板材自动上料机关键结构的设计与传动系统仿真分析
上料机刮板架动力系统链传动仿真分析
步调整 。本文 的仿真结 果为额定 负载下刮板架链 传
动 的分析 提供 了对 比数据 。
参考文献 ：
［ １ ］周
渗 瓣
的受力和转动副 Ｒ ｅ ｖ Ｊ ｏ ｉ ｎ ｔ ２ 处 的扭矩变化 曲线 ， 也 可以在
同一表格 中对 比分析 ， 由链 条振动所引起 的 Ｃ ｈ ａ ｉ ｎ Ｌ ｉ ｎ ｋ ｌ
转速 ／ ｒ ・ ａ ｒ ｉ ｎ
图 ３ 速度特性 （ 转矩 ） 试验结果
３ 小 结
１ ０ ０ ０１ ２ ０ ｏ】４ ｏ ｏｌ ６ ｏ ｏ１ ８ ｏ ｏ２０ ０ ０２２０ ｏ
［ ２ ］ 杨荣海 ， 李心月 ， 李少岩 ， 等． 基于燃烧室外预热 的柴油发动机性 能分析［ Ｊ ］ ． 森林工程 ， ２ ０ １ １ ， ２ ７ （ ６ ） ： ４ ２ — ４ ４ ． ［ ３ ］ 黄丽容． 光子一 离子协合催化 材料活化油节能减废研究 ［ Ｄ ］ ． 北 京： 北京交通大学博士学位论文 ， ２ ０ ０ ７ ．
４ 小 结
无负载情 况下 ，板 材三工位起 重运输上 料机刮板
（ 上接 第 ３ ０页 ）
温度 高 ， 负离 子橡胶 管产生的负离子场可能受到影响。 虽
然由于实验时存在误差使实验效果不明显 ， 负荷特性曲线
也不标准 ， 但从整个趋势上分析 ， 负离子橡胶管还 是有一 定的节能效果。
真分析 ， 分 析结果如图 ７所示 。 由图 ７ 可 以得到连接转动副 Ｒ ｅ ｖ Ｊ ｏ ｉ ｎ ｔ ｌ 处 Ｙ方 向上
架链 传动仿 真分析结果符 合要求 ，图形 曲线客观 地反 映了随链 条 张力 的改变各 项动力参 数的变化 。为了能
够 达到更准 确的效果 ，还 需要对链 条及装 配属性 作进
自动上料装置的设计
摘要很多产品的外壳都是由美观、轻巧的薄板构成的。
例如：电冰箱、洗衣机、空调器等等。
这些形状各异的壳体须经多道工序加工才能成型。
如上料、切角、冲孔、折弯等。
在大批量生产中只有采用自动生产线才能保证加工的质量、精度及产品的一致性。
而各种生产线的首道工序都是自动上料。
薄板自动上料机就是用于将板料门动送到线体上, 以便顺利地进入证道工序的机器。
本次设计综合运用机械设计、气压设计、机电传动设计以及PLC的相关知识设计出一套能够完成自动上料机。
目前, 各种生产线的上料机构的结构形式也很多。
这里介绍的是一种结构紧凑、造价版、效率高、简捷实用的上料机。
该机在处理吸料、提升、送进及分离薄板等方面都有独到之处。
关键词自动生产线板料吸盘传感器Abstract第1章绪论1.1课题的来源，目的及意义自动上料机构可以看作是自动化生产机器的一种。
而自动化是指机器或装置在无人干预的情况下按规定的程序或指令自动进行操作或控制的过程，其目标是“稳，准，快”。
自动化技术广泛用于工业、农业、军事、科学研究、交通运输、商业、医疗、服务和家庭等方面。
采用自动化技术不仅可以把人从繁重的体力劳动、部分脑力劳动以及恶劣、危险的工作环境中解放出来，而且能扩展人的器官功能，极大地提高劳动生产率，增强人类认识世界和改造世界的能力。
因此，自动化是工业、农业、国防和科学技术现代化的重要条件和显著标志。
20世纪50年代末起至今是综合自动化时期，这一时期空间技术迅速发展，迫切需要解决多变量系统的最优控制问题。
于是诞生了现代控制理论。
“自动化(Automation)”是美国人D.S.Harder于1936年提出的他认为在一个生产过程中，机器之间的零件转移不用人去搬运就是“自动化”。
自动化的概念是一个动态发展过程。
过去，人们对自动化的理解或者说自动化的功能目标是以机械的动作代替人力操作，自动地完成特定的作业。
这实质上是自动化代替人的体力劳动的观点。
后来随着电子和信息技术的发展，特别是随着计算机的出现和广泛应用，自动化的概念已扩展为用机器(包括计算机)不仅代替人的体力劳动而且还代替或辅助脑力劳动，以自动地完成特定的作业。
木材挤压装配机械的自动化生产系统设计与建模
木材挤压装配机械的自动化生产系统设计与建模自动化生产系统已成为现代工业发展的必然趋势，它在提高生产效率、保障产品质量和减少人工成本等方面具有巨大优势。
在木材加工行业中，木材挤压装配机械的自动化生产系统设计与建模对提高生产效率、降低成本、改善生产环境等方面具有重要意义。
本文将探讨木材挤压装配机械自动化生产系统的设计原理、关键技术和建模方法。
一、设计原理木材挤压装配机械自动化生产系统的设计原理主要包括机械结构设计、控制系统设计和传感器选择等方面。
1. 机械结构设计木材挤压装配机械的机械结构设计应具备稳定性、精度和高效性。
其中，挤压装配部分的机械结构需要考虑到木材的尺寸变化和材质差异，以保证装配过程中的精确度和稳定性。
另外，挤压装配过程中还应考虑到安全性和可靠性，避免发生意外事故。
2. 控制系统设计木材挤压装配机械的控制系统设计应满足自动化生产的要求。
其中，采用PLC （可编程逻辑控制器）作为控制核心可以实现对挤压装配过程的自动控制。
控制系统应具备良好的程序灵活性和相应的故障诊断功能，以提高系统的可靠性和稳定性。
3. 传感器选择木材挤压装配机械自动化生产系统中的传感器可以实时感知各个工作环节的状态和参数，并将其反馈给控制系统，以实现对生产过程的监控和调节。
传感器的选择应根据具体的应用场景，如位置传感器、力传感器和温度传感器等，以确保装配过程的精确度和稳定性。
二、关键技术木材挤压装配机械自动化生产系统的关键技术包括图像识别技术、机器学习技术和物联网技术等。
1. 图像识别技术木材挤压装配机械自动化生产系统可以通过图像识别技术对木材进行检测和分类。
利用图像处理算法和机器视觉技术，可以实现对木材尺寸、质量和缺陷等进行准确的检测和判断，从而提高装配过程中的准确度和效率。
2. 机器学习技术机器学习技术可以应用于木材挤压装配机械自动化生产系统的优化控制和质量预测。
通过建立数学模型和算法，可以对生产过程进行学习和优化，提高生产效率和产品质量。
自动上下料机械手运动学分析及仿真
Ｋ ｅ ｒ ｓ： ｙ ｗｏ ｄ Ａｕｔ － ａ ｅ ｉ ｌ ｅ ｄｉ ｇ ｍ ａ ｉ ｕｌ ｔ ； ｎ ｍ ａ ｉ ａ ｙｓｓ Ｓ ｍ ｕ ａｔｏ ｏ ｍ ｔ ｒｅ ｅ ｎ ｎ ｐ ａ ｏｒ Ｋｉ ｅ ｆ ｔｃａｎ ｌ ｉ ； ｉ ｌ ｉ ｎ
ｓ ｕｔｒ ｏ ｈｓｅｄｎ ａｉｕａｏ ａ ｚｄｉ ｅ ｉｗ ｉ ｉ ｍ ｔ ｓ ｑａｉｎｉｅｔ ｌｈｄｗｔ — ｔ ｃｕｅ ｆｔｉｆｅ ｉ ｍ ｎｐ ｌ ｒｓ ｌ ｅ ｄｔ ｌ ｈｃ ｋｎ ａｉ ｕｔ ｓ ｂｉ ｅ ｉ Ｄ ｒ ｇ ｔ ｉａ ｙ ｎ ｎ ａ ， ｈ ｅ ｃｅ ｏ ｓ ａｓ ｈ Ｈ ｍ ｔｏｓ ｈ ａ ｅｔ ｅ， ｅ ｏ ａｄａｄｉｖｒｅｋｎｍ ｔｓｏ ｈｓｍ ｎｐ ｌ ｏ ｒ ｎｌ ｅ ， ｄｔｅ ｅｈｄ． ｔｅｓｍ ｉ ｔ ｆｒ ｒ ｅｓ ｉｅ ａｉ ｉ ａｉｕａ ｒａｅａａ ｚｄａ Ａｔ ｍ ｈ ｗ ｎ ｎ ｃ ｆｔ ｔ ｙ ｎ ｈ
ｌ ｏ ｅｉｅ ｅｒ ． ｔ ａｅ ｎｔｅｍ ｎ ｕａｏ’ ３ ｏ ｅ ｓ ｂｉ ｅ ｉ ｌ Ｗｏｋ 一 ｔ ｓ ａ ｒｉ ｖｒ ｄｔ ｂ ‘ Ａｔａ ， ｓｄｏ ａ ｉ ｌ ｒＳ Ｄ ｍ ｄ Ｚ ｔ ｌｈ ｄｗｔ Ｓ ｉ ｒｓ ｉ ｆ ｏ ｌ ｂ ｓ ｈ ｐ ｔ ｅａ ｓ ｈｏ ｄ ｓ
到上下料轨迹曲线。仿真结果符合工作过程的实际情况， 说明该机械手运动学方程是有效的。
关 键词 ： 自动上下 料机械手 ； 运动学分 析 ； 仿真
【 ｂｔ ｃ】 ａｅ ｎｔｅＣ Ｃ ｍ ｃ ｉ ｏｌ－ｏｏ ｍ ｎ ａｔ ｉ ｓ ｍ ｌ ｏｔ ｎ ｎｔｎｔ Ａ ｓ ａｔ Ｂｓｄｏ Ｎ ａｈｎ ｔ ｓ ｒ ｔ ａ ｕ ｕ ｎ ｓ ｔ ｙｕ ａｄ ｕｃ ｏ ， ｅ ｒ ｈ ｅ ｏ ｂ ｆ ｒｇ ｙ ｅ ａ ｆ ｉ ｈ ｃ
套类零件自动上下料机构设计
套类零件自动上下料机构设计一、引言随着工业自动化的快速发展，自动上下料机构在制造业中起到了越来越重要的作用。
套类零件是一种常见的机械零件，其生产中需要进行自动上下料，以提高生产效率和减轻工人的劳动强度。
本文将设计一种适用于套类零件的自动上下料机构。
二、机构原理自动上下料机构主要由送料装置、取料装置和传动装置三部分组成。
其工作原理如下：1.送料装置：通过气缸驱动滑台前进，将套类零件从供料台上推出，进入取料装置的工作范围。
2.取料装置：通过夹具或者吸盘将套类零件夹取起来，然后将其送入传动装置中进行下一步操作。
3.传动装置：将套类零件按照生产需要进行搬运、装配等操作，并将其放置在指定位置。
三、机构设计1.送料装置设计送料装置主要由气缸和滑台组成。
气缸选用双作用气缸，具有良好的动作稳定性和力量输出能力。
滑台设计为可调节长度的结构，以适应不同尺寸的套类零件。
2.取料装置设计取料装置可以选择夹具或吸盘，具体根据套类零件的形状和特点来决定。
夹具设计应考虑夹持力、可调节尺寸和平稳夹取的能力。
吸盘设计应考虑吸力的强度和稳定性，以确保套类零件可以牢固地被吸住。
3.传动装置设计传动装置主要由传动带、链条、齿轮等组成，用于套类零件的搬运、装配等操作。
传动装置应设计为稳定可靠的结构，以确保套类零件的位置准确和运动平稳。
四、安全保护措施在设计自动上下料机构时，需要考虑到工人的安全，采取一些安全保护措施，例如设置安全防护装置、限制机构的运动范围、安装紧急停止开关等，以确保操作人员的生命安全和身体健康。
五、结论自动上下料机构在套类零件的生产中起到了至关重要的作用，可以提高生产效率和减轻工人的劳动强度。
合理的机构设计和安全保护措施可以使机构的工作更加稳定和可靠。
在实际应用中，还需要考虑到机构的维护和保养，以确保机构的长期稳定运行。
连续冲压自动上下料机器人的结构设计与仿真研究
连续冲压自动上下料机器人的结构设计与仿真研究连续冲压自动上下料机器人的结构设计与仿真研究近年来，随着制造业的发展，机器人技术在生产线上扮演着越来越重要的角色。
特别是对于连续冲压工艺而言，自动上下料机器人成为不可或缺的设备。
本文将对连续冲压自动上下料机器人的结构设计与仿真研究进行探讨。
首先，我们需要了解连续冲压工艺的基本原理。
连续冲压是一种高效率的冲压工艺，可连续加工金属材料，极大提高了生产效率和产品质量。
然而，由于其高速和高频率的操作，传统的人工上下料已不能满足要求，因此需要引入自动化设备。
在结构设计方面，连续冲压自动上下料机器人需要满足以下要求：1. 稳定性和刚度性。
由于冲压过程中存在冲压力、震动等外部力和因素的影响，机器人需要具备良好的稳定性和刚度性，以确保上下料的准确性和稳定性。
2. 灵活性和适应性。
由于不同产品的连续冲压需求会有所不同，机器人需要具备一定的灵活性和适应性，以满足不同尺寸和形状产品的自动上下料需求。
3. 操作简便性。
机器人的操作需要简单易学，可以通过人机交互界面进行操作，提高操作人员的工作效率。
基于以上要求，我们设计了一种基于六自由度机械臂的连续冲压自动上下料机器人。
该机器人结构主要由机械臂、控制系统和上下料工具组成。
机械臂采用六自由度设计，可以进行多样化的动作，满足不同产品的上下料需求。
控制系统通过各个关节的电机控制，实现机械臂的精准运动控制。
上下料工具可以根据不同产品进行更换，以满足不同尺寸和形状产品的上下料需求。
接下来，我们进行了连续冲压自动上下料机器人的仿真研究。
通过使用Solidworks等CAD软件对机器人进行三维建模，模拟机械臂的运动轨迹和工作空间。
同时，通过使用MATLAB等仿真软件，对机器人的控制系统进行仿真，验证控制算法的可行性和准确性。
仿真结果显示，机器人在进行连续冲压自动上下料过程中，具备较好的上下料精确性和稳定性，满足了工艺要求。
综上所述，连续冲压自动上下料机器人的结构设计与仿真研究对于提高生产效率和产品质量具有重要意义。
【毕业设计】板材自动装卸机设计——总体及骨架上料部件设计[管理资料]
![【毕业设计】板材自动装卸机设计——总体及骨架上料部件设计[管理资料]](https://img.taocdn.com/s3/m/991dcb2049649b6649d7478d.png)
查阅文献资料，熟悉相关知识，了解相关背景。提出板材自动装卸机总体方案设计，并进行可行性分析。设计板材自动装卸机主传动系统设计以及机械手Z向伺服系统设计和X向伺服系统设计，设计骨架夹持机构，对伺服（或步进）电机进行计算、选型（包括惯量、转矩、转速匹配等），丝杠螺母副设计计算，主要零部件结构设计，绘制出CAD图，并对相关尺寸公差进行标注，编写并打印符合撰写规范的毕业设计论文。
本科生毕业设计论文
2014年10月13日至2015年6月18日
题目：板材自动装卸机设计——总体及骨架上料部件设计
姓名：
学号：
学院：机械工程及自动化学院
专业：机械设计制造及其自动化
年级：2011级
指导教师：（签名）
系主任：（签章）
板材自动装卸机设计
——总体及骨架上料部件设计
摘要
当前国内的板材制作过程基本为人工操作，人工制造过程为事先用木板钉成方框再倒入材料，再通过手工从两边向中间压平然后等待板材自然硬化。其主要缺点是硬化时间长，无法做到批量大规模生产，耗费人力多，良品率不高，不利于企业营利以及持续发展。基于以上因素，通过查阅相关资料，提出使用机械手代替人工制作的方案，并以此进行板材自动装卸机的设计。
The design of automatic loading and unloading machine plate is from the actual production needs starting to solve practical problems to reduce labor and improve the production efficiency and the rate of finished products, improved artificial fabrication time-consuming defect length, has important practical significance. The automatic loading and unloading machine of the plate mainly through the manipulator to operate the material and unload material, its mechanical part mainly has the fuselage, the servo drive system, the material unloading part, the skeleton material and so on parts. The operation process is through the above transport platform transporting materials to the machine pouring mouth for feeding, feeding manipulator through induction grab bars is put into the concave die after the launch, the material was under the second feeding roller die tile full material unloading manipulator extends into the through vacuum gripping plate materials into finished goods. Through the automatic loading and unloading machine production of the plate is mainly used for construction, in the building through the middle fill foam can reach the role of alternative beam, make the roof more beautiful.
薄板自动上料机设计
© 1994-2010 China Academic Journal Electronic Publishing House. All rights reserved. 薄 板 自 动 上 料 机 设 计哈尔滨电机有限责任公司 杨宏伟 王雪芹佳木斯工学院袁凯峰 如何从一叠堆放整齐的薄钢板料中取出一片而不带起第二片,这个问题不易解决。
本文介绍的薄板自动上料机能可靠地保证单片板料的抓取输送,可广泛地应用在电机冲片自动生产线及其它薄板料输送自动线上。
1 上料方法及拉力大小确定 薄板上料关键是保证单片料的抬起。
我们采用以下措施:用挡块隔住第二片,在第一片上加一定的压力和水平拉力进行拉片,使第一片产生错位,然后利用弹簧弹力抬起板料。
步骤如图1所示。
图1 这里拉力F 必须满足以下条件: F <N ・f 1F =(G 单片+F 真空)f 2+f 惯+N ・f 2式中:N ———压头作用在板料上的正压力;f 1———压头与板料间的滑动摩擦系数;G 单片———单片板料重量;F 真空———上片与下片间的真空吸力;f 2———片间的滑动摩擦系数;F 惯———第一片错片时产生的惯性力。
由于F 真空很难计算确定,因此(G 单片+F 真空)・f 2项可通过实验测定。
压头要选取与板料之间摩擦系数大的材料制做。
2 机械抬片结构的特点图2所示是抬片机构剖面简图。
主要由定位块1、压头2、压杆5、压块6、顶块7、磁性传送带8组成。
压块6和顶块7设置在磁性带8缝隙间,压头选用橡胶材料,压力大小可通过螺母4调整,压块6在压杆5的带动下可上下、水平左右往复运动。
设计确定定位块1与板料接触时顶块7上表面与板料上表面的间距a =1.2D (D -板料厚度),此间距保证当压头2错片时第二片被顶块7挡住,仅第一片产生错位,完成错片后压杆5向上抬起复位,这时顶块7在弹簧力作用下向上抬片,最后由磁性传送带8把单片料吸在带下表面上向前送片。
一种自动化上料机的结构设计
刨 一
图 ８ 控 制 流 程 图
作 者 简 介 ：谷 振 忠 （１９６３一），男 ，本 科 ，工
程 师 ，研 究 方 向 ：非标 设 备 设 计 和 工 艺制 造 。
· ｉ Ｉ． …ｉ Ｉ● Ｉ●
●
●
●
● ＩＩ●
●
． ⅢＩ● ＩＩ●
●●
● Ｉ● Ｉ●
●
●
● ＩＩ●
（上接第６９页） 著作权 的行 为都是过错行为 ，而且其 中大多数行 为存在明显主观上的故意。第 ４６条最后一项 ：“其他侵犯著作权 以及 与著作权有 关的权益 的行为 ，”是一个 开放性 的条 款 ，就像 一 句“未尽事宜”，可 以随科技发展 ，信息传播形式 的多种多样会 出 现 的 新 问 题 ，就是 新 形 式 的侵 权 行 为 。
变形 可达 到加持 工件 的作用 。机械臂 夹爪 可成对 也可单 独使
用 ，它安装于 支架上并 由步进电机驱动旋转来完成上料动作 。
２ 自动 上 料 机 的 动作 原 理
从传送带 运来 的材料 首先到达这里 ，输 料轨道利用 原材料
的 自身重力为驱动 力 ，将 材料一个一个 的送到转载器 内“一”形
１．输 料 滚 道 ２．原 材 料 ３．转 载 器 ４．机 械 臂 夹 爪 ５．气缸 ６．支 架 ７．步 进 电 机
图 １ 自动 上 料 机
基于仿真模拟的机械传动系统设计与效能评估
基于仿真模拟的机械传动系统设计与效能评估机械传动系统是工业领域中广泛使用的一类装置，该系统能将旋转运动和动力传递到机械装置中，实现转动、升降、推拉等运动。
在机械工程领域，设计一个高效可靠的机械传动系统是至关重要的任务。
为了实现这一目标，基于仿真模拟的方法为工程师们提供了一种快速、精确的设计和评估手段。
一、机械传动系统的基本组成机械传动系统由多个组成部分构成，包括驱动装置、传输装置和输出装置。
1. 驱动装置：驱动装置通常由电机或其他类型的动力源提供动力，将其转换为机械能以驱动整个系统。
2. 传输装置：传输装置是机械传动系统的核心部分，它通过传递动力和运动来实现所需的机械工作。
常见的传输装置包括齿轮、链条、皮带、联轴器等。
3. 输出装置：输出装置将机械能转化为所需的工作效果。
例如，一个机械传动系统可用于提供转动力矩，以驱动一个旋转设备或实现线性推动力。
二、基于仿真模拟的机械传动系统设计1. 系统设计目标与要求：在进行机械传动系统设计之前，首先需要确定设计目标和要求。
这些目标和要求可能包括转动速度、转矩、可靠性、能效等方面。
2. 选择合适的传输装置：根据设计目标和要求，选择合适的传输装置。
齿轮、链条和皮带是最常用的传输装置。
选择传输装置时，需要考虑其传递效率、负载能力、精度和可靠性等方面的因素。
3. 绘制系统结构图：在设计过程中，绘制系统结构图是非常必要的。
结构图应包括所有组成部分的连接和布局。
这有助于确定各个组件之间的工作方式和关系。
4. 计算传动参数：根据传输装置的类型，进行传动参数的计算。
例如，在齿轮传动系统中，需要计算齿轮的模数、齿数、齿宽等参数以及轴间距和传动比。
5. 进行机械模型设计：根据系统结构图和传动参数，进行机械模型的设计。
通常采用CAD软件进行模型设计，以确保设计的准确性和精度。
6. 进行运动学和动力学仿真：使用专业的仿真软件，对机械传动系统进行运动学和动力学仿真。
通过仿真可以模拟系统运动、力学特性和效率等关键参数，帮助工程师们评估和优化设计。
机械设计中的模拟与仿真技术
机械设计中的模拟与仿真技术随着科技的不断发展，模拟与仿真技术在机械设计领域中起着越来越重要的作用。
机械设计师们可以利用这些技术来准确预测产品在实际运行中的性能，优化设计方案，并提高整体工作效率。
本文将讨论机械设计中模拟与仿真技术的应用，以及其在实际项目中的重要性。
一、模拟与仿真技术的概念与分类模拟与仿真技术是利用计算机软件对现实世界进行虚拟模拟，以获取相关数据和信息的一种手段。
它可以通过模拟真实的物理环境或过程，来评估产品的性能、功能和可靠性。
根据应用领域的不同，模拟与仿真技术可以分为以下几类：1. 结构仿真：这种技术主要用于分析和评估机械产品在受力情况下的强度、刚度和振动特性。
通过结构仿真，设计师可以确定关键零件的最佳尺寸和材料，从而保证产品在工作环境中的安全性和可靠性。
2. 流体仿真：流体仿真技术可用于模拟液体或气体在机械设备中的流动过程。
通过分析流体的速度、压力和温度分布，设计师可以优化产品的流体动力性能，改善产品的能效和性能。
3. 热传导仿真：这种技术主要用于模拟和分析机械产品中的热传导过程。
通过热传导仿真，设计师可以确定关键部件的温度分布，优化散热方案，以防止过热引起的故障和损坏。
4. 电磁仿真：电磁仿真技术主要用于模拟和分析机械产品在电磁场中的性能和响应。
通过电磁仿真，设计师可以优化电磁设计，确保产品在电磁环境中的正常工作。
二、模拟与仿真技术的应用机械设计中，模拟与仿真技术的应用范围非常广泛。
以下是几个典型的应用实例：1. 动力系统优化：通过对发动机和传动系统进行模拟与仿真，设计师可以评估系统的性能，并进行优化。
例如，通过模拟发动机的燃烧过程和排放情况，可以优化燃油喷射策略，提高燃烧效率和降低排放。
2. 结构强度分析：利用结构仿真技术，设计师可以在设计初期评估产品的强度和刚度。
通过添加荷载并模拟受力情况，可以找到设计中的潜在问题并进行调整，以确保产品在实际运行中不会出现结构失效。
3. 空气动力学分析：通过流体仿真技术，设计师可以评估飞行器或汽车等产品在风洞中的空气动力学性能。
套类零件自动上下料机构设计
目录1. 绪论 01.1 自动上下料机构概述 01.2 自动上下料的组成分类及特点 01.3 自动上下料机构设计的意义 (2)2.总体方案设计 (4)2.1 机械手的基本形式的选择 (4)2.2 自动上下料机构方案的拟定 (5)2.3 CK6150型数控车床的主要参数 (7)2.4 驱动方式的确定 (9)2.5 机械手的技术参数列表 (11)3.机械手机械结构设计 (12)3.1 手部的设计 (12)3.1.1手部的概述 (12)3.1.2 机械手部的典型结构 (13)3.1.3 机械式手爪设计 (14)3.1.4 手部驱动力计算 (14)3.2.1 臂部设计的基本要求 (18)3.2.2 手臂的常用机构 (19)3.3 机身设计 (24)3.3.1 概述 (24)3.3.2 俯仰与回转机身的设计 (24)4.机械手的运动分析 (32)4.1机械手的运动规划 (32)4.2 机械手的主要部件和运动 (32)4.2.1 机械手的手爪的运动 (33)4.2.2 机械手的臂部的运动 (33)4.3 机械手的整体运动分析 (34)5.气动控制系统设计 (36)5.1 气压传动系统原理图的拟定 (36)5.1.2气压传动系统原理图的拟定 (36)5.2 机械手的PLC控制设计（本设计中选用S7—200PLC） (38)5.2.1 机械手自动上下料过程 (38)5.2.2 机械手的PLC控制设计 (38)图5.3 梯形图 (42)结论与展望 (43)参考文献 (44)指导教师简介 (45)1. 绪论1.1 自动上下料机构概述在自动化加工，装配生产线中,能自动完成将工件向加工或装配机械供给并上下料的装置，称为自动上下料装置。
自动上下料装置就是为实现将毛坯自动选入加工位置，准确的定位，夹紧以及取下加工完的零件所必须的许多功能机构的总和。
统计表明，在工件的加工装配过程中，工件的供给，上料，下料及搬运等工序所需费用约占全部费用的三分之一，所费工时约占全部工时的三分之二以上，而且绝大多数的事故都发生在这些工序中。
板材自动上料机毕业论文
板材自动上料机毕业论文毕业论文题目：板材自动上料机的设计与应用摘要：本文以板材自动上料机为研究对象，探讨了其设计原理、工作流程以及在工业生产中的应用价值。
通过对现有板材上料技术的调研与分析，提出了一种基于自动控制、传感器技术和机械设计原理的板材自动上料机方案。
该方案不仅能提高生产效率，降低人力成本，还能减少生产过程中的人为操作错误，提高工作安全性。
本文对板材自动上料机的设计与应用进行了全面的研究与分析，并对其在工业生产中的前景做出了展望。
关键词：板材自动上料机；设计原理；工作流程；应用价值一、引言板材是现代工业生产过程中广泛使用的材料之一，其在建筑、家具、装饰等领域的应用越来越广泛。
然而，传统的板材上料方式依赖于人工操作，存在效率低下、人工成本高、易于出现操作错误等问题。
为了提高生产效率，降低成本，保障工作安全，需要引入自动化技术，设计一种能够实现板材自动上料的机器设备。
二、板材自动上料机的设计原理板材自动上料机的设计原理包括自动控制系统、传感器技术和机械设计原理。
自动控制系统通过对机器设备的自动化控制，实现对上料机的运行状态的监测和控制。
传感器技术用于检测板材的尺寸、重量和位置等信息，并传输给自动控制系统，以便做出相应的控制和决策。
机械设计原理包括结构设计、动力设计和传动设计等方面，保证机器设备的稳定性和可靠性。
三、板材自动上料机的工作流程板材自动上料机的工作流程主要包括板材的供应、板材的定位、板材的上料和板材的装卸等环节。
首先，板材由供应设备送至上料机，然后通过传感器检测板材的尺寸和位置，控制板材的定位。
接下来，上料机根据板材的位置和尺寸，自动完成板材的上料操作，并保证板材的稳定性。
最后，在完成上料工作后，板材通过装卸设备进行卸料，以便进行后续的加工。
四、板材自动上料机的应用价值板材自动上料机在工业生产中具有重要的应用价值。
首先，它能大幅度提高生产效率，减少人力成本，降低生产过程中的人为操作错误。
木竹板材自动上下料码垛装置控制系统设计与应用
第５１卷㊀第１２期２０２３年１２月㊀㊀林业机械与木工设备ＦＯＲＥＳＴＲＹＭＡＣＨＩＮＥＲＹ＆ＷＯＯＤＷＯＲＫＩＮＧＥＱＵＩＰＭＥＮＴＶｏｌ５１Ｎｏ.１２Ｄｅｃ.２０２３研究与设计木竹板材自动上下料码垛装置控制系统设计与应用余文泉１ꎬ２(１.福建省林业科学研究院ꎬ福建福州３５００１２ꎻ２.福建省森林培育与林产品加工利用重点实验室ꎬ福建福州３５００１２)摘㊀要:为提高木竹制品加工过程中板材上下料自动化程度ꎬ降低劳动强度ꎬ根据木竹板材加工工艺特点ꎬ基于码垛机器人和可编程逻辑控制器(ｐｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅｌｏｇｉｃｃｏｎｔｒｏｌｌｅｒꎬＰＬＣ)的自动化技术设计了木竹板材自动上下料码垛装置和控制系统ꎮ装置应用在尺寸为４２７.３ｍｍˑ２６０.１ｍｍˑ１３.９ｍｍ(长ˑ宽ˑ高)ꎬ重量为１.０ｋｇ的杉木板材上下料码垛ꎬ作业效率为２６２片/ｈꎬ上料合格率９９.６％ꎬ下料合格率为９９.５％ꎮ经过试验验证该装置能够实现木竹板材上下料码垛作业ꎬ满足自动化作业的要求ꎮ关键词:木竹板材ꎻ自动上下料ꎻ码垛ꎻ海绵吸盘中图分类号:Ｓ７７６㊀㊀文献标识码:Ａ㊀㊀文章编号:２０９５－２９５３(２０２３)１２－００１０－０５ＤｅｓｉｇｎａｎｄａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎｏｆｃｏｎｔｒｏｌｓｙｓｔｅｍｆｏｒａｕｔｏｍａｔｉｃｌｏａｄｉｎｇａｎｄｕｎｌｏａｄｉｎｇｓｔａｃｋｉｎｇｄｅｖｉｃｅｏｆｗｏｏｄａｎｄｂａｍｂｏｏｂｏａｒｄＹＵＷｅｎ－ｑｕａｎ１ꎬ２(１.ＦｕｊｉａｎＡｃａｄｅｍｙｏｆＦｏｒｅｓｔｒｙꎬＦｕｚｈｏｕＦｕｊｉａｎ３５００１２ꎬＣｈｉｎａꎻ２.ＫｅｙＬａｂｏｒａｔｏｒｙｏｆＦｏｒｅｓｔＣｕｌｔｉｖａｔｉｏｎａｎｄＦｏｒｅｓｔＰｒｏｄｕｃｔｓＰｒｏｃｅｓｓｉｎｇａｎｄＵｔｉｌｉｚａｔｉｏｎｏｆＦｕｊｉａｎＰｒｏｖｉｎｃｅꎬＦｕｚｈｏｕＦｕｊｉａｎ３５００１２ꎬＣｈｉｎａ)Ａｂｓｔｒａｃｔ:Ｉｎｏｒｄｅｒｔｏｉｍｐｒｏｖｅｔｈｅａｕｔｏｍａｔｉｏｎｏｆｌｏａｄｉｎｇａｎｄｕｎｌｏａｄｉｎｇｄｕｒｉｎｇｔｈｅｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇｏｆｗｏｏｄａｎｄｂａｍｂｏｏｐｒｏｄｕｃｔｓａｎｄｒｅｄｕｃｅｌａｂｏｒｉｎｔｅｎｓｉｔｙꎬａｎａｕｔｏｍａｔｉｃｌｏａｄｉｎｇａｎｄｕｎｌｏａｄｉｎｇｓｔａｃｋｉｎｇｄｅｖｉｃｅａｎｄｃｏｎｔｒｏｌｓｙｓｔｅｍｆｏｒｗｏｏｄａｎｄｂａｍｂｏｏｂｏａｒｄｓｗｅｒｅｄｅｓｉｇｎｅｄｂａｓｅｄｏｎｔｈｅｓｔａｃｋｉｎｇｒｏｂｏｔａｎｄｐｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅｌｏｇｉｃｃｏｎｔｒｏｌｌｅｒ(ＰＬＣ)ａｕｔｏｍａｔｉｏｎｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙａｎｄｔｈｅｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｓｏｆｗｏｏｄａｎｄｂａｍｂｏｏｂｏａｒｄｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ.ＴｈｅｄｅｖｉｃｅｉｓａｐｐｌｉｅｄｉｎｓｔａｃｋｉｎｇａｎｄｌｏａｄｉｎｇｏｆＣｈｉｎｅｓｅｆｉｒｂｏａｒｄｓｗｈｉｃｈｓｉｚｅｉｓ４２７.３ｍｍˑ２６０.１ｍｍˑ１３.９ｍｍ(ｌｅｎｇｔｈˑｗｉｄｅˑｈｉｇｈ)ａｎｄｗｅｉｇｈｔｉｓ１.０ｋｇꎬＴｈｅｓｙｓｔｅｍｈａｓａｗｏｒｋｉｎｇｅｆｆｉｃｉｅｎｃｙｏｆ２６２ｐｉｅｃｅｓ/ｈꎬａｑｕａｌｉｆｉｅｄｌｏａｄｉｎｇｒａｔｅｏｆ９９.６％ꎬａｎｄａｑｕａｌｉｆｉｅｄｕｎ￣ｌｏａｄｉｎｇｒａｔｅｏｆ９９.５％.Ｔｈｉｓｄｅｖｉｃｅｃａｎａｃｈｉｅｖｅｔｈｅｓｔａｃｋｉｎｇｏｐｅｒａｔｉｏｎｏｆｗｏｏｄａｎｄｂａｍｂｏｏｂｏａｒｄｓꎬｍｅｅｔｉｎｇｔｈｅｒｅ￣ｑｕｉｒｅｍｅｎｔｓｏｆａｕｔｏｍａｔｅｄｏｐｅｒａｔｉｏｎｓ.Ｋｅｙｗｏｒｄｓ:ｗｏｏｄａｎｄｂａｍｂｏｏｂｏａｒｄꎻａｕｔｏｍａｔｉｃｌｏａｄｉｎｇａｎｄｕｎｌｏａｄｉｎｇꎻｐａｌｌｅｔｉｚｉｎｇꎻｓｐｏｎｇｅｓｕｃｔｉｏｎｃｕｐ㊀㊀收稿日期:２０２３－１０－２６基金项目:福建省属公益类科研院所专项(２０２２Ｒ１０１０００５)ꎻ福建林业科技攻关项目(２０２２ＦＫＪ０１)ꎻ中央引导地方科技发展项目(２０２２Ｌ３０６３)作者简介:余文泉ꎬ助理工程师ꎬ硕士研究生ꎬ主要从事木竹制品智能自动化加工控制系统和装备研发及林业装备与信息化技术研究工作ꎬＥ－ｍａｉｌ:９１４３８６５５７＠ｑｑ.ｃｏｍꎮ木竹制品具有绿色低碳㊁节能环保和可持续发展的特性[１]ꎬ能很好地满足人们对于高品质物质和精神的双重需求ꎬ未来有着巨大的发展潜力和市场前景[２－３]ꎮ木竹制品生产环节中ꎬ木竹板材加工前后第１２期余文泉ꎬ等:木竹板材自动上下料码垛装置控制系统设计与应用上㊁下料还是以人工为主ꎬ效率低下ꎬ很大程度上影响了整条自动化生产线的生产效率[４]ꎮ人工工作效率会随着工作时间的增长而出现下滑ꎬ且人工进行搬运上下料也只能运用在物品的形状变化不规律或者物料轻简的一些工业生产中ꎮ近年来ꎬ随着劳动成本的增加ꎬ在工㊁农业等领域都采用自动化或半自动化的码垛装备对产品进行上下料ꎬ国内外学者和技术人员也对码垛机器人等相关技术展开大量研究ꎬ并实现了产业化应用[５－７]ꎮ人工码垛已经逐渐被机器所取代ꎬ码垛机器人不仅可以把码垛的效率提高ꎬ而且相对于人工上下料ꎬ码垛机器人还具有长时间工作ꎬ效率高㊁码错率低等优点ꎬ可以减少物料的损伤ꎬ为企业节省人工成本等[８－１１]ꎮ为了充分利用资源㊁节省人工成本㊁提高生产效率ꎬ更好地保证现场工人的人身安全ꎬ并提升板材加工过程中的系统集成程度及自动化水平[１１－１３]ꎬ解决加工过程中板材的上下料问题显得尤为必要ꎮ本文设计的木竹板材自动上下料码垛装置控制系统具有集成化程度高㊁定位精度高㊁生产效率高等特点ꎬ对木竹板材上下料㊁搬运等方面的应用具有参考价值ꎮ１㊀木竹板材自动上下料码垛装置控制系统构成及功能分析１.１㊀系统构成木竹板材自动上下料码垛装置控制系统主要由传感器检测装置㊁真空吸附系统㊁机械运动系统㊁控制系统等部分组成ꎬ共同完成物料的检测与上下料ꎮ传感器检测装置主要有位置传感器㊁接近开关等ꎬ用于检测物料是否到达指定的位置等信息ꎬ并将采集到的信号传输给控制系统ꎻ真空吸附系统包括空气压缩机㊁储气罐㊁集成式海绵吸盘等ꎬ完成物料的抓取与放置动作ꎻ机械运动系统主要利用机械臂配合真空吸附系统将物料沿着规划好的路径抓取㊁放置物料到指定的位置ꎻ控制系统根据检测到的信息对各个执行机构进行合理控制ꎬ完成指定的动作ꎮ系统组成结构图如图１所示ꎬ系统功能示意图如图２所示ꎮ木竹板材码垛机器人由基座㊁腰部连杆㊁大臂连杆㊁肘部连杆㊁小臂连杆㊁腕部连杆㊁旋转法兰和海绵吸盘等组成ꎮ各连杆均由伺服电机㊁编码器和传动机构组成ꎮ系统组成结构如图３所示ꎮ图１㊀系统组成结构图图２㊀系统功能示意图１.机械臂ꎻ２.输送线ꎻ３.托盘ꎻ４.吸盘ꎻ５.物料图３㊀码垛机器人结构图１.基座ꎻ２.腰部连杆ꎻ３.大臂连杆ꎻ４.肘部连杆ꎻ５.小臂连杆ꎻ６.腕部连杆ꎻ７.旋转法兰ꎻ８.海绵吸盘１.２㊀设计要求木竹板材生产环节中ꎬ需要先将工件从托盘上抓取㊁提升后放置到加工平台上ꎬ加工完成后从加工１１林业机械与木工设备第５１卷平台上搬运至成品托盘ꎮ根据生产工艺要求ꎬ确定木竹板材自动上下料码垛装置工艺及技术参数ꎮ(１)单件重量ɤ６ｋｇ的板材自动上下料作业ꎻ(２)木竹板材长度不大于１０００ｍｍꎬ宽度不大于５００ｍｍꎬ厚度不大于３０ｍｍꎻ(３)上㊁下料效率不小于２３０片/ｈꎮ２㊀木竹板材上下料工艺码垛流程与轨迹规划２.１㊀木竹板材上下料码垛工艺流程上下料码垛主要工艺流程:将满载原料架送到指定的上料区ꎬ该处传感器检测到原料架到位信号ꎬ上料口处的机械臂运动到上料区物料架上方的指定坐标位置ꎬ开启真空发生器ꎬ海绵吸盘将物料吸起ꎬ保持吸着的状态机械臂根据规划好的路径运动到输送台上方的指定位置ꎬ关闭真空发生器放置物料ꎬ开启输送带将物料送至加工区ꎬ待加工完成后ꎬ开启输送带将成品送至出口处ꎬ下料处机械臂运动到成品出口处吸起物料ꎬ将物料放置在下料处的成品架上ꎬ完成一次物料的上下料动作ꎮ上下料工艺流程如图４所示ꎮ图４㊀上下料工艺流程图２.２㊀木竹板材上下料码垛轨迹规划为保证能够将物料成功吸附㊁放置到指定的位置ꎬ避免发生碰撞ꎬ需要对机械臂的运动轨迹进行合理的空间规划ꎮ机械臂运动路径为:起始点－进入点－目标前置点－目标点－目标后置点－放置前置点－放置点ꎮ在实际生产过程中ꎬ物料的摆放的形状㊁规则㊁数量不同ꎬ因此针对于每一块物料上料过程中的目标前置点－目标点－目标后置点都是变化的ꎬ因此需要根据物料的长㊁宽㊁高对这三个坐标进行动态调整ꎮ上料的起始点㊁放置前置点㊁放置点是固定不变的ꎬ确定好之后不需要进行调整ꎬ只需要对目标点前置点㊁目标点进行调整ꎮ同理下料过程中ꎬ抓取点㊁抓取后置点㊁抓取点固定不变的ꎬ放置前置点㊁放置点坐标需要进行动态的调整ꎮ３㊀木竹板材自动上下料码垛装置控制系统设计３.１㊀控制系统软件设计系统软件设计先对各设备进行初始化ꎬ通过传感器检测物料是否到达指定上料区ꎬ控制机械臂运动到设置好的目标点ꎬ开启真空发生器将物料吸起ꎬ保持吸起的状态按照规划好的路径运动到上料区的放置点ꎬ放置物料到传送带上ꎬ传送带入口处的传感器检测到物料到位后开启传送带进行加工ꎬ加工完成后传送带开启将物料输送至下料等待区ꎬ此处的传感器检测到物料到位信息后ꎬ下料区的机械臂则配合海绵吸盘将物料吸起按照规划好的路径放置在下料区的成品托盘上ꎬ然后调整运动路径上各点的坐标位置进行下一次抓取动作ꎬ由此完成一次完整的上下料动作ꎮ综上所述ꎬ在软件设计的过程中ꎬ为了使设计方法和思路更加清晰ꎬ并及时发现设计过程中出现的问题ꎬ规划了如图５所示的系统软件设计流程ꎮ图５㊀下料自动控制软件设计流程图３.２㊀控制系统硬件设计木竹板材自动上下料码垛装置控制系统硬件部分由触摸屏㊁ＰＬＣ㊁机械臂㊁空气压缩机㊁真空吸盘及各传感器等组成ꎮ行程开关和位置开关用来检测物２１第１２期余文泉ꎬ等:木竹板材自动上下料码垛装置控制系统设计与应用料的位置信息ꎬ将检测到的信息传递给ＰＬＣ进行处理ꎻ真空压力开关检测真空吸盘将物料是否保持吸起的状态ꎬ用来判定海绵吸盘是否成功将物料吸起ꎻ真空发生器用来产生真空ꎬ与海绵吸盘相连接ꎬ配合将物料吸起或放下ꎻ机械臂的末端安装有海绵吸盘ꎬ与其他装置配合将物料按规划好的路径抓取或放置到指定的位置ꎻ主控模块采用西门子Ｓ７－１２００可编程控制器对系统进行控制和逻辑运算处理ꎬ根据检测到的信息对机械臂㊁海绵吸盘电磁阀㊁告警装置等进行控制ꎬ从而保证系统的正常稳定运行ꎮ控制系统硬件设计结构图如图６所示ꎮ图６㊀控制系统硬件设计结构图４㊀上下料试验与分析４.１㊀材料与方法为验证木竹板材自动上下料控制系统设计的合理性㊁可靠性ꎬ开展了杉木板材上下料功能的试验ꎮ将长㊁宽㊁高分别为４２７.３ｍｍ㊁２６０.１ｍｍ㊁１３.９ｍｍꎬ重量为１.０ｋｇ杉木制物料１０片进行２ˑ５(每层个数ˑ层数)划分ꎬ整齐堆叠摆放在机械臂右侧的物料架上ꎬ两垛木板间的间隙为２０ｍｍꎬ作为需要加工的原物料ꎻ机械臂的左侧摆放空的物料架ꎬ用来装加工后的成品ꎬ同样按２ˑ５(每层个数ˑ层数)分为两垛堆叠摆放ꎻ机械臂的正前方摆放输送带ꎮ机械臂配合海绵吸盘将物料成功吸起后按照规划好的路径放置在输送带上ꎬ５秒后将输送带上的物料吸起放置在机械臂左侧的成品物料架上ꎬ完成一次上下料的试验ꎮ两垛物料交替进行抓取ꎬ当左侧两垛物料全部放置在右侧物料架上后ꎬ则将右侧物料架作为需要加工的原物料ꎬ抓取放置在左侧物料架如此反复１００次ꎬ完成２０００片物料的上下料作业ꎮ木竹板材自动上下料码垛装置试验现场如图７所示ꎮ图７㊀木竹板材自动上下料码垛装置试验现场试验过程中ꎬ设置好机械臂的运动路径ꎬ坐标位置如表１所示ꎮ记录上下料工作效率㊁上下料合格率和故障次数ꎮ上㊁下料合格判断标准:(１)上下料时可将以２ˑ５(每层个数ˑ层数)堆叠的工件逐个㊁逐层抓取㊁放置板材ꎬ且移动过程中板材无脱落ꎬ视为合格ꎻ(２)进行２ˑ５(每层个数ˑ层数)堆叠放置时ꎬ上下相邻两片物料的位置偏差最大处小于５ｍｍ视为合格ꎻ(３)两垛物料间的最大间隙差在３ｍｍ范围内视为合格ꎮ表１㊀上下料时机械臂的运动路径坐标位置Ｘ(ｍｍ)Ｙ(ｍｍ)Ｚ(ｍｍ)Ａ(ꎮ)Ｂ(ꎮ)Ｃ(ꎮ)初始始点１１５１.１０.１１３９１.００.０９０.０１８０.０上料进入点６４３.５－１１０５.５６９９.８－１８０.１０.０５９.９上料前置点２３８.２－１２８３.５１０４.２－１７９.９０.１９０.０上料目标点２３８.２－１３０５.６１８３.９－１８０.００.０９０.０放置前置点/抓取前置点１２８５.５０.０６５０.５１８０.００.００.０放置目标点/抓取目标点１２８５.３０.０５５０.８１８０.００.００.１下料进入点９５０.５１１４５.８７０１.５１８０.００.１６０.１下料前置点２００.０１３１０.５１４５.１－１７９.８－０.２－９０下料目标点１８８.１１２２６.６５５.０－１８０.０－０.０－９０３１林业机械与木工设备第５１卷４.２㊀试验结果与分析自动上下料试验结果如表２所示ꎮ由表可以看出:在进行杉木板材连续２０００次自动上下料时ꎬ合格率分别为９９.６％和９９.５％ꎮ上㊁下料效率为２６２片/ｈꎮ结果表明ꎬ利用上下料设备进行作业效率㊁合格率高ꎬ物料抓取和堆叠准确ꎬ自动化作业流畅㊁稳定ꎬ可以适用较大尺寸的木竹板材上下料作业ꎮ同时试验结果也验证了自动上下料设备的结构和控制系统设计合理性和可行性ꎮ表２㊀自动上下料试验结果上下料次数效率片/ｈ上料下料不合格数(片)合格率(％)不合格数(片)合格率(％)故障次数２０００２６２８９９.６１０９９.５０５㊀结论(１)木竹板材自动上下料码垛装置控制系统采用ＰＬＣ控制机械手承载真空海绵吸盘对木竹板材进行上下料作业ꎬ实现了木竹板材的抓取㊁释放㊁码垛等自动化生产ꎬ解决木竹板材加工过程中上下料人工作业ꎬ劳动强度大㊁效率低的问题ꎮ(２)通过样机试制和杉木板材上下料试验ꎬ对装置机械结构和自动化控制系统程序设计的合理性与可靠性进行验证ꎮ对于尺寸为４２７.３ｍｍˑ２６０.１ｍｍˑ１３.９ｍｍ(长ˑ宽ˑ高)㊁重量为１.０ｋｇ的杉木板材ꎬ上下料作业效率是２６２片/ｈꎬ上料合格率９９.６％ꎬ下料合格率为９９.５％ꎮ上下料动作流畅㊁稳定ꎬ系统操作方便ꎮ(３)为进一步优化自动上下料码垛作业控制的关键参数ꎬ可对海绵吸盘吸附木竹板材进行上下料码垛作业的路径进行轨迹规划ꎮ参考文献:[１]㊀王瑞胜ꎬ陈有亮ꎬ陈诚.我国现代木结构建筑发展战略研究[Ｊ].林产工业ꎬ２０１９ꎬ５６(９):１－５.[２]㊀高锐ꎬ苗虎ꎬ耿冰ꎬ等.木结构用集成材柔性钻孔控制系统的研制[Ｊ].木材加工机械ꎬ２０１９ꎬ３０(４):１９－２１.[３]㊀吴雨生ꎬ张伟ꎬ杨增帅ꎬ等.木结构构件钻削功率的影响因素[Ｊ].林业工程学报ꎬ２０２０ꎬ５(２):３６－４１.[４]㊀高锐ꎬ张伟ꎬ王勇.结构用集成材自动上下料装置真空吸附系统设计与试验[Ｊ].林业工程学报ꎬ２０２１ꎬ６(２):１２６－１３２. [５]㊀王汝贵ꎬ陈辉庆ꎬ戴建生.新型可控变胞式码垛机器人机构动态稳定性研究[Ｊ].机械工程学报ꎬ２０１７ꎬ５３(１３):３９－４７. [６]㊀李海芸ꎬ邱荣斌ꎬ林辉煌ꎬ等.多规格木板自动码垛机控制系统设计与实现[Ｊ].中南林业科技大学报ꎬ２０１９ꎬ３９(２):１０８－１１２. [７]㊀高锐.木结构构件自动上下料码垛装置控制系统设计与应用[Ｊ].木材科学与技术ꎬ２０２３ꎬ３７(４):５８－６４.[８]㊀冯振鹏ꎬ林海波ꎬ刘鹏程ꎬ等.国内码垛机器人应用研究[Ｊ].机械工程师ꎬ２０１７(１２):６３－６５.[９]㊀李艳ꎬ卢国建ꎬ邢军伟ꎬ等.自动上下料机器人的实现及研究[Ｊ].河北农机ꎬ２０２２(１１):１－３.[１０]㊀黄立波.信息化技术在机器人上下料设备中的应用[Ｊ].机械制造ꎬ２０２２ꎬ６０(１１):１２－１５.[１１]㊀李平ꎬ陈启愉ꎬ段先云ꎬ等.基于工业机器人的板材自动上下料系统研究[Ｊ].机电工程技术ꎬ２０１６ꎬ４５(８):４－６ꎬ６５. [１２]㊀刘卜文ꎬ徐世许ꎬ张江辰.基于四轴机器人的冲压上下料控制系统设计[Ｊ].工业仪表与自动化装置ꎬ２０２３(１):４６－５０ꎬ１２６. [１３]㊀杨志怀ꎬ魏海涛ꎬ王拴庆ꎬ等.薄板成形压机自动上下料装置创新设计[Ｊ].锻压装备与制造技术ꎬ２０２２ꎬ５７(３):１１－１４.４１。
履带板加热炉自动上下料系统设计与仿真分析
履带板加热炉自动上下料系统设计与仿真分析马常杰;程万胜;万威;马龙鑫;李晓丽【摘要】加热处理是履带板生产制造的关键工序,传统人工为加热炉上、下料,劳动强度大,安全性差,提出采用工业机器人为加热炉上、下料,用DELMIA软件对机器人上、下料系统进行了路径规划、碰撞检测、干涉分析和优化仿真,实现了履带板的取料、翻转、上料、下料、码垛等工艺环节,仿真结果表明,系统完成了履带板加热炉的自动上、下料功能,工艺简单,便于实施.【期刊名称】《制造业自动化》【年(卷),期】2018(040)012【总页数】3页(P31-33)【关键词】履带板;工业机器人;加热炉;上下料;仿真【作者】马常杰;程万胜;万威;马龙鑫;李晓丽【作者单位】辽宁科技大学电子与信息工程学院,鞍山114051;辽宁科技大学电子与信息工程学院,鞍山114051;辽宁科技大学电子与信息工程学院,鞍山114051;辽宁科技大学电子与信息工程学院,鞍山114051;辽宁科技大学电子与信息工程学院,鞍山114051【正文语种】中文【中图分类】TP242.20 引言履带板是履带式设备的关键部件，其热加工处理是生产制造的关键工序，目前国内的履带板热加工生产线系统还停留在手工操作阶段[1]。
由于人工上下料存在效率低、安全性差等问题，现引进工业机器人，实现履带片的自动上下料过程。
热加工处理生产线具有产量大、环节多和工艺复杂等特点，因此在投入生产前对机器人上下料系统进行设计与仿真分析，可以提高精确度,节约工作时间。
DELMIA为企业用户所开发的产品提供了一套完整的数字化制造解决方案[2]。
在实际的生产线改进之前，利用DELMIA软件在虚拟空间建立整条生产线的模型，对机器人进行离线编程和路径规划，对生产流程进行模拟仿真，分析出最佳方案，可以在不接触工作环境的情况下，在三维软件中提供一个和机器人进行交互作用的虚拟环境[3,4]。
工业机器人在钢铁、汽车、电子、船厂及航空航天等行业已经得到了广泛的应用[5]，但在其他工业领域应用很少。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
板材自动上料机关键结构的设计与传动系统仿真分析
邢志强;张宽;姜新波
【摘要】为了提高板材自动上料的效率,设计一台可以适用于大幅面板材自动上料的设备,并对其传动系统进行设计,运用SolidWorks 2010软件建立板材自动上料机传动系统的三维模型和ADAMS软件对传动系统进行仿真分析.从仿真分析的结果可以看出,板材自动上料机的升降机构在工作过程中运动平稳,与设计要求相符合,可以满足实际生产要求.
【期刊名称】《机械工程师》
【年(卷),期】2016(000)005
【总页数】3页(P219-221)
【关键词】上料机;升降机构;转动机构;仿真分析
【作者】邢志强;张宽;姜新波
【作者单位】黑龙江省中小企业服务中心,哈尔滨 150001;东北林业大学,哈尔滨150040;东北林业大学,哈尔滨 150040
【正文语种】中文
【中图分类】TH122;TP391.7
随着社会的不断发展，板式家具生产企业的规模也在不断地扩大，传统人工上料已经不能满足实际的生产需求，而且还会增加工人的劳动强度。
目前，板式家具生产线的应用越来越广泛，板材的自动上料设备就成为其重要组成部分之一。
现在板材自动上料设备多数都带有龙门架，其优势在于可以对大幅面的板材进行自动上料运
送，板材运送距离范围大而且还可以随时调整，但其不足之处就是占地面积大。
为了使板材加工生产线的结构更加紧凑，设计一台板材自动上料设备是非常有必要的。
板材自动上料机的传动系统是其重要的组成部分，目前自动上料设备对板材运送的方式为：通过吸盘组将板材吸住，再经由升降机构将板材提升到预定的高度，通过龙门横梁上的横向移动机构对板材进行横向运送，最后升降机构带着板材下降，完成板材的自动上料。
工作时，板材自动上料机的升降机构先下降到预设高度，吸盘组件将板材吸住，再通过升降机构将板材举升到一定高度，转动机构顺时针旋转120°到达上料位置上方，最后升降机构下降到上料位置，板材与吸盘组件脱开完成一次上料工作，重复以上工作过程就可以实现板材的连续自动上料。
如图1所示，板材自动上料机主要由吸盘臂、升降机构、吸盘组件和转动机构组成，并且吸盘臂在圆周上按120°布置，其优点是整机受力均匀，上料工作连续性好。
2.1 板材自动上料机吸盘组件的设计
吸盘组件是板材自动上料机的重要组成部分之一，其布局设计是否合理直接影响对板材吸附的稳定性和安全性。
根据设计的要求，上料板材最大直径d=1000 mm，最大厚度h=40 mm，最大质量m1=5 kg。
板材在吸附后，吸盘组件和板材受力平衡：
式中：n为吸盘个数；F为单个吸盘的吸附力；m1为单个板材的质量；m2为单
个吸盘的质量。
故每个吸盘组件由20个吸盘组成，在X、Y方向上按5×4分配，如图2所示。
2.2 板材自动上料机传动系统的设计
板材自动上料机的传动系统由升降机构和转动机构组成。
升降机构的动力由一台交流伺服电机（带制动）提供，其技术参数为：额定功率1 kW，额定转矩4N·m，
最大转矩12 N·m，额定电流4.5 A，最高转速3000 r/min，升降机构的升降是由丝杠螺母副和滑块导轨来实现，丝杠螺母副带动吸盘组实现上升和下降工作，滑块导轨为其导向。
转动机构的动力由一台步进电机提供，其技术参数为：基本步距角1.2°，保持转矩4 N·m，额定电流2 A，再通过减速器和平台桌面型弧面凸轮分割器带动整台设备实现顺时针圆周方向间歇运动。
根据丝杠轴向载荷受力的大小和升降的距离，现对丝杠进行设计。
丝杠所受的轴向载荷为吸盘臂、伺服电机、吸盘组等零部件的重力，再加上板材的重量，共受到轴向载荷N约为3010 N。
丝杠承受轴向载荷为
式中：K为颠覆力矩作用系数，取K=1.15；f为摩擦因数，取f=0.16；N为丝杠
所受轴向压力。
由于丝杠螺母副的螺母旋转方向与运动方向垂直，而且在径向方向上由导轨滑块对称布置，故径向力Fx可以忽略不计，即Fx=0，则
根据所受载荷对丝杠进行设计，如图3所示，其直径d=25 mm，螺距p=4 mm，长度L=180 mm，右旋。
虚拟样机分析软件ADAMS越来越广泛地应用到各行各业中，其动力学仿真及分
析可以很好地反映出实际的工作状态，运用SolidWorks 2010建立传动系统的三维模型，将其导入ADAMS软件中，由于自动上料机的零部件较多，需要对其三
维模型进行简化再导入ADAMS软件中进行仿真分析（如图4所示）。
根据板材自动上料机的工作原理，对导入ADAMS软件中传动系统添加相应的约
束（如表1所示）、力和驱动等（如图5所示）。
由于板材自动上料机升降机构和旋转机构的运动都是间歇的，故需要对旋转驱动1和旋转驱动2进行step函数的编写，具体如下：
旋转驱动1：step（time，0，0d，4，10800d）+step （time，8，0d，12，-10800d）；旋转驱
当板材自动上料机开始工作时，0～4 s旋转驱动1转动30圈（10 800°），此时升降机构上升120 mm；4～8 s旋转驱动2顺时针转动120°；8～12 s旋转驱动
2反向转动30圈（10 800°），此时升降机构下降120 mm，完成一次工作过程，依次重复上述过程从而实现板材的连续自动上料。
根据分析的结果（如图6～图8所示）可以看出，板材自动上料机在一次上料工作时，升降机构上升120 mm、下降120 mm，同时旋转驱动1转动30圈（即10 800°），旋转驱动2转动120°，满足实际工作和设计的要求。
从分析结果还可以看出板材自动上料机在对板材上料时工作平稳。
根据实际生产需求对自动上料机进行合理的设计，并运用SolidWorks软件对板材自动上料机进行三维模型的建立，ADAMS软件对传动系统进行仿真分析。
通过运用ADAMS软件对板材自动上料机的传动系统进行仿真分析，从分析结果的曲线
可以看出传动系统具有较高的转动精度，即升降机构可以精准地升降120mm，转动机构可以按顺时针方向准确地转动120°，并自锁。
从以上分析可以看出所设计
的板材自动上料机完全符合设计和实际生产的要求。
【相关文献】
［1］齐英杰，曲文.MDK534A回转式数控多工位运输机进出料系统的结构设计［J］.林业机械与
木工设备，2013（12）：23-25.
［2］齐英杰，曲文.MDK534A回转式数控多工位运输机上料机工作总成的设计［J］.木工机床，2013（3）：18-22.
［3］邢力平，张宽，姜新波.基于ANSYS Workbench的全自动数控封闭式曲线封边机上料机吸
盘臂的静强度分析［J］.木材加工机械，2014（5）：8-10.
［4］管西巧，赵庆志，高跃武，等.基于SolidWorks和ADAMS的牛头刨床导杆机构仿真分析［J］.煤矿机械，2014（10）：273-275.
［5］刘维华，王丽媛，刘毅.基于ADAMS的装载机工作装置动力学分析［J］.林业机械与木工设备，2013（10）：38-42.。