件的盖板的多个面动作步骤1 .将盖板固定到夹具上（在工件固定的状态下）。2 .将主体置于夹具上并通过螺丝紧固（通过压纹旋钮手动紧固6个）。3 .将夹具转动90°,通过螺丝紧固盖板（顶面、底面和背面3面，共17个大圆头螺丝）。4 .恢复到工件固定状态，拆下固定主体的压纹旋钮。环境操作性通过油缓冲器缓慢旋转较重的工件，使用柱塞锁定旋转。对象工件重物外形：W15乐D403XH79工件重量：31.5kg特点规格尺寸外形尺寸：W480<D7

5、0OXH763缓冲器最大使用角度105。主要零件的选型依据缓冲器选择可调整扭矩并相对于轴进行双向旋转的类型。设计要点主要零件的计算过程选择可承受工件旋转时的力矩的缓冲器。缓冲器旋转工件时的负载：20N手动旋转的臂长（手的位置到旋转中心）：390mm（0.39m）此时的力矩为（旋转时的负载）X（臂长）20X0.39=7.8N-m选择最大使用扭矩为210Nm的可调缓冲器（2个）。（将2个缓冲器分别调整为7.8/2=3.9N-m）构造制作与设计要点使工件的重心与夹具旋转轴的中心保持一致，以防止工件因自重而旋转。已确定油缓冲器的使用角度，安装时倾斜45。质量判断组件质量判断组件使用了市售输送机的判断组

6、件规格目的动作通过输送机传送工件，通过摄像头检查并判断质量，区分合格品和不合格品的装置。通过喷气装置排出不合格品。人工投放工件，数量较少时添加。（用于周围始终站有作业人员，可目测确认数量减少的情况下。）环境操作性基于输送机、摄像头及喷气装置的自动机构。对象工件圆盘状零件（SUS外形：小13Xt3mm工件重量：3.1g特点规格尺寸外形尺寸：W65（XD250XH437mm输送机长度：500mm输送机传送速度：18.8m/min精度负载将接近传感器与工件之间的距离设定为6.1mm主要零件的选型依据输送机工件重量较轻，选择传送能力较低（6W的类型。接近传感器选择检测距离较大的类型。检测距离：14mn

7、±10%设定距离：011.2mm滚轮选择聚氨酯型，以防止工件损伤。设计要点构造制作与设计要点可通过单轴简易滑台单独调整摄像头、LED照明。已在投放滑道上设置导轨和滚轮，以确保工件处于水平状态。通过试错测试确定工件投放滑道的角度是否可将工件逐一传送到输送机上。（该实例仅适合较易滑动工件。）需通过试错测试调整喷嘴和空气压力等，确认喷气装置是否可按要求排出工件。2级行程升降装置根据容器高度进行供给规格目的动作目的作业过程中需2个升降位置时，用于切换行程的机构。动作假设由作业人员供给工件，作业结束后下降，并由作业人员排出工件环境操作性可在工厂内手动操作，适合小批量生产。对象工件形状：容器瓶规

8、格：（|）64XH160mm重量：100g特点规格尺寸外形：W460<D412XD808mm动作：升降滑台升降距离100+100（mm）勺2级切换。容器高度最大为200时，仅上部气缸移动100mm容器高度最大为300时，下部气缸也移动100mm（因对应对方机械而改变）精度负载定位精度：土3mm负载：50N主要零件的选型依据选择小50的气缸，以546N对第1级升降部分进行升降。选择小40的气缸，以350N对第2级升降部分进行升降。设计要点主要零件的计算过程验证气缸推力是否满足升降所需的力第1级升降部分（|）50气缸、空气压力0.4MPa时，780NX0.7（机械效率）=546N升降组件重量

9、为160N（含小40气缸），无问题。第2级升降部分640气缸、空气压力0.4MPa时，500NX0.7（机械效率）=350N升降组件重量为80N,无问题。构造制作与设计要点根据容器高度，将升降行程分为2级。安装缓冲器，全行程升降过程中误动作时可确保安全。气缸安装开关用于全行程检测。安装限位开关，可用于各种瓶，轻松调整高度。摆动夹具进行旋转并夹紧工件规格目的动作目的：使工件旋转并利用空气吹掉工件表面的灰尘，进行清洗。动作：如果将工件放在转台上，则臂进行旋转并下降，然后夹紧工件。对象工件形状：圆柱形外壳规格：(|)85XL102Xt5mm重量：1kg特点规格尺寸外观尺寸：W36咏D482XH488

10、mm臂旋转角度：土450夹紧行程：50mm工件转速：75rpm以上精度负载夹具重量：2kg主要零件的选型依据使2kg的夹具上升动作，需选择小25的气缸。75rpm以上的工件旋转，需选择40W减速比1/80的马达。设计要点主要零件的计算过程根据负载惯性力矩验证马达容许惯性力矩确认负载惯性力矩：J联轴器的惯性力矩：Jc=11x10-5kgm固定环的惯性力矩：Js=mD2/8=0.095X(0.032)2/8=1.2X10-5kgm工件的惯性力矩：JW=mD2/8=%(0.085)2/8=90X10-5kgm旋转部导向轴的惯性力矩：J1=mD2/8=0.9X(0.028)2/8=8.9x10-5kg

11、m工件下侧固定座的惯性力矩：J2=mD2/8=1.3X(0.085)2/8=120x10-5kgm工件上侧固定座的惯性力矩：J3=mD2/8=2.1X(0.085)2/8=190x10-5kgm合计:J=Jc+Js+JW+J1+J2+J3=421X10-5kgm<3000X10-5kgm=4达的容许惯性力矩:JM无问题构造制作与设计要点对夹紧臂进行45°旋转，以免在工件固定时干扰夹具。反转，自转夹具规格目的动作目的对棒状工件进行激光刻印时的反转和旋转。动作通过机器人将棒状工件搬运到接收/排出位置。通过3卡爪气动夹具夹持棒状工件后，90。反转夹具，同时带导杆无活塞杆的气缸前进，工

12、件移动到刻印位置。激光刻印机进行刻印时，通过步进马达和同步齿形带使工件自转，以便改行。刻印结束后，带导杆无活塞杆的气缸后退，同时90。反转夹具，将棒状工件搬运到接收/排出位置。通过机器人排出棒状工件。对象工件形状：棒状工件规格：612xL145mm重量：37g特点规格尺寸3卡爪气动夹具的行程：6mm反转角度：90°旋转角度：90°(1行：45°)外观规格：W460xD165xH230mm精度负载3卡爪气动夹具的重复定位精度：±0.1mm主要零件的选型依据对于带导杆无活塞杆的气缸，考虑到余量，选择导杆较大的类型。设计要点主要零件的计算过程验证气动夹具夹持力

13、，确认工件夹持力是否正确。确认3卡爪气动夹具的夹持力条件值：工件重心位置L1=85mm工件夹持点L2=59.5mm工件重量m=37g供给压力p=0.5MPa重力加速度g=9.8m/s、摩擦系数以=0.2(金属问)根据图表，供给压力为p、工件夹持点为L2时的3卡爪气动夹具的夹持力F1=4.5N。工件的夹持力F1'=F1X1,F1'=4.5X0.2=0.9N根据力矩的平衡，所需夹持力F2为MgxL1=F2XL2F2=Mg<(L1/L2),F2=37X10X9.8乂(85/59.5)=0.518NF1'>F2,具有充分的夹持力。构造制作与设计要点设置机械挡块，以免

14、3卡爪气动夹具的自转超过270°。已采取防止电缆缠绕和断线的措施。为了确保安全，须在同步齿形带上设置盖板。提升转移机构图像检查的节距进给采用气缸组合的提升转移机构规格目的动作通过图像识别检查小型齿轮。对象工件树脂齿轮工件规格：小34、高度29mm特点规格尺寸外形尺寸：320X320X341mm总高：341mm上下行程：30mm进给行程：50mm规格尺寸工件进给定位精度：±0.5主要零件的选型依据与普通带导杆的气缸相比，截面积约为其1/2,尺寸小巧。设计要点主要零件的计算过程根据工件负载条件选择气缸直径，根据检查分辨率选择摄像头和镜头。选择气动线性滑动气缸内径使用条件：水平安

15、装条件值：负载重量M=0.5kg摩擦系数产0.2根据重力加速度g=9.8m/s实际负载F=nMg=0.2X0.5X9.8=0.98N使用压力P=0.4MPa根据负载率7=50%所需气缸力F0=(F/4)X100=(0.98/50)X100=1.96N气缸内径DO=/(1.274XFO/P尸，(1.274X1.96/0.4)=2.50mm气缸内径为12mm无问题。选择带导杆的气缸内径使用条件：垂直安装条件值：负载重量M=0.21kg根据重力加速度g=9.8m/s实际负载F=Mg=0.21X9.8=2.06N使用压力P=0.4MPa根据负载率7=50%所需气缸力F0=(F/4)X100=(2.06

16、/50)X100=4.12N气缸内径DO=/(1.274XFO/P尸，(1.274X4.12/0.4)=3.62mm气缸内径为12mm无问题。选择摄像头、镜头条件：检查对象工件：齿轮外形34mm:不合格品(0.1mm以上)检查选择摄彳象头:1/1.8型192万像素(1600X1200)1/1.8-1/2,根据产品目录，视野42X56(符合工件外形)WD90m的镜头选择近摄镜头。1个像素为0.035mm(56mnj1600像素)可进行0.1mm的检查。构造制作与设计要点在工件传送中采用使用了带导杆的气缸和气动线性滑台的进给机构。工件在图像检查位置不稳定(工件浮起等)时，应增加工件姿势识别传感器上

17、下间距进给机构规格目的动作将工件置于托盘上之后，进行间距进给，直至达到装置的自动传送高度采用自锁马达，防止掉落。对象工件工件外形：W147<D167XH12重量：0.3kg托盘外形：W180<D20OXH179重量：0.6kg最大重量(5个工件+5个托盘)(0.3x5)+(0.6x5)=4.5kg特点规格尺寸滑动行程：116mm间距29mrK4)外形尺寸：W48(XD350XH537精度负载传送物总重量：16kg以下主要零件的选型依据马达选择带负载保持的类型，以防止因自重而下降。直线运动齿轮头选择垂直移动型，以便上下移动工件。传感器选择配备2个输出的传感器，以便进行间距进给。设计要

18、点主要零件的计算过程验证马达的所需速度和传送物重量。齿条速度马达转速(Ns):901600r/min直线运动齿轮头的减速比(i):35.36齿轮的节圆直径(Dp):12mm齿条的移动速度(V)V=NS<(1/60)X(1/i)X兀XDpVmin=90X(1/60)乂(1/35.36)乂兀X12=1.6mm/sVmax=1600(1/60)x(1/35.36)义冗x12=28.43mm/s齿条假设速度：15mm/s,无问题。最大传送物重量马达扭矩(Tm):45N-m直线运动齿轮头的减速比(i):35.36齿轮的节圆直径(Dp):12mm减速比传动效率(刀1):0.66齿条和齿轮的传动效率(

19、刀2):0.9容许最大传送物重量(W):W=TmiXn1/(Dp/2)Xn2/9.8=45X35.36乂0.66/(12/2)乂0.9/9.8=16kg升降总重量：工件+托盘+底座+齿条+其他=4.5+1.3+1+2=8.8kg小于16kg构造制作与设计要点通过微型光传感器检测间距检测板后，可进行节距进给。通过光电开关检测最下层和最上层的托盘。检测下限时，穿过其他传感器和间距检测板进行检测(限位开关)。检测上限时，配置其他传感器和传感器发讯块(限位开关)。工件反转转移机构规格目的动作目的将传送带上的工件旋转90度并转移到下一道工序。此时，夹紧机构进行180度自转，转移时不相对于传送方向改变工件

20、方向。动作夹具下降一夹持工件一夹具上升一90度转移旋转、180度夹具旋转一夹具下降一松开工件一夹具上升。对象工件形状：接头尺寸：W4(XD30XH26重量：0.1kg特点规格尺寸转移角度：90度自转角度：180度升降气缸行程：10mm夹紧行程：单侧3mm外形尺寸：W136(g$前)xD403xH398主要零件的选型依据将同步带轮比设为2:1。须抑制惯性力，如减轻摆动部分零件的重量等。选择气动夹具夹持力时须考虑摩擦系数和工件重量。设计要点主要零件的计算过程脉冲马达承受的惯性力矩较为重要，马达的选型计算如下所示。90度角的移动时间t0:0.5sec加速时间t1:0.1sec摆动零件的惯性力矩：JL

21、=4.16X10kgm2动作角度：8=90°、脉冲马达的最小步进角：8s=0.0720动作脉冲数：A=9/8s=1250脉冲运行脉冲速度：f2=A/(t0-t1)=3125Hz运行速度：NM=0s/360xf2x60=37.5r/min所选马达转子的惯性力矩：J0=1.1X10-4马达的齿轮比：i=1/10计算加速扭矩：Ta=(J0i+JL)/9.55XNM/t1=2.065Nm计算所需扭矩：TM=Tax安全系数=4.13Nm(此处将安全系数设为2)根据马达扭矩特性表选择马达时，无问题。确认惯量比：JL/(J0Xi)=3.78三10无问题构造制作与设计要点须固定旋转中心的同步带轮。旋

22、转前端的夹具须可上升和旋转。如果为原来的设备，则需盖板，作为安全和防尘措施。间歇旋转机构气缸驱动的分度转台规格目的动作目的通过8个位置上的分度工作台的旋转来加工工件。动作对转台进行角度进给。缩回气缸，从分度齿轮的槽中拆下分度卡爪。伸出气缸，棘爪卡住棘轮齿轮，分度转台转动。拉伸弹簧起到始终将棘爪压在棘轮齿轮上的作用。气缸采用旋转定位，将分度卡爪插入分度齿轮的槽中。缩回气缸。对象工件形状：接头规格：W5(XD50XH30mm重量：0.15kg特点规格尺寸移动角度：45度360/8度分割。气缸行程：100mm挡块行程：10mm外形尺寸：(|)600XH114mm主要零件的选型依据选择推力满足1秒可移

23、动45度的气缸。设计要点主要零件的计算过程验证气缸推力是否可承受工件负载以下为气缸推力的选型计算。条件值：角度8=45度、移动时间t=1sec、连杆臂长度L=0.125m、气缸承受的惯性力矩I=0.5492kg-m其中，角速度的条件假设为匀加速运动，9:摆角(rad)、45°=2冗/8(rad)t秒后的角速度：=29/t=2X(2兀/8)/1=1.571(rad/sec)旋转运动的运动方程：I=MM=F-L,气缸推力F=I-CD/L=0.5492X1.571/0.125=6.9(N)小40气缸的理论推力：使用空气压力0.5(MPa)时，为628(N)F=6.9(N)<628(N

24、),无问题。构造制作与设计要点棘轮机构应具有充分的强度。弯曲应力为29(N/mm、剪切应力小于24.7(N/mm分度定位部分的强度须考虑所需扭矩。工件反转伸由机构工件反转伸出机构采用双位置伸出，以便在伸出时稳定工件规格目的动作反转通过零件送料器等从上游依次进给的工件的方向并伸出到下游侧的机构。（工件导轨部分经双面切割，传送时无旋转）环境操作性环境：适合室内圆柱形工件的传送。对象工件带法兰的圆柱形树脂工件（非对称）。小12.85X74.5L30g特点规格尺寸外观尺寸：W212<D125XH247mm180度反转、伸出行程：15.5mm精度负载工件停止位置精度0.5mm主要零件的选型依据旋转

25、滑台的轴向耐负载、旋转扭矩。设计要点主要零件的计算过程验证所用驱动器是否适合负载。排出气缸活动部分重量：m=0.4kg气动线性滑台推力：F=tt820.4/4=20N（0.4MPa时）F1=m-g=0.4-9.8=3.92N根据F>F120>3.92,无问题考虑某些工件无法传送，将气动线性滑台的推力施加到。压块上，产生力矩的情形。M1=FL=20-0.11=2.2Nm气动线性滑台的容许力矩：M=19.7N-m（上下摆动）根据，M>M119.7>2.2,无问题根据，判断为可使用。旋转驱动器活动部分惯性矩零件号204:重量0.31kgI1=m-（a2+b2）/12=0.31

26、-（0.0452+0.112）/12=3.65乂10-4kgm零件号206:重量0.29kgI2=m-r2/2=0.29-0.02252/2=7.34X10-5kgm零件号207:重量0.268kgI3=（省略）=9.25X10-5kgm总负载惯性矩I=I1+I2+I3=3.65X10-4+7.34X10-5+9.25X10-5=5.31X10-4kgm所需扭矩Ta=I28/t2=5.31X10-4-2兀/12=3.34X10-3NmT=10.Ta=10-3.34X10-3=0.033Nm摆动时间（最少）t>V2-I-92/E=，2-5.31X10-4（0.5兀）2/0.574=0.07

27、s/90°其中，E为容许动能（产品目录值）。MSQB20L4-M9BV格有效扭矩：1.47Nm/摆动时间调整范围：0.21.0S/90°/（0.4MPa时）扭矩比较>，1.47>0.033,无问题摆动时间比较本实例中的设定速度180°=1s-0.5s/900已将该设定设为之间且大于，无问题根据，判断为可使用。构造制作与设计要点将调整螺栓基础转台轴端面，调整工件高度。在零件送料器或上一工序中事先将工件的方向调整为相同方向。工件2处同时夹紧机构1个气缸2个固定火规格目的动作使用连杆机构后，可通过1个气缸同时夹紧工件的2个位置固定后加工孔等。环境操作性手动投

28、放或排出工件。可防止因固定而导致开孔等时产生偏差。对象工件树脂外壳外形：W10(XD10OXH10mm特点规格尺寸行程：25mm外形尺寸：W40«D160XH169mm主要零件的选型依据关节轴承为了顺利驱动连杆而选择。气缸为了使连杆摆动而选择U形气缸。设计要点主要零件的计算过程选择可驱动连杆的气缸。气缸气缸推力=负载率X使用压力X缸筒内径截面积=0.5X0.4MPaX兀/4X20mm20mm=62.8N-与连杆中心的距离=30mm®气缸侧卡爪：负载=0.11kg（气缸侧卡爪的重量十连杆的重量）=1.1N-与连杆中心的距离二80mm气缸相反侧卡爪：负载=0.13kg（气缸相反

29、侧卡爪的重量十连杆的重量）=1.3N-与连杆中心的距离=150mm®x>x+x62.8Nx30mm>1.1N80mm+1.3N150mm1884Nmm>283Nmm因此，选择小20mm勺气缸。构造制作与设计要点为了使用连杆机构而使用U形气缸。无卡住现象的提升机构防止导轨卡住，使负载平均化规格目的动作目的消除升降时的卡住现象。动作气缸两端升降机构的导轨使用经齿条加工的导杆，使其与小齿轮啮合，可通过连接导向轴使左右联动。环境操作性适合不平衡负载工件。对象工件形状：托盘规格：W35D78XH36mm重量：4.3kg特点规格尺寸升降行程：30mm外观规格：W110<D

30、350XH210mm精度负载负载+升降组件：4.3+2.2=6.5kg主要零件的选型依据为了升降约6.5kg的重量，选择缸筒内径为625mm勺气缸。设计要点主要零件的计算过程根据移动负载验证气缸推力。选择气缸条件值：移动物体重量W1=6.5kg重力加速度g=9.8m/s、气缸推力（缩回侧）F1=189N（使用压力为0.5MPa时）负载F2:F2=WKg,F2=6.5X9.8=63.7N<F1无问题构造制作与设计要点在齿条中也添加衬套。安装齿轮时，为了减小背隙，需调整位置。倍速机构将原来的气缸行程转换为n倍规格目的动作动作气缸伸出后，直齿轮1旋转20st。此时，在固定齿条（下侧）的上方旋转并伸出，使其旋转后，通过由直齿轮（小）和导向轴连接的不同齿数的直齿轮（大）的旋转，伸出移动侧的齿条。该直齿轮（小）与（大）的齿数比为1:1.5,因此直齿轮（小）旋转20st时，直齿轮（大）旋转30st。工件底座的移动距离为20气缸行程+30直齿轮（大）旋”量=50st。即，将齿轮（小）与（大）之比设为1:n后，可将行程转换为n倍。对象工件形状：滑块材质：鸨工件规格：50X55X90mm特点规格尺寸气缸前进行程：20mm移动侧齿条行程：50mm外形尺寸：L244XW160<H102mm精度负载负载：47N主要零件的选型依据变更齿条和直齿轮的材质以