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1、编号无锡太湖学院毕业设计（论文）题目： 自动排向机改造研究 石墨舟仓结构设计信机 系 机械工程及其自动化 专业学 号： 学生姓名： 指导教师： （职称：副教授） 2013年5月25日无锡太湖学院本科毕业设计（论文）诚 信 承 诺 书本人郑重声明：所呈交的毕业设计（论文） 自动排向机改造研究石墨舟仓结构设计是本人在导师的指导下独立进行研究所取得的成果，除了在毕业设计（论文）中特别加以标注引用、表示致谢的内容外，本毕业设计（论文）不包含任何其他个人、集体已发表或撰写的成果作品。 班 级： 机械96 学 号： 0923272 作者姓名： 2013 年 5 月25 日 摘 要中国的二极管生产企业起步很
2、早，以至于很多企业里面的二极管生产设备比较陈旧。由于旧的设备生产效率低，废品率高，需要大量人工的原因，我们决定将对旧的二极管生产设备上进行一些自动化改造。主要的改造内容是将石墨舟的堆放和上料过程进行自动化改造，其中改造内容有：在空石墨舟的堆放处用机械手代替，通过气缸与机械手相结合的方式放置石墨舟；对石墨舟的堆放和上料下料的过程由石墨舟升降机构来进行完成，通过电动机带传动，皮带上的气手指拨动石墨舟堆，在上料和下料处各放置十个为一堆的石墨舟堆，由气爪抓取进行上料和下料；整个过程通过PLC进行电气控制，大大改进了生产效率以及减少了人工，使得企业在生产中获得更多的盈利。关键词：排向机，二极管生产，自动
3、化改造，PLC，石墨舟ABSTRACTChinas diode production enterprise started early, that many enterprise inside of the diode production equipment is old. Because the old equipment production efficiency is slow, scrap rate is high, need a lot of artificial. We dicided to do some automation reconstruction to old dio
4、de production equipment. The main content of the reform is to pile up on the boat graphite and material process automation reconstruction, the transformation contents include: In the empty graphite boat with the dump instead of manipulator, throuth the cylinder and machinery of the combination of th
5、e palm placed graphite way up; The graphite stacked on the boat and the process of feeding material by graphite boat lifting mechanism to completed, throuth the motor belt, the gas fingers of the belt moving graphite boats, In feeding and discharging points under the place for a pile of ten of the g
6、raphite boats, they are grabed by gas claw; The whole process was controlled by the PLC , greatly improved the production efficiency and reduced labour, maked the enterprise gaining more profit in the production.Key words: rowing machine, diode, Automation reconstruction, PLC, graphite boat目 录摘 要III
7、ABSTRACTIV1 绪 论11.1研究内容11.2 研究目标31.3 关键问题31.4 研究方法和技术路线31.4.1 研究方法31.4.2 技术路线42. 石墨舟仓结构设计52.1 旧排向机构造52.2 石墨舟仓部分改造的初步想法52.3 石墨舟仓改造方案确定72.4 排向机改造的控制系统初步设计83. 石墨舟仓结构各零件选用及设计113.1 升降机构传动方式113.2 带传动系统带和带轮的选择133.2.1 电机额定输出功率估算143.2.2 确定计算功率143.2.3 小带轮转速计算153.2.4 选定同步带带型和节距153.2.5 选取主动轮齿数163.2.6 小带轮节圆直径确定1
8、63.2.7 大带轮相关数据确定163.2.8 带速v的确定163.2.9 初定轴间间距163.2.10 同步带带长及其齿数确定163.2.11 带轮啮合齿数计算163.2.12 基本额定功率的计算173.2.13 计算作用在轴上力173.3 主动带轮轴的设计和校核173.4 从动带轮轴的设计和校核183.5 石墨舟仓机构其他零件结构设计183.5.1 滚动轴承的选择183.5.2 石墨舟仓机架的设计193.5.3 气手指夹具的设计204. 上料机械手结构设计234.1 机械手的意义234.2 机械手方案对比234.3 机械手方案的确定245. 自动化控制设计275.1气源装置的选择275.2
9、传感器的选择285.3 PLC介绍305.4 输入输出的确定30结论与展望34致 谢35参考文献36附录37零件三维图37V自动排向机改造研究石墨舟仓结构设计1. 绪 论1.1研究内容二极管又称晶体二极管，简称二极管。它是一种具有单向传导电流的电子器件。在半导体二极管内部有一个PN结两个引线端子，这种电子器件按照外加电压的方向，具备单向电流的转导性。一般来讲，晶体二极管是一个由p型半导体和n型半导体烧结形成的p-n结界面。在其界面的两侧形成空间电荷层，构成自建电场。当外加电压等于零时，由于p-n结两边载流子的浓度差引起扩散电流和由自建电场引起的漂移电流相等而处于电平衡状态，这也是常态下的二极管
10、特性。二极管的构造和符号：二极管的生产工艺：焊接酸洗模压印字机包外拣包装其中焊接又可分为排向、装填、进炉、出炉转换，利用焊片通过一定温度，使芯片与金属引线连接，形成欧姆触角。酸洗是利用化学品将晶体表面加以侵蚀，使P-N接面呈现正角比例以获得最佳的电性品质。于晶片表面形成SiO2，以达到绝缘目的。模压是使管芯与外界环境隔离，避免有害气体侵蚀，并使表面光洁和具有特定的几何形状，起到保护管芯、稳定表面、固定管芯内引线，提高二极管机械强度的作用。排向机是二极管生产过程中的关键设备，可以将二极管针脚有序地排列到石墨舟中，进行后续工序的加工。现有排向机劳动强度大，用工人数多。改善后的排向机加强了在线监测，
11、加入了PLC控制系统，完成了生产的自动化，大大提高了二极管的生产效率，减少了人工。本课题设计内容以机电气一体化技术为核心，整机采用PLC控制，要求和原设备无缝衔接，学生需掌握机械工程及自动化专业相关基础理论。现有排向机的构造：图1.1 现有排向机图片如图，针脚通过人工方式在料参中进行震动，并有序向上移动，然后来到针脚分流装置中，进行向下移动，针脚分流装置可以将成批的运输过来的二极管针脚进行分流成为十股针脚，一列一列进行向前移动，移动至挡板处。其中弯的或者残缺的针脚将被挡板挡住，并流入下料盘中，质量良好的针脚将有序的一个个竖立地流入挡板下面的槽中，在整个机器的震动中来到气缸，气缸通过左右移动将一
12、排排针脚准确的安放到上模中，上模与石墨舟通过定位销进行了定位，每一个孔都准确对齐，针脚在气缸的左右移动中对齐地放入上模，再由经上模准确的放入石墨舟中，整个机器由旁边的控制台进行控制。然而，旧版的排向机有一定的不足如下：（1） 在针脚分流装置中，虽然整个装置进行过周密的计算，但是针脚分流仍旧是按照一定的概率进行等量分流的，可能会产生某一列或者几列在分流过程中针脚出现空缺的状况，这一问题在流水线上继续作业会使石墨舟上出现一列或者几列的空缺，影响生产效率；（2） 在料参和下料盘中的针脚都需要通过人为的进行补充以及放回，增加了工人的负担，并且在一定程度上降低了生产效率，也无法自动排出质量有问题的针脚；
13、（3） 在气缸处没有检测针脚是否空缺的装置，如果在气缸前有针脚卡主或者堵塞，有可能出现一列或者几列的针脚空缺情况，使进行排列后的石墨舟可能出现不足或者空缺的情况；（4） 上模处没有检测石墨舟是否每一个孔里面都装入了针脚的传感器及控制装置，无法检测是否每个石墨舟工序后针脚都填满；石墨舟在填满后需要通过人工进行移动，并补充新的空的石墨舟，在日生产量巨大的工厂中，大大影响了生产的效率，为企业带来不必要的损耗。1.2 研究目标排向机是二极管生产过程中的关键设备，可以将二极管针脚有序地排列到石墨舟中，进行后续工序的加工，劳动强度大，用工人数多。本课题来源于企业横向研究项目，针对现有二极管针脚排向机的不足
14、和缺陷，提出改进措施，加强在线检测，减少人工。包括机械系统和电控系统等。改善后的排向机弥补了现有排向机的不足和缺陷。在在线监测方面得到了加强，原本在生产线上掉落的针脚需要工人放回料斗，经过改善，可自行回收进入料斗。改善前石墨舟针脚排满后需人工取走，再放上空的石墨舟，改善后由PLC控制自动补给石墨舟，从而减少了人工，提高了二极管生产效率，增加了经济收益。另一方面，本次的课题研究是大学四年所学知识的一次综合运用，涉及的学科有机械制图、机械制造技术基础、机械设计、液压与气压传动、电器与PLC控制技术等。研究这个课题，不仅让我们再次复习专业知识，也让我们认识到了理论知识与实际生产的关系。实际生产离不开理论知识的支持，理论知识可以为实际生产提供技术保障，对技术的改革发展更是起到决定性作用。而且，这次实际生产的案例用理论知识来改进的例子让我们为今后的工作提供了宝贵的经验。综合应用机电一体化知识，培养学生的机械结构设计能力，为企业提供排向机
