自動(dòng)化生產(chǎn)線之裝配站設(shè)計(jì)_畢業(yè)設(shè)計(jì)論文(編輯修改稿)
2025-07-08 01:45 本頁(yè)面
【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 機(jī)控制裝配站系統(tǒng) 。 4 第三章 硬件設(shè)計(jì) 裝配單元的結(jié)構(gòu)與工作過(guò)程 裝配單元的功能是完成將該單元料倉(cāng)內(nèi)的黑色或白色小圓柱工 件嵌入到放置在裝配料斗的待裝配工件中的裝配過(guò)程。 裝配單元的結(jié)構(gòu)組成包括：管形料倉(cāng)，供料機(jī)構(gòu)，廻轉(zhuǎn)物料臺(tái)，機(jī)械手，待裝配工件的定位機(jī)構(gòu)，氣動(dòng)系統(tǒng)及其閥組，信號(hào)采集及其自動(dòng)控制系統(tǒng)，以及用于電器連接的端子排組件，整條生產(chǎn)線狀態(tài)指示的信號(hào)燈和用于其他機(jī)構(gòu)安裝的鋁型材支架及底板，傳感器安裝支架等其它附件。其中，機(jī)械裝配圖如圖 31所示： 圖 31裝配單元機(jī)械裝配圖 管形料倉(cāng) 管形料倉(cāng)用來(lái)存儲(chǔ)裝配用的金屬、黑色和白色圓柱小零件。它由塑料圓管和中空底座構(gòu)成。塑料圓管頂端放置加強(qiáng)金屬環(huán)，以防止破損。工件豎直 放入料倉(cāng)的空心圓管內(nèi)，由于二者之間有一定的間隙，使其能在重力作用下自由下落。 為了能對(duì)料倉(cāng)供料不足和缺料時(shí)報(bào)警，在塑料圓管底部和底座處分別安裝了 2個(gè)漫反射光電傳感器（ E3ZL型），并在料倉(cāng)塑料圓柱上縱向銑槽，以使光電傳感器的紅外光斑能可靠照射到被檢測(cè)的物料上。 5 落料機(jī)構(gòu) 圖 32給出了落料機(jī)構(gòu)剖視圖。圖中，料倉(cāng)底座的背面安裝了兩個(gè)直線氣缸。上面的氣缸稱(chēng)為頂料氣缸，下面的氣缸稱(chēng)為擋料氣缸。 系統(tǒng)氣源接通后，頂料氣缸的初始位置在縮回狀態(tài)，擋料氣缸的初始位置在伸出狀態(tài)。這樣，當(dāng)從料倉(cāng)上面放下工件時(shí)， 工件將被擋料氣缸活塞桿終端的擋塊阻擋而不能落下。 需要進(jìn)行落料操作時(shí)，首先使頂料氣缸伸出，把次下層的工件夾緊，然后擋料氣缸縮回，工件掉入廻轉(zhuǎn)物料臺(tái)的料盤(pán)中。之后擋料氣缸復(fù)位伸出，頂料氣缸縮回，次下層工件跌落到擋料氣缸終端擋塊，為再一次供料作準(zhǔn)備。 32落料機(jī)構(gòu)示意圖 廻轉(zhuǎn)物料臺(tái) 該機(jī)構(gòu)由氣動(dòng)擺臺(tái)和兩個(gè)料盤(pán)組成，氣動(dòng)擺臺(tái)能驅(qū)動(dòng)料盤(pán)旋轉(zhuǎn) 180度，從而實(shí)現(xiàn)把從供料機(jī)構(gòu)落下到料盤(pán)的工件移動(dòng)到裝配機(jī)械手正下方的功能。見(jiàn)圖 33。圖中的光電傳感器 1和光電傳感器 2分 別用來(lái)檢測(cè)左面和右面料盤(pán)是否有零件。兩個(gè)光電傳 感器均選用 CX441型。 圖 33廻轉(zhuǎn)物料臺(tái) 6 裝配機(jī)械手 裝配機(jī)械手是整個(gè)裝配單元的核心。當(dāng)裝配機(jī)械手正下方的廻轉(zhuǎn)物料臺(tái)料盤(pán)上有小園柱零件，且裝配臺(tái)側(cè)面的光纖傳感器檢測(cè)到裝配臺(tái)上有待裝配工件的情況下，機(jī)械手從初始 狀態(tài)開(kāi)始執(zhí)行裝配操作過(guò)程。裝配機(jī)械手整體外形如圖 34所示。 裝配機(jī)械手裝置是一個(gè)三維運(yùn)動(dòng)的機(jī)構(gòu)，它由水平方向移動(dòng)和豎直方向移動(dòng)的 2個(gè)導(dǎo)向氣缸和氣動(dòng)手指組成。 圖 34裝配機(jī)械手的整體外形 裝配機(jī)械手的運(yùn)行過(guò)程如下： PLC驅(qū)動(dòng)與豎直移動(dòng)氣缸相連的電磁換向閥動(dòng)作，由豎直移動(dòng)帶導(dǎo)桿 氣缸驅(qū)動(dòng)氣動(dòng)手指向下移動(dòng)，到位后，氣動(dòng)手指驅(qū)動(dòng)手爪夾緊物料，并將夾緊信號(hào)通過(guò)磁性開(kāi)關(guān)傳送給 PLC，在 PLC控制下，豎直移動(dòng)氣缸復(fù)位，被夾緊的物料隨氣動(dòng)手指一并提起，離開(kāi)當(dāng)廻轉(zhuǎn)物料臺(tái)的料盤(pán)，提升到最高位后，水平移動(dòng)氣缸在與之對(duì)應(yīng)的換向閥的驅(qū)動(dòng)下，活塞桿伸出，移動(dòng)到氣缸前端位置后，豎直移動(dòng)氣缸再次被驅(qū)動(dòng)下移，移動(dòng)到最下端位置，氣動(dòng)手指松開(kāi)，經(jīng)短暫延時(shí)，豎直移動(dòng)氣缸和水平移動(dòng)氣缸縮回，機(jī)械手恢復(fù)初始狀態(tài)。 在整個(gè)機(jī)械手動(dòng)作過(guò)程中，除氣動(dòng)手指松開(kāi)到位無(wú)傳感器檢測(cè)外，其余動(dòng)作的到位信號(hào)檢測(cè)均采用與氣缸配套的磁性開(kāi)關(guān) ，將采集到的信號(hào)輸入 PLC，由 PLC輸出信號(hào)驅(qū)動(dòng)電磁閥換向，使由氣缸及氣動(dòng)手指組成的機(jī)械手按程序自動(dòng)運(yùn)行。 裝配臺(tái)料斗 7 輸送單元運(yùn)送來(lái)的待裝 配工件直接放置在該機(jī)構(gòu)的料斗定位孔中，由定位孔與工件之間的較小的間隙配合實(shí)現(xiàn)定位，從而完成準(zhǔn)確的裝配動(dòng)作和定位精度。如圖 35 所示。 圖 35裝配臺(tái)料斗 為了確定裝配臺(tái)料斗內(nèi)是否放置了待裝配工件，使用了光纖傳感器進(jìn)行檢測(cè)。料斗的側(cè)面開(kāi)了一個(gè) M6的螺孔，光纖傳感器的光纖探頭就固定在螺孔內(nèi)。 警示燈 本工作單元上安裝有紅、橙、綠三色警示燈，它是作為整個(gè)系統(tǒng)警示用的。警示燈有五根引出線，其中黃綠交叉線為”地線”；紅色線：紅色燈控制線；黃色線：橙色燈控制線、綠色線：綠色燈控制線；黑色線：信號(hào)燈公共控制線。接線如圖 36所示。 圖 36警示燈及其接線 裝配單元的氣動(dòng)元件 氣動(dòng)擺臺(tái) 回轉(zhuǎn)物料臺(tái)的主要器件是氣動(dòng)擺臺(tái)，它是由直線氣缸驅(qū)動(dòng)齒輪齒條實(shí)現(xiàn)回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，回轉(zhuǎn)角度能在0— 90度和 0— 180度之間任意可調(diào)，而且可以安裝磁性開(kāi)關(guān)，檢測(cè)旋轉(zhuǎn)到位信號(hào)，多用于方向和位置需要變換的機(jī)構(gòu)。如圖 37所示。 8 圖 37氣動(dòng)擺臺(tái) 氣動(dòng)擺臺(tái)的擺動(dòng)回轉(zhuǎn)角度能在 0— 180度范圍任意可調(diào)。當(dāng)需要調(diào)節(jié)回轉(zhuǎn)角度或調(diào)整擺動(dòng)位置精度時(shí)，應(yīng)首先松開(kāi)調(diào)節(jié)螺桿上的反扣螺母，通過(guò)旋入和旋出調(diào)節(jié)螺桿，從而改變回轉(zhuǎn)凸臺(tái)的回轉(zhuǎn)角度，調(diào)節(jié)螺桿 1和調(diào)節(jié)螺桿 2分別用于左旋和右旋角度的調(diào)整。當(dāng)調(diào)整好擺動(dòng)角度后，應(yīng)將反扣螺母與基體反扣鎖緊，防止調(diào)節(jié)螺桿松動(dòng)。造成回轉(zhuǎn)精度降低。 回轉(zhuǎn)到位的信號(hào)是通過(guò)調(diào)整氣動(dòng)擺臺(tái)滑軌內(nèi)的 2個(gè)磁性開(kāi)關(guān)的位置實(shí)現(xiàn)的，圖 38是調(diào)整磁性開(kāi)關(guān)位置的示意圖。磁性開(kāi)關(guān)安裝在氣缸體的滑軌內(nèi)，松開(kāi)磁性開(kāi)關(guān)的緊定螺絲，磁性開(kāi)關(guān)就可以沿著滑軌左 右移動(dòng)。確定開(kāi)關(guān)位置后，旋緊緊定螺絲，即可完成位置的調(diào)整。 圖 38磁性開(kāi)關(guān)位置調(diào)整示意 導(dǎo)向氣缸 導(dǎo)向氣缸是指具有導(dǎo)向功能的氣缸。一般為標(biāo)準(zhǔn)氣缸和導(dǎo)向裝置的集合體。導(dǎo)向氣缸具有導(dǎo)向精度高，抗扭轉(zhuǎn)力矩、承載能力強(qiáng)、工作平穩(wěn)等特點(diǎn)。 裝配單元用于驅(qū)動(dòng)裝配機(jī)械手水平方向移動(dòng)的導(dǎo)向氣缸外型如圖 39 所示。該氣缸由直線運(yùn)動(dòng)氣缸帶雙導(dǎo)桿和其它附件組成。 9 圖 39 導(dǎo)向氣缸 安裝支架用于導(dǎo)桿導(dǎo)向件的安裝和導(dǎo)向氣缸整體的固定，連接件安裝板用于固定其它需要連接到該導(dǎo)向氣缸上的物件，并將兩導(dǎo)桿和直線汽缸活塞桿 的相對(duì)位置固定，當(dāng)直線氣缸的一端接通壓縮空氣后，活塞被驅(qū)動(dòng)作直線運(yùn)動(dòng)，活塞桿也一起移動(dòng)，被連接件安裝板固定到一起的兩導(dǎo)桿也隨活塞桿伸出或縮回，從而實(shí)現(xiàn)導(dǎo)向氣缸的整體功能。安裝在導(dǎo)桿末端的行程調(diào)整板用于調(diào)整該導(dǎo)桿氣缸的伸出行程。具體調(diào)整方法是松開(kāi)行程調(diào)整板上的緊定螺釘，讓行程調(diào)整板在導(dǎo)桿上移動(dòng)，當(dāng)達(dá)到理想的伸出距離以后，再完全鎖緊緊定螺釘，完成行程的調(diào)節(jié)。 氣源處理的必要
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