【正文】 圖。 設(shè)計(jì)原則在設(shè)計(jì)之前，必須有一個(gè)指導(dǎo)原則，這次畢業(yè)設(shè)計(jì)的設(shè)計(jì)原則是：以任務(wù)書所要求的具體設(shè)計(jì)要求為根本設(shè)計(jì)目標(biāo)，充分考慮吸放料系統(tǒng)工做的環(huán)境和工藝流程的具體要求。在滿足工藝要求的基礎(chǔ)上，盡可能的使結(jié)構(gòu)簡練，盡可能采用標(biāo)準(zhǔn)化、模塊化的通用元配件，以降低成本，同時(shí)提高可靠性。本著科學(xué)經(jīng)濟(jì)和滿足生產(chǎn)要求的設(shè)計(jì)原則，同時(shí)也考慮本次設(shè)計(jì)是畢業(yè)設(shè)計(jì)的特點(diǎn)，將大學(xué)期間所學(xué)的知識(shí)，如機(jī)械設(shè)計(jì)、機(jī)械原理、液壓與氣壓傳動(dòng)、PLC編程控制、電子技術(shù)等知識(shí)盡可能多的綜合運(yùn)用到設(shè)計(jì)中，使得經(jīng)過本次設(shè)計(jì)對(duì)大學(xué)階段的知識(shí)得到鞏固和強(qiáng)化，同時(shí)也考慮個(gè)人能力水平和時(shí)間的客觀實(shí)際，充分發(fā)揮個(gè)人能動(dòng)性，腳踏實(shí)地，實(shí)事求是的做好本次設(shè)計(jì)。第二章 沖壓線簡介 沖壓成型作為一門古老而又年輕的制造技術(shù)，幾乎滲透到國民經(jīng)濟(jì)的每一個(gè)部門。在許多發(fā)達(dá)國家從作為支柱產(chǎn)業(yè)之一的汽車制造業(yè)到農(nóng)業(yè)機(jī)械、動(dòng)力機(jī)械、建筑機(jī)械、化工機(jī)械、精密機(jī)械、儀器儀表、醫(yī)療器械、日用五金等等，直到航空航天、軍事兵器各個(gè)門類，沖壓制件都占據(jù)著相當(dāng)重要的地位。隨著我國工業(yè)的發(fā)展，沖壓制件類型、工藝的復(fù)雜化以及人性化生產(chǎn)要求，手工送料的沖壓加工生產(chǎn)由于存在著效率、速度、精度、安全等方面的一系列問題，沖壓生產(chǎn)的手工送料已逐步由自動(dòng)送料機(jī)構(gòu)所取代，從而進(jìn)一步滿足了沖壓生產(chǎn)自動(dòng)化、大幅度提高生產(chǎn)節(jié)拍、生產(chǎn)質(zhì)量等的要求。沖壓生產(chǎn)自動(dòng)化主要是指包括材料供給、制品及廢料的排出、模具更換、沖床的調(diào)整與運(yùn)轉(zhuǎn)、沖壓過程異常狀況的監(jiān)視等作業(yè)過程自動(dòng)化，將這些技術(shù)應(yīng)用到?jīng)_壓生產(chǎn)流水線的相應(yīng)環(huán)節(jié)從而實(shí)現(xiàn)沖床生產(chǎn)過程的自動(dòng)化。自動(dòng)送料機(jī)構(gòu)作為沖壓加工生產(chǎn)實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化的最基本的要求，是在一套模具上實(shí)現(xiàn)多工位沖壓的根本保證，它的自動(dòng)化程度高低，直接影響著沖壓生產(chǎn)效率、生產(chǎn)節(jié)拍以及沖壓生產(chǎn)整體自動(dòng)化水平。 沖壓生產(chǎn)自動(dòng)送料發(fā)展概況 普通壓力機(jī)的送料機(jī)構(gòu)普通壓力機(jī)上的送料機(jī)構(gòu)根據(jù)送料動(dòng)力的不同可分為機(jī)械、液壓、氣動(dòng)三大類，在沖壓加工中以機(jī)械與氣動(dòng)二類應(yīng)用較多。氣動(dòng)送料機(jī)構(gòu)具有靈巧輕便、通用性強(qiáng)、其送料長度和材料厚度可調(diào)整、機(jī)構(gòu)反應(yīng)迅速的優(yōu)點(diǎn)。但是，由于氣動(dòng)送料機(jī)構(gòu)是采用壓差式氣動(dòng)原理工作，故機(jī)構(gòu)工作噪聲較大，影響沖壓工作環(huán)境，主要用于沖壓的前期送料和小批量、多品種的生產(chǎn)。機(jī)械送料機(jī)構(gòu)盡管調(diào)整相對(duì)困難且機(jī)構(gòu)較大，但具有送料準(zhǔn)確可靠、機(jī)構(gòu)沖擊與振動(dòng)少、噪聲低、穩(wěn)定性好等優(yōu)點(diǎn)，仍是目前沖壓加工中最常用的自動(dòng)送料方式。目前沖壓生產(chǎn)線的配置中應(yīng)用較為廣泛的是開式單點(diǎn)壓力機(jī)加氣動(dòng)送料機(jī)，這種生產(chǎn)線可以做單工序或多工序的連續(xù)沖壓，操作性良好；另一種開式雙點(diǎn)壓力機(jī)加裝多工位送料裝置，搭配開卷裝置、校平裝置等組成的用于多工位連續(xù)沖壓的生產(chǎn)線，由于占地面積和工序間的搬運(yùn)都明顯減少，在生產(chǎn)中應(yīng)用呈現(xiàn)增多的趨勢；而電機(jī)廠應(yīng)用最多的專門沖制電機(jī)硅鋼片的生產(chǎn)線則是由高速壓力機(jī)加裝凸輪分割型送料機(jī)，配裝開卷機(jī)、校平裝置等組成。由此可見，送料機(jī)構(gòu)的性能高低直接影響著生產(chǎn)線的推廣應(yīng)用，因此，針對(duì)沖壓制件的工藝要求、生產(chǎn)的實(shí)際情況等的不同來選擇不同的送料機(jī)構(gòu)是十分必要的。 機(jī)械手加穿梭小車式自動(dòng)化輸送系統(tǒng) 目前，國內(nèi)汽車工業(yè)中生產(chǎn)轎車外覆蓋件和大型內(nèi)襯件的自動(dòng)化沖壓生產(chǎn)先線，由于還沒有大型多工位壓力機(jī)的投入，所以自動(dòng)化生產(chǎn)主要還是以配備常規(guī)的機(jī)械手加穿梭小車或機(jī)器人輸送系統(tǒng)的串列式?jīng)_壓線為主，它主要由CNC上料、取料機(jī)械手和穿梭小車組成。 其相鄰兩個(gè)壓力機(jī)的輸送單元主要有以下機(jī)構(gòu)組成： 機(jī)械手加穿梭小車自動(dòng)化沖壓生產(chǎn)線（1）一個(gè)取料機(jī)械手，帶有中置并按工件形狀排布的真空吸盤式端拾器，負(fù)責(zé)將工件從一臺(tái)壓力機(jī)取出放置在穿梭小車上。 （2）一個(gè)在壓力機(jī)之間固定軌道上移動(dòng)的穿梭小車，負(fù)責(zé)將工件由取料機(jī)械手的放料位置移送到上料機(jī)械手的取料位置。 （3）一個(gè)上料機(jī)射手，帶有和取料機(jī)械手相同的端拾器，負(fù)責(zé)將工件由穿梭小車拾起并送入下一臺(tái)壓力機(jī)工位。 采用該系統(tǒng)的工件將通過機(jī)械手簡單的“拾取”和“擺放”動(dòng)作從前一臺(tái)壓力機(jī)輸送到后一臺(tái)壓力機(jī)，其穿梭小車的主要功用就是通過它的穿梭運(yùn)動(dòng)縮短取料和上料之間的輸送行程，從而提高整線的生產(chǎn)節(jié)拍。但是在該沖壓線中由于存在工件換向和雙動(dòng)拉深的問題，因此，必須配有同步翻轉(zhuǎn)裝置，最高生產(chǎn)節(jié)拍6—9次每分，而且設(shè)備的維修量很大。 多工位送料系統(tǒng)是一個(gè)類似移動(dòng)壁的裝置，主要作用是把沖壓件從一個(gè)工位移到另一個(gè)工位。一組模具每一副模具的沖壓工作都在同一臺(tái)壓力機(jī)內(nèi)完成。多工位送料移動(dòng)桿沿著模具移動(dòng)，它們是主要結(jié)構(gòu)件，移動(dòng)沖壓件的端拾器就安裝在這些結(jié)構(gòu)件上。在汽車車身沖壓廠，根據(jù)送料的傳動(dòng)方式，多工位送料系統(tǒng)主要有：機(jī)械送料、電子送料和組合式送料。 機(jī)械式送料是通過與壓力機(jī)傳動(dòng)系統(tǒng)的直接聯(lián)接完成沖壓件從一個(gè)工位移動(dòng)到另一個(gè)工位。壓力機(jī)橫梁上的動(dòng)力輸出裝置把能量從壓力機(jī)的頂部輸送到地面，由隨動(dòng)器驅(qū)動(dòng)的大型機(jī)械凸輪安裝在送料機(jī)構(gòu)上，旋轉(zhuǎn)凸輪帶動(dòng)機(jī)械送料動(dòng)作。其主要缺點(diǎn)：機(jī)構(gòu)磨損及能量積累易影響送料精度、速度和產(chǎn)量；機(jī)械設(shè)計(jì)傳動(dòng)規(guī)格參數(shù)一旦確定，不能更改；隨著加工零件尺寸增大，傳動(dòng)機(jī)構(gòu)也將增大，機(jī)構(gòu)零件的預(yù)期壽命就會(huì)縮短。 組合式送料裝置的某些動(dòng)作由機(jī)械系統(tǒng)完成，而另一些動(dòng)作則由電子系統(tǒng)完成，結(jié)構(gòu)隨廠家的不同而異，這種送料方式在汽車覆蓋件生產(chǎn)中應(yīng)用有限。 根據(jù)工件的傳動(dòng)方式又有：三坐標(biāo)式和真空吸盤式（即橫桿式）。近年來，由于在多工位壓力機(jī)上“一次多件”沖壓工藝的發(fā)展以及人們個(gè)性化需求的突出，真空吸盤式傳送裝置得到越來越多的應(yīng)用。 沖壓自動(dòng)線的組成 就設(shè)備組成而言，沖壓自動(dòng)線一般包括壓力機(jī)和自動(dòng)化系統(tǒng)。沖壓自動(dòng)化系統(tǒng)通常包含拆垛系統(tǒng)、自動(dòng)傳輸系統(tǒng)和線尾出料系統(tǒng)。 一套完整的沖壓自動(dòng)化拆垛系統(tǒng)主要包括2臺(tái)軌道移動(dòng)式上料小車（每個(gè)上料小車上配備4—8個(gè)活動(dòng)可調(diào)磁力分張器通常為永磁鐵，用于板料的分離）、拆垛手（機(jī)械手或機(jī)器人）、傳送裝置（多為磁性皮帶機(jī)）、板料清洗機(jī)、板料涂油機(jī)、板料對(duì)中臺(tái)及控制系統(tǒng)等組成。 當(dāng)上料小車裝載料垛（可包括托盤）由換垛位置回到拆垛位置后，板料由拆垛手從料垛拾取，通過傳送裝置穿過清洗機(jī)、涂油機(jī)送到對(duì)中臺(tái)，板料經(jīng)過對(duì)中定位后，便可開始后續(xù)沖壓生產(chǎn)。 自動(dòng)傳輸系統(tǒng)用于各工序間毛胚或工件搬運(yùn)傳輸，傳輸機(jī)構(gòu)主要有機(jī)械手和機(jī)器人兩種。 隨著沖壓自動(dòng)化技術(shù)的不斷進(jìn)步，機(jī)械手自動(dòng)傳輸機(jī)構(gòu)的形式也日異月新。自動(dòng)傳輸機(jī)構(gòu)的形式差異，也是目前沖壓自動(dòng)線不同形式的的主要區(qū)別所在。上世紀(jì)末廣泛應(yīng)用的平行四邊形機(jī)械手結(jié)構(gòu)目前已經(jīng)逐步淘汰，取而代之的是高速、穩(wěn)定的單臂或雙臂橫桿式傳送機(jī)構(gòu)。瑞士Gudel的Robobeam、德國前MW的Speedbar都是現(xiàn)今高速?zèng)_壓自動(dòng)線傳輸機(jī)構(gòu)的典型代表。 結(jié)尾出料系統(tǒng) 結(jié)尾出料系統(tǒng)由出料輸送帶、照明、工件檢測臺(tái)、人工或自動(dòng)裝箱機(jī)構(gòu)及控制系統(tǒng)等構(gòu)成。主要任務(wù)是將成品沖壓件輸送至合適的位置便于裝箱，并為沖壓件檢測提供條件。 沖壓生產(chǎn)自動(dòng)送料發(fā)展趨勢 隨著我國沖壓行業(yè)的發(fā)展，沖壓設(shè)備性能與世界的接軌，沖壓生產(chǎn)自動(dòng)化程度的進(jìn)一步提高，對(duì)沖壓生產(chǎn)的送料技術(shù)也提出了越來越高的要求，以滿足與沖壓設(shè)備的配套。 多工位壓力機(jī)取代單機(jī)聯(lián)線沖壓生產(chǎn) 目前，沖壓生產(chǎn)主要朝兩個(gè)方向發(fā)展：一是單機(jī)聯(lián)線自動(dòng)化生產(chǎn)；一是大型多工位壓力機(jī)。 單機(jī)聯(lián)線生產(chǎn)通用性較好，適合柔性生產(chǎn)，占用資金少，完全可以滿足我國生產(chǎn)中高檔轎車所需要的零件質(zhì)量要求；與單機(jī)聯(lián)線的沖壓生產(chǎn)線相比較，大型多工位壓力機(jī)除了占地面積小外，還有生產(chǎn)效率高，生產(chǎn)節(jié)拍可達(dá)16—25次每分，為手工送料流水線的4—5倍，單機(jī)聯(lián)線自動(dòng)生產(chǎn)線的2—3倍等優(yōu)點(diǎn)。大型多工位壓力機(jī)集機(jī)械、電子、控制和檢測技術(shù)為一體，全自動(dòng)化、智能化，整個(gè)系統(tǒng)只需2—3人進(jìn)行監(jiān)控。當(dāng)模具更換時(shí)，只需輸入更換模具的符號(hào)，其余工作自動(dòng)完成，整個(gè)換模時(shí)間只需5min，換模的同時(shí)可以對(duì)多工位壓力機(jī)的運(yùn)行特性作智能化調(diào)整。 高速高精度的自動(dòng)送料機(jī)構(gòu) 高速化和精密化一直是沖壓生產(chǎn)追求的目標(biāo)。日本DIMAC公司生產(chǎn)的NC伺服輥輪送料機(jī)，生產(chǎn)性能高，能實(shí)現(xiàn)連續(xù)高速送料,最高速度可以達(dá)到1000mm/min,送料步距和送料厚度調(diào)節(jié)方便，結(jié)構(gòu)簡單，經(jīng)濟(jì)適用；送料精度隨送料次數(shù)及送料長度不同而有所不同。而且可以設(shè)定夾緊和松開時(shí)間，動(dòng)作方式為輥柱作圓周運(yùn)動(dòng)，不會(huì)有咬死現(xiàn)象。 柔性自動(dòng)化送料機(jī)構(gòu) 隨著汽車工業(yè)的強(qiáng)勢發(fā)展，市場競爭的日益激烈，利用最少的設(shè)備來生產(chǎn)盡可能多的沖壓制件，間接地降低生產(chǎn)成本成為各個(gè)廠家競相追求的目標(biāo)之一。德國米勒萬家頓公司在最新一代用于擺桿式多工位壓力機(jī)上的擺動(dòng)橫桿式輸送機(jī)的基礎(chǔ)上開發(fā)出快速橫桿式輸送系統(tǒng)。這種輸送系統(tǒng)介于常規(guī)機(jī)械手系統(tǒng)和多工位壓力機(jī)橫桿式輸送系統(tǒng)之間，既靈活簡便又快速高效，適應(yīng)于串列式?jīng)_壓生產(chǎn)線。提高了與歐美國家的多工位壓力機(jī)生產(chǎn)模具的匹配能力，從而實(shí)現(xiàn)了模具和端拾器在多工位壓力機(jī)和串聯(lián)式?jīng)_壓線兩種設(shè)備之間的互換，為國內(nèi)的沖壓生產(chǎn)與歐美汽車工業(yè)接軌奠定了基礎(chǔ)。 交流私服系統(tǒng)自動(dòng)送料機(jī)構(gòu)近20年來，由于電力電子技術(shù)的發(fā)展，計(jì)算機(jī)控制技術(shù)以及現(xiàn)代控制理論的應(yīng)用，交流伺服控制技術(shù)飛速發(fā)展。交流伺服自動(dòng)送料的動(dòng)力來自交流伺服電動(dòng)機(jī)，具有柔性化、智能化的特點(diǎn)，工作性能和工藝適應(yīng)性很強(qiáng)。在我國，較先進(jìn)的自動(dòng)送料裝置是深圳力豪公司的NCHF系列二合一伺服系統(tǒng)送料機(jī)，它適應(yīng)于各種五金、電子、電器、玩具及汽車零件之間連續(xù)沖壓加工，送料矯正；可任意設(shè)定送料長度，操作容易，安全及穩(wěn)定性高。但是，在該送料機(jī)中所用到的伺服馬達(dá)、電氣箱電子元件和控制器等都是從日本引進(jìn)的、國內(nèi)在這方面的技術(shù)還比較落后，因此，我們必須給予這方面技術(shù)充分的重視，加快研究開發(fā)，以較快的速度追趕發(fā)達(dá)國家的研究步伐。第三章 氣路系統(tǒng)設(shè)計(jì) 氣動(dòng)傳動(dòng)簡稱氣動(dòng)，是指以壓縮空氣為工作介質(zhì)來傳遞動(dòng)力和控制信號(hào)，控制和驅(qū)動(dòng)各種機(jī)械和設(shè)備，已實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)過程機(jī)械化，自動(dòng)化的一門技術(shù)。它是流體傳動(dòng)及控制學(xué)科的一個(gè)重要分支。因?yàn)橐詨嚎s空氣為工作介質(zhì)，具有防火；防爆；放電磁干擾、抗震動(dòng)；沖擊??；無污染，結(jié)構(gòu)簡單，工作