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1、毕业设计毕业设计(论文论文)设计（论文）题目设计（论文）题目：棒料切割机系别：系别：机械工程系专业：专业：机械制造/计算机班级：班级：04 机/计（2）班学号：学号：110206215姓名：姓名：刘俊指导教师：指导教师：宋晓英（副教授）高艳（助教）2006 年 5 月引言2006 年 5 月引言机电一体化产品广泛应用各种加工业，切割技术也有了飞速的发展，手工切割已经适应不了现代工业发展的要求。同时，切割机的夹紧机构也有了迅速的发展，一些简单的机械手已经得到广泛的应用。简单的机械手经过几十年的发展，如今已进入以通用机械手为标志的时代。几十年来，这项技术的研究和发展一直比较活跃，设计在不断的修改，
2、品种也在不断的增加，应用领域也在不断的扩大。简单的机械下载后可在附件框中得到全套Wo r d 文档及CAD格式图纸手是一种仿人操作、自动控制、的机电一体化自动化生产设备。特别适合于多品种、变批量的柔性生产。它对稳定、提高产品质量，提高生产效率，改善劳动条件和产品的快速更新换代起着十分重要的作用。我们设计的铸棒线切割机结构简单，性能安全可靠，操作方便可行，很好的实现了其预定功能。铸棒线切割机主要由三个大的部分组成，即切割部分、夹紧部分和纵横行走部分。切割部分是由电极带动砂轮旋转，由气缸控制砂轮上下移动完成切割。夹紧部分主要采用了一个气动夹紧机械手， 电磁阀控制气缸活塞的伸缩来实现夹紧和放松。纵横
3、行走部分是由气缸控制纵向、横向行走板，使之沿直线导轨前进或返回。整个机器由 PLC 控制各个气动换向阀的电磁铁，由气缸驱动完成顺序切割动作过程。而随动工作台的随动前进速度也可以通过夹紧机械手夹紧铸棒使之与铸棒速度同步。横向切割时的切割速度可以通过气缸来调节。与一般的切割机相比，这种切割机有以下优点：一、实现了机械工程和自动控制的有效结合，机械部分采用机械优化设计，整个设计过程中都进行了综合技术比较与经济评价，实现了预定的功能。二、整个运动过程都采用了气压传动控制，与液压传动相比，气压传动有无介质费用、处理方便、无泄露污染、无介质变质等优点。三、在设计过程中，纵横行走装置采用了直线导轨，既提高了
4、运动系统的运动精度，又很大程度的减小了摩擦力，达到了节能的效果。四、整个切割过程都由 PCL 控制，以其结构简单合理、设备性能良好、使用寿命长、安全系数高等因素，满足了自动化大批量的生产要求。这种切割机具有控制方便，性能稳定，结构简单，调节、修改方便、生产率高等优点，具有广阔的应用前景。下载后可在附件框中得到全套Wo r d 文档及CAD格式图纸摘要摘要连续铸造是一种先进的铸造方法，其原理是将熔融的金属，不断浇入一种叫做结晶器的特殊金属型中，凝固（结壳）了的铸件，连续不断地从结晶器的另一端拉出，它可获得任意长或特定的长度的铸件。连续铸造在国内外已被广泛采用，例如连续铸锭（钢或有色金属锭） ，连
5、续铸管等。连续铸造和普遍铸造法比较有下述优点：1.由于金属被迅速冷却，结晶致密，组织均匀，机械性能较好；2.连续铸造时，铸件上没有浇注系统的冒口，故连续铸锭在轧制时不用切头去尾，节约了金属，提高了收得率；3.简化了工序，免除造型及其它工序，因而减轻了劳动强度；所需生产面积也大为减少；4.连续铸造生产易于实现机械化和自动化，铸锭时还能实现连铸连轧，大大提高了生产效率。铸棒线割机在连续的铸造中工作，它的工作是由 PLC 控制电磁阀，使电磁阀控制气缸，并由气缸驱动与其连接的部件，实现对铸棒的准确定长切割，切割后自动返回初始位置。一个切割机分别切割两条铸棒，其切口深度为 35mm，然后由压断机进行压断
6、。铸棒线割机是一种既能有效的提高生产率，又在价格和使用方面能被广大用户下载后可在附件框中得到全套Wo r d 文档及CAD格式图纸所接受的一种新型的自动控制切割机。由 PLC 控制的气动铸棒切割机，其中融合了气压自动控制、机器人技术和 PLC 控制技术。PLC 控制各个气动换向阀的电磁铁，由气缸驱动机械手完成顺序切割过程，实现了机械设计、电器控制和气动控制的有效结合。这种切割机具有控制方便，性能稳定，结构简单，调节、维修方便，生产率高等优点，具有广泛的应用前景。目录目录引言摘要引言摘要第一章 切割部分设计第一章 切割部分设计1.1 设计要求 61.2 方案设计 61.3 结构设计 7第二章夹紧
7、部分设计第二章夹紧部分设计2.1 设计要求182.2 方案设计18第三章纵横行走部分设计第三章纵横行走部分设计3.1 设计要求203.2 方案设计203.3 直线导轨的选择计算20第四章第四章PLC 概述概述4.1 可编程控制器 PLC 的基本原理234.2 可编程控制器的特点24第五章电气控制线路的设计第五章电气控制线路的设计5.1 电气控制线路设计的一般要求255.2 电气控制线路的设计方法255.3 气动原理图的设计26结 论结 论 30谢 辞谢 辞 31参考文献参考文献 32下载后可在附件框中得到全套Wo r d 文档及CAD格式图纸第一章切割部分设计1.1 设计要求项目要求切割机能够
8、根据定长信号分别切割两条连续的铸铁棒，实现对铸棒的准确定长切割，切割后自动返回初始位置。其切口深度为 35mm。再由压断机进行压断。1.2 方案设计切割部分主要有砂轮、电动机和传动机构组成。现在在切割部分有两种可行的方案：第一，电动机通过带传动带动砂轮片转动。第二，电动机通过圆锥齿轮传动带动砂轮片转动。考虑到切割过程中电动机带动砂轮高速旋转，所以优先选取第一种方案，因为圆锥齿轮传动不宜应用在转速太高的场合，而且运用齿轮传动时，还要考虑到这样消除震动和怎样润滑齿轮，这样就增加了设计成本。横向行走板纵向行走板砂轮片升降气缸纵向行走气缸横向行走气缸带轮带电机图 1-1切割部分原理图切割部分的原理如图
9、 1-1 所示，电动机带动砂轮片高速旋转，电机与工作台之间采用铰支撑，气缸 1 可推动砂轮片上下移动，完成切割。气缸 2 可推动工作台横向移动，控制切割的长度。气缸 3 可使工作台纵向移动，使砂轮片能分别切割两根铸棒。其中电动机和气缸都通过电磁阀由 PLC 机控制，从而实现其动作。1.3结构设计下载后可在附件框中得到全套Wo r d 文档及CAD格式图纸1.3.1 砂轮片的选取经过调研，切断能力为 50 的砂轮片，其规格为322 . 3400mm，所需电机的最小功率为2 . 2minPkw，转速为1n=2840 r/min, 砂轮片的最大线速度为 70m/s。最终选取砂轮片的型号为 TL-00
10、1 型，其磨料为棕刚玉，粒度为 20#1。1.3.2 电机的选取根据砂轮片的要求，现选用比较常用的 Y 系列三相异步电动机，这是由于 Y 系列三相异步电动机的功率等级和安装尺寸与国外同类型的先进产品相当，因而具有与国外同类型产品之间良好的互换性，供配套出口及引进设备替换2。选取功率为3.0KW，满载时的转速为 2870r/min。额定电流 6.39A，功率因数 0.87，效率 82%，额定转矩 2.32mN3。1.3.3 带传动设计1.确定计算功率由机械设计第 108 页表 7-7 查得工作情况系数AK=1.2（电机带动砂轮切割铁棒，载荷性质为载荷变动较大） ，则功率为6 . 332 . 1P
11、KPAca（1-1）2.初选带的型号根据caP和 1n，由机械设计书中第 108 页图 7-14 初选 A 型普通 V 带。下载后可在附件框中得到全套Wo r d 文档及CAD格式图纸毕业设计说明书的概要我是 04 机/计（2）班的刘俊，通过 3 个月的努力完成了这套毕业设计，在此我要感谢我的指导老师高艳老师和单位的各位帮助我完成的师傅们。 当然能够顺利的完成这套设计与本人的努力是分不开的。我们设计的铸棒线切割机主要由三个大的部分组成，即切割部分、夹紧部分和纵横行走部分。切割部分是由电极带动砂轮旋转，由气缸控制砂轮上下移动完成切割。夹紧部分主要采用了一个气动夹紧机械手，电磁阀控制气缸活塞的伸缩
12、来实现夹紧和放松。纵横行走部分是由气缸控制纵向、横向行走板，使之沿直线导轨前进或返回。整个机器由 PLC 控制各个气动换向阀的电磁铁，由气缸驱动完成顺序切割动作过程。 而随动工作台的随动前进速度也可以通过夹紧机械手夹紧铸棒使之与铸棒速度同步。横向切割时的切割速度可以通过气缸来调节。与一般的切割机相比，这种切割机有以下优点：一、实现了机械工程和自动控制的有效结合，机械部分采用机械优化设计，整个设计过程中都进行了综合技术比较与经济评价，实现了预定的功能。二、整个运动过程都采用了气压传动控制，与液压传动相比，气压传动有无介质费用、处理方便、无泄露污染、无介质变质等优点。三、在设计过程中，纵横行走装置
13、采用了直线导轨，既提高了运动系统的运动精度，又很大程度的减小了摩擦力，达到了节能的效果。四、整个切割过程都由 PCL 控制，以其结构简单合理、设备性能良好、使用寿命长、安全系数高等因素，满足了自动化大批量的生产要求。这种切割机具有控制方便，性能稳定，结构简单，调节、修改方便、生产率高等优点，具有广阔的应用前景。铸棒线切割机在连续的铸造中工作，它的工作是由 PLC 控制电磁阀，使电磁阀控制气缸，并由气缸驱动与其连接的部件，实现对铸棒的准确定长切割，切割后自动返回初始位置。一个切割机分别切割两条铸棒，其切口深度为 35mm，然后由压断机进行压断。铸棒线切割机是一种既能有效的提高生产率， 又在价格和
14、使用方面能被广大用户所接受的一种新型的自动控制切割机。由 PLC 控制的气动铸棒切割机，其中融合了气压自动控制、机器人技术和 PLC 控制技术。PLC 控制各个气动换向阀的下载后可在附件框中得到全套Wo r d 文档及CAD格式图纸电磁铁，由气缸驱动机械手完成顺序切割过程，实现了机械设计、电器控制和气动控制的有效结合。这种切割机具有控制方便，性能稳定，结构简单，调节、维修方便，生产率高等优点，具有广泛的应用前景。切割部分主要有砂轮、电动机和传动机构组成。切割方案：电动机通过带传动带动砂轮片转动。 夹紧机构不但在切割之前机械手抓能够根据事先收到的信号准确地运动到每个工位，而且在切割过程中要夹紧运
15、动着的铸铁棒，使砂轮与铸棒同步。夹紧部分是由气缸推动机械手实现夹紧和放松的。它是用一个机械手同时负责夹紧两根铸棒，根据需要对被切割的那条进行夹紧。纵横行走装置主要是为了配合切割装置和夹紧装置， 使砂轮片和夹紧机械手能够在走刀过程中横向移动，迅速准确地达到工作位，在切割过程中能够随着铸棒纵向移动，切完后在返回初始位置。纵横行走装置主要是为了实现切割机砂轮片的纵向和横向移动，使之完成切割动作。铸棒线切割机是针对铸铁在连续铸造过程中的切割而采用的一种专门的切割机。连续铸造过程主要由保温炉、牵棒机、切割机和压断机组成，在工作过程中拉棒机能从保温炉中同时拉出两条铸铁棒。 题目要求切割机在连续铸造过程中工作， 并根据定长信号分别切割两条连续的铸铁棒， 实现对铸棒的准确定长切割，切割后自动返回初始位置，其切口深度为 35mm。再由压断机进行压断。整个切割过程都由自动控制实现。此次设计的主要
