生产装配线中气动分度盘的设计

2009年第1期 (总第210期) 农业装备与车辆工程 AGRICULTURALEQUIPMENT&VEHICLEENGINEERING No．120()9 (Totally210) 生产装配线中气动分度盘的 设计 领导形象设计圆作业设计ao工艺污水处理厂设计附属工程施工组织设计清扫机器人结构设计 吴修文，郭红玉，何伟宁 (泰安市农业机械科学研究所，the,泰安271000) 摘要：简要介绍了气动分度盘的结构、气动原理和工作过程，说明了气动分度盘参数的选定和计算方法，明确了气动分度 盘的优势，在自动装配线上应用推广前景广阔。 关键词：气动分度盘；自动装配线；自动控制 中图分类号：THl22 文献标识码：B 文章编号：1673—3142(2009)01-0042-03 DesignofPneumaticDialinAssemblingLine WUXiu-wen，GUOHong-yu，HEWei-ning (TaianAgriculturalMachineryResearchInstitute，Taian271000，China) Abstract：Thestructure，pneumaticprincipleandworkprocessofpneumaticdialisbrieflyintroduced，theselectionandcalculation methodforparametersofpneumaticdial,arepresented，advantagesofpneumaticdialareexplicated．Theprospectsofitsapplication inautomaticassemblinglinearegiven． KeyWords：pneumaticdial；automaticassemblingline；automaticcontrol 前言 随着我国工业化的进一步深化．工厂的生产经 营由粗放式向精细化过渡，要求进一步提高劳动生 产率：随着劳动力成本的增加和民工荒的延续，劳动 密集型的产业也迫切需要解决自动化生产的问题． 以提高生产效率。例如在食品灌装和包装行业等领 域。以前各工序多数采用人1二操作，效率低下。目前 在自动装配线上通常采用棘轮棘爪结构进行间歇操 作。虽然一定程度上提高了效率。但是不能实现自动 化控制。影响了装配线的生产水平：采用步进电机驱 动的回转分度盘虽然实现了自动控制．但是它驱动 力矩小，定位精确度低。推广应用受到了一定的限 制。应用气动分度盘的自动装配线就是为了适应当 前工业化生产的自动化而应运而生的．它能实现生 表 关于同志近三年现实表现材料材料类招标技术评分表图表与交易pdf视力表打印pdf用图表说话 pdf 1常用回转间歇操作机构主要技术经济指标对比 机构 回转机构 分度盘 收稿日期：2008—10-10 作者简介：吴修文(1964一)，男，山东泰安人，高级工程师。泰安市农 业机械科学研究所副所长。 ·42· 产的高效、精确、自动化。 棘轮棘爪机构、步进电机回转机构和气动分度盘 三种回转间歇机构的主要技术经济指标对比见表1。 1气动分度盘的主要结构和工作过程 1．1主要结构 气动分度盘主要由分度盘机构、定位机构、驱动 机构和电气自动控制系统等部分组成。其中分度盘 机构由分度盘、回转轴和机架构成：定位机构由带磁 性开关的双作用定位气缸、定位销构成：驱动机构由 带磁性开关的双作用气缸、摆臂和啮合销构成；电气 自动控制系统包括PLC、常断型2位3通电磁阀、速 度控制阀和光电开关等。气动分度盘简图见图1。 I 。墼 助 钥眩] 占澍＼酥尸 泣沁乜三√ U ≮ ’、＼卜月＼ l、 J、 l 咩纠 、 乡’／x＼。 图1气动分度盘简图 万方数据 吴修文等：生产装配线中气动分离盘的设计 2009年1月 1．2工作过程 驱动机构由推进气缸l、啮合销3、啮合气缸4 和摆臂5组成。啮合气缸4安装在摆臂5上且随摆 臂绕回转轴6旋转，推进气缸1推动摆臂绕轴6旋 转；定位机构由定位气缸7和定位销8组成，定位气 缸7驱动定位销8伸出或缩回；分度盘机构由分度 盘2和回转轴6组成。分度盘2绕回转轴6旋转。 气动分度盘初始工作状态是定位气缸驱动定位销伸 出定位．啮合气缸和推进气缸缩回。其工作过程：一 是啮合气缸伸出使啮合销与分度盘啮合：二是定位 气缸缩回使定位销与分度盘脱离：三是推进气缸伸 出推动摆臂绕回转轴旋转前进一个工位；四是定位 气缸伸出使定位销插入分度盘的定位孑L中；五是啮 合气缸缩回使啮合销与分度盘脱离；六是推进气缸 缩回驱动摆臂回转到初始位置，一次T作循环完成。 正常工作时通过PLC控制程序重复以上工作循环， 即可实现自动化连续作业。其气动原理图见图2。 推进气缸组合 定位气缸组合啮合气缸组合 旧 f宁 咀酊 —]I 囱囱 囱匐 础珊刎2础唧鄙唧卿 图2气动原理图 O．020．040．050．0020．ol2nll 20．00 -I‘—-—------------—--———一J 0．020．030．n52002 200l -IHHH4———_()_ 20川 _{}_—————一 0．1)20．030-1)620．03 2002 -t t---tH卜一卟———_()- 2002 ■P—————-一 nol0．030．06加．04 2003 1HH卜一／}———心 2003 l -I‘----------------_J 0川0．030．052005 20．()4 -t I--qHh1／卜———()_ 2004 -I‘---—------------_J 0‘0l0，040舾20瑚 20D5 -tHH卜一／}———_()_ 2005 ■h—————-一 2000 10．0l _1 p 100l2nf)4 -IH，}—．J 烈 ． 1罂 10．02加03 -I卜—◆'-．J 20．1)2 1000 _1 ． p 10∞2005l_H／}—J n丽 图3自动控制程序 为了保证气动分度盘运行的可靠性和安全性。 在PLC程序中设置了气缸间动作的互锁。其互锁原 理是：推进气缸伸出时，啮合销与分度盘充分啮合， 且定位销与分度盘必须完全脱离．以防止分度盘旋 转时卡死；推进气缸缩回时，定位气缸必须伸H{使定 位销完全插入分度盘的定位孔中．使分度盘精确定 位，同时啮合销与分度盘完全脱离。 气动分度盘的精确运行是通过PLC编程控制 而实现的，其自动控制程序见图3。 其PLC输入输出点说明如表2： 表2输入输出点 输入点 输入点说明 输出点 输出点说明 2技术参数的选定 气动分度盘的设计参数主要有驱动力矩(肘)和 转动频率(力。驱动力矩取决于气动分度盘的转动惯 量(．，)和气动分度盘的角加速度(卢)；转动频率取决 于生产节拍。频率大小通过调节速度控制阀控制气 缸活塞运动速度来实现。气动分度盘的驱动力矩肘 和频率厂计算公式如下： M=7／xAxPxL=Jx／9(1) f=60+{2x(Ti+研死)} (2) 其中，死(乃)=H÷V(3) T3=2xLxsin(1800÷n)÷y (4) 式中，肼一气动分度盘的驱动力矩，N·m； 厂-气动分度盘的频率； 旷负载率，水平运动工况时取1≤o．5； A一无杆腔的有效受压面积，mm2；瞅用压力，MPa； -回转半径．m： ．卜气动分度盘的转动惯量，kg·m2； 伊一气动分度盘的角加速度，rad／s2； 兀(死)一啮合(定位)气缸伸出所用时间，s； 焉一推进气缸伸出所用时间，s； 肛啮合(定位)气缸的行程，mm； 己一回转半径。m； ，卜一气动分度盘的工位数： ·43· 万方数据 2009年第1期 农业装备与车辆工程 y一活塞速度，mlil／s。 3应用实例 以气动分度盘在食品自动包装线中应用为例说 ．明气动分度盘主要技术参数的确定。经计算知该气 动分度盘的转动惯量．，为0．8kg·mz。根据生产节拍 知转动频率．厂为120，则选定推进气缸伸出时间(乃) 为0．15s，即转过一个工位所需时间为0．15s，推进气 缸工作行程(s)为0．073m．已知气缸工作压力P= 0．5MPa，L=O．095m，n=8，’7=o．5，则气动分度盘的角 加速度p=(1+8)x2+0．152一11．1rad／s2，由公式(1)可 知无杆腔的有效受压面积为： A=(少够)÷(叩×陬￡) =(0．8xl1．1)÷(O．5xO．5xO．095)一374mm2 推进气缸活塞速度为： y=S÷I"3=0．073+0．15=0．487m／s 据此从气动元件产品中选择符合数据A和V 的推进气缸；同理可以确定啮合气缸和定位气缸。 4结论 在自动生产装配线上气动分度盘的应用推广前 景非常广阔，不仅可以实现生产的高度自动化，而且 可以提高劳动生产率，降低生产成本，提高经济效 益。应用气动分度盘具有以下优势： a．结构简单、驱动力矩大、工作安全可靠、自动 化水平高、操作维修便捷。 b．气动分度盘控制平稳。频率可调、定位精度 高、噪音低、无环境污染，可以满足不同生产的要求。 c．能极大地提高生产效率，降低生产成本，降 低产品的废品率。 参考文献 [1]陆鑫盛，周洪．气动自动化系统的优化设计[M]．上海：上海科学 技术文献出版社．2005． [2]徐灏，邱宣怀，蔡春源等．机械设计手册(第5卷)[M]．北京：机械 工业出版社出版．2000一01． [3]常斗南，李全利，张学武．可变程序控制器原理·应用·试验[M]． 北京：机械工业出版社出版，1998一07． [4]高中毓．机电一体化系统设计[M]．北京：机械工业出版社出版， 2【lfIn—f19 (上接第9页) 合评判向量：B=A。R=(0．3172，0．3786，0．3042) 第二步，求内部空间评判矩阵 此轿车的内部空间尺寸见表4。 利用隶属函数模型得单因素矩阵： R= l 0．25 0．8 l 0 O 0 0．75 0．2 0 1 1 各因素的权重为A=(0．2，0．24，0．15，0．15，0．13， 0．13) 评判向量为B=AoR=(0．53．0．47) 第三步．求总体综合评判向量 根据 评价 LEC评价法下载LEC评价法下载评价量规免费下载学院评价表文档下载学院评价表文档下载 系统具体要求，可以得出第一级因素权 重为(0．5，0．5)，则系统综合评判向量为B综=A综氓综= (0．4236，0．4243，0．1521)，由此看来该车的舒适性 评判结果为“良好”。 4 总结 初级经济法重点总结下载党员个人总结TXt高中句型全总结.doc高中句型全总结.doc理论力学知识点总结pdf 本文以人机工程学和模糊综合评判原理为基 ·44· 础．综合考虑坐姿舒适性和驾驶员与室内空间的关 系，研究了汽车内部布置舒适性评价方法。利用 VC++6．0作为开发工具，对UG软件进行二次开发， 实现了方便灵活的人机交互界面。用户只需按照提 示输入相应的参数，即可自动给出校核结果。 通过建立坐姿舒适性评价模型、内部空间评价 模型可以很好对乘坐舒适性进行评价。能够有效地 减少设计环节，短设计周期．并能减少人力、物力的 投入，起到降低成本的作用。 参考文献 [1]温吾凡．汽车人体工程学[M]．长春：吉林科学技术出版社，1991． [2]JudicJ M，CooperJ A，TruchotP眦．Moreobjectivestoolsfor theintegrationofposmralcomfortinautomobileseatd∞ign【J]．SAE 930113，1993． [3]占建云，郑晋军．汽车车身总布置设计工具综述．汽车技术【J]。 2002(5)． ， [4]荩垆．实用模糊数学[M]．北京：科技技术文献出版社，1989． [5]sAEjl100．MotorVehicleDimensions，R．ev．jul2002． [6]黄天泽，黄金陵主编．汽车车身结构与设计[M]．北京：机械工业 出版社．2004． 万方数据 生产装配线中气动分度盘的设计 作者： 吴修文， 郭红玉， 何伟宁， WU Xiu-wen， GUO Hong-yu， HE Wei-ning 作者单位： 泰安市农业机械科学研究所,山东,泰安,271000 刊名： 农业装备与车辆工程 英文刊名： AGRICULTURAL EQUIPMENT & VEHICLE ENGINEERING 年，卷(期)： 2009，""(1) 被引用次数： 0次 参考文献(4条) 1.陆鑫盛.周洪 气动自动化系统的优化设计 2005 2.徐灏.邱宣怀.蔡春源 机械设计手册 2000 3.常斗南.李全利.张学武 可变程序控制器原理·应用·试验 1998 4.高中毓 机电一体化系统设计 2000 本文链接：http://d.g.wanfangdata.com.cn/Periodical_sdnj200901014.aspx 授权使用：武汉大学(whdx)，授权号：4252f04c-c6de-4135-b581-9e50010bd158 下载时间：2010年12月18日