【正文】 參考文獻(xiàn)[1] [M]. 北京: 中國(guó)林業(yè)出版社,2022.[2] [M]. 北京: 清華大學(xué)出版社,2022.[3] [J]. 組合機(jī)床與自動(dòng)化加工技術(shù) ,1982,(12):30.[4] MARCELLO Design in Dynamic Environments: Strategies and Quantitative Indices[J].International Journal of Production Research,2022,(41):9951016.[5] 控制木板拼接機(jī)的設(shè)計(jì)[J].林業(yè)機(jī)械與木工設(shè)備 ,2022,29(3):19.[6] [J]. 組合機(jī)床與自動(dòng)化加工技術(shù) ,1984,(10):1214.[7]他們的支持和鼓勵(lì)一直是我?jiàn)^發(fā)向上的動(dòng)力，感激之情難于言表,僅有堅(jiān)持不懈，努力奮斗,用輝煌的明天來(lái)報(bào)答他們。在此,謹(jǐn)向何老師致以深深的謝意和崇高的敬意! 與此同時(shí),我還要感謝我的同學(xué)張亞衛(wèi)和顧一濤，在完成課題和論文的過(guò)程中給予我的幫助和支持。何老師嚴(yán)謹(jǐn)?shù)闹螌W(xué)作風(fēng)!腳踏實(shí)地的研究精神!忘我的工作態(tài)度和高尚的人格品質(zhì)都極大地感染了我的思想。31 / 42致 謝 本論文是在導(dǎo)師何雪明教授的悉心指導(dǎo)下完成的。圖 拼接工序29 / 427 結(jié)論與展望 結(jié)論本文為圍板包裝箱的自動(dòng)生產(chǎn)線上料與拼接的開(kāi)發(fā)提供了理論依據(jù),而在設(shè)計(jì)中肯定還是存在著一些不足,會(huì)在今后的研究中進(jìn)一步改善。上料器與木板的定位與之前相同但是兩者上下交錯(cuò)開(kāi)來(lái)。 但是在模擬的時(shí)候，發(fā)現(xiàn)這種方案比較難以控制每個(gè)步驟的時(shí)間，而且對(duì)每個(gè)步驟的時(shí)間要求還極其的苛刻，所以這種方案理論可行，實(shí)際操作很復(fù)雜，所以不可取。首先槽式上料器將木銷(xiāo)送到指定位置，木板開(kāi)始進(jìn)行橫向進(jìn)給運(yùn)動(dòng)，當(dāng)進(jìn)給到木銷(xiāo)兩端剛插入到木板孔內(nèi)的時(shí)候，工作臺(tái)開(kāi)始上升，槽式上料器退回起始位置。 現(xiàn)在所面臨的問(wèn)題是在拼接的過(guò)程中，怎么樣避免拼接工作臺(tái)及木板與槽式上料器之間的干涉。與此同時(shí)，木銷(xiāo)也要送到指定位置。所以在此就不多做介紹了。 拼接工序的定位 在鉆孔裝置內(nèi)已經(jīng)提到過(guò)本次拼接工序的定位方式，定位方式跟鉆孔一樣采用對(duì)短邊進(jìn)行定位。后來(lái)經(jīng)過(guò)思考，發(fā)現(xiàn)傳統(tǒng)的木銷(xiāo)拼接方式更加適合。但是指接材會(huì)有膠水含量，有一定污染，而且用指接對(duì)木材的要求也比較高。一開(kāi)始，考慮到現(xiàn)在所流行的拼接工藝，我所采用的拼接方式是指接方式，就是比較常見(jiàn)的是拼接方向相反的縱向拼接木材的齒形榫拼接。穴槽之間的距離以及位置與木板上的孔相對(duì)應(yīng)，這樣不僅起到上料的作用，而且起到了定位的作用。當(dāng)上料器向左運(yùn)動(dòng)時(shí)，木銷(xiāo)會(huì)被送到拼接位置。因此，滾筒能在低速下保證平穩(wěn)地工作，并能保 證高的生產(chǎn)率和避免木銷(xiāo)因此受到?jīng)_擊而損壞。滾筒的外圓面用來(lái)隔離料倉(cāng)中的木銷(xiāo)。 木銷(xiāo)自動(dòng)上料裝置的改進(jìn)綜合以上四種方案，方案一的廉價(jià)性和精確性較之其他幾種方案都要好一些，我將方案一改成如圖 ，將振動(dòng)器去除，取消了在料斗與帶槽滾筒之間的滑道，通過(guò)帶槽滾筒的轉(zhuǎn)動(dòng)來(lái)解決木銷(xiāo)互相之間的干涉，這樣，既解決了工作臺(tái)加工精度的問(wèn)題，還節(jié)省了一定的成本。設(shè)計(jì)中把皮帶輸送機(jī)的速度設(shè)為低速,另外,帶槽滾筒也為低速旋轉(zhuǎn)或間歇旋轉(zhuǎn)。用皮帶輸送機(jī)解除料斗內(nèi)木銷(xiāo)互相之間的干涉。對(duì)滑塊 B 的滑動(dòng)距離精度沒(méi)有嚴(yán)格要求,而對(duì)滑塊 A 要用擋塊等使滑動(dòng)距離準(zhǔn)確。 方案三、垂直貯藏的垂直送料裝置 木銷(xiāo)供給料斗普通多為水平貯藏式,然而圖 卻為用垂直貯藏的垂直送料的一個(gè)例子。如果在料斗底板上面設(shè)幾個(gè)槽,即可使料斗內(nèi)的木銷(xiāo)圓滑地分離。在水平放置的料斗底板上,因?yàn)樵O(shè)有與坯料同樣形狀的穴槽,所以用油缸水平往復(fù)運(yùn)動(dòng)可取出逐個(gè)落入此穴槽的木銷(xiāo)。這種方案原理比較簡(jiǎn)單，應(yīng)用比較廣泛，雖然是用振動(dòng)器解決了木銷(xiāo)之間的干涉，但是震動(dòng)會(huì)影響工作臺(tái)的精度。圖 液壓傳動(dòng)回路動(dòng)作圖圖 PLC 梯形圖23 / 42 5 木銷(xiāo)上料裝置設(shè)計(jì) 木銷(xiāo)自動(dòng)上料裝置的選擇 木銷(xiāo)的自動(dòng)上料裝置有很多，其中比較常見(jiàn)的有以下幾種： 方案一、利用木銷(xiāo)自重的上料裝置 此裝置是長(zhǎng)度和直徑一定的木銷(xiāo)自動(dòng)上料的簡(jiǎn)易機(jī)構(gòu)。K6M2。 繼電器: K3M0。 YC2Y3；YC0Y4。 YBY1。 SB2X11。 c1X7。 b1X5。 a2X3。 a0X1。 (5)繪制線圈 (電磁鐵、繼電器) 通斷電圖,注意在 I 級(jí)和 II 級(jí)交界處增加一個(gè)繼電器通電,以便進(jìn)行分級(jí)的轉(zhuǎn)換,在 II 級(jí)結(jié)束時(shí)繼電器斷電,如圖 (e)所示。 (4)以 0y1 為觸發(fā)信號(hào),繪制開(kāi)關(guān)動(dòng)作圖,如圖 (d)所示。 (2)以行程開(kāi)關(guān)壓下為 1,彈起為 0,繪制開(kāi)關(guān)信號(hào)圖,如圖 (b)所示。圖 液壓傳動(dòng)回路 電氣控制回路設(shè)計(jì) 該自動(dòng)鉆床工作循環(huán)過(guò)程如前所述,由于送料桿和夾緊桿同時(shí)伸出到位時(shí)會(huì)產(chǎn)生干涉,所以要等送料缸退回才能夾緊,但為了節(jié)約時(shí)間,在送料缸剛好退出干涉位置時(shí),夾緊缸就動(dòng)作,使得夾緊與送料缸后退同步。為節(jié)約能源,鉆削缸快進(jìn)采用差動(dòng)回路 [26]。由于鉆削缸垂直安裝,為使得運(yùn)動(dòng)平穩(wěn),采用液壓缸出口節(jié)流調(diào)速回路。鉆削缸換向選用三位四通電磁閥。 鉆孔工序控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì) 選擇閥及液壓回路設(shè)計(jì) 首先送料缸換向選用兩位四通電磁閥 [25],能滿足送料要求。?d表 彈性影響系數(shù) EZ配對(duì)齒輪材料灰鑄鐵 球墨鑄鐵 鑄鋼 鍛鋼 夾布塑膠齒輪材料彈性模量 aMPE/4108.?.?4106.?410785.?鍛鋼 鑄鋼 188球墨鑄鐵 灰鑄鐵 由表 查得材料影響系數(shù)： 2?由資料查得按齒面硬度 [23]查得齒輪的強(qiáng)度接觸疲勞強(qiáng)度極限 。根據(jù)設(shè)計(jì)要求和準(zhǔn)則，擬選擇所選擇的齒輪系統(tǒng)的材料為 45 或 40 ,調(diào)制rC后表面淬火。針對(duì)各種工作情況以及上述各種失效形式，都應(yīng)該確立相應(yīng)的設(shè)計(jì)準(zhǔn)則。設(shè)計(jì)齒輪傳動(dòng)在具體的工作情況下，必須有足夠的、相應(yīng)的工作能力，以保證在整個(gè)工作壽命期間不至于失效。齒輪傳動(dòng)獲得廣泛應(yīng)用，也就是由于具有這一特點(diǎn)。第三工作可靠、壽命長(zhǎng)，設(shè)計(jì)制造正確合理，使用維護(hù)良好的齒輪傳動(dòng)，工作十分可靠，壽命可達(dá)一、二十年，這也是其他機(jī)械傳動(dòng)所不能比擬的。齒輪傳動(dòng)特點(diǎn)，第一效率高，在常用的機(jī)械傳動(dòng)中，以齒輪傳動(dòng)效率為最高，如一級(jí)圓柱齒輪的傳動(dòng)效率可達(dá) 99%，這對(duì)大功率的傳動(dòng)十分重要，因?yàn)榧词剐手挥邪俜种?，也有很大的?jīng)濟(jì)利。1?2?3）各軸的輸入轉(zhuǎn)矩 T（N 1）各軸的轉(zhuǎn)速 n（r/min） 高速軸 I 的轉(zhuǎn)速 mn?I 中間軸 II 的轉(zhuǎn)速 1/i 低速軸 III 的轉(zhuǎn)速 ??212II //ininm?（） 滾筒軸 IV 的轉(zhuǎn)速 IIVn?式中： 為電動(dòng)機(jī)的滿載轉(zhuǎn)速； 為高級(jí)傳動(dòng)比； 為低級(jí)傳動(dòng)比。3）圓錐—圓柱減速器 設(shè)減速器的傳動(dòng)比為 i,高速級(jí)錐齒輪的傳動(dòng)比為 ，傳動(dòng)比可按1i下式分配： ?（） 3 傳動(dòng)參數(shù)的計(jì)算 、功率和轉(zhuǎn)矩，它是進(jìn)行傳動(dòng)零件設(shè)計(jì)計(jì)算的重要依據(jù) [20]。id?平帶傳 動(dòng) V 帶傳動(dòng) 鏈傳動(dòng) 圓柱齒輪傳 動(dòng) 錐齒輪傳 動(dòng) 蝸桿傳動(dòng)單級(jí)薦用值 i 4~2?5~2?533~2?401單級(jí)最大值 max5 7 6 8 5 80 2）二級(jí)圓柱齒輪減速器：為了使兩個(gè)大齒輪具有相近的浸油深度，應(yīng)使兩級(jí)的大齒輪具有相近的直徑（低速級(jí)大齒輪的直徑應(yīng)略大一些，使高速級(jí)大齒輪的齒頂圓與低速軸之間有適量的間隙）.設(shè)高速級(jí)的傳動(dòng)比為 ，低速級(jí)的傳動(dòng)比為 ，減速器的傳動(dòng)比為1i 2ii，對(duì)于二級(jí)展開(kāi)式圓柱齒輪減速器，傳動(dòng)比可按下式分配： ??ii4.~31?（）對(duì)于同軸式圓柱齒輪減速器，傳動(dòng)比可按下式分配： ii21（）但應(yīng)指出，齒輪的材料、齒數(shù)及寬度亦影響齒輪直徑的大小。各類(lèi)機(jī)械傳動(dòng)的傳動(dòng)比薦用值和最大值見(jiàn)表 。根據(jù)選定的電動(dòng)機(jī)類(lèi)型、結(jié)構(gòu)、功率和轉(zhuǎn)速，從標(biāo)準(zhǔn)中查出電動(dòng)機(jī)的型號(hào)后，將其型號(hào)、額定功率 （kW） 、滿載轉(zhuǎn)速 （r/min） ，以及電動(dòng)機(jī)的安裝尺寸、外形尺寸和軸伸連mPmn接尺寸等記下以備后用。一般常用、市場(chǎng)上供應(yīng)最多的是同步轉(zhuǎn)速為 1500r/min 和 1000r/min 的電動(dòng)機(jī)，設(shè)計(jì)時(shí)優(yōu)先選用。電動(dòng)機(jī)功率裕度的大小應(yīng)視工作機(jī)構(gòu)的負(fù)載變化狀況而定。記 AD、BC 桿長(zhǎng)均為 L,AC 桿的瞬心角速度為 ,AC 的?瞬心為 B 點(diǎn)。由圖 可知:驅(qū)動(dòng)力F 作用在 D 處, A 點(diǎn)速度垂直向上,記為 , D 點(diǎn)速度水平向左,記為 。 升降臺(tái)的設(shè)計(jì) 運(yùn)動(dòng)學(xué)分析 該木板上料機(jī)升降裝置為雙層結(jié)構(gòu),每一層的結(jié)構(gòu)、運(yùn)動(dòng)特性和受力特點(diǎn)完全相同。上料輸送機(jī)將堆垛木板的托盤(pán)送至升降機(jī)并將空托盤(pán)帶回，升降機(jī)帶動(dòng)托盤(pán)上升到指定高度，推板機(jī)將一層木板從升降機(jī)上推至過(guò)渡輥臺(tái)并逐疊將木板推入鉆孔工序。（4）上下料裝置應(yīng)有一定的結(jié)構(gòu)范圍，盡可能地滿足各種不同工件的上下料需求。（2）上下料工作力求平穩(wěn)，盡量減少?zèng)_擊，避免工件產(chǎn)生變形或損壞。而我所設(shè)計(jì)的是自動(dòng)化的上下料裝置。人工上下料通常借助傳送滾道或起重機(jī)等設(shè)施，通過(guò)人工操作進(jìn)行機(jī)床的上下料，主要適用于單件小批生產(chǎn)或大型外形復(fù)雜的工件。大部分機(jī)床上下料裝置的下料機(jī)構(gòu)比較簡(jiǎn)單，或上料機(jī)構(gòu)兼有下料功能，所以機(jī)床的上下料裝置也常被簡(jiǎn)稱為上料裝置。由于采取了先進(jìn)的抗干擾技術(shù),即便在較差的環(huán)境下工作PLC也具有很強(qiáng)的可靠性 [6]。 而PLC控制,結(jié)構(gòu)較簡(jiǎn)單,成本也不高,尺寸精度也能滿足要求。當(dāng)用其驅(qū)動(dòng)步進(jìn)控制器時(shí)就會(huì)出現(xiàn)丟步和失步的情況,從而影響加工送料精度。若用單片機(jī)控制,單片機(jī)的制造工藝決定了其對(duì)工作環(huán)境要求較高。機(jī)架、料倉(cāng)、氣缸架均采用型材組焊的形式拼成框架式結(jié)構(gòu) [4]。 機(jī)架結(jié)構(gòu)的確定 考慮到生產(chǎn)工藝要求及廠房面積,圍板的實(shí)木側(cè)板拼接自動(dòng)線有效工作高度設(shè)計(jì)在1 m,長(zhǎng)度控制在3 m以內(nèi)。 ??pqn21??（）式中，q 為產(chǎn)品的年產(chǎn)量（臺(tái)數(shù)/年） ；n 為每臺(tái)產(chǎn)品所需生產(chǎn)線加工的工件數(shù)量（件數(shù)/臺(tái)） ；p1 為備品率；p2 為廢品率。通過(guò)平衡生產(chǎn)線，可以提高操作者及設(shè)備的工作效率；可以減少單間產(chǎn)品的工時(shí)消耗，降低成本；可以減少工序的在制品，真正實(shí)現(xiàn)有序流動(dòng)；可以在平衡的生產(chǎn)線基礎(chǔ)上實(shí)現(xiàn)單元生產(chǎn)，提高生產(chǎn)應(yīng)變能力，應(yīng)對(duì)市場(chǎng)變化。即指完成一個(gè)產(chǎn)品所需的平均時(shí)間。工件的專(zhuān)用夾具就是根據(jù)工件加工的特定工序而設(shè)計(jì)，安裝時(shí)只要工件靠牢夾具的定位元件，并用夾緊機(jī)構(gòu)將其夾緊就可迅速可靠地保證工件占有正確的位置。為了使工件加工后符合圖紙的技術(shù)要求，就必須保證工件的加工精度。不僅有上料的作用，還有定位的作用，當(dāng)木銷(xiāo)向左運(yùn)動(dòng)時(shí)，木銷(xiāo)會(huì)被送到與木板對(duì)應(yīng)的孔的位置。在圖 內(nèi)，主要畫(huà)出了木銷(xiāo)自動(dòng)上料的裝置，料斗下部的一排木銷(xiāo)通過(guò)帶槽滾筒旋轉(zhuǎn),不僅可以將木銷(xiāo)逐根分離供給,而且還能防止木銷(xiāo)出現(xiàn)卡住的情況。與此同時(shí)，在輥?zhàn)訆A住木板時(shí)，前方鉆孔工作臺(tái)上的壓緊裝置張開(kāi)，并且退回起始位置。木板自動(dòng)上料定位鉆孔木銷(xiāo)拼接推出后會(huì)到達(dá)鉆孔工作臺(tái)，鉆孔工作臺(tái)上方的壓緊塊在氣缸的推動(dòng)下壓緊木板從木板的側(cè)面進(jìn)行鉆孔，鉆孔工位完成后，由步進(jìn)電機(jī)控制輸送帶，讓木板繼續(xù)縱向移動(dòng)，進(jìn)入拼接工位。上料輸送機(jī)將堆垛木板的托盤(pán)送至升降機(jī)并將空托盤(pán)帶回，升降機(jī)帶動(dòng)托盤(pán)上升到指定高度，推板機(jī)將一層木板從升降機(jī)上推至過(guò)渡輥臺(tái)并逐疊將木板推入鉆孔工序。流程圖見(jiàn)圖 。短板打孔也是如此，但是只打兩個(gè)孔。 總的來(lái)說(shuō)，國(guó)外的標(biāo)準(zhǔn)化生產(chǎn)模式是可以借鑒的，但由于國(guó)內(nèi)基本情況的限制，所以在國(guó)內(nèi)圍板箱的基本材料還是以木板為主材料。 （3）在國(guó)內(nèi)，使用木板為主材料，成本低廉；在國(guó)外，開(kāi)始使用可完全回收利用的塑料，從而減少樹(shù)木的砍伐，保護(hù)環(huán)境。圖 國(guó)外先進(jìn)的圍板箱從國(guó)內(nèi)外發(fā)展情況來(lái)看，國(guó)內(nèi)外的圍板箱生產(chǎn)具有以下的優(yōu)缺點(diǎn)： （1）在國(guó)內(nèi)，圍板箱的規(guī)格可以根據(jù)買(mǎi)家的要求來(lái)制定，比較方便靈活；在國(guó)外，圍板箱的規(guī)格趨于標(biāo)準(zhǔn)化，方便一體化生產(chǎn)，銷(xiāo)售，物流規(guī)格可漸漸統(tǒng)一，適應(yīng)以后的發(fā)展前景。而國(guó)外，德國(guó) KTP 公司可以說(shuō)是制造圍板箱的代表，經(jīng)過(guò)其幾代人的努力，現(xiàn)今已經(jīng)研制出了可折疊式塑料圍板箱（見(jiàn)圖 ） 。圍板箱基本以木板為主要材料，側(cè)板大多數(shù)都是采用模板或者大板制作，使得材料的選取過(guò)于苛刻，而且成本比較高。自動(dòng)生產(chǎn)線的保養(yǎng):