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——自动上料装置设计二级学院 机械学院专 业 机械设计制造及其自动化班 级 109040205学生姓名 张铎 学号 10904020533指导教师 罗宏 职称 教授时 间 2013.5.18目 录摘 要 (Ⅰ)Abstract (Ⅱ)第1章 总体方案的制定 (1)1.1设计的目的和意义 (1)1.2确定总体方案 (1)第2章 振动盘动力学参数的计算 (4)2.1振动盘的简介 (4)2.2振动盘的结构和工作原理 (5)2.3振动盘设计原始数据 (7)2.4输送速度的计算 (8)2.5激振力的计算以及电磁铁的选择 (10)2.6振动输送参数的选择 (14)第3章 振动盘的结构设计 (15)3.1料盘基本参数的设定 (15)3.2振动盘的定向方法 (17)3.3板弹簧的设计 (18)3.4橡胶减震胶垫的设计 (19)3.5振动盘给料控制器的设计 (21)第4章振动盘的使用和维护 (23)4.1振动盘的使用 (23)4.2振动盘常见故障 (24)4.3振动盘的维护 (25)第5章 推料装置和料仓的气缸选择 (26)3.1气压传动的优缺点 (26)3.2气缸的选择 (28)结论 (30)致谢 (31)参考文献 (32)文献综述 (32)摘 要轴套的自动上料装置，是一个既陌生又熟悉的机械系统，随着加工自动化的 发展，已经成为市场中不可或缺的一部分。
在使用这套系统之前，轴套加工时都 需要工人把轴套固定在机床上， 之后才能加工。
在这个过程中浪费了大量的时间， 同时也浪费了劳动力。
这套系统提高了机械加工效率，解放了劳动力，同时也保 证了工人的安全，所以我选择了本课题作为毕业设计课题。
本次设计的自动上料系统主要包括两大部分： 轴套的自动排序和轴套的自动 落料填装，主要使用振动盘和气缸两大机械装置来实现这个目的。
通过对轴套加 工现状的了解， 通过指导老师对本次设计背景的介绍和设计目的及要求的说明讲 解，通过在图书馆查看书籍、网络上查询相关资料和老师的指导下，完成了各个 部分的设计。
机械毕业设计1700轴套双面自动切端面倒角机——自动上料装置设计自动上料装置是机械毕业设计1700轴套双面自动切端面倒角机的重要组成部分，它的设计和实现将直接影响整个机器的自动化程度和生产效率。
以下是我为该设备设计的自动上料装置方案。
一、装置功能描述本设备的自动上料装置主要负责将待加工工件自动送入切端面倒角机进行加工。
其主要功能包括：自动对齐工件、自动上料、自动定位、自动送入切端面倒角机。
二、装置结构设计1.驱动系统：采用伺服电机和螺杆传动，通过电机的旋转带动工件自动送入切端面倒角机。
2.传感器系统：在自动上料装置中，需要安装多个传感器用于检测工件的位置、大小和对齐程度。
其中，光电传感器可用于检测工件的位置，通过检测到工件的具体位置来控制驱动系统的启停。
3.气动系统：在自动上料装置中，需要使用气缸或气动夹具完成工件的定位和夹持。
通过气缸的伸缩，工件可以被稳定地夹在适当的位置，避免在运输过程中产生误差。
4.控制系统：自动上料装置需要配备一个独立的控制系统，用于控制整个上料过程中的驱动系统、传感器和气动系统。
同时，该控制系统还要能够与切端面倒角机进行信息交互，实现自动化生产。
三、装置工作原理1.工件进料：工件通过供料器逐个排列在进料位置，供料器内设有感应装置，依靠感应装置对工件数量的反馈，实现工件的自动供给。
2.工件检测：在进料位置设置光电开关，用于对每个工件进行检测，并将工件的位置信息发送至控制系统。
3.工件对齐：通过驱动系统驱动工件，将工件送到对齐位置。
在对齐位置附近，设置光电传感器用于检测工件的具体位置，一旦光电传感器检测到工件，则停止驱动系统，使工件停留在对齐位置。
4.工件定位：通过气缸的伸缩控制工件的定位，在光电传感器检测到工件的具体位置后，气缸快速伸缩定位，将工件稳定夹持在适当的位置。
5.工件送入：工件被稳定夹持后，驱动系统继续运行，将工件自动送入切端面倒角机进行加工。
四、装置优势1.自动化程度高：通过使用伺服电机和螺杆传动，以及传感器和气动系统的配合，实现对工件自动上料、对齐、定位和送入的自动化操作，大幅减少人工操作。
目录摘要 (Ⅰ)Abstract (Ⅱ)1 绪论 (1)2 总体设计 (1)2.1 方案分析 (2)3 工作原理 (2)4 三维设计 (3)4.1 实现软件介绍 (3)4.2 三维实体造型 (3)4.2.1 料仓实体三维造型 (3)4.2.2振动式料盘的实体三维造型 (7)4.2.3 夹具机构汽缸的实体三维造型 (17)4.2.4 夹具结构的滑座实体三维造型 (24)4.2.5 夹具机构的汽缸实体三维造型 (26)4.2.6 进给加工系统的箱体实体三维造型 (31)4.2.7 其他零件的三维造型 (35)4.3 虚拟装配 (42)4.3.1 装配综述 (42)4.3.2 装配实例 (42)5 运动仿真 (45)5.1 运动仿真的创建 (45)6 结论 (48)致谢 (49)参考文献 (50)文献综述 (51)随着经济和技术的发展，企业对轴套加工的效率也越来越高。
于此，本组设计了一个轴套双面自动切端面倒角的专用机床，车两端面和倒角只需要5秒钟。
本文用SolidWorks软件对轴套双面自动切端面倒角机床进行三维造型和运动仿真，模拟轴套加工的真实环境。
运动结果与真实环境中轴套的加工一致，具有一定的参考性。
关键词：专用机床；三维造型；运动仿真With the development of economy and technology, enterprise of shaft processing efficiency is also more and more high. In this design, the machine automatically cut end surface chamfer an axle sleeve double-side, only need 5 seconds two face and chamfer. In this paper, using SolidWorks software for axle sleeve double-side automatic cut end chamfering machine for 3D modeling and motion simulation, simulation of the real environment of shaft processing. Consistent results with the shaft sleeve machining motion in real environment, has a certain reference.Key words: Special machine tool; modeling; simulation1绪论计算机仿真技术是世界各国十分重视的一项高新技术。
0引言当前玻璃薄片类零件的表面磨削加工，比如手机和手表的玻璃面板、蓝宝石面板等的表面加工，一般采用双端面立磨加工。
目前，该类工件的上下料基本采用人工作业方式，但由于其生产量大、单个工件加工时间短，工人的上下料频次极高，劳动强度大，且一台磨床需2-3个工人全程在岗，导致人工成本增高、效率低下。
因此，该行业众多企业希望能实现工件加工的自动上下料。
如果采用机器人配吸盘方式将工件直接放入送料盘，由于工艺要求，立式磨床的送料盘需要不断转动，待加工的产品必须准确放到送料盘的载物孔中，才能进行高效磨削，但是，目前主流机器人的放置速度很难与送料盘的速度相匹配。
若采用机器人跟随送料盘上料的作业方式，则需要对软件进行二次开发，存在一定的难度，目前尚未见到成熟可靠的应用。
针对上述问题，本文介绍了一种用于玻璃面板薄片类易碎零件双端面磨床自动上下料的解决方案，该方案通过全方位考虑该类零件在磨削过程中的自动上下料问题，使得设备安全可靠，同时降低劳动强度，提高工作效率，一人可以照看多台设备。
1系统结构及工作原理分析典型的人工上下料玻璃面板磨削加工状态如图1所示, 人工将工件放到箭头指示位置，从指示位置下料。
如果采用机器人配吸盘方式将工件直接放入送料盘，基本不可行，因为送料盘是不断转动的，可以从下面的推导公式看出：ν=ωr，其中，ν为线速度；ω为送料盘角速度，玻璃面板磨削时，送料盘的转速一般为1.5～2rpm；r为送料盘载物孔位置半径，送料盘直径一般800mm,载物孔位置直径一般为600～700mm,本文取其直径为650mm，则有：ν=ωr =2πnr=2×3.14×(1.5～2)×(650÷2)÷60=51～68mm/s。
图1 人工上下料示意图众所周知，机器人在释放工件的过程中，不管是吸盘还是气缸抓手，气动件都有一定的响应时间，一般约为0.1s，电磁阀的动作相应时间约0.1s。
毕业设计（论文）题目轴套双面自动切端面倒角机——自动上料装置设计二级学院机械学院专业机械设计制造及其自动化班级学生姓名学号指导教师职称教授时间 2013.5.18目录摘要 (Ⅰ)Abstract (Ⅱ)第1章总体方案的制定 (1)1.1设计的目的和意义 (1)1.2确定总体方案 (1)第2章振动盘动力学参数的计算 (4)2.1振动盘的简介 (4)2.2振动盘的结构和工作原理 (5)2.3振动盘设计原始数据 (7)2.4输送速度的计算 (8)2.5激振力的计算以及电磁铁的选择 (10)2.6振动输送参数的选择 (14)第3章振动盘的结构设计 (15)3.1料盘基本参数的设定 (15)3.2振动盘的定向方法 (17)3.3板弹簧的设计 (18)3.4橡胶减震胶垫的设计 (19)3.5振动盘给料控制器的设计 (21)第4章振动盘的使用和维护 (23)4.1振动盘的使用 (23)4.2振动盘常见故障 (24)4.3振动盘的维护 (25)第5章推料装置和料仓的气缸选择 (26)3.1气压传动的优缺点 (26)3.2气缸的选择 (28)结论 (30)致谢 (31)参考文献 (32)文献综述 (32)摘要轴套的自动上料装置，是一个既陌生又熟悉的机械系统，随着加工自动化的发展，已经成为市场中不可或缺的一部分。
在使用这套系统之前，轴套加工时都需要工人把轴套固定在机床上，之后才能加工。
在这个过程中浪费了大量的时间，同时也浪费了劳动力。
这套系统提高了机械加工效率，解放了劳动力，同时也保证了工人的安全，所以我选择了本课题作为毕业设计课题。
本次设计的自动上料系统主要包括两大部分：轴套的自动排序和轴套的自动落料填装，主要使用振动盘和气缸两大机械装置来实现这个目的。
通过对轴套加工现状的了解，通过指导老师对本次设计背景的介绍和设计目的及要求的说明讲解，通过在图书馆查看书籍、网络上查询相关资料和老师的指导下，完成了各个部分的设计。
关键词：轴套自动上料装置振动盘气缸AbstractSleeves’automatic feeding device which is a set of both strange and familiar mechanical system has become an independent part of the market with the development of the process automation.Before using the system,workers need put the sleeve on the machine.There is a lot of time and labor wasted in the process.The system can improve the efficiency of the machining,librate the labors and ensure the safety of the workers.So I choose this topic as my graduation project.The design of the automatic feeding device consists of two main parts:the automatic sorting and automatic blanking filling of sleeves.The vibration plate and cylinder are mainly used to achieve this goal.By understanding the processing status of sleeves and teacher’s introduction,by looking for books in the school library and relevant information on the Internet,with the guidance of the teacher,I have completed various parts of the design.Key words:sleeves;automatic feeding device;vibration plate;cylinder第1章总体方案的制定1.1设计的目的和意义随着科学技术的发展，机器的自动化程度越来越高，极大地提高了生产效。
轴套双面切端面自动倒角机—自动上料装置的设计，就是为了在大批量的生产过程中完成对轴套的自动上料，满足上料速度的要求，能够减少工人的劳动强度，是一种对劳动力的解放，对工人的自身安全也有了一定的保障，一定程度上减少了加工事故的发生，是人性化的一种体现。
自动上料装置可以保证零件持续稳定快速地到达被加工的位置，极大地提高了生产效率，降低了劳动成本，能够获得更大的效益。
随着社会的不断进步与发展，2l世纪正是我国全面地实现信息化、工业化和高科技化的崭新时代。
自动化将会给我们带来生产效率的大幅度提高，以及社会发展的稳定与进步。
工业自动化是现代先进工业科学的核心技术，是工业现代化的物质基石，是工业现代化的重要标志。
当前，不断研究和探讨我国工业电气自动化的发展和战略目标，有着极其深远的现实意义和时代意义。
同时，本设计通过对机械设计制造及其自动化专业大学本科四年的所学知识进行整合完成一个特自动上料装置的设计，能够比较好地体现机械设计制造及其自动化专业毕业生的理论研究水平，实践动手能力以及专业精神和态度，具有较强的针对性和明确的实施目标，能够实现理论和实践有机地结合起来。
1.2确定总体方案方案一：使用机械手。
图1-1优点：1.节约人工、减轻工人的工作劳动力；2.安全性高；3.提高效率；4.稳定生产；5.摆脱人工操作的惰性。
缺点：1.精度过高；2.制造成本过高；3.活动范围有限方案二：采用振盘、料仓以及推料装置的组合。
图1-2优点：1.节约人工、减轻工人的工作劳动力；2.安全性高；3.提高效率；4.稳定生产；5.结构简单；6.制造成本低。
缺点：1由于有输送距离和提升高度，对送料有一定影响；2.工作过程中会产生一定的磨损以上对比了两种方案的优缺点，再参考了被输送物料的性质，决定采用第二种方案。
第2章振动盘动力学参数的计算2.1振动盘简介振动盘是一种自动组装或者自动加工机械的辅助送料装备，最早是由振动给料机演变而来的。
振动盘下面诱惑哥脉冲电磁铁，可以使料斗垂直方向振动，由倾斜的板簧带动料斗绕其垂直轴做扭摆振动。
料斗内零件，由于受到这种振动，而沿螺旋轨道上升，直到送到出料口。
其工作目的是通过振动将无序工件自动有序定向排列整齐、准确地输送到下道工序。
目前，振动盘广泛应用于电子、五金、塑胶、钟表业、电池、食品、连接器、医疗器械、医药、食品、玩具、文具、日常用品的制造等各个行业，是解决工作自动化设备供料的必须设备。
振动盘除满足产品的定向排序外还可用于分选、检测、计数包装等，是一种现代化高科技产品。
震动盘的料斗分为筒形料斗、螺旋、线料斗、锥形料斗、等分线料斗五种。
底盘有正拉底盘、侧拉底盘、压电式底盘、精密底盘四种。
控制器分为普通控制器、分极控制器、调频控制器、带缓启动控制器、数显调频控制器五种。
这种料斗装置的主要优点：（1）送料和定向过程中没有机械的搅拌、撞击、和强烈的摩擦作用，因而工作稳定。
对于轴套这种料斗是很合适的，因此我们采用振动盘作为筛选排序装置。
（2）结构简单，易于维护，比较耐用。
（3）通用性强。
振动盘在使用中的缺点和局限性：(1)工作中有噪声，以致扰乱周围工作环境。
因此必须合理地设计和调整，使之减小和避免噪声。
(2)必须保持料斗中洁净的工作环境，长时间工作后，必须给予清理，否则将影响送料速度和工作效果。
2.2振动盘结构及工作原理以电磁振动底座为例，主要由以下几部分组成，如图所示图2-11.衔铁：衔铁焊接在一块钢板上，钢板通过螺钉和上底座连接，料斗通过螺钉与上底座连接。
2.板弹簧：板弹簧作为振盘的储能装置，主要由65Mn 材料制成，板弹簧一端固定在下底座上，另一端固定在上底座上组成弹性系统，将垂直振动方向的振动转变为振盘绕其垂直轴做扭摆运动的重要工件，材料的好坏会影响振动盘的工作性能。
3.电磁铁：通电后产生吸引力，是振盘振动的原动力。
4.下底座：通常用铸铁或者铸钢铸造而成，起到固定板弹簧和电磁铁的作用，同时作为平衡质量使用。
振动盘的工作原理1-衔铁及上底座 2-板弹簧 3-电磁铁 4下底座图2-2如图所示，由料盘、上底座、衔铁、板弹簧的一部分以及料盘中的物料等构成质量1m ；由电磁铁板弹簧的一部分以及下底座共同构成质量2m 。
质量1m 和质量2m 由板弹簧连接在一起，形成一个振动的弹性系统。
振动料斗有工作平稳，消耗功率小的特点。
1-料盘 2-上底座 3-衔铁 4-气隙 5-板弹簧 6-电磁铁 7-下底座图2-3电磁铁的电流一般是经过半波整流的。
未经整流之前的电流如图a所示，经过半波整流后，在正半周内有电压（图b）加在电磁线圈上的，此时线圈就有电流通过，在电磁铁和衔铁之间产生一对大小相等的脉冲电力，见图c，从而互相吸引。
此时料盘向下运动，有成角度的板弹簧是料盘绕其中线做微小的旋转运动，弹簧板发生变形，进而储存部分势能，在负半周，线圈没有电流通过，电磁铁吸引力消失，弹簧板的势能就会释放，衔铁朝相反方向离开，料盘向上运动并且绕其中线做反向旋转运动。
料盘的料道与激振力作用线间有一定的夹角，当料盘振动加速度的垂直分量大于重力加速度时，，料盘的物料被连续抛起，并按抛物线的轨迹向前进行跳跃运动。
振动盘振动频率很高，振幅很小，物料被抛起的高度也很小，所以只能看见物料在振动盘中向前流动。
2.3振动盘设计原始数据本次设计的振动盘基本参数如下：1.物料名称：轴套（D=27.14，d=21.68，L=18.20）2.输送量：12个/分钟3.工作方式：连续4.双振幅：0.5mm5.振动频率：50Hz6.料槽料道斜角： 57.结构形式：料盘采用板弹簧支撑 2.4输送速度的计算 槽体的位移为：)2cos 1(1ft a S R π-=式中 1a ——槽体的振幅 f ——振动频率 t ——时间槽体的速度为：ft fa S R ππ2sin 21'=槽体的加速度为：ft a f S R ππ2cos 4122''=产生抛掷运动的条件：02cos sin 4122=+=G ft a f gG N s πβπ 得 βππsin 42cos 122a f gft s -=令 ga f K 1224π=ββπsin sin 4122K ga f ==ΓΓ表示抛掷的特性，故命名为抛掷指数。
