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1、郑州雨辰学院毕业设计（论文） 棒料切割机的结构设计*大学毕业设计说明书（雨）（全套图纸）专业： 学号： 1334095854 姓名： 指导教师： 雨辰 完成日期： 摘要通过对切割过程的观察和研究，本课题采用了机电一体化系统设计思想，对其整体造型、机械结构和控制系统进行设计,此棒料切割机电一体化系统主要由四个部分组成：机械本体、电子控制单元、执行器和动力源。工作原理是电动机通过带传动带动切割片做高速旋转运动，电机与工作台之间采用铰支撑方式，升降气压缸可推动切割片进行上下移动带动刀片完成顺序切割动作。切割机采用PLC控制各个气压换向阀的电磁铁，实现棒料的自动下料和切割以及检测工作。随动工作台前进速
2、度也可以通过夹紧机械手夹紧棒料使之与棒料速度同步。横向切割时的切割速度可以通过气压缸来调节。现场运行情况表明，此切割机具有动作快、运动平稳以及与计算机联机方便等优点，能够降低工人的劳动强度，实现自动控制，提高劳动生产率。铸棒线割机在连续的铸造中工作，它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，
3、生产率高等优点，具有广泛的应用前景。关键词：切割机 机电一体化 气压 棒料 PLC控制IIIAbstractBased on the research of the cutting process, this subject adopts mechanical and electrical integration of system design idea, the overall modeling, mechanical structure and control system design, bar stock cutting the mechanical and electrical i
4、ntegration system is mainly composed of four parts: the basic machine, electronic control unit, actuators, and power supply. Working principle is the motor drives the cutting piece of high-speed movement, motor and adopts the hinged support method between the workbench, a falling cylinder can be dri
5、ven to move up and down push cutting disc blade cutting action completed order, each hydraulic cutting machine adopts PLC control reversing valve electromagnet, implement automatic cutting and blanking bar work and tests. And servo table speed can also be through the clamping manipulator clamping ba
6、r to that of the bar speed synchronization. Transverse cutting when the cutting speed can be adjust by hydraulic cylinder. Field operation shows that, the design of the cutting machine is fast, smooth movement, and convenient with computer on line, it can improve the labor intensity of workers, to a
7、chieve automatic control, improve labor productivity. Casting rod wire cutting machine in continuous casting, it is a can effectively improveproductivity, but also in terms of price and use can be accepted by the majority of usersof a new automatic control cutting machine. PLC controlled pneumatic c
8、asting rodcutting machine, which combines automatic pressure control, robotics and PLC control technology. PLC control various pneumatic solenoid valve, cylinder driven by a robot to complete the sequence of the cutting process, to achieve an effective combination of mechanical design, electrical co
9、ntrols and pneumatic controls. This cutting machine haseasy to control, stable performance, simple structure, regulation, easy maintenance,high productivity advantages, has broad application prospects.Keywords:Cuttingmachine Mechanicalandelectricalintegration Airpressure Bar PLCcontrol目录绪论1第一章 切割部分设
10、计21.1切割部分设计要求21.2切割部分方案设计21.3切割部分结构设计31.3.1砂轮片的选取31.3.2电机的选取31.3.3带传动设计31.3.4升降气缸的选择71.3.5滚动轴承的选取及校核10第二章 夹紧部分设计132.1夹紧部分设计要求132.2夹紧部分方案设计13第三章 纵横行走部分的设计143.1设计要求143.2方案设计143.3直线导轨的选择计算143.3.1选定条件143.3.2选择方式14第四章 PLC概述174.1可编程控制器PLC的基本原理174.2可编程控制器的特点17第五章 电气控制线路的设计195.1电气控制线路设计的一般要求195.2电气控制线路的设计方法
11、195.3气动原理图设计195.3.1气动原理图215.3.2控制流程图22结论23致谢24参考文献25III绪论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，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
12、，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四个大的部分组成，即切割部分、夹紧部分、纵横行走部分和电气控制部分。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
13、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：（1）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。（2）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。 （3）在设计过程中，纵横行走装置采用了直线导轨，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。（4）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
14、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。第一章 切割部分设计1.1切割部分设计要求为了保证棒料的剪断，剪应力应超过材料的许应剪应力,即切断棒料的条件为： 查资料可知棒料的许用剪应力为：,取最大值。由于本切断机切断的最大棒料粗度为：。则本机器的最小切断力由上公式得： 取切割机的项目设计采用机电一体化设计思想，要求棒料切割机采用PLC对棒料的切割过程及检测进行自动控制，并能根据PLC定长信号分别切割两条连续的棒料，完成了系统的硬件和软件设计后可以实现对棒料的准确定长切割，切割后自动返回初始位置。原始棒料尺寸范围在角钢： 圆钢： 槽钢： 钢管：，切割成之间的棒料，其切口深度为,再用压断机进行压断处理。1.2切割部分方案设计切割部分主要有砂轮切片、电动机和传动机构组成。现在设计的在切割部分有两种方案可行：第一，电动机通过带传动带动沙轮切割片转动。第二，电动机通过圆锥齿轮传动方式带动砂轮切割片转动。由于考虑到切割过程中电动机带动砂轮切割片进行高速旋转运动，所以优先选取第一种方案，原因是圆锥齿轮传动不宜应用在转速太高的场合，并且在运用齿轮进行传动时，还应考虑怎样消除震动和用什么方法润滑齿轮，这样就会使设计成本增加，而带传动则具有结构简单，传动平
