产品自动打标机上下料机构设计

资源目录里展示的全都有预览可以查看的噢，，下载就有,,请放心下载，原稿可自行编辑修改=【QQ：11970985 可咨询交流】====================喜欢就充值下载吧。。。资源目录里展示的全都有，，下载后全都有,,请放心下载，原稿可自行编辑修改=【QQ：197216396 可咨询交流】==================== 摘 要 自动打标机上下料机构有着很多应用领域，比如零件，管件，钣金，包装，法兰等。自动上下料机构同样有着很多优点：结构简单，容易控制，自动化程度高，生产效率高，这使得上下料过程平稳高效，并且后期投入的维护费用很少。打标机自动上下料机构主要的基本工作原理是要把需要打标的产品通过吸力吸住产品，再通过滑台机构将产品运送到传送带上，最终完成自动上料任务。然后通过十字滑台机构在指定平面内的运动实现自动下料任务。当然，整个过程的自动化少不了控制系统的参与，共有5个基本控制块和两个单元控制块，以及最后一个总体的控制系统组成。它们相辅相形互相配功能合，最终实现了上下料机构的自动化。 在这次的自动打标机的上下料机构设计中，最重要的是将从机构的运动，机构的结构，以及自动化控制的方向来分析研究，以此来设计出符合生产要求的好产品。 关键词：自动化控制；上下料机构；工业生产。  Abstract Automatic marking machine feeding mechanism has a lot of application areas, such as parts, pipe fittings, sheet metal, packaging, flanges, etc. Automatic feeding mechanism also has many advantages: simple structure, easy control, high automation, high production efficiency, which makes the process of feeding and feeding process is stable and efficient, and the latter part of the cost of maintenance is very little. Play standard machine automatic feeding mechanism mainly the basic working principle is to need marking products by suction Xizhu products, and then through a slide mechanism will transport products to the conveyor belt, the final completion of the automatic feeding task. And then through the cross slide mechanism to realize the automatic blanking task in the specified movement in a plane. Of course, the automation of the whole process can not be involved in the control system, a total of 5 basic control blocks and two unit control blocks, as well as the final overall control system. They complement each other in coordination function, finally realizes the automatic loading and unloading mechanism. In the automatic label machine feeding mechanism design, the most important is the will from the motion of the mechanism, organization structure, and automatic control of the direction to analysis and research, in order to meet the design requirements of the production of good products. Key words: automatic control; up and down material mechanism; industrial production. 目 录 摘 要 III Abstract IV 第一章 绪论 1 第二章 4 2.1设计的题目:自动打标机的上下料机构 4 2.2上下料机构的功能要求及其工作原理 4 2.3数据以及相关设计的要求 4 第三章 自动上料机构的功能原理设计 5 3.1实现功能的原理方法 5 3.2功能原理优缺点的相互比较 6 3.3执行机构的型式分析 6 第四章 上料机构运动规律的总结与设计 13 4.1功能分析 13 4.2上下料机构的动作过程 13 第五章 具体方案的确定和设计 15 5.1滑台机构 15 5.2气动升降装置 18 5.3传送带 19 5.4吸盘装置 20 第六章 自动下料机构的功能原理设计 24 6.1功能原理设计 24 6.2十字滑台的组成结构 25 第七章 自动上下料机构的总体控制原理 29 结论 31 参考文献 32 致谢 33 II 37 第一章 绪论 信息时代的来临改变了产品的生产方式和效率，但制造业和工业生产的地位依然屹立不倒。而现在企业的生产过程中会遇到很多设备很多零件，它们各式各样种类繁多，如果没有一个准确的标识实在是非常不利于企业生产的管理和产品的使用。所以，为了准确的识别这些成品零件的信息，非常有必要在产品上打上标记等相关字符，就可以很方便的管理和使用比如汽车发动机的铭牌号，也是打的一种钢印。作为配套的设施，自动上下料机构应运而生。早在上个世纪产品上下料机构就已经进入到了工业生产之中。早期的产品上下料机构大多需要人工摆放、人工下料等操作，这样一来需要做大量的人力工作，而且有很多几乎是重复的。这样的打上下料方法速度慢，效率非常的低，而且特殊产品生产情况华下还会有危险。做完之后产品的质量也很难控制，并且只能做相对简单的产品生产，假如遇见了精度要求很高的情况，人工是很难完成的，远远满足不了现代化的生产要求。 但是，随着电子技术，自动控制技术等先进技术的发展与成熟，在大批量的现代化实际生产中，自动化上下料机构也逐步的应用于实际生产当中，也渐渐替代了人工生产，是现在企业产品生产的最主要的方式之一。 社会在进步，科学技术亦在不断的发展，无论工业生产、农业生产、交通运输，还是通信、宇航等各个高新领域，自动化设备和生产线现在也是随处可见。其起到的作用扮演的角色也越来越重要，此外自动化生产把工人从繁重的人工体力劳动中解放出来。人类在工业生产的活动过程中，发明和创造了各式各样的生产工具，用于代替人力完成各种各样的生产劳动。这亦使得机器与人类组成了一个被现代人称为“人机”的系统。对于不同的系统不同的生产方式我们也都有了很熟悉的认知，也了解它们在产品生产过程中体现出来的特点和它们本身所体现出来的特点。那么，自动化机械结构与组成又有什么各自的特点呢？首先，我们来来研究分析“人机”系统完成生产任务的这个过程，一般由下列的一些基本流程组成：第一，将待加工产品送、放在机器的加工位置；第二，将在产品定位、夹紧；第三，启动机器；第四，将在产品引向机器的执行机构，或这将机器的执行机构引向待加工产品；第五，机器进行加工；第六，加工完成后，使在待加工产品或工具退出接触；第七，下料加工后的产品并送至指定位置。 由于在生产的产品的不同，所用的生产的方式不同，甚至产品相同生产方式也相同，但是生产的量不同，有的大批量有的小批量，它们的步骤也有可能不一样，这是根据产品和企业的实际情况来决定的。 这些基本的步骤，有的是需要人工完成，有的是靠机器完成的。随着社会的进步和技术的成熟以及高效率的要求，自动化是产品生产的大势所趋，人力参与度必将越来越少。当机器在工作的过程中几乎没有人工参与的时候，那么这样的机器就实现了“自动化”生产。故其在没有人力资源或者很少的人力参与产品生产过程的情况下，设备可以根据之前的设定自动完成要求的生产过程，而且还可以实现循环生产的机器设备，被称其为自动化设备。这个过程也不是完全没有人力参与其中，在设备保养和生产的开始和结束的过程中，还是有人工的参与，只不过相对于整个产品的过程而言，人力参与度可以忽略不计，绝大多数是由设备自动完成的。在每一次工作的过程，首先需要人工将加工过程中所需要的物料批量的送入到料仓装置之中。生产设备启动后，首先自动上料机构把产品自动上料，然后根据要求进行产品加工；加工完成后，产品自动退出；这时自动下料机构就开始工作，将产品自动下料到要求上指定的位置并有规则的放置好，这就是一个产品上下料和加工的全部过程。然后根据周期性，下面的生产过程和前面的动作一样。 从以上对自动装备的定义可知，自动机械是一个相对的概念。因而在“人机”系统中，要是人参与的程度高，则机器的自动化程度低；相反的，则机器的自动化程度高。所以现在的产品生产总是离不开自动化的影子，这是社会发展的必然结果和要求，我们也要顺应时代的潮流，不断的改善自己保持自己的先进性和创造性。 自动化生产线系统是依照产品加工工艺过程，总的来说包括软件和硬件，也就是控制系统和执行机构。在自动化生产线上，执行机构负责执行控制系统下达的命令，按照要求进行产品的上料然后加工，最终成为其符合设计要求的成品而下料。在自动线生产的过程中，人力资源很少参与其中，仅有的工作就是为了对机器设备的使用和维护，保证生产设备的顺利平稳的运行和工作，其他的工作就完全由自动化设备完成。 经过几十年的发展，机械工业无论是产业的规模企业的数量、从业人员的数量、工业的总产值、产品增加值和企业利润等，都是有了翻天覆地的变化，令世人瞩目。也已经成为国家经济各行业技术装备的最为重要的保障，以及拉动经济社会快速发展的主要动力。经过多年的持续高速发展，使得机械制造工业在国家经济社会发展中的地位作用也越来越重要。 经过几十年的快速发展和提升，我们的机械制造水平进步很大，同时潜力也很大。虽然和一些老牌的发达欧美和日本等国家还有很大的差距，但差距经过我们的努力也是在越来越小了。作为世界上最大的发展中国家，和世界上独一无二的制造大国，中国制造的水平在逐步对的提高，对世界的影响也越来越广泛，虽然还有很多路要走，但前途是明朗和光明的。相信经过国人的努力，本世纪中叶，中国机械制造，天下无敌。 当然我们目前面对的问题还是很多的。比如我们的制造业大而不精，同时效率低能耗高。制造业体量很大，世界数一数二，但是产品科技量含金量不够，不仅和欧美日本发达国家没法比，就是和台湾和韩国相比，也是有些许差距的。对目前的所表现出来的具体的情况，故我们应该从以下几方面着手来发展我们潜力无穷的制造业： 首先要注重人才培养。21世纪人才最重要这句话人人都知道，其实何止是21世纪呢，人才无论何时何地对国家而言都是最重要的。制造业是个庞大的系统，需要各式各样的人才最为后盾。其实不仅是制造业，各行各业都离不开人才，培养具有创造性创新性的人才，是世界发展的潮流是大势所趋。 其次就是提供足够的资金。国家离不开人才，企业离不开资金，企业没有资金就留不住人才。国家可以为企业提供资金支持，让企业有更大的发展空间和发展可能。 最后就是制度上提供保障和便利。在税收方面和补贴方面可以提供力所能及的优惠和支持。如此这样，相信在不久的将来我们的制造水平定将有质的飞跃，相信其在世界制造业所站的地位也会越来越重要！ 第二章 第二章 2.1设计的题目:自动打标机的上下料机构 2.2上下料机构的功能要求及其工作原理 自动打标机就是按照要求在产品上面打印出所需要的印迹。而上下料机构就是在打标前将产品上料和打标后将产品下料的装置，下图是一个简化的自动打标机及其上下料机构的工作示意图，产品由输送带运送到推送头的前端。接着上料机构需要把产品推放到指定要求的位置，以此为下面的打标过程做好准备。待产品打标完成之后，自动下料机构把加工完的产品下料到指定的料仓里并整齐的摆放好。至此，产品一个周期的生产任务全部完成。 2.3数据以及相关设计的要求 1． 长200mm ， 宽200mm， 高100mm 。 2． 生产率10件/min。 3． 打标头与产品接触的时候，要求1秒的时间间歇。 4． 压力500N，以此来保证产品的印迹清晰。 第三章 第三章 自动上料机构的功能原理设计 3.1实现功能的原理方法： 气吸原理： 图3.1 其工作的原理是：在吸盘压到被吸的物体之后，此时吸盘内部的空气会被真空泵由吸盘上面的管路抽走，使得吸盘内部的气压状态为真空的状态。而吸盘外部的大气压力把吸盘稳定的压在被吸物体上面，几乎形成了一个整体，从而实现共同的运动。 摩擦传动原理： 图3.2 工作的原理：摩擦轮传动是指两个相互紧压的滚轮，接触面所产生的摩擦力被用来传递力，以此来实现物体的运动的。 工作原理：一个物体静止不动，施加一个推力促使该物体实现运动。 3.2功能原理优缺点的相互比较 通过分析比较可以得知，气吸对物体表面平整度与光滑度的要求非常高，因为一旦出现有凸凹的情况就很难做到一个真空的环境，从而不可能实现吸附的传动目的，此外气吸是需要外加气体以及动力的，比较繁杂。 滚子摩擦传动的结构简单、制造方便、运转平稳、噪声较低，过载的时候也可能产生打滑现象（打滑也可以保护设备中的重要零部件，防止损坏），此外传动比是比较容易调节的，调节的范围也很广泛，可以实现无极变速的功能要求。但是，工作的过程也有打滑的现象，它的工作精度就会相应的受到影响，相率也相应的有所降低。此外，它的结构尺寸往往较大，在负载也不小的情况下，往往使行程的可控制性降低。 由于工艺运动的要求和线路特点，采用推括的方法原理工作可靠，效率较高，结构简单，制造方便。 3.3执行机构的型式分析 3.3.1执行机构型式设计的原则 1满足上下料机构的工艺动作和运动要求。 2尽量简化相应的运动链，优先考虑采用最为简单的机构。 3尽量减小机构的尺寸。 4合理选择运动副的形式。 5考虑动力源的形式。 6使上下料机构具有良好的传动条件和充足的动力特性。 7使生产设备具备调节相应运动参数的能力。 8保证机械的安全运转与产品生产。 3.3.2机构的选型 为了实现自动打标和自动上下料功能，可将功能分解为如下的三个分功能： 1. 上料功能 2．打标功能 3．下料功能 其中上料功能和下料功能是本次毕业设计的主要内容，但需要注意的是：上料和下料的同时也需要和打标机进行配合，如此才能完成自动打标和自动上下料的完整的生产过程。 功能分解图： 自动打标机及上下料机构 自动上料功能 自动下料功能 自动打标功能 图3.3 方案的比较与选择 方案一: 图3.4 机构特点：上料和打标都采用了凸轮连杆机构。 优点：机构简单，方便制造，成本较低。 缺点：打标时会产生相应的惯性，此外机构使用同一个凸轮的，这些情况会导致定位的精度不怎么准确。另外凸轮的制造的难度还是不小的，在使用的过程中磨损现象也很普遍。假如仅仅是为了保证一定的耐磨性，而选用其他耐磨的材料制造凸轮的话，制造成本是挺大的，性价比较低。 方案二: 图3.5 机构特点：上料采用6杆机构， 打标和下料采用凸轮连杆机构。 优点：机构传动路线较短，印章的打标精度相对较高。 缺点：这种情况的对配合的要求还是不低的，如果用同一个凸轮来实现打标和下料的双重功能，那么其结果是对凸轮的要求就会很高。同理，如果一个凸轮同时运行两个杆件的话，那么杆件的合理的分布设置就会有很高的难度，从而对杆件强度的要求往往也不会很低的。最后一点，机构中所需的杆件的挺复杂，不是很容易的制造出来，就算可以制造出来，价格往往也会不低的。 方案三: 图3.6 机构特点：上料所采用的是多杆机构，应用皮带实现下料的功能。 优点：结构简单易于制造，很便宜很经济。 缺点：此方案是这几种方案中，配合要求最高的一个。并且对上料装置的摆放与类型的选择造成很大的困扰，很难实现批量的产品生产，人工操作的比重占了很大的一部分，所以其效率不高。 方案四： 图3.7 机构特点：上料的过程采用的是曲柄滑块的机构，产品的下料使用槽轮机构来实现。 优点：槽轮的具备间歇运动的特点，产品的加工效果比较好。此外机构连续性强，运作相对比较的稳定。 缺点：上料时的产品是人力来实现的，自动化程度低，效率自然而然就不高，另外人工的精度相对较低，不符合产品自动化加工的生产要求。另外，槽轮机构的加工也不是很容易就可以实现的，并且在生产过程中存在刚性冲击的问题。 方案五： 图3.8 机构特点：上料和下料均使用机械手结构。 优点：自动化程度高，受人为因素较小，定位准确，工作过程稳定，应用灵活，所以它的工作效率很高。 缺点：机械手结构复杂，制造较难，保养繁琐，维修不便，所以它的使用成本和后期保养成本都很大，被大规模装备使用不太现实。 最终选择方案： 图3.9 该机的机械部分主要由： 1. 气压升降装置2. 吸盘机构3. 滑台等运动机构组成4.输送带机构5.机构支架等。 该装置如图所示，其工作过程也很并不复杂，但完全能够满足自动化生产的要求，所以效率也很高的。其简要的工作过程是：首先是产品的提升过程。在工作时，需要上料机构垂直提升产品，从而完成保持产品在一个稳定的高度，从而为下面的吸盘的吸取做好准备。可以气压装置等来实现。其次是产品被吸盘吸附的过程。当上料机构的推送过程达到一定位置的时候，吸盘开始了吸附产品的过程。接着是水平运动过程。当字盘机构完成推产品的吸附，滑台机构就开始水平运动，使产品被送到传送带的上方。然后是吸盘释放产品过程。产品被送到输送带上面之后，吸盘释放产品，使产品落在输送带上。最后是产品的传送过程。产品在传送带上被送到指定的地方，从而完成了产品的上料过程。这是一个周期的全部内容，下面的动作就按照这个循环周而复始的进行。 选择该上料装置的主要原因，也就是该装置的优点可以总结为以下几点：能够实现自动化生产，避免了人工的参与，提高了生产效率。本机构结构简单，占地面积小且容易制造，可操作可实现性强。成本较低，效率较高，装置总体的性价比比较有优势。总结该装置的特点，我们可以看出本装置完全符合生产要求，这也正好是我们为何选择该上料装置的主要原因。 第四章 上料机构运动规律的总结与设计 第四章 上料机构运动规律的总结与设计 4.1功能分析 自动上料机构工作过程： 1 料仓底座的气压装置将保持一定高度。 2 吸盘吸取产品。 3滑台机构把产品送到传送带上方。 4吸盘释放产品，产品落在传送带上。 5输送带将产品输送，完成上料全部过程。 自动上下料机构的传动系统，是由若干个传动链组成的，通过各个传动链将原动机的运动形式转变成为执行机构所需要的运动形式。传动方案我们确定了之后，而且要开始进行传动链的设计，那么执行机构和原动机的运动的参数此时就应该确定了。这些运动参数是设计自动机械机构的原始运动形式和参数。不同的运动形式对应有着不同的运动参数。在上下料机构的运动形式中，我们平时最为常见的有回转和直线两种运动方式。这也是平时很复杂的运动通常分解成的两种运动方式了。 为了实现上下料机构的自动上下料的运动功能，可由凸轮，连杆，导轨，滑块，支架共同配合，实现产品的自动上下料，同时还要满足与打标机有一秒的时间接触，以及产品的生产效率为每分钟10件的具体要求。 4.2上下料机构的动作过程 （1）产品的提升过程。在工作时，需要上料机构垂直提升产品，从而完成保持产品在一个稳定的高度，从而为下面的吸盘的吸取做好准备。可以气压装置等来实现。 （2）产品被吸盘吸附的过程。当上料机构的推送过程达到一定位置的时候，吸盘开始了吸附产品的过程。 (3)水平运动过程。当字盘机构完成推产品的吸附，滑台机构就开始水平运动，使产品被送到传送带的上方。 （4）吸盘释放产品过程。产品被送到输送带上面之后，吸盘释放产品，使产品落在输送带上。 （5）产品的传送过程。产品在传送带上被送到指定的地方，从而完成了产品的上料过程 4.3上料机构的动作过程简图 图4.1  第五章 具体方案的确定和设计 第五章 具体方案的确定和设计 5.1滑台机构 1、实现上料功能的机构是气压升降装置和吸盘装置以及支架和传送带相互配合来共同完成的。其中支架上的滑台机构是连接吸盘实现平移的核心部件，是设计中最重要的地方。 2、实现下料任务的自动下料机构是有两个滑台机构组成的十字滑台机构，此机构可以在指定的平面内运动，实现自动下料的功能。 3、按照工艺的动作要求拟定运动循环图。 4、送料夹紧机构、和输出机构型号的选择。 5、本设计运动方案的确定前应该考虑多种方案，尽量提供多种可能性。然后进行方案的对比，最后用较优的方案作为最终的选择方案。 6、根据选定的执行机构的运动形式及其运动参数，以此来确定机械传动扽最终的方案，最后还要画出具体的传动方案图纸。 7、也要对机械传动系统以及执行机构用得到的尺寸进行必要的核实计算。 8、系统机械运动方案简图按照要求进行绘制。 9、对执行机构进行必要的运动分析。 10、传动机构的比较与选择： 机械系统中，传动机构就像介质一样传递着力和运动形式，起到了中介的作用，也是机械机构设计中不可缺少的机构。常见的传动机构有很多，主要有：摩擦传动机构，带轮传动机构以及齿轮传动机构。上述传动机构各自的特点如下： （1）摩擦传动：摩擦传动的主要原理是通过两构件之间的摩擦力来传递力和运动的。它的主要优点是机构简单制造方便，亦可以实现无级变速。同时，在发生过载情况的时候，两轮间会发生打滑现象，起到了过载保护的效果，避免了不必要的麻烦和损坏。但是，这种传动也有很大的缺点，那就是传动的不精确。同时，两轮在工作过程中始终是处在压紧的状态下（传动要有一定要求的摩擦力的），故两个轮子非常容易发生疲劳损坏的现象的。此外，传动的机械效率也是比较低下的。 （2）带轮传动：这种传动主要是通过摩擦力来实现传动的作用的，其主要优点是机构非常简单所以也很造价低廉，工作过程比较平稳等等。通常用于两轴间距离较远的传递方式，此外和摩擦轮转动一样也有过载保护特性，有效避免过载产生的问题。但是由于不能尽量避免带与带轮之间产生的相对滑动的现象，所以它的传动的精度也是比较低的。还有就是带与带轮间需要有满足要求的摩擦力，这个必会将增加带轮轴中的压力，这样会加大对轴承轴颈的磨损消耗使机械效率大大降低。 （3）齿轮传动：齿轮传动在平常生产生活中的应用很是广泛，大家也会经常在生活中看到或者多多少少的接触到。它所适应的速度和传递功率的范围非常广，圆周速度能够达到300mm/S，功率也可以达到1000000KW，并且可以适用于平衡轴、相交轴以及交错轴之间的传动。其主要的不足之处是：需要专门的制造设备，其成本相对就比较高；精度低时它的噪声和震动也是比较大的；不适用于距离较大的传动形式等等。同样，齿轮的类型也是非常的多，按照两齿轮轴线的相对位置以及齿轮线形状可将其分为： 平行轴齿轮传动，相交轴圆锥齿轮传动以及交错轴齿轮传动等等。在闭式传动中，齿轮与轴承全部封闭在刚性箱体的内部。外界的杂质很难进入其中，所以有着良好润滑条件和清洁条件，应用因此也是比较广泛的。而开式齿轮传动就是完全外露，灰尘和杂物容易落入啮合区，虽然可以保证良好的润滑条件，但是齿轮面容易磨损。半开式齿轮拥有简单的防护罩，较开式齿轮工作条件改善很多，但是也不可避免有灰尘等杂质的落入。所以，开式传动与半开式传动多被用于低速传动和要求不是很高的生产场合。 传动形式的选择及其原因： （1）摩檫传动的精确性较低，在传递的过程中也不是很稳定的，故不使用摩擦传动的方式。 （2）在自动上料和下料的过程中，各机构间需要有一定的距离。而使用齿轮带传动可以满足上述的要求，而且传送带传动过程平稳，操作使用也很方便。 经综合分析与比较，我们最终选择丝杠滑台传动作为上下料机构执行机构的最终的传动方式。 图5.1 导轨 导轨主要设计用来引导物体按照所设置的轨迹运动的机构，并且还起到了承重的作用。在机械行业应用广泛，机床中也都会有导轨的影子。导轨的种类很多样式也各式各样，大小根据实际生产应用情况也不尽相同。大的能做的很大，小的也可以做的很小，主要就是根据实际情况来觉得。在此，我们就大致把最常见的导轨举例给大家，并且大概的介绍它的各自所具备的特点等等，其内容如下： 滚动直线导轨及其优点： 1)滚动直线导轨副，是指在滑块与导轨之间加入适当的钢球，从而使滑块与导轨之间的滑动摩擦变为滚动摩擦。如此这样，运动摩擦阻力会明显的减小，从而使其随动性变的很好，这样可以极大的提高数控系统的回应速度和灵敏度。 2)驱动功率大幅度下降，只相当于普通机械的十分之一． 3)适应高速直线运动，其瞬时速度比滑动导轨提高约10倍。 4)能实现高定位精度和重复定位精度． 5)能实现无间隙运动，提高机械系统的运动刚度。 6)在成对使用导轨副的时候，有可能会产生“误差均化效应”。会导致加工精度降低，从而降低了基础件的制造难度。 7)简化了机械结构的设计和制造。 滑动导轨及其种类形式： 三角形导轨：该导轨在磨损后可以自动补偿，所以他的导向精度较高。它的截面角度的设计，是由载荷大小和导向要求共同决定的，一般情况下为90°。要想增加承载的接触面积，同时减小比压，则应该在导轨高度不变的情况下，选用较大顶角的（通常为110°～120°）。而为提高导轨的导向性，则应该使用较小的顶角了（60°）。假如说导轨上在两个方向上所受到的分力相差很大的话，就应该采用不对称三角形，这样可以使力的作用方向尽可能的垂直于导轨面，起到保护导轨的效果。 矩形导轨：优点有很多;结构简单，很容易制造检验，修理的话也是很方便的。导轨接触面比较宽，所以承载力也较大，接触面的刚度也很高，所以这种应用最广泛最常见。但它的缺点也很明显：它的导向精度是没有三角形导轨高并且磨损后不能自动补偿，是需要做相应的调整的。 燕尾形导轨：燕尾形导轨的调整夹紧较为简单方便，而且它的高度小，结构也较为紧凑。但它的摩擦力较大而且刚度较差。主要适用于对运动的速度要求不高，并且受力不是很大的场合。 圆形导轨：容易制作，容易达到配合要求的，但一旦磨损就不可以进行调整间隙。可以在圆柱表面开键槽或加工出平面，以防止回旋转动，但是不能接受很大的扭矩。主要被用于承受轴向载荷的场合。 5.2气动升降装置 这里的气动升降装置主要起到始终将即将要吸取的产品保持在一个固定的高度的作用，以便于吸盘每次都可以稳定无误的吸取。为了实现这个功能，气压装置要放在料仓的底部，气压装置顶起板材，板材带着产品上升。 为了实现自动化，就需要对气压装置设置控制器，已达到所需的运动要求。另外，当所有产品都吸取完了之后，气动装置应该回到料仓最底层，为下一循环的工作做好准备。 图5.2 5.3传送带 传送带结构简单，使用方便，但在上料过程中也起到了重要作用。但要注意的是，本产品打标有时间要求，所以在传送带带速的设计上要和打标的时间配合，满足生产的要求。 此外，对传送带摆放的位置也要和吸盘互相照应，确保吸盘可以准确的将产品放在传送带上。当然，传送带的高度要适中，即不能太高，以免与吸盘发生干涉，也不能太低，防止产品落位有大的偏差。 图5.3 5.4吸盘装置 上料过程采用真空橡胶吸盘来实现的，如图。而其吸力来自负压阀。而负压阀的结构简图我们如图可见。 图5.4 图5.5 气动原理简图： 图5.6 当压缩空气通入负压阀时，由于产生的流量是不变的，所以当阀孔截面减小时流速会很快的增大。根据流体力学中的贝努力的方程，我们就可以找出产生负压的理论依据： 其中---------流体中某截面上的静压能 ---------流体中某截面上的动压能 Z------------流体中某截面上的势能 C------------常数 -----------液体的重度 此公式表明，在忽略一些次要因素影响的情况下，流体中任意一截面上的静压能，动能与势能之和为一常数。在图5中的截面 I 与截面 Ⅱ中，首先忽略 与 的微小差异。再考虑 因 　＜　 　 所以 ＜ 又因 已接近大气压，即相对压力近于0，所以 的相对压力是负值。即产生一定的真空度。因为产生的空气压力是有局限性的（一般工厂通用0.8MPa )，此外管路也有可能不是完全密封的情况，所以有可能得到的负压还不可以满足所需的真空状态。但是，因为作用于φ120 的吸盘上的吸力可以达到15Kg左右，所以用于一般的产品上料，这样的吸力完全满足要求了。特别的，是本机采用吸取上料的前半部分，料仓会撑起支撑起产品，这样开始吸盘所受的力很少很少，这对于产品的上料平移具有很好的条件支撑。 上料机构的负压也有的是根据真空泵而产生的，这样的话虽然吸盘中的真空度能大一些，吸力也更大很多，但成本要增加很多，所以在都可以满足条件的情况下，真的没有必要了。 5.5上料机构的自动化控制 上料系统要想安全顺利有条不絮的进行，除了对硬件的严格要求外，对各个机构间配合控制系统的软件要求也很高。具体来说就是：吸盘的控制，滑台的控制，气压上升装置控制，甚至是传送带的带速控制，这几个板块间的自动化控制和它们为了更好配合的总体控制。只有这样，才能满足井然有序的生产要求，才能，才能实现最大的生产效率。 上料机构的自动化控制系统的原理图： 图5.7  第六章 自动下料机构的功能原理设计 第六章 自动下料机构的功能原理设计 6.1功能原理设计 自动下料机构的设计相对于自动上料机构的设计来说要简单很多，它的运动的过程也不复杂，就是把已经打标好的产品有序的规律的放入料仓的过程。根据这个运动过程，我们可以把自动下料机构的原理设计大体上分为两个思路：1.料仓的位置不变，产品落下的轨迹变化；2.产品落下的轨迹固定，料仓的位置按照要求变化。当然，还有两种位置都发生变化的方式，但是这个过程复杂，在实际的生产过程中完全没有必要，所以这个情况，我们在这就不考虑了。 两种方法的比较：都能实现下料的要求，但比较后我们发现还是第二种方法更好一点，原因是料仓的体积较大，那么产品的轨迹的位移就很大，而且位移次数也很多很多，假如料仓有200件产品，那么就需要200的位移。原理说是可以实现的，但太复杂效率也不高，所以我们在这里就选择了第二种方案了。通俗地讲就是让料仓动起来，这个过程大家都知道是个平面运动的过程，而要实现平面内的运动，简单的来说用两个方向就可以实现了，那就是横向和纵向。有了这两个方向的运动，平面内的任何一点都可以到达了。这种方式非常简单而且容易实现，我们用最常见的十字滑台就可以了，就能够满足自动下料的要求了。 我们把料仓固定放在十字滑台上，在配上相应的自动控制系统，进而料仓可以在平面内运动，从而达到自动下料的要求了。 所以，其自动下料原理的核心结构内容即为十字滑台机构，其十字滑台机构如图所示: 图6.1 如图所示，十字滑台机构可以实现在横向和纵向的运动，进而在整个平面内的任何一点都可以实现，在最上层的平台上加上料仓，就可以实现产品的自动下料的要求了。其原理简单，构造方便，易于实现，是我们最终选择这种方案的充分理由。 6.2十字滑台的组成结构 十字滑台机构主要由底座，电机座，线轨迹，滑台面，轴承座，丝杆等等组成。 其构成如下图所示： 图6.2 图6.3 图6.4 6.3下料机构的自动化控制 要实现自动下料的功能要求，必然要进行控制系统的设置。首先要进行横向的控制系统的设置，或者纵向控制系统的设置，再进行下料机构总体的设置，达到对横向和纵向相互配合相互联系的要求，准确无误统一高效的完成自动下料的生产任务。 下料机构的自动化控制原理图： 图6.5 通过十字滑台横向运动和纵向运动的交叉运动，实现了下料机构在整个平面内的运动，从而实现了自动下料的要求，实现了自动化生产。所以这个设计方案是合理可靠的，同时效率也高经济性也很好。 在此，需要注意的是上料机构和下料机构间也是需要产生联系的，这样才能上料和下料的配合这工作，避免产生不必要的干涉，所以我们要考虑在上料机构和下料机构间也要安置一个总的控制器，协调各个机构间的稳定工作。 图6.6  第七章 自动下料机构的总体控制原理 第七章 自动上下料机构的总体控制原理 在前两章我们提到了上料机构的控制原理和下料机构的控制原理，现在我们需要在在上料机构和下料机构间设置一个总体控制装置，以此来协调上料机构和下料机构间的工作动作，起到总体调节配合的作用，确保自动上下料工作的平稳高效的运行，达到生产的具体要求。 第五章我们设计了自动上料机构的控制系统，以此来实现自动上料机构的自动化上料要求，达到自动化上料的生产的目的。 上章也就是第六章，第六章我们设计了自动下料机构的控制系统，以此来实现自动下料机构的自动化下料要求，达到自动化下料的生产的目的。 所以本章也是我们最后的工作就是把上料机构和下料机构的控制系统串联起来，形成一个统一的整体，从而达到上料工作和下料工作配合统一的目的，使上下料的整体工作平稳顺利的进行。 所以，根据这个思路，我们就可以设计出上下料机构的总体控制原理，在此就不进行过多的文字阐述，那么我就直接用其原理图来表示了，其原理图如图所示： 图7.1 从原理图我们可以知道，上下料机构的控制系统分为6个小块，两个大块，和一个总体控制系统，它们彼此协调相互作用彼此作用，缺一不可相辅相成，共同组成了上下料机构的控制系统，实现了自动上下料的生产控制要求，达到所期望的生产目的。  结论 结论 本次毕业设计让我成长了很多也懂得了很多，不仅是知识上还有态度上心灵上。通过本次毕业的设计，我们系统的复习并掌握了大学所学的相关专业知识，同时也深深的感受到了学习的重要性，此外也领会到了设计也是一种学习的机会和方式。在本次的设计当中，我需要把产品自动打标机的上下料机构设计出来。在研究过程中，针对自动化和机构的设计的难点进行了学习钻研。在设计的具体操作上采取了一系列的合理的措施，保证了生产的设计要求。 在本次的设计过程中，我综合的运用了系统的设计方法以及相关的设计制图软件，当然也应用了相关的设计资料和文献（包括手册、标准和规范等）。在本此外，在本次的设计过程中，也运用到了所学的基本理论知识，正确解决工件的设计和绘制的问题。选择合理的设计方案，需要进行必要的设计计算，并且根据课题设计出符合要求的具体方案。 最后，在本次毕业设计中自己虽然学到了很多知识和技巧，但也确实存在一定的不足之处，我觉得这都是本次毕业设计的价值所在。所以，通过本次的毕业设计，在以后的职业生涯中应该加倍的努力，以脚踏实地稳扎稳打的心态去办好每一件事，努力实现自己的人生价值和社会价值。 参考文献 参考文献 [1] 刘守勇. 《机械制造工艺与夹具》.北京：机械工业出版社， 1994. [2] 杨昕.《气动打标系统的分析与研究》[J].湖南农机，2007 [3]孙玉芹等主编．《机械精度设计基础》[M]．科学出版社，2004． [4]谢红,张建刚,高志清.《新型常用机构的设计》[J].机械设计与制造. 2001(03). [5]大连理工大学工程画教研室编著．《机械制图（第四版）》[M]．高等教育出版社，2002． [6]刘震北.《液压元件制造工艺学》[M].哈尔滨：哈尔滨工业大学出版社，1992. [7]何元庚. 《组合机构特征及其判别》[J].机械设计与研究. 2005(06). [8]阎石.《数字电子技术基础（第四版）》[M].北京：高等教育出版社，1998. [9]大连机床研究所.《组合机床设计》[M].北京：机械工业出版社，1966-1 [10]史新明. 《机械设计基础》.2版.南京：东南大学出版社，2008. [11]王先逵.《机械制造工艺学》[M].北京：机械工业出版社，2004-5 [12]大连理工大学工程画教研室编著．《机械制图（第四版）》[M]．高等教育出版社。 [13]《工业机器人发展现状与趋势》[J]. 孙志杰,王善军,张雪鑫. 吉林工程技术师范学院学报. 2011(07)。 [14]《机械手上下料控制系统关键技术研究》[D]. 王学良. 江南大学 2012。 [15]《柔性制造单元上下料机构的改进设计》[J]. 王世鹏,解艳彩,闫雪峰.组合机床与自动化加工技术. 2011(06)。 [16]《自动上下料装置的设计与研究》[J]. 常淑凤. 电脑知识与技术. 2009(28)。 [17]《夹片自动上下料机构设计》李书平； 陈岳坪；范聚吉；2011年08期。 致谢 致谢 首先，这次的毕业设计是在我的毕业导师李晓晖老师的无微不至的关怀和细心慷慨的指导教育下完成的。李老师态度严格，治学精神严谨，但不失平易近人的生活态度和工作作风，已经深深的感化和激励着我们。李老师给予了我良好的课题条件和必要的帮助，让我从本次的设计中得到了特别好的锻炼。同时，在生活态度上以后的工作的价值观上也为我矫正了很多，我也一直谨遵教诲，在此表示深深的感谢。此外，老师也教会了我们许多的专业知识和相关的机构设计方法和设计理念。再次向李老师致以诚挚的感谢和崇高的敬意。希望李老师无论在工作上还是生活上都一帆风顺。 时光如梭白驹过隙，转眼便到了大学毕业的时刻，虽说天下没有不散的宴席但还是感觉舍不得，有很多话想对同学和老师说。离校的日子越来越靠近了，毕业论文的写作也已经进入了尾声，答辩后大家就各奔东西了，在这个过程中有太多需要感谢的人。刚开始接触到这个设计题目的时候自己也是没有任何的思路想法，后来经过同学室友的谈论和老师的指点开导，慢慢的有了自己的想法，再经过完善，形成了一个成熟可行的设计方案，同时也获得了老师和同学们的认同。 此外，还是要感谢的那就是我的大学，我的校园生活。大学给予了我很多很多，我的知识我的价值观人生观，我的快乐我的回忆，我的青春我的刻骨铭心。没有大学没有校园就不会遇到我那可爱的室友敬爱的老师，还有很多的朋友。有人说不上大学的人生是不完美的，我很赞同，这是一段回忆一段快乐，一段刻骨铭心一段人生旅程。这段旅程结束，我们即将进入下一站，走之前我会挥挥手，我会说感谢,感谢！