1、翻 版 机 侧 工 作 台 设 计全套图纸，加 153893706翻版机侧工作台设计说明书学 院：专 业 班 级：学 号：学 生 姓 名：指 导 教 师：II目 录任务书 （3）序言 （4）一、 总体方案的选择 （6）二、 所选方案的具体设计 （9）1、 总体结构的设计（11）（1） PCB 输送系统 （13）（2） 位置检测系统（14）（3） 信号处理系统（15）（4） 执行机构原理图（16）2、机械机构设计（17）（1）翻转侧工作台设计（19）（2）行程开关的位置选择（19）（3）装置高度调节（20）3、软件部分的设计（21）（1）程序流程图（22）（2）PLC 梯形图（23）（3）PLC
2、 程序（23）三、 相关参数的设计说明1、 翻转的时间分配（24）2、 传送带的相关计算和翻转主轴的计算（24）3、 电机的选择及有关参数的计算（25）四、 总结体会参考文献 （26）III任 务 书设计与任务要求：翻版机侧工作台设计,并传输到反面检查线的上面,工作的过程为:产品到达装置的传送部分上,装置自动将产品与传送部分一起翻转,然后传动部分将产品传输出去,再返回到原位,流程为 到位翻转到位传送翻转到位，该过程自动完成。IV引 言飞梭弹指度，四年的大学生活接近尾声时，我们进行了为期近四个月的毕业设计。毕业设计是对大学四年来我们所学到的基础知识和专业知识的一次系统性的总结与综合运用，同时也是
3、培养我们分析问题和解决问题能力的良好的机会，而且毕业设计也是大学教学的最后一个重要环节。因此，认真踏实地做好这次毕业设计不仅意味着我们能否顺利毕业，而且对今后我们走上工作岗位后能否很出色的做好自己的工作也有十分重要意义。另外，毕业设计还可以培养我们独立思考，开发思维和协调工作的能力，这对今后踏入社会以后能否尽快地适应社会也有很大的帮助。机械工业的生产水平是一个国家现代化建设水平的主要标志之一。这是因为工业、农业、国防和科学技术的现代化程度，都会通过机械工业的发展程度反映出来。人们之所以要广泛使用机器，是由于机器既能承担人力所不能或不便进行的工作，又能较人工生产改进产品的质量，特别是能够大大提高
4、劳动生产率和改善劳动条件。机械工业肩负着为国民经济各个部门提供技术装备和促进技术改造的重要任务，在现代化建设的进程中起着主导和决定性的作用。所以通过大量设计制造和广泛使用各种各样先进的机器，就能大大加强和促进国民经济发展的力度，加速我国的社会主义现代化建设。机械加工工艺是实现产品设计，保证产品质量、节约能源、降低成本的重要手段，是企业进行生产准备，计划调度、加工操作、生产安全、技术检测和健全劳动组织的重要依据，也是企业上品种、上质量、上水平，加速产品更新，提高经济效益的技术保证。然而夹具又是制造系统的重要组成部分，不论是传统制造，还是现代制造系统，夹具都是十分重要的。因此，好的夹具设计可以提高
5、产品劳动生产率，保证和提高加工精度，降低生产成本等，还可以扩大机床的使用范围，从而使产品在保证精度的前提下提高效率、降低成本。当今激烈的市场竞争和企业信息化的要求,企业对夹具的设计及制造提出了更高的要求。我们这些即将大学毕业的机械工程及自动化专业的学生，要进行对本专业所学习的知识进行综合的运用和掌握，为此我们要进行毕业设计，要自己动手进行思考问题，为社会主义现代化建设的发展贡献力量，也要从此迈出展现自己价值的第一步。V通过实际学习，大量资料的查阅，并在老师的指导下完成这次设计任务，根据生产的要求，翻版机侧工作台设计。但由于本人的水平有限，结合生产实际应用设备的能力有限，故没有能够做到很详细的设
6、计，而且还有许多地方有待改进，请老师给以指导和批评 1。VI一、方案选择图 1VII图 2VIII图 3方案 1 的简单说明：钢板在传送带上传送，一直传送到翻板装置的“盒子”里面，传感器 1 检测到位以后，整个翻板装置开始旋转 180，碰到行程开关 2 就停止旋转，通过传送带把印制板从“盒子”里面“拉”出来，钢板随传送带传输出去，传感器 3检测到位以后，翻板装置复位，准备下一个翻板过程，行程开关 4 用于翻板装置开始状态的定位。IX图 4图 5.机结构图 方案2的简单说明：该设备主要由机架、翻板架、翻板电机、同步链条、翻板架转动轴等部分组成，通过转动轴，带动翻板架顺时针方向转动，转过90时，印
7、刷板由水平位置翻转到垂直位置，完成翻板动作，继续再转过90，翻板架又转到水平位置，准备接料，翻转下一片印刷板。通过翻板架将阴极板送到输送链条上，输出电机工作，通过同步链条驱动轴带动同步主动链轮转动，再带动同步从动链轮转动，输出主动链轮随同步从动链轮一起转动，输出主动链轮带动输出链条运动，通过输出链条将悬挂X在其上的印刷板带出，滑落到接钢板的料架上，完成翻板工作。通过对传统和新型翻板出料机进行分析比较，本设计的优点：（1）用步进电机驱动翻板架旋转进行翻板，这一翻板工作是间歇动作，步进电机具有频繁启动的优点，而且传动系统简单，动作可靠，使用寿命长，维护检修容易，制造加工成本低。（2）翻板架只沿着顺
8、时针方向转动，可以不断将位于水平位置的阴极板翻转到垂直位置，进行阴极板的翻板，不改变步进电机的旋转方向，可以提高步进电机的使用寿命。（3）翻板架为具有完全对称结构的“A”形，重心和旋转中心重合，不存在偏心，转动时不产生附加的动负荷，转动平稳可靠。（4）翻板工作由对称的两支架交替完成，所以每翻一片印刷板，翻板架只需旋转90，提高了翻板的效率，而且翻板架的运动由步进电机驱动，翻转角实现了数字控制。（5）出料时，通过出料链条带动印刷板移动，采用机械传动，结构简单，动作可靠，维护、检修容易，生产、制造成本低两个方案的比较：方案 1 原理简单，翻板装置也比较简单，但可靠性比较差，翻板装置在上升过程中，印
9、制板有可能滑下，而且印制板翻转后会失去支撑点而直接“摔”在传送带上，有可能损坏印制板上的元件。方案 2 原理也很简单，翻板装置相对比较复杂，安装精度要求比较高，但可靠性比较好，传送过程相对比较平稳，对元件XI的保护也比较周到，而且可以通过对翻板装置的“盒子”的修改来达到传送不同形状的印制板，扩展性较好。由于采用了步进电机驱动翻板架转动，翻转角实现了数字控制，且翻板架为完全对称的结构，不存在偏心，因此转动时不产生附加动负荷，而且工作时，翻板架始终沿一个方向旋转，出料通过输送链条完成。因此印刷板加工翻板机具有结构简单、工作平稳可靠、装配维护容易、制造成本低的特点。本设计具有明显的实用价值、经济价值
10、和推广价值。最终方案的选取：由于方案 1 存在有可能损坏元件的致命缺点，而方案 2 也具有较好的扩展性，故本次设计采用方案 2 为基本方案，并确定基本方案的总体流程图，如图 6图 6XII三、设计说明1、翻板机的具体结构：总体结构可以参考附件的翻板机装配图。板形状的改良：底部为一个 328246 mm 的平板型，印制板上元件离印制板边缘的距离为 8 mm，设定印制板的厚度为 3 mm，为了便于定位，如图 4 所示，在 8 mm 的边缘上打上两个孔。XIII图 7传送带的设计：由于定位和安装的需要，该装置把传送带分成了输入和输出两段，而且如图 8 所示，输入和输出部分的形状也不一样，输入段为常用
11、的传送带，输出段是用于承载已经翻转了的印制板，为了保护板上的元件，需要中间留空。在输入和输出的传送带两边都需要加上与印制板边缘孔相配合的小凸台，并且输出段传送带上的小凸台还是把印制板从“盒子”里面“拉”出来的主动力。XIV图 8翻板装置“盒子”的设计：“盒子”的尺寸必须与印制板的尺寸相配合，而且要保证翻转过程中印制板不会掉出来，也不会因为碰到“盒子”边缘而损坏上面的元件。“盒子”采用可装拆更换设计，翻转不同的印制板只需更换相应的“盒子”，“盒子”采用矩形槽设计，便于装拆更换，上面的两个螺栓用于定位，如图 9 所示。XV图 9翻转主轴的设计：如图 10 所示，翻转主轴中间长方形部分要有与“盒子”
12、相配合的矩形槽，两端是圆轴，一端长，一端短，短的一端只安装轴承，长的一端除了安装轴承还要开一键槽，用于安装带轮。XVI图 10传感器位置的确定：该设计采用 PLC 控制，位置精度要求比较高，如图 11 所示，在翻转主轴的两个极限位置分别安放行程开关 1、2，以保证翻转主轴的起停位置；在位置 A 中安装行程开关 3，当印制板送进“盒子”，接触行程开关 3，翻转主轴开始转动；在位置 B 中安装行程开关 4，检测印制板是否完全离开“盒子”。XVII图 11电机的设计：传送带输入段和输出段分开，应当由两个电机分别带动，但输入段和输出段有同步的要求，所以选择有一个功率较大的电机直接带动两个传送带。可调底
13、座螺栓：为了满足装置高度20 mm 可调的要求，底座安装了六个可调螺栓。2、翻板机的电气控制设计：总体电气控制设计可以参考附件的电气控制图。电气控制图的简单说明：2.2.1 流程图本系统采用了可变成控制器直接进行控制，系统的流程如下：到位翻转到位传送翻转到位进行控制流程图的编辑如下：XIX启动输入版版是否到位N翻转电机逆时针旋转Y翻转是否到位？NY输出板是否完全输出？NY翻转电机顺时针旋转翻转是否到位？NY说 明输入传送带运动将版送入“盒子”循环的起始点板是否触碰到“盒子”底部的行程开关 ST1翻转电机运动，将板翻转并转向输出端翻转部分是否触碰到形成开关 ST3板从“盒子”里输出，到达输出传送
14、带是否释放了行程开关 ST4输出延时空的“盒子”从输出端翻转回输入端是否触碰行程开关 ST2下一个循环开始延时 1s图 7XX2.2.2 程序编辑翻转电机受 PLC 直接控制；输入电机由行程开关 ST2 直接控制，无须经 PLC 控制；输出电机启动时就运行，不受 PLC 控制。由于该系统的控制比较简单，所以选择三菱 F40M 型 PLC。性能参数为：I/O：40 点80 点内存：890B内部继电器：193 个记时/计数器：32 个该系统含有四个行程开关，控制顺序如图 7。PLC 的主电路与 PLC 外部接线：见电气控制图。指令语句如下：LD 401OUT 100LD 404AND 100OR
15、431ANI 432OUT 431LD 400OR 432ANI 435OUT 432LD 402ANI 434OUT 435LD 403XXIANI 433OUT 434OUT 450K 1LD 450OR 433ANI 100OUT 433END3、翻板机相关参数的计算和说明：传送带输入段、输出段以及翻转的时间分配：运送传送带的速度范围是 20020000mm/min，因为规定生产节拍为 20”，考虑到传送带上要放置两块印制板，传送距离也比较长，故确定印制板从放上传送带，到达行程开关 3 的时间为 11 秒，翻转主轴正反转的时间都是 3 秒，“盒子”接触行程开关 2 后停留时间为 3 秒，
16、如图 12，满足生产节拍 20”。传送带的传送速度、滚筒转速和翻转主轴转速的计算：A、传送带的传送速度和滚筒的转速：由于输入、输出段由一个电机带动来实现同步运送，只需考虑“盒子”接触行程开关2 后停留的 3 秒内，印制板能否完全离开“盒子”，盒子宽约为 150mm，带的传送速度理论值为 v=b/t=150mm/3s=50mm/s=0.05m/s，取 v=0.06m/s。滚筒转速：n1=60v/2r =16r/min。B、翻转主轴的转速：翻转时间为 3 秒，旋转角度为 180，n 2=0.5 转/3s=0.5 转/0.05min =10r/min。传送带输入段和输出段的长度与宽度计算：确定滚筒半
17、径为 r=30mm，为了使传输连续不停顿，带长应该为相邻两印制板距离的整数倍，取放置印制板的时间间隔为 9 秒，则相邻印制板距离 D=vt=9s50mm/s=450mm,可XXII以得到带长的几何关系（如图 12）：nD=2r+2L，其中 L 长度应该取小直，从图上可以看出 LD+0.5b=625mm,所以算出 n=3.2，取整 n=4。所以输出段带长 S=nD=1800mm，两滚筒中心距 L=0.5（nD-2r）=805.8mm。同理，输出段 L2b=492mm，所以算出 n=2.6，取整 n=3，输出段带长 S=1350mm，滚筒中心距 L=580.8mm，另外输出段中间留空，带两边宽度取
18、 6mm。图 12电机的选择及有关参数的计算：A、带动传送带的电机：由于电机带动的是传送带，传动带上的负载基本恒定，所以按照带恒定负载时电动机容量选择，即 PNP L ,PL=Tn/9550；并且选取 Y 系列三相异步电动机,最大负载扭矩应该满足 TL max=0.8Tmax ；通过对印制板重量和滚筒尺寸的计算，算出输入输出总扭矩，设传送带摩擦系数为 0.4，带上保持运送两块印制板，印制板每块 10Kg 重，滚筒半径为 30mm，转速为 16r/min，T L max=1029.80.40.032=4.7Nm，T max=TL max/0.8=5.88 Nm，P L=Tn/9550=0.01K
19、w，通过查表，选择 Y801-4 型电机，其额定功率为0.55Kw，满载转速 1390r/min，同步转速 1500r/min。B、带动翻转主轴的电机：由于电机带动的是翻转主轴，负载大小有规律变动，所以按照重复短时工作制的电动机容量选择，设 定“盒子”为 5Kg，印制板为 10Kg，则 TL XXIIImax=159.80.2=29.4Nm，P L=Tn/9550=0.03Kw，由于是通过重复短时工作制计算，=t p/tp+t0=6/11,Ps=PL(/ aN)1/2=0.04Kw，通过查表，选择 YZR112M-6 型电机，其额定功率为 1.1Kw，转速 912r/min。连接各个电机的减速
20、器传动比的计算与减速器类型的选择：A、连接到传送带上的减速器：总传动比 i=1500/16=93.75，所以选择齿轮蜗杆二级减速器。B、连接到翻转主轴上的减速器：总传动比 I=912/10=91.2，所以选择齿轮蜗杆二级减速器。翻转主轴的轴承选择及有关参数的计算：翻转主轴理论上只受到径向力的作用，但由于装置位置精度要求高，所以选择深沟球轴承，其型号配合翻转主轴两端直径，选择 6006。四、总结体会毕业设计是培养学生综合运用所学知识、发现、提出、分析和解决实际问题，锻炼实践能力的重要环节，是对学生实际工作能力的具体训练和参考过程。XXIV回顾这次毕业设计，从选题到定稿，从理论到实践，在这段毕业设
21、计期间里，可以说得是苦多于甜。通过本次毕业设计，不仅巩固了以前所学过的知识，而且学到了很多在书本上所没有学到过的知识。对我来说，收获最大的是方法和能力那些分析和解决问题的方法与能力。在整个设计过程中，我发现我们这些学生最最缺少的是经验，没有感性的认识，空有理论知识，有些东西很可能与实际脱节。在孙朋山，张舒两位老师的指导下，我终于完成了 1P68F 下箱体工序卡及第一道机加工夹具的设计。从开始接到题目到拟订工艺方案路线，再到设计说明书的完成，每走一步对我来说都是新的尝试与挑战，这也是我在大学期间独立完成的最大的项目。在这段时间里，我学到了很多知识也有很多感受，从对工艺的略知，对工艺规程等相关设计
22、很不了解的状态，我开始了独立的学习和试验，查看相关的资料和书籍，让自己头脑中模糊的概念逐渐清晰，使自己非常稚嫩的设计一步步完善起来，每一次改进都是我学习的收获，每一次试验的成功都会让我兴奋好一段时间。从中我也充分认识到了拟订出一道最佳工艺方案的重要性，工艺方案的优化将直接影响产品的精度和经济性等。但在此次设计中也暴露出了自身的很多的不足之处，对以前所学过的理论知识理解得不够深刻，掌握得不够牢固，对相关机械手册查阅也未能够很好的掌握，最严重的是理论与实践不能够很好的相结合，这些都以待改进。通过这次毕业设计，我懂得了理论与实际相结合是很重要的只有理论知识是远远不够的，只有把所学的理论知识与实践相结
23、合起来，从理论中得出结论，才能真正为社会服务，从而提高自己的实际动手能力和独立思考的能力。这次毕业设计使我受益匪浅，为我今后的学习和工作打下了一个坚实而良好的基础。在此衷心感谢各位工程师傅的帮助和指导。通过这次设计总结了以前学习的机电一体化和机械设计方面的知识，做到了将机械与电气的渗透，设计过程中遇到了各种各样的问题，并最终得到了解决。在后期设计和制作中，我还发现方案一中采用气压传动在大工业生产中还是可行的，可以由多组翻转机构采用一台空气压缩机统一供气的方式，这样能最大限度的提高动力源的利用率，加上方案一的同时输入输出的工作方式，生产想效率上也是很可观的。当然，对我这次的单机组设计上，这样的效
24、率并不是那么的理想化。在传感器XXV的选择上，还可以全部采用光敏传感器，提高系统的精度，避免误差的产生。具体设计中由于经验上的不足和与实际生产的接触太少，有些地方选材和机构上显得与实践脱节，这需要在今后的学习工作中提高和改进，总的来讲，这次课程设计是对我机电相关领域知识的一次很好的锻炼，对以后的工作也有帮助和提高。五、 结 论毕业论文是本科学习阶段一次非常难得的理论与实际相结合的机会，通过这次比较完整的车六面轴组合车床设计，我摆脱了单纯的理论知识学习状态，和实际设计的结合锻炼了我的综合运用所学的专业基础知识，解决实际问题的能力，同时也提高我查阅文献资料、设计手册、设计规范以及电脑制图等其他专业
25、能力水平，而且通过对整体的掌控，对局部的取舍，以及对细节的斟酌处理，都使我的能力得到了锻炼，经验得到了丰富，并且意志品质力，抗压能力及耐力也都得到了不同程度的提升。这是我们都希望看到的也正是我们进行毕业设计的目的所在。提高是有限的但提高也是全面的，正是这一次设计让我积累了无数实际经验，使我的头脑更好的被知识武装了起来，也必然会让我在未来的工作学习中表现出更高的应变能力，更强的沟通力和理解力。XXVI本次设计师按照高效自动化的设计思想进行的。借鉴了国内外多种机床的经验，在原来的基础上做了一些改进，提高了机床的自动化程度，扩大了加工范围，具有一定的先进性。由于本人经验有限，设计中肯定存在一些不足之
26、处，不足不会给我打击只会更好的鞭策我前行，它会是我更有前进的动力。顺利如期的完成本次毕业设计给了我很大的信心，让我了解专业知识的同时也对本专业的发展前景充满信心。参 考 文 献II1 张建民主编 机电一体化系统设计 北京：高等教育出版社 20062 赵家齐. 机械制造工艺学课程设计指导书M.第二版，北京：北京出版社，2008.12.3 刘延俊主编 液压与气压传动 北京：机械工业出版社 20054 郑修本. 机械制造工艺学M.第二版，北京：机械工业出版社，1999.5 邓星钟主编 机电传动控制 武汉：华中科技大学出版社 20066 杨明忠 朱家诚 机械设计 武汉：武汉理工大学出版社 20047 李庆余， 张佳等主编.机械制造装备设计M.北京：机械工业出版 社,2007.8 吴宗泽 罗圣国 机械设计课程设计手册 北京：高等教育出版社 20019 濮良贵，纪名刚. 机械设计M. 第八版，北京：高等教育出版社，2006.10 赵家齐.机械制造装备设计基础M.上海：上海交通大学出版社，2004.
