自动生产线机电传动与控制

自动生产线机电传动与控制第1页/共62页2023/4/252/57第7章自动生产线机电传动与控制——本章要点自动生产线中典型的机构传动。典型的生产输送线的机械传动。第2页/共62页2023/4/253/57第7章自动生产线机电传动与控制——自动生产线自动机械与自动生产线广泛应用于各行各业中，不同的产品所采用的自动生产线的形式也不一样。自动化生产线是通过自动化输送及其辅助装置，按照一定的生产流程，将各种自动化专机或配套设备连接成一体。通过气动、液压、电机、传感器和电气控制系统，将各部分的动作联系在一起，使系统按照规定的程序工作，满足生产的需要。第3页/共62页2023/4/254/57岗位责任体系概述

第7章自动生产线机电传动与控制——7.2典型传动机构7.2典型的生产线机械传动机构生产线一般包括：机械机构、动力传动、信号与检测、执行构件、控制第4页/共62页2023/4/255/57第7章自动生产线机电传动与控制——7.2典型传动机构1．凸轮分度机构凸轮是一种具有曲线轮廓或凹槽的构件。凸轮机构由凸轮、从动件和机架组成。凸轮机构具有以下优点:只需设计适当的凸轮轮廓，便可使从动件得到任意预定的运动规律，机构简单、紧凑。凸轮机构是高副机构（凸轮与从动件为点、线接触），易磨损，只适用于传递动力不大的场合。常用的凸轮分度机构包括各种弧面凸轮分度机构、蜗杆凸轮分度机构、平行凸轮分度机构、圆柱凸轮分度机构等，广泛应用于各种自动控制系统机构中。7.2.1凸轮分度机构与凸轮分度器－第5页/共62页2023/4/256/57第7章自动生产线机电传动与控制——7.2典型传动机构1．凸轮分度机构（1）弧面凸轮分度机构7.2.1凸轮分度机构与凸轮分度器－第6页/共62页2023/4/257/57第7章自动生产线机电传动与控制——7.2典型传动机构7.2.1凸轮分度机构与凸轮分度器－1．凸轮分度机构（2）蜗杆凸轮分度机构第7页/共62页2023/4/258/57第7章自动生产线机电传动与控制——7.2典型传动机构1．凸轮分度机构（3）平行凸轮分度机构7.2.1凸轮分度机构与凸轮分度器－第8页/共62页2023/4/259/57第7章自动生产线机电传动与控制——7.2典型传动机构1．凸轮分度机构（4）圆柱凸轮分度机构7.2.1凸轮分度机构与凸轮分度器－第9页/共62页2023/4/2510/57第7章自动生产线机电传动与控制——7.2典型传动机构2．凸轮分度器（凸轮分割器）7.2.1凸轮分度机构与凸轮分度器－第10页/共62页2023/4/2511/57第7章自动生产线机电传动与控制——7.2典型传动机构2．凸轮分度器凸轮分度器在结构上属于一种空间凸轮转位机构，在各类自动机械中主要实现了以下功能：①圆周方向的间歇转位②直线方向的间歇输送③摆动机械手7.2.1凸轮分度机构与凸轮分度器－第11页/共62页2023/4/2512/57第7章自动生产线机电传动与控制——7.2典型传动机构3、凸轮分度器的性能特点（1）定位精度高（2）高刚性（3）转位时间和停歇时间的可调性好（4）维护简单（5）高效率7.2.1凸轮分度机构与凸轮分度器－第12页/共62页2023/4/2513/57第7章自动生产线机电传动与控制——7.2典型传动机构4．凸轮分度器的工作原理（1）凸轮分度器的内部结构－柱形凸轮分度器7.2.1凸轮分度机构与凸轮分度器－第13页/共62页2023/4/2514/57第7章自动生产线机电传动与控制——7.2典型传动机构4．凸轮分度器的工作原理（1）凸轮分度器的内部结构－球式分度器7.2.1凸轮分度机构与凸轮分度器－第14页/共62页2023/4/2515/57第7章自动生产线机电传动与控制——7.2典型传动机构4．凸轮分度器的工作原理（2）凸轮分度器的工作过程电动机驱动凸轮分度器的输入轴，一般为连续旋转运动。凸轮分度器的输出轴为转盘结构，转盘上装有均匀布置的滚子，通过蜗杆凸轮的轮廓曲面与滚子的啮合，驱动转盘转位或停止，作间歇运动。蜗杆凸轮的轮廓曲面由两部分组成，一部分为轴向高度没有变化的区域，即凸轮转动时没有升程，在此区域，由于蜗杆凸轮没有驱动转盘上的滚子，转盘在该区域时间内是静止不转的;一部分为轴向高度连续变化的区域，即凸轮转动时有升程，在此区域，蜗杆轴转动，转盘也随着转动，在区域时间内，转盘旋转一定角度。蜗杆凸轮转动一周，完成一个周期，一个周期后转盘面上的滚子与凸轮脱离接触，下一个相邻的滚子又与凸轮轮廓进行啮合，进入下一次的循环。7.2.1凸轮分度机构与凸轮分度器－第15页/共62页2023/4/2516/57第7章自动生产线机电传动与控制——7.2典型传动机构5．凸轮分度器的典型工作循环凸轮分度器的工作循环方式主要有两种，一种是转位分度循环，另一种是摆动循环。其中转位循环是工程上应用最广的工作方式，其经过“转位——停顿——转位”循环过程。摆动循环经过“摆动——停顿——摆动”的循环过程，在摆动的终点和起点，输出轴作上下往复运动。7.2.1凸轮分度机构与凸轮分度器－第16页/共62页2023/4/2517/57第7章自动生产线机电传动与控制——7.2典型传动机构6．凸轮分度器的工程应用（1）转盘式多工位自动化专机7.2.1凸轮分度机构与凸轮分度器－第17页/共62页2023/4/2518/57第7章自动生产线机电传动与控制——7.2典型传动机构6．凸轮分度器的工程应用（2）转盘式多工位自动化专机传动形式－直接传动7.2.1凸轮分度机构与凸轮分度器－第18页/共62页2023/4/2519/57第7章自动生产线机电传动与控制——7.2典型传动机构6．凸轮分度器的工程应用（2）转盘式多工位自动化专机传动形式－间接传动7.2.1凸轮分度机构与凸轮分度器－第19页/共62页2023/4/2520/57第7章自动生产线机电传动与控制——7.2典型传动机构6．凸轮分度器的工程应用（2）转盘式多工位自动化专机传动形式－传送带7.2.1凸轮分度机构与凸轮分度器－第20页/共62页2023/4/2521/57第7章自动生产线机电传动与控制——7.2典型传动机构6．凸轮分度器的工程应用（3）凸轮分度器应用举例1：回转式7.2.1凸轮分度机构与凸轮分度器－第21页/共62页2023/4/2522/57第7章自动生产线机电传动与控制——7.2典型传动机构6．凸轮分度器的工程应用（3）凸轮分度器应用举例2：环形式图7-14凸轮分度器自动装配生产线21-工件；2-气缸；3-气缸；4-凸轮分度器；5-同步皮带；6-电动机；7-转盘7.2.1凸轮分度机构与凸轮分度器－第22页/共62页2023/4/2523/57第7章自动生产线机电传动与控制——7.2典型传动机构6．凸轮分度器的工程应用（3）凸轮分度器应用举例3：直线式7.2.1凸轮分度机构与凸轮分度器－第23页/共62页2023/4/2524/57第7章自动生产线机电传动与控制——7.2典型传动机构6．凸轮分度器的工程应用（3）凸轮分度器应用举例4：直角式图7-16凸轮分度器自动装配生产线41-工件；2-转盘；3-包装箱；4-分度器；5-传动齿轮箱；6-同步皮带；7-电动机7.2.1凸轮分度机构与凸轮分度器－第24页/共62页2023/4/2525/571．棘轮机构7.2.2间歇送料机构－第7章自动生产线机电传动与控制——7.2典型传动机构图7-17棘轮机构1-机架；2-曲柄；3-连杆；4-摇杆与主动爪；5-棘轮；6-制动爪第25页/共62页2023/4/2526/57第7章自动生产线机电传动与控制——7.2典型传动机构2．槽轮机构－结构7.2.2间歇送料机构－图7-19槽轮机构1-槽轮；2-拨销；3-拨杆；4-机架第26页/共62页2023/4/2527/57第7章自动生产线机电传动与控制——7.2典型传动机构2．槽轮机构－原理7.2.2间歇送料机构－图7-19槽轮机构工作原理a）拨杆进入槽内；b）拨杆出槽；c）拨杆空转第27页/共62页2023/4/2528/57第7章自动生产线机电传动与控制——7.2典型传动机构3．不完全齿轮机构图7-20不完全齿轮机构1-从动轮；2-凸凹锁止弧；3-主动轮7.2.2间歇送料机构－第28页/共62页2023/4/2529/57第7章自动生产线机电传动与控制——7.2典型传动机构4．间歇机构的应用1－棘轮机构图7-21棘轮机构的皮带间歇送料1-曲柄；2-摇杆；3-链条；4-输送皮带；5-工件；6-皮带轮；7-链轮；8-棘轮机构；9-拉伸弹簧7.2.2间歇送料机构－第29页/共62页2023/4/2530/57第7章自动生产线机电传动与控制——7.2典型传动机构4．间歇机构的应用2－槽轮机构7.2.2间歇送料机构－第30页/共62页2023/4/2531/57滚珠丝杠第7章自动生产线机电传动与控制——7.2典型传动机构7.2.3滚珠丝杠机构－第31页/共62页2023/4/2532/57第7章自动生产线机电传动与控制——7.2典型传动机构1．滚珠丝杠的结构7.2.3滚珠丝杠机构－第32页/共62页2023/4/2533/57第7章自动生产线机电传动与控制——7.2典型传动机构2．滚珠丝杠的运动传递滚珠丝杠机构属于螺旋传动机构，其工作原理与螺母和螺杆之间的传动原理基本相同。当丝杠转动而螺母不能转动时，转动丝杠，由于螺母及负载滑块与导向部件(如直线导轨、直线轴承)连接在一起，所以螺母的转动自由度就被限制了，这样螺母及与其连接在一起的负载滑块只能在导向部件作用下做直线运动。当改变电动机的转向时，丝杠的转动方向也同时发生改变，螺母及负载滑块将进行反方向的直线运动，所以负载滑块能进行往返直线运动。7.2.3滚珠丝杠机构－第33页/共62页2023/4/2534/57第7章自动生产线机电传动与控制——7.2典型传动机构3．滚珠丝杠的滚珠循环方式（1）内循环滚珠丝杠图7-26内循环滚珠丝杠1-滚珠；2-反相器；3-螺母；4-丝杠7.2.3滚珠丝杠机构－第34页/共62页2023/4/2535/57第7章自动生产线机电传动与控制——7.2典型传动机构3．滚珠丝杠的滚珠循环方式（2）外循环滚珠丝杠图7-27外循环滚珠丝杠1-回流管；2-滚珠；3-螺母；4-丝杠7.2.3滚珠丝杠机构－第35页/共62页2023/4/2536/57第7章自动生产线机电传动与控制——7.2典型传动机构皮带输送生产线7.2.4皮带输送机－第36页/共62页2023/4/2537/57第7章自动生产线机电传动与控制——7.2典型传动机构1．皮带输送机的基本结构图7-35皮带输送机总体结构图1-张紧轮；2-输送皮带；3-托板；4-辊轮；5-主动辊轮7.2.4皮带输送机－第37页/共62页2023/4/2538/57第7章自动生产线机电传动与控制——7.2典型传动机构1．皮带输送机的基本结构7.2.4皮带输送机－第38页/共62页2023/4/2539/57第7章自动生产线机电传动与控制——7.2典型传动机构2．皮带输送机常见故障的处理——跑偏（1）皮带输送机运行时皮带跑偏①调整承载托辊组②安装调心托辊组③调整驱动滚筒与改向滚筒位置④张紧处的调整⑤转载点处落料位置对皮带跑偏的影响⑥双向运行皮带输送机跑偏的调整7.2.4皮带输送机－第39页/共62页2023/4/2540/57第7章自动生产线机电传动与控制——7.2典型传动机构2．皮带输送机常见故障的处理——撒料（1）皮带输送机运行时撒料①加载处撒料②槽形皮带悬空段撒料③跑偏时撒料7.2.4皮带输送机－第40页/共62页2023/4/2541/57第7章自动生产线机电传动与控制——7.2典型传动机构2．皮带输送机常见故障的处理——打滑（3）皮带输送机皮带打滑①皮带的初始张紧力不够②主动轮与皮带之间的包角太小③主动轮与皮带之间的摩擦系数太小7.2.4皮带输送机－第41页/共62页2023/4/2542/57第7章自动生产线机电传动与控制——7.2典型传动机构7.2.5倍速链输送线－第42页/共62页2023/4/2543/57第7章自动生产线机电传动与控制——7.2典型传动机构倍速链输送线简介倍速链流水线最常用的行业有：电脑显示器生产线、电脑主机生产线、笔记本电脑装配线、空调生产线、电视机装配线、微波炉装配线、打印机装配线、传真机装配线、音响功放生产线、发动机装配线。7.2.5倍速链输送线－第43页/共62页2023/4/2544/57第7章自动生产线机电传动与控制——7.2典型传动机构倍速链的工程含义倍速链也称为可控节拍输送链、自由节拍输送链、差动链，其结构与普通链条基本相似，输送线上的倍速链链条的移动速度保持不变，但链条上方的工装板以及工件可以按照使用者的要求控制移动节拍，在所需要的停留位置停止运动，由操作者进行各种装配操作，完成操作后再放行工件继续向前移动。7.2.5倍速链输送线－第44页/共62页2023/4/2545/57第7章自动生产线机电传动与控制——7.2典型传动机构倍速链的基本结构图7-44倍速链结构图1-外板链；2-套筒；3-销轴；4-内链板；5-滚子；6-滚轮7.2.5倍速链输送线－第45页/共62页2023/4/2546/57第7章自动生产线机电传动与控制——7.2典型传动机构倍速链的增速原理7.2.5倍速链输送线－第46页/共62页2023/4/2547/57第7章自动生产线机电传动与控制——7.2典型传动机构倍速链的应用7.2.5倍速链输送线－第47页/共62页2023/4/2548/57第7章自动生产线机电传动与控制——7.2典型传动机构平顶链又称顶板链，

平顶链输送线广泛适用于食品、饮料、医药、化工等行业。用以洗瓶、灌装、烘干、杀菌、贴标、装箱等包装线设备之间的串联，实现自动输送产品。7.2.6平顶链输送线－平顶链分为直行平顶链和转弯平顶链两种。第48页/共62页2023/4/2549/57第7章自动生产线机电传动与控制——7.2典型传动机构平顶链结构——直行式、侧弯式7.2.6平顶链输送线－第49页/共62页2023/4/2550/57第7章自动生产线机电传动与控制——7.2典型传动机构饮料输送生产线7.2.6平顶链输送线－第50页/共62页2023/4/2551/57第7章自动生产线机电传动与控制——7.2典型传动机构悬挂链是专用于悬挂输送线上的链条，如喷涂、电镀、清洗、装配以及肉类加工等行业。7.2.7悬挂链输送线－第51页/共62页2023/4/2552/57第7章自动生产线机电传动与控制——7.2典型传动机构悬挂链的基本组成悬挂链输送线主要由轨道、滚轮、悬挂输送链条、滑架、吊具、牵引动力装置等部分组成。7.2.7悬挂链输送线－第52页/共62页2023/4/2553/57第7章自动生产线机电传动与控制——7.2典型传动机构悬挂链的应用7.2.7悬挂链输送线－第53页/共62页2023/4/2554/57第7章自动生产线机电传动与控制——7.2典型传动机构滚筒输送线又称辊子输送线，利用滚筒（辊子）作为支撑，滚筒旋转带动工件前进。结构形式有：动力滚筒线和无动力滚筒线；水平输送滚筒线、倾斜输送滚筒线和转弯滚筒线。7.2.8滚筒输送线－第54页/共62页2023/4/2555/57第7章自动生产线机电传动与控制——7.2典型传动机构7.2.8滚筒输送线－第55页/共62页2023/4/2556/57第7章自动生产线机电传动与控制——7.2典型传动机构7.2.8滚筒输送线－第56页/共62页2023/4/2557/57第7章自动生产线机电传动与控制——7.2典型传动机构7.2.9典型机电一体化控制系统－a-开环控制系统；b-闭环控制系统图7-69机电一体化控制系统类型第57页/共62页2023/4/2558/57第7章自动生产线机电传动与控制——7.2典型传动机构1、伺服控制系统用来精确地跟随或复现某个过程的反馈控制系统，又称随动系统。在很多情况下，伺服系统专指被控制量（系统的输出量）是机械位移或位移速度、加速度的反馈控制系统，其作用是使输出的机械位移（或转角）准确地跟踪输入的位移（或转角）。伺服系统的结构组成和其他形式的反馈控制系统没有原则上的区别。7.2.9典型机电一体化控制系统－第58页/共62页2023/4/2559/57第7章自动生产线机电传动与控制——7.2典型传动机构2、数字控制系统是数字控制系统简称，英文名称为NumericalControlSystem