【正文】 為了便于維護，在PLC梯形圖程序中采用邏輯控制方式，根據(jù)生產(chǎn)實際需要，設(shè)置了生產(chǎn)多種不同規(guī)格模具的參數(shù)?？梢酝ㄟ^便攜式手編程器(FX20PE)或裝有FXES軟件包的便攜式計算機對PLC控制程序進行讀、寫、查詢、修改、監(jiān)控等操作，而且該軟件包還有加密功能，可有效防止非法閱讀和修改軟件。該機電氣控制系統(tǒng)選用日本松下公司FP1—C72型PLC作為控制系統(tǒng)的核心，實現(xiàn)對兩個機械手各種控制元件的邏輯與時序控制，使設(shè)備整體運轉(zhuǎn)實現(xiàn)了硬件線路少、故障率低的程序化控制。 電氣控制系統(tǒng)程序設(shè)計 3) 由機械手連接起來的四個工位，每個工位執(zhí)行元件都是由電磁換向閥控制的氣缸完成的，所以在氣缸氣壓不足，機械限位松動以及其含意外故障都會影響本工位工作完成情況，拖延動作時間，它將導(dǎo)致時間延遲，產(chǎn)生預(yù)想不到的情況。只有當(dāng)機械兩個機械手不處于同一位置時才不會發(fā)生碰撞干涉，所以必須進行檢測以防碰撞干涉產(chǎn)生破壞。因此機械手必須能夠區(qū)別是PLC斷電再開還是軟關(guān)機后再開。在這一段的程序設(shè)計中關(guān)鍵考慮這樣幾個問題： 1) PLC的電源只有當(dāng)工廠大修，或長時間不生產(chǎn)時才斷開，而在每班次結(jié)束或休息時只須在面板上實現(xiàn)軟關(guān)機，此時PLC仍為RUN狀態(tài)。每一步只有在上一步完成之后才能繼續(xù)往下進行，并且兩個機械手不能相互碰撞干涉。在本系統(tǒng)上電初始時，機械手先回原點，由于此時三個工位上都沒有工件，因此必須由上料口開始，機械手一個工位一個工位的前進。本程序采用模塊化設(shè)計思想，分工段可獨立操作完成本工段的工作，模塊之間井用連鎖和互鎖條件建立關(guān)系，全線自動或分段自動時信號可互相調(diào)用。 圖52 操作工序圖本控制系統(tǒng)程序設(shè)計，使用軟件用梯形圖直接編程，并進行現(xiàn)場調(diào)試和程序監(jiān)控。當(dāng)上料完成后機械手就執(zhí)行程序，上完毛胚后轉(zhuǎn)到加熱爐進行加熱，加熱完成之后卸件，卸件后冷卻模具，冷卻完成后進入第二次的循環(huán)?！　】刂葡到y(tǒng)由四個工位工作的完成情況來控制的。 電氣控制系統(tǒng)的總體設(shè)計本機械手是典型的邏輯順序控制機械，有較多的檢測元件，邏輯關(guān)系復(fù)雜，實現(xiàn)動作難度較大。如果要快速檢查電器故障，則需要一個編程器，它就象一臺故障顯示器，能根據(jù)程序圖隨機檢查每一步信號。故只要了解壓鑄機的程序與PLC的接口就能解決一般問題。另外其穩(wěn)定性也好，一般程序不會出問題。5 電氣控制系統(tǒng)部分的設(shè)計自動壓鑄機早期的控制電器采用繼電器。技術(shù)參數(shù)表：性能參數(shù)\型號規(guī)格 K35D2－10 工作介質(zhì) 壓縮空氣工作壓力范圍(MPa) 環(huán)境介質(zhì)溫度(℃) 550換向時間≤(S) 換向頻率≥(HZ) 8泄漏量≤(cm3/min) 10有效截面積≥(mm2) 10 20電磁先導(dǎo)閥通徑(mm) 工作電壓(V) AC:2350HZ； DC:212電壓波動(%) +10－15耗電功率(W) AC:12。該系列閥主要用做氣缸等執(zhí)行機構(gòu)有中間停頓狀態(tài)等場合的控制元件。m) 85最高使用頻率(次/分) 50(120)最低工作壓力(MPa) 公稱壓力(MPa) 環(huán)境和介質(zhì)溫度(℃) 5～60本設(shè)計中才采用 K35D2系列三位五通雙電控滑柱式換向閥，該系列閥是由兩個串通電磁先導(dǎo)閥和一個主閥組合而成。(以過二氣口之間中點的中心線為0176。3176。主要性能參數(shù)型號 MB90X80T1內(nèi)部容積(立方厘米) 133內(nèi)徑(mm) 80葉片數(shù) 2擺動角度 90176。 表42 基本技術(shù)參數(shù)缸徑Φ（mm）16動作方式雙作用工作介質(zhì)潔凈壓縮空氣給油不要（給油也可）使用壓力范圍（MPa）Φ16：Φ16：耐壓（MPa）560使用溫度范圍（℃）無緩沖緩沖15行程（mm）理論作用力 單位：N缸徑Φ（mm）使用壓力（MPa）16推力 N拉力 N MB型葉片式擺動馬達 規(guī)格有ΦΦΦ16。50：緩沖行程(mm) 20 理論傳遞力(N) 推力 960 1519 拉力 774 1333 表41 開關(guān)的主要技術(shù)參數(shù)型號CK－使用電壓范圍：24～220V使用電流范圍10～300mA最在觸點容量16W漏電流0耐壓1500V指示燈發(fā)光二級管（ON時亮）動作時間1msec以下回復(fù)時間1msec以下耐沖擊30G絕緣電阻≥適用氣缸品種CK－J1：QGBQ32－50 CK－J1B：QGBQ63－100使用溫度范圍10～+70176。C使用介質(zhì) 空氣、干燥空氣給油 不需要（也可給油）螺紋等級 GB19781 緩沖 兩側(cè)可調(diào)緩沖行程長度允差（mm) S≤500mm 216。mm) 40 50 最大行程S(mm) 800 500 使用壓力范圍 ～ ～使用溫度范圍 5～60176。實現(xiàn)了機電一體化和復(fù)合集成化。ＱＧＢＱ－ＦＫ為帶閥帶開關(guān)型氣缸，它是帶閥型和帶開關(guān)型氣缸的組合。雙電控帶閥氣缸為自己保持式，電磁換向閥有記憶作用，當(dāng)切斷電信號后，閥位不變，氣缸活塞位置保持不變，系統(tǒng)不受突然斷電的干擾。 QGBQ系列系列輕型氣缸 特點：ＱＧＢＱ系列氣缸，有標(biāo)準(zhǔn)型、帶開關(guān)型、帶閥型、帶閥帶開關(guān)型，均為單桿雙作用，兩側(cè)緩沖無給油的氣缸，還有三種形式的變型氣缸。 (3)氣動裝置中的信號傳動速度比光,電控制速度慢,所以不宜用于信號傳遞速度要求十分高的復(fù)雜線路中. 氣壓傳動系統(tǒng)的設(shè)計在這個設(shè)計中有兩各機械手，要獨立進行控制。 (8)氣動裝置結(jié)構(gòu)簡單,成本低,維護方便,過載能自動保護. 氣壓傳動的缺點(1)由于空氣的可壓縮性較大,氣動裝置的動作穩(wěn)定性較差,外載變化時,對工作速度的影響較大。 (6)氣動元件可靠性高,而氣動元件可運行2000～4000萬次。(4)相對液壓傳動而言,氣動動作迅速,反應(yīng)快,～～5m/s,而氣體的流速最小也大于10m/s,有時甚至達到音速,排氣時還達到超音速。 圖39 回轉(zhuǎn)小臂 機械手卸件機構(gòu)的設(shè)計在這個這設(shè)計中因為模具的空間有限，所以采用了體積很小的螺紋氣缸來作為頂件氣缸，圖如下所示： 圖310 卸件機構(gòu)4 氣動控制系統(tǒng)部分的設(shè)計 氣壓傳動的特點本設(shè)計中采用各關(guān)節(jié)均采用氣動驅(qū)動，采用氣動的原因主要有下面幾點： 氣壓傳動的優(yōu)點(1)工作介質(zhì)是空氣,與液壓油相比可節(jié)約能源,而且取之不盡,用之后可將其隨時排人大氣中,不污染環(huán)境。如下圖所示： 圖35 回轉(zhuǎn)大臂 機械手夾緊部分的設(shè)計夾緊的主要事用雙導(dǎo)軌和氣缸來實現(xiàn)。直線導(dǎo)軌的選用方法：機械結(jié)構(gòu) 導(dǎo)軌部安裝空間 安裝方式 行程長度 負載大小 速度 要求壽命、剛性、精度 使用頻度（負載循環(huán)） 使用環(huán)境（在特殊環(huán)境下，首先要考慮材料、潤滑及表面處理等條件） 由于在此設(shè)計中導(dǎo)軌只有導(dǎo)向作用。（2）高精度、高質(zhì)量（3）高可靠性和長壽命（4）通過開發(fā)可互換的產(chǎn)品，實現(xiàn)了短周期交貨通過采用哥特式溝槽，即使在超高負載的情況下，也能將負載轉(zhuǎn)移到非接觸表面?！　?由于能夠精確測試軌道，所以能夠穩(wěn)定的生產(chǎn)高精度直線導(dǎo)軌和具有互換性的直線導(dǎo)軌。滾動直線導(dǎo)軌副是在滑塊與導(dǎo)軌之間放入適當(dāng)?shù)匿撉?，使?塊與導(dǎo)軌之間的滑動摩擦變?yōu)闈L動摩擦，大大降低二者之間的運動摩擦阻力。 直線導(dǎo)軌的選擇圖34 直線導(dǎo)軌滾動直線導(dǎo)軌副滾動直線導(dǎo)軌副是由導(dǎo)軌、滑塊、鋼球、返向器、保持架、密封端蓋及擋板等組成（見下 圖）。m最大剪力 Qc = 200 N最大撓度 fmax = m 表33 強度校核已知條件：計算截面的扭矩Mw = Nm固定端反力矩 Mb = N主要是校核以下此梁能否承受機械手的重量。這樣才能保證機械手不下滑。本機械手主要用氣動實現(xiàn)，分為大的縱向移動臂，回轉(zhuǎn)手臂，橫向移動加緊機構(gòu)，小臂回轉(zhuǎn)機構(gòu)和卸件機構(gòu)。3 機械手部件的設(shè)計機械手主要用導(dǎo)軌，氣缸，模具，各種支撐板構(gòu)成。而特殊電路要在基本的電路中在進行擴展。動盤與銜鐵的間隙δ應(yīng)保證規(guī)定尺寸。 電磁離合器的選擇 在這里選擇DLD系列電磁離合器，為無滑環(huán)、干式單片，它具有結(jié)構(gòu)緊湊、響應(yīng)迅速、壽命長久、使用可靠等優(yōu)點。 空軸的設(shè)計和電磁離合器的選擇 空軸的設(shè)計在壓鑄機的設(shè)計中，因為有很氣路的布置和電器線路的布置，而這些線路都不能從外面進入，只能從中間通向兩個機械手，所以中間的軸必須是空的，所以在這個設(shè)計中空軸主要考慮的是管路問題而不是通常的節(jié)省材料的問題，在這個設(shè)計中因為工作的載荷比較小，一般的設(shè)計就可以滿足強度和剛度的要求?！妫?；（2）取散熱面積A≈；（3）效率h=。箱體散熱面積：蝸桿傳動在工作條件下的油溫為式中：－空氣溫度，－蝸桿輸入功率，－蝸桿傳動總效率，－散熱系數(shù)，因而有 顯然，蝸桿傳動可維持熱平衡，合用?？紤]箱體與空氣接觸面為前、后、左、右、上五個表面。驗算蝸輪齒根最大彎曲應(yīng)力蝸輪齒根最大彎曲應(yīng)力為式中：－蝸輪中徑上的最大圓周力為：－蝸輪法面模數(shù)：－蝸輪齒根弧長：因而有 蝸輪最大的彎曲許用應(yīng)力由表6－9查?。?（錫青銅）因而有 ，安全。根據(jù)，由表6－5插值取，可由式6－11計算出蝸桿傳動的嚙合摩擦損耗的效率：在設(shè)計蝸桿傳動前，估取了蝸桿傳動總效率，當(dāng)蝸桿傳動主要尺寸及參數(shù)確定之后，近似取軸承效率攪油效率則總效率顯然，蝸桿傳動總效率略大于估取值適用。計算蝸桿傳動的主要幾何尺寸（表6－4）中心距蝸桿分度圓升角由表6－2根據(jù)蝸桿頭數(shù)和蝸桿特性系數(shù)值查?。悍侄葓A直徑： 頂圓直徑： 根圓直徑： 蝸輪齒寬： 蝸桿螺旋部分長度： ，取。根據(jù)按強度條件估算的蝸桿分度圓直徑，表明：當(dāng)時不能滿足蝸桿扭矩強度的要求。，將以上數(shù)值代入蝸桿傳動設(shè)計公式得：當(dāng)時，由表6－1相應(yīng)的，則按強度條件確定蝸桿軸經(jīng)和分度圓直徑蝸桿軸的直徑可按扭矩強度計算：取。當(dāng)時，估取傳動效率。（3）確定作用在蝸輪上的轉(zhuǎn)矩T2，因z1=1，故初步選取h=0. 80，則T2=106=106=106= （4）確定載荷系數(shù)K，因載荷平穩(wěn)，速度較低，取K=，由式（87）得≥≥= mm3由表81，取m=8，d1=64mm。由表83查得[sH]=200。為降低成本和在空間進行合理布置，兩