拔叉加工小型自動(dòng)線設(shè)計(jì)【優(yōu)秀畢業(yè)論文 答辯通過(guò)】

1、<p><b>　　第1章 緒論</b></p><p><b>　　1.1自動(dòng)線概述</b></p><p>　　自動(dòng)線生產(chǎn)線是能實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品生產(chǎn)過(guò)程自動(dòng)化的一種機(jī)器體系。即通過(guò)采用一套能自動(dòng)進(jìn)行加工、檢測(cè)、裝卸、運(yùn)輸?shù)臋C(jī)器設(shè)備，組成高度連續(xù)的、完全自動(dòng)化的生產(chǎn)線，來(lái)實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品的生產(chǎn)。是在連續(xù)流水線基礎(chǔ)上進(jìn)一步發(fā)展形成的，是一種先進(jìn)的生產(chǎn)

2、組織形式。它的發(fā)展趨勢(shì)是：提高可調(diào)性，擴(kuò)大工藝范圍，提高加工精度和自動(dòng)化程度，同計(jì)算機(jī)結(jié)合實(shí)現(xiàn)整體自動(dòng)化車(chē)間與自動(dòng)化工廠。</p><p>　　自動(dòng)生產(chǎn)線之所以稱(chēng)為一個(gè)系統(tǒng),是因?yàn)樗墙⒃跈C(jī)械、電子、計(jì)算機(jī)、傳感、驅(qū)動(dòng)、接口等技術(shù)的基礎(chǔ)上的一門(mén)綜合技術(shù)。它是從系統(tǒng)工程觀點(diǎn)出發(fā)、應(yīng)用這些綜合技術(shù)，根據(jù)生產(chǎn)的不同需要，對(duì)它們進(jìn)行有機(jī)的組織與綜合，從而實(shí)現(xiàn)整體設(shè)備的最佳化。因此，自動(dòng)生產(chǎn)線雖然源于流水生產(chǎn)線與流水生產(chǎn)

3、線有相似之處，但其性能已經(jīng)遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過(guò)了流水生產(chǎn)線，并有許多明顯的不同。最主要的特點(diǎn)是自動(dòng)生產(chǎn)線具有統(tǒng)一的自動(dòng)控制系統(tǒng)，有較高的自動(dòng)化程度，還具有比流水生產(chǎn)線更為嚴(yán)格的生產(chǎn)節(jié)奏，工件必需以一定的生產(chǎn)節(jié)拍經(jīng)過(guò)各個(gè)工位完成預(yù)定的加工。</p><p>　　由于生產(chǎn)的產(chǎn)品不同，各種類(lèi)型的自動(dòng)生產(chǎn)線的大小不一，結(jié)構(gòu)、功能各異。我們可以把它分五個(gè)部分：機(jī)械、檢測(cè)、信息處理、執(zhí)行機(jī)構(gòu)和接口部分。它們之間的聯(lián)系如圖1-1所示：&l

4、t;/p><p>　　圖1-1 自動(dòng)線聯(lián)系框圖</p><p>　　從功能上看，不論何種類(lèi)型的自動(dòng)生產(chǎn)線，都應(yīng)具備最基本的四大功能：即運(yùn)轉(zhuǎn)功能、控制功能、檢測(cè)功能和驅(qū)動(dòng)功能。運(yùn)轉(zhuǎn)功能在自動(dòng)生產(chǎn)線中依靠動(dòng)力源來(lái)提供?？刂乒δ艿膶?shí)現(xiàn)在自動(dòng)生產(chǎn)線中主要由微機(jī)、單片機(jī)、可編程控制器或者其他一些電子裝置來(lái)承擔(dān)。在工作過(guò)程中，傳感器把信號(hào)檢測(cè)出來(lái)、控制裝置對(duì)其進(jìn)行存貯、運(yùn)算、變換等，然后用相應(yīng)的接口電路向

5、執(zhí)行機(jī)構(gòu)發(fā)出命令完成必要的動(dòng)作。檢測(cè)功能主要由位置傳感器、直線位移傳感器、角位移傳感器等來(lái)實(shí)現(xiàn)。傳感器收集著生產(chǎn)線上各種信息。驅(qū)動(dòng)功能主要由電動(dòng)機(jī)等執(zhí)行機(jī)構(gòu)完成。整個(gè)自動(dòng)生產(chǎn)線的主體是機(jī)械部分。</p><p>　　當(dāng)今時(shí)代,由于科學(xué)技術(shù)的發(fā)展,自動(dòng)線生產(chǎn)技術(shù)在工業(yè)生產(chǎn)中得到了越來(lái)越廣泛的應(yīng)用.在機(jī)械制造、電子等行業(yè)中已經(jīng)設(shè)計(jì)和制造出大量的類(lèi)型各異的自動(dòng)生產(chǎn)線。這些自動(dòng)生產(chǎn)線的使用，對(duì)于提高勞動(dòng)和生產(chǎn)率和產(chǎn)品的質(zhì)

6、量，改善工人勞動(dòng)條件，降低能源消耗，節(jié)約材料等方面都取得了顯著的成就。</p><p>　　本次設(shè)計(jì)的是CTZ6型撥叉加工小型自動(dòng)線，用于加工手扶拖拉機(jī)的三種變速撥叉的孔和端面。</p><p>　　小型自動(dòng)線亦稱(chēng)微型自動(dòng)線,其主要特征是自動(dòng)線的所有工位,都安置在一個(gè)整體機(jī)座上，因而結(jié)構(gòu)緊湊，體積小。在工藝特點(diǎn)方面，與回轉(zhuǎn)臺(tái)式小型組合機(jī)床相類(lèi)似，適合于加工工序不太多的小型工件。但配置的靈活

7、性和工藝的靈活性上要比回轉(zhuǎn)臺(tái)式小型組合機(jī)床優(yōu)越，在結(jié)構(gòu)和控制系統(tǒng)工程上則有自動(dòng)線的特征。</p><p>　　大多數(shù)小型自動(dòng)線的加工工位都是直線排列的，而且采用隨行夾具。根據(jù)隨行夾具的返回方式不同，這種自動(dòng)線有兩種配置形式，一種是隨行夾具從自動(dòng)線下方返回；另一種是隨行夾具水平返回，自動(dòng)線呈矩形框式。</p><p>　　小型自動(dòng)線的控制系統(tǒng)亦有兩種類(lèi)型。一種是集中控制系統(tǒng)，自動(dòng)線的動(dòng)力部件

8、及輔助裝置都由主分配軸上的凸輪控制；一種是分散控制系統(tǒng)，各種動(dòng)力部件及輔助裝置各自具有獨(dú)立的機(jī)械、液壓或氣動(dòng)傳動(dòng)，自動(dòng)線所有運(yùn)動(dòng)之間的互鎖，由電氣系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)。</p><p>　　本設(shè)計(jì)的自動(dòng)線加工工位是直線排列，采用隨行夾具輸送，而隨行夾具是采用鼓輪從自動(dòng)線的下方返回?？刂葡到y(tǒng)采用機(jī)械凸輪集中控制方式。除了鼓輪轉(zhuǎn)位及輸送帶運(yùn)行外，其余所有動(dòng)作均采用以液壓為動(dòng)力的機(jī)械凸輪集中控制。</p><p

9、>　　1.2 小型自動(dòng)線的設(shè)計(jì)程序</p><p>　　設(shè)計(jì)程序可概括如下：</p><p>　　訂工藝方案，并繪制工序圖及加工示意圖；</p><p>　?、?擬訂全線的主自動(dòng)線方案；</p><p>　?、?確定自動(dòng)線的總體布局，繪出自動(dòng)線的總聯(lián)系尺寸圖；</p><p>　?、?繪制自動(dòng)線周期表；</

10、p><p>　　⑸ 對(duì)設(shè)有充分把握的某些程序、先進(jìn)工藝及結(jié)構(gòu)，進(jìn)行必要的試驗(yàn)工作等。</p><p>　　第2章 撥叉加工小型自動(dòng)線總體設(shè)計(jì)</p><p>　　2.1 CTZ6型撥叉加工自動(dòng)線</p><p>　　這條小型自動(dòng)線用于加工手扶拖拉機(jī)的三種變速撥叉的孔和端面。撥叉型號(hào)為CTZ6，材料為可鍛鑄鐵KT350-10，按兩班制工作，年產(chǎn)量

11、為100000件/年。</p><p>　　2.2 自動(dòng)線的生產(chǎn)節(jié)拍</p><p>　　根據(jù)年生產(chǎn)綱領(lǐng)的大小計(jì)算出自動(dòng)線的生產(chǎn)節(jié)拍，再與同類(lèi)產(chǎn)品的流程生產(chǎn)線的節(jié)拍對(duì)比，作為是否建立自動(dòng)線的參考。</p><p>　　2.2.1 自動(dòng)線生產(chǎn)節(jié)拍計(jì)算（見(jiàn)[ 1 ]）</p><p><b>　　(2-1)</b></

12、p><p><b>　　(2-2)</b></p><p>　　式中 -----自動(dòng)線的生產(chǎn)節(jié)拍（分/件）；</p><p>　　-----年基本工時(shí)（小時(shí)/年），一班制2360時(shí)/年，兩班制4650時(shí)/年；本設(shè)計(jì)按兩班制；</p><p>　　-----自動(dòng)線對(duì)象產(chǎn)品（零件）的年產(chǎn)綱領(lǐng)（件/年）； </p>

13、;<p>　　-----自動(dòng)線的負(fù)荷率，0.65~0.85，復(fù)雜取低值，簡(jiǎn)單取高值；本設(shè)計(jì)取0.75；</p><p>　　-----產(chǎn)品的年產(chǎn)量（臺(tái)/年）；本設(shè)計(jì)為100000（臺(tái)/年）；</p><p>　　-----每臺(tái)產(chǎn)品包含對(duì)象產(chǎn)品（零件）的數(shù)量（件/臺(tái)）；n=1；</p><p>　　-----備品率；本設(shè)計(jì)取10%；</p>

14、<p>　　-----廢品率；本設(shè)計(jì)取8%；</p><p><b>　　故有</b></p><p>　　2.3 零件的工藝方案的擬訂</p><p>　　2.3.1 分析毛坯情況</p><p>　　由于零件過(guò)于復(fù)雜，因而采用鑄造的方法，工件的材料是KT350-10，其中抗拉強(qiáng)度為350Mpa,延伸率為1

15、0%。</p><p><b>　　定位基面的選擇</b></p><p>　　由于撥叉的形狀不規(guī)則，在自動(dòng)線上加工沒(méi)有合適的輸送基面，為了實(shí)現(xiàn)工序間的輸送可采用隨行夾具。隨行夾具是利用底面兩銷(xiāo)孔和定位銷(xiāo)來(lái)實(shí)現(xiàn)定位，利用各機(jī)床的固定夾具來(lái)實(shí)現(xiàn)隨行夾具的定位夾緊。（一面兩銷(xiāo)孔）</p><p>　　三種撥叉在隨行夾具上是以板面和圓柱外端定位，消除

16、五個(gè)自由度。工件由圓柱外端面夾緊。</p><p>　　2.4 自動(dòng)線的工藝過(guò)程</p><p>　　2.4.1 撥叉工序圖</p><p>　　圖2-1是在自動(dòng)線上加工的三種撥叉的工序圖。加工表面是孔和端面。</p><p><b>　　副變速撥叉</b></p><p><b>　　

17、快擋撥叉</b></p><p><b>　　倒擋撥叉</b></p><p>　　圖2-1 三種撥叉的工序圖</p><p>　　2.4.2 自動(dòng)線的工藝過(guò)程</p><p>　　圖2-2 自動(dòng)線的工藝過(guò)程</p><p>　　圖中表示自動(dòng)線共有八個(gè)工位，其中工位1用于裝卸工件，

18、4、5、8為空工位。</p><p>　　工序1（工位2）：雙面鉆Φ13孔，每面只鉆到全深的三分之一，并粗刮端面。</p><p>　　工序2（工位3）：從一面將Φ13孔鉆通。</p><p>　　工序3（工位6）：擴(kuò)孔到Φ13.8并倒角。</p><p>　　工序4（工位7）：鉸孔到Φ，精刮定位用的端面。</p><p&

19、gt;　　2.4.3 自動(dòng)線切削用量的選擇</p><p>　　合理的切削用量，是保證自動(dòng)線加工質(zhì)量和生產(chǎn)效率的重要因素之一，同時(shí)，也是設(shè)計(jì)自動(dòng)線時(shí)用于計(jì)算切削力、切削功率和切削時(shí)間的必要數(shù)據(jù)，是設(shè)計(jì)機(jī)床、夾具、刀具的依據(jù)。為了便于正確選擇切削用量，需先認(rèn)識(shí)切削用量對(duì)切削加工的影響，并了解自動(dòng)線切削用量的選擇特點(diǎn)。</p><p>　　為了減少加工的輔助時(shí)間，選用硬質(zhì)合金刀具，同時(shí)考慮毛坯

20、的材料為KT350-10，其硬度在120-163HB之間，見(jiàn)[ 1 ]可選用刀具以及切削用量如下：</p><p>　　工序1：用硬質(zhì)合金鉆頭, 雙面鉆直徑孔，每面只鉆到全深的三分之一</p><p><b>　　切削速度：</b></p><p><b>　　轉(zhuǎn) 速：</b></p><p>

21、;<b>　　每轉(zhuǎn)進(jìn)給量：</b></p><p><b>　　每分進(jìn)給量：</b></p><p>　　工序2：用硬質(zhì)合金鉆頭,鉆通孔</p><p><b>　　切削速度：</b></p><p><b>　　轉(zhuǎn) 速：</b></p>

22、<p><b>　　每轉(zhuǎn)進(jìn)給量：</b></p><p><b>　　每分進(jìn)給量：</b></p><p>　　工序3：用硬質(zhì)合金鉆頭,擴(kuò)孔</p><p><b>　　切削速度：</b></p><p><b>　　轉(zhuǎn) 速：</b>&

23、lt;/p><p><b>　　每轉(zhuǎn)進(jìn)給量：</b></p><p><b>　　每分進(jìn)給量：</b></p><p>　　工序4：用硬質(zhì)合金鉆頭,鉸孔</p><p><b>　　切削速度：</b></p><p><b>　　轉(zhuǎn) 速：&l

24、t;/b></p><p><b>　　每轉(zhuǎn)進(jìn)給量：</b></p><p><b>　　每分進(jìn)給量：</b></p><p>　　2..5自動(dòng)線的總體布置及結(jié)構(gòu)特點(diǎn)</p><p>　　2.5.1 自動(dòng)線的總體布置</p><p><b>　　如圖2-3所示

25、</b></p><p>　　圖2-3 CT26自動(dòng)線總體布置圖</p><p>　　回轉(zhuǎn)鼓輪 2—滑臺(tái) 3—主軸箱 4—隨行夾具 5—驅(qū)動(dòng)裝置 6—主輸送裝置</p><p>　　7—?dú)鈩?dòng)扳手 8—機(jī)座 9—中間底座10—液壓箱 11—冷卻泵箱 12—返回輸送油缸</p><p>　　如圖所示，全線共有八個(gè)工位，其中四個(gè)為加工

26、工位，有動(dòng)力滑臺(tái)和剛性主軸箱各</p><p>　　五個(gè)。除了液壓箱和電氣柜以外，其它部件都安裝在整體鑄鐵機(jī)座上。隨行夾具在線上是直線排列，彼此相互緊靠。隨行夾具的輸送步距為300mm，當(dāng)順次經(jīng)過(guò)各個(gè)工位之后，自動(dòng)線未端的回轉(zhuǎn)鼓輪將隨行夾具轉(zhuǎn)到下面，由返回輸送裝置從機(jī)座中間送回線首，線首的回轉(zhuǎn)鼓輪再將隨行夾具轉(zhuǎn)上來(lái)以備裝料。</p><p>　　隨行夾具的主輸送裝置、回轉(zhuǎn)鼓輪、返回輸送裝置

27、之間的關(guān)系如圖2-4所示：</p><p>　　圖2-4 隨行夾具輸送系統(tǒng)圖</p><p>　　2.5.2 自動(dòng)線的主要特點(diǎn)如下：</p><p>　?、?自動(dòng)線可以同時(shí)加工三種撥叉，隨行夾具分成三組，其上裝有不同的信號(hào)擋塊，在輸送過(guò)程中，通過(guò)無(wú)觸點(diǎn)開(kāi)關(guān)發(fā)出不同的信號(hào)，控制工位2上的復(fù)位，以適應(yīng)三種撥叉不同的孔深。</p><p>　　但

28、是隨行夾具總共有十四個(gè)，三組中有一組為四個(gè)，其余二組各為5個(gè)，這樣加工出來(lái)的三種撥叉的數(shù)量不等，在均衡生產(chǎn)上還存在問(wèn)題。</p><p>　　⑵ 自動(dòng)線采用了機(jī)械凸輪集中控制方式。自動(dòng)線除了采用鼓輪轉(zhuǎn)位及輸送帶運(yùn)行以外，其余所有動(dòng)作均采用以液壓為動(dòng)力的機(jī)械凸輪集中控制，減少了各動(dòng)作間的信號(hào)連鎖、電氣、液壓元件的數(shù)量。自動(dòng)線的外形整齊、美觀、動(dòng)作間的互鎖關(guān)系更加穩(wěn)定可靠。</p><p>　

29、　集中控制的傳動(dòng)系統(tǒng)圖如圖2-5所示：</p><p>　　如圖2-5,它靠一個(gè)帶有齒條12的雙向油缸1經(jīng)齒輪2帶動(dòng)主分配軸3轉(zhuǎn)動(dòng).在主分配軸上裝有兩個(gè)用于控制對(duì)隨行夾具進(jìn)行插銷(xiāo)、撥銷(xiāo)的凸輪4,一個(gè)用于控制對(duì)隨行夾具進(jìn)行夾緊、松開(kāi)的凸輪5；四個(gè)圓錐齒輪6分別經(jīng)過(guò)圓錐齒輪聯(lián)軸器等帶動(dòng)各個(gè)加工工位上用于控制滑臺(tái)進(jìn)給運(yùn)動(dòng)的凸輪7。主分配軸3只能作回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，回轉(zhuǎn)角度約3600左右。自動(dòng)線每完成一個(gè)節(jié)拍，主分配軸3擺動(dòng)一次

30、。隨行夾具的定位夾緊及動(dòng)力滑臺(tái)的快進(jìn)、工進(jìn)的程序是由各凸輪的曲線和各凸輪在分配軸上的安裝位置來(lái)保證的，而動(dòng)力滑臺(tái)的進(jìn)給速度和定位夾緊動(dòng)作速度的調(diào)節(jié)是靠各工位上進(jìn)給凸輪的曲線及通過(guò)調(diào)整油缸1的移動(dòng)速度來(lái)實(shí)現(xiàn)的。故這種傳動(dòng)系統(tǒng)比完全用機(jī)械集中傳動(dòng)具有一定的靈活性。</p><p>　?、?自動(dòng)線上的擴(kuò)鉸工位,刀具采用套裝式擴(kuò)鉸結(jié)構(gòu)，使支承點(diǎn)靠近工件，從而提高了加工精度。</p><p>　　⑷

31、 電氣部分采用硅晶體TTL集成電路及NPN晶體管組成的PCZ-1型程控箱進(jìn)行程序控制。發(fā)信元件采用2J1-24型晶體管無(wú)觸點(diǎn)行程開(kāi)關(guān)。電氣控制箱上設(shè)有邊光顯示裝置，在加工過(guò)程中以燈光顯示文字和圖形。電氣控制部分的設(shè)計(jì)詳見(jiàn)第3章。</p><p>　　圖2-5 集中控制的傳動(dòng)系統(tǒng)圖</p><p>　　1—油缸 2—齒輪 3—主分配軸 4—端面凸輪 5—圓柱凸輪 6—錐齒輪 </p&

32、gt;<p>　　7—進(jìn)給圓柱凸輪 8—立式滑臺(tái) 9—臥式滑臺(tái) 10—夾緊楔塊 11—夾緊銷(xiāo) 12—齒條</p><p>　　2.6 自動(dòng)線總聯(lián)系尺寸圖的繪制</p><p>　　自動(dòng)線總聯(lián)系尺寸圖，主要解決自動(dòng)線中機(jī)床之間、機(jī)床與輔助裝置之間以及輔助裝置之間的相互關(guān)系。它是設(shè)計(jì)自動(dòng)線各個(gè)部件的依據(jù)，也是檢查各個(gè)部件相互關(guān)系的重要資料。</p><p>

33、;　　2.6.1 輸送帶步距t的確定</p><p><b>　　如圖2-6所示</b></p><p>　　圖2-6 輸送帶步距圖</p><p>　　輸送帶步距，是指輸送帶上兩個(gè)棘爪之間的距離,在確定輸送帶的步距時(shí)，既要考慮機(jī)床之間有足夠的距離，又要盡量縮短自動(dòng)線的長(zhǎng)度。一般通用輸送帶步距取為350～1700mm，見(jiàn)[ 1 ]可按下式確定

34、其大?。?lt;/p><p><b>　　(2-3)</b></p><p>　　式中 -----工件沿輸送方向的長(zhǎng)度（mm）； </p><p>　　------后備量及前備量（mm）。其大小與輸送帶的型號(hào)有關(guān)，本設(shè)計(jì)采用帶棘爪和擺桿的步伐式工件輸送帶，且取棘爪高度為H=15mm。</p><p><b>　　

35、查[ 2 ]得</b></p><p><b>　　后備量： </b></p><p><b>　　前備量： </b></p><p>　　根據(jù)已確定的輸送帶步距，可以選擇輸送裝置的行程長(zhǎng)度：</p><p>　　=+

36、 (2-4)</p><p>　　又根據(jù)隨行夾具的尺寸及輸送帶的結(jié)構(gòu)，決定輸送帶的步距為300mm，則為=300+18=318（mm）</p><p>　　2.6.2 機(jī)床與其他設(shè)備之間聯(lián)系尺寸的確定</p><p>　　為了安全起見(jiàn)，相鄰的運(yùn)動(dòng)部件之間的間距，可小于250mm，或大于600mm，如果必需取在250～600mm的范圍時(shí)，應(yīng)考慮設(shè)置防護(hù)

37、罩。</p><p>　　對(duì)于需要調(diào)整而不動(dòng)的相鄰部件之間的間距，一般取700mm。如果其中之一是運(yùn)動(dòng)</p><p>　　部件，則這距離還應(yīng)加大。</p><p>　　2.6.3 機(jī)床間距離的確定</p><p>　　兩臺(tái)機(jī)床之間的距離尺寸，見(jiàn)[ 1 ]可按下式求出：</p><p><b>　　(2-5)

38、</b></p><p>　　式中 -----輸送帶的步距（mm）；</p><p>　　-----兩臺(tái)機(jī)床之間的空工位數(shù)；</p><p>　　2與3、6與7之間沒(méi)有空工位，則有：</p><p>　　3與6之間的空工位=2，則有：</p><p>　　設(shè)置空工位的目的，主要是為了便于自動(dòng)線的調(diào)整與看管

39、。是否設(shè)空工位或者空工位數(shù)應(yīng)設(shè)多少，要根據(jù)工件大小及具體情況而定。</p><p>　　2.6.4 裝料高度的確定</p><p>　　對(duì)于組合機(jī)床自動(dòng)線，裝料高度是指機(jī)床底平面至固定夾具上定位面之間的高度尺寸。本設(shè)計(jì)是對(duì)于較小的工件，裝料高度可適當(dāng)增加，且采用垂直下方返回隨行夾具的自動(dòng)線，裝料高度還可適當(dāng)增加至1300mm。</p><p>　　2.6.5 管道、

40、電氣及其它裝置配置</p><p>　　為了對(duì)自動(dòng)線進(jìn)行集中控制，自動(dòng)線要設(shè)置中央操縱臺(tái)。操縱臺(tái)上除了要有主令控制裝置，工作狀態(tài)選擇開(kāi)關(guān)，控制全線和各工藝設(shè)備動(dòng)作的按鈕和開(kāi)關(guān)外，還應(yīng)當(dāng)有反映自動(dòng)線工作狀態(tài)的信號(hào)裝置及故障尋檢系統(tǒng)。為了便于單機(jī)調(diào)整，在每臺(tái)機(jī)床及需要經(jīng)常調(diào)整的主要設(shè)備上，還應(yīng)當(dāng)調(diào)整按鈕或按鈕盒，在自動(dòng)線全長(zhǎng)上要均勻分布一些緊急停止按鈕。</p><p>　　2.7 工序節(jié)拍的

41、平衡</p><p><b>　　2.7.1 概述</b></p><p>　　自動(dòng)線所需的工序及其加工順序確定了以后，還可能出現(xiàn)各工序的生產(chǎn)節(jié)拍不相等的情況，如有的工序節(jié)拍比自動(dòng)線生產(chǎn)綱領(lǐng)所要求的節(jié)拍長(zhǎng)，這些工序?qū)⒉荒芡瓿缮a(chǎn)任務(wù)；而另外一些工序的節(jié)拍又比短得多，這些工序的設(shè)備不滿，將不能充分發(fā)揮其生產(chǎn)效能。因此，必須平衡各工序的節(jié)拍，使實(shí)際的節(jié)拍與相等或稍短一些，

42、才能使自動(dòng)線取得良好的經(jīng)濟(jì)效果。自動(dòng)線所需要的設(shè)備臺(tái)數(shù)，在按工藝流程初步選定了以后，也需要經(jīng)過(guò)平衡工序節(jié)拍來(lái)核實(shí)或適當(dāng)增減，才能最后確定下來(lái)。</p><p>　　2.7.2 平衡工序節(jié)拍</p><p>　　首先要按擬訂的工藝流程，計(jì)算出每一工序的工作循環(huán)時(shí)間，見(jiàn)[ 1 ]按下式進(jìn)行：</p><p>　　=+ （min）

43、 (2-6)</p><p><b>　　(2-7)</b></p><p>　　式中 -----工作循環(huán)時(shí)間（min）；</p><p>　　-----基本工藝時(shí)間（min），包括切入幾切出時(shí)間；</p><p>　　L -----工件行程長(zhǎng)度（min），（即被切削層長(zhǎng)度）；</p>

44、;<p>　　、-----分別為切入、切出行程長(zhǎng)度（mm）；</p><p>　　-----動(dòng)力部件的進(jìn)給量（mm/min）；</p><p>　　-----與不重合的輔助時(shí)間（min），可取為0.3~0.5min；</p><p>　　(1) 工序1: 雙面鉆Φ13孔,每面只鉆到孔深的1/3。</p><p>　　采用通用麻花

45、鉆頭2，主偏角。</p><p><b>　　由[ 3 ]得</b></p><p><b>　　(2-8)</b></p><p>　　鉆中心孔和盲孔時(shí)，=0。</p><p>　　式中 D-----孔徑Φ13mm。</p><p><b>　　故得:</

46、b></p><p><b>　　已知: L=</b></p><p><b>　　則有：</b></p><p><b>　　取 故：</b></p><p>　　(2) 工序2: 從一面將Φ13孔鉆通。</p><p>　　采用通用麻花鉆頭

47、2,主偏角。</p><p>　　同工序1式(2-8)所得,</p><p>　　鉆通孔時(shí)， (一般取1~4mm)。</p><p><b>　　已知: L=</b></p><p><b>　　則有：</b></p><p><b>　　取 故：</

48、b></p><p>　　(3) 工序3: 擴(kuò)孔Φ13至Φ13.8，并倒角。</p><p>　　采用錐柄擴(kuò)孔鉆(GB1141-84,莫氏號(hào)為2)，主偏角。</p><p><b>　　由[ 3 ]得</b></p><p><b>　　(2-9)</b></p><p&g

49、t;　　式中 D-----擴(kuò)、鉸后的孔徑(mm)；</p><p>　　-----擴(kuò)、鉸前的孔徑(mm)；</p><p>　　擴(kuò)鉆和擴(kuò)孔時(shí)， (一般取2~4mm)。</p><p><b>　　故有:</b></p><p><b>　　已知: L=</b></p><

50、;p><b>　　則有：</b></p><p><b>　　取 故：</b></p><p>　　(4) 工序4: 鉸孔至Φ。</p><p>　　采用直柄機(jī)用鉸刀(GB1132-84)，主偏角。</p><p>　　同工序3式(2-9)所得,</p><p>　　

51、由[ 3 ]表2.5-8，其切出長(zhǎng)度根據(jù)切削深度，取。</p><p>　　已知: L=</p><p><b>　　則有：</b></p><p><b>　　取 故：</b></p><p>　　可見(jiàn),每一個(gè)工序的工作循環(huán)時(shí)間都比自動(dòng)線生產(chǎn)節(jié)拍短,故不存在限制性工序。</p>

52、;<p>　　2.8 自動(dòng)線周期表的繪制</p><p><b>　　2.8.1 概述</b></p><p>　　自動(dòng)線的周期表列出自動(dòng)線各臺(tái)機(jī)床及輔助裝置的動(dòng)作順序、動(dòng)作時(shí)間、自動(dòng)線的節(jié)拍。繪制工作循環(huán)周期表要從第一段的第一個(gè)運(yùn)動(dòng)開(kāi)始,而且,各機(jī)構(gòu)的動(dòng)作,應(yīng)按一定的順序進(jìn)行的，它們之間有著嚴(yán)格的互鎖要求。</p><p>　　

53、先要計(jì)算出自動(dòng)線的基本工藝時(shí)間和輔助時(shí)間（見(jiàn)[ 1 ]）。</p><p>　　(1) 基本工藝時(shí)間：</p><p>　　(2) 輸送帶向前時(shí)間：</p><p><b>　?。?-10）</b></p><p>　　式中 -----輸送帶行程長(zhǎng)度（mm）；</p><p>　　-----輸送

54、帶傳動(dòng)裝置移動(dòng)速度，（一般取<16m/min）；</p><p>　　-----輸送帶傳動(dòng)裝置行程終了制動(dòng)時(shí)間。（當(dāng)小于6m/min時(shí)，行程終了可以不用制動(dòng)或用很小一段制動(dòng)距離；當(dāng)移動(dòng)速度為7~16m/min時(shí)，制動(dòng)時(shí)間取=0.015~0.03min）。</p><p><b>　　取，，。</b></p><p><b>　　

55、故有：</b></p><p>　　輸送帶向后時(shí)間，一般與基本工藝時(shí)間重合，返回終點(diǎn)時(shí)用緩沖器緩慢，消除沖擊，減慢時(shí)間可不計(jì)。</p><p>　　(3) 工件定位夾緊時(shí)間：一般取0.03～0.1min，現(xiàn)取0.06min。</p><p>　　定位銷(xiāo)松開(kāi)時(shí)間： 取0.04min。</p><p>　　(4) 動(dòng)力滑頭的快速行程

56、時(shí)間：</p><p><b>　?、?快進(jìn)時(shí)間：</b></p><p><b>　　（2-11）</b></p><p><b>　?、?快退時(shí)間：</b></p><p><b>　　（2-12）</b></p><p>　　

57、式中： -----動(dòng)力滑頭快進(jìn)向前行程長(zhǎng)度（mm）；</p><p>　　-----動(dòng)力滑頭快退向后行程長(zhǎng)度（mm）；</p><p>　　-----動(dòng)力滑頭快速行程速度（m/min）；</p><p><b>　　現(xiàn)取，，</b></p><p>　　2.8.2繪制周期表：</p><p>　　

58、圖2-7所示是撥叉全自動(dòng)線的周期表。</p><p>　　由于本自動(dòng)線是采用IPC（工業(yè)控制計(jì)算機(jī)）控制系統(tǒng)，輸送帶運(yùn)行的間隙時(shí)間必需根據(jù)自動(dòng)線上加工時(shí)間最長(zhǎng)的工序確定。此自動(dòng)線分為四段加工工序，第一段加工工序時(shí)間最長(zhǎng)。（粗、精刮端面的時(shí)間包含在第一段和第四段工序中）。</p><p>　　自動(dòng)線的動(dòng)作循環(huán)如圖所示，自動(dòng)線有四個(gè)工段，其動(dòng)作順序?yàn)椋喊聪聠?dòng)按鈕,自動(dòng)線循環(huán)開(kāi)始,輸送帶向前移

59、動(dòng)到終點(diǎn),同時(shí)給四段機(jī)床發(fā)出定位夾緊信號(hào),定位夾緊后,給動(dòng)力滑臺(tái)發(fā)出快進(jìn)信號(hào),動(dòng)力滑臺(tái)快進(jìn)并自動(dòng)轉(zhuǎn)換為工作進(jìn)給,第四段首先加工完并快速退回原位,給夾具發(fā)出拔銷(xiāo)、松開(kāi)的信號(hào)；</p><p>　　當(dāng)?shù)谒亩畏祷氐脑缓?，給第三段輸送帶發(fā)出向前信號(hào)并等待，同時(shí)第三段加工完并快速退回原位，給夾具發(fā)出拔銷(xiāo)、松開(kāi)的信號(hào)；第三段退回原位后，給第三段輸送帶發(fā)出向前信號(hào)并等待。同時(shí)第二段加工完并快速退回原位，給夾具發(fā)出拔銷(xiāo)、松開(kāi)的

60、信號(hào)；第二段退回原位后，給第二段輸送帶發(fā)出向前信號(hào)并等待。等第一段加工完后并快速退回，給夾具發(fā)出拔銷(xiāo)、松開(kāi)的信號(hào)；第一段退回原位同時(shí)給輸送帶發(fā)出向前信號(hào)。</p><p>　　這時(shí)自動(dòng)線又重復(fù)前述動(dòng)作，進(jìn)入下一次自動(dòng)循環(huán)。兩次輸送帶前進(jìn)的時(shí)間間隙為1.77分，由于第一段的加工時(shí)間最長(zhǎng)，其余三段即使加工完了還必須處于等待狀態(tài)，等第一段加工完畢后才進(jìn)入下一循環(huán)。 </p><p>　　2.9

61、主要專(zhuān)用部件設(shè)計(jì)：</p><p>　　2.9.1 驅(qū)動(dòng)裝置</p><p>　　驅(qū)動(dòng)裝置是集中控制機(jī)構(gòu)的動(dòng)力源，如圖2-8所示：</p><p>　　油缸的活塞桿1上有齒條，經(jīng)齒輪2帶動(dòng)分配軸3回轉(zhuǎn)?；钊麠U的行程可以保證分配軸3回轉(zhuǎn)一整周。但實(shí)際上分配軸不一定要回轉(zhuǎn)一整周。其回轉(zhuǎn)行程和端點(diǎn)位置可以用油缸兩端的螺釘調(diào)整。分配軸3上裝有凸輪4，通過(guò)滾子5帶動(dòng)板件6沉分

62、配軸的軸向移動(dòng)。板6上緊固著兩根圓桿7，它通過(guò)端部螺紋與中間底座上用于夾緊隨行夾具的拉桿 (見(jiàn)下面圖2-9中的桿8) 相聯(lián)，用以控制隨行夾具夾緊和松開(kāi)。分配軸3兩端的聯(lián)軸套8上還裝著兩個(gè)控制定位銷(xiāo)的凸輪9和10。凸輪11作用在行程節(jié)流閥12上，用以控制驅(qū)動(dòng)裝置油缸活塞的移動(dòng)速度。</p><p>　　分配軸3通過(guò)聯(lián)軸套8與加長(zhǎng)軸聯(lián)接后，還要傳動(dòng)各個(gè)動(dòng)力滑臺(tái)（見(jiàn)圖2-5），因而要承受</p><

63、p>　　較大的扭矩。其受力情況與動(dòng)力滑臺(tái)的切削負(fù)載、摩擦阻力、以及驅(qū)動(dòng)滑臺(tái)的凸輪壓力角有關(guān)，設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)作具體分析，按承受最大扭矩的情況驗(yàn)算分配軸的剛度。</p><p>　　圖2-7 撥叉自動(dòng)線循環(huán)周期表</p><p>　　2.9.2 中間底座</p><p>　　中間底座安裝在主輸送帶下面相應(yīng)于加工工位地方，共有兩個(gè)，一個(gè)在工位2和3；一個(gè)在工位6和7（見(jiàn)

64、圖2-4）。它是安裝臥式動(dòng)力滑臺(tái)的基礎(chǔ)部件，其中還裝有隨行夾具的定位和夾緊機(jī)構(gòu)。其結(jié)構(gòu)如圖2-9所示：</p><p>　　如圖2-9,其原理為:軸1通過(guò)撥爪2控制定位銷(xiāo)3。在軸1端部固裝著法蘭4，法蘭盤(pán)5空套在軸1上，4與5之間用一個(gè)Φ5mm的銷(xiāo)6相聯(lián)。盤(pán)5上的圓柱銷(xiāo)7插在凸輪(圖2-8 中的9和10)的曲線槽中。凸輪轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)使定位銷(xiāo)3插入或撥出。銷(xiāo)6用作保險(xiǎn)環(huán)節(jié)，在出現(xiàn)偶然故障時(shí)剪斷銷(xiāo)6,使定位機(jī)構(gòu)不受損壞。&

65、lt;/p><p>　　隨行夾具的夾緊是由兩根長(zhǎng)桿8通過(guò)端部螺紋與驅(qū)動(dòng)裝置上的兩根圓桿(2-8中的7)相聯(lián)接， </p><p>　　當(dāng)長(zhǎng)桿8被拉向左移(見(jiàn)圖2-9中的B-B)時(shí)，裝在長(zhǎng)桿8上的擋環(huán)9通過(guò)彈簧10推動(dòng)楔塊</p><p>　　11，使頂銷(xiāo)12向上,把隨行夾具壓緊在兩個(gè)定位平面N上。由于楔塊11的斜角很小，故具</p><p>　　

66、圖2-8 自動(dòng)線驅(qū)動(dòng)裝置</p><p>　　1—活塞桿 2—齒輪 3—分配軸 4—凸輪 5—滾子 6—板件 7—圓桿</p><p>　　8—聯(lián)軸套 9、10、11—凸輪 12—節(jié)流閥</p><p>　　有自鎖功能。當(dāng)長(zhǎng)桿8右移時(shí)，擋環(huán)13直接失去楔塊11，使之松開(kāi)隨行夾具。實(shí)踐證明，只要彈簧10選擇得當(dāng)，本設(shè)計(jì)夾緊機(jī)構(gòu)的工作是可靠的。</p>&

67、lt;p>　　在分配軸14裝著兩個(gè)錐齒輪,通過(guò)錐齒輪16、軸17和浮動(dòng)聯(lián)軸節(jié)18驅(qū)動(dòng)每個(gè)動(dòng)力滑臺(tái)的傳動(dòng)凸輪。</p><p>　　中間底座上部的滑座15是隨行夾具的支承件，隨行夾具在它上面滑行、定位和夾緊。下部的壓板19，是隨行夾具的返回導(dǎo)軌。</p><p>　　2.9.3 動(dòng)力滑臺(tái)</p><p>　　如圖2-10是動(dòng)力滑臺(tái)的結(jié)構(gòu)圖：</p>

68、<p>　　如圖2-10所示，滑座的兩端面N與中間底座的側(cè)面M（見(jiàn)（圖2-9））相接合。聯(lián)軸器</p><p>　　1與中間底座的浮動(dòng)聯(lián)軸器想接合，將主分配軸的運(yùn)動(dòng)傳給軸2，再經(jīng)離合器3、軸4使凸輪5回轉(zhuǎn)，凸輪的曲線槽推動(dòng)滾子6，通過(guò)支座7、絲桿8使滑臺(tái)產(chǎn)生進(jìn)退運(yùn)動(dòng)。轉(zhuǎn)動(dòng)長(zhǎng)軸</p><p>　　圖2-9 中間底座的結(jié)構(gòu)</p><p>　　軸 2—撥爪

69、 3—定位銷(xiāo) 4—法蘭 5—法蘭盤(pán) 6—銷(xiāo) 7—圓柱銷(xiāo)</p><p>　　8—長(zhǎng)桿 9—檔環(huán) 10—彈簧 11—楔塊 12—頂銷(xiāo)</p><p>　　9可以使離合器3脫開(kāi)，這時(shí)轉(zhuǎn)動(dòng)法蘭10可以使凸輪5轉(zhuǎn)動(dòng),從而對(duì)滑臺(tái)臺(tái)進(jìn)行手動(dòng)調(diào)整。離合器3是不對(duì)稱(chēng)的雙齒端齒盤(pán)，即在整個(gè)圓周上只有一個(gè)位置可以合上，因而當(dāng)離合器合上后，凸輪5與主分配軸的相位關(guān)系就不需要再進(jìn)行調(diào)整。松開(kāi)夾緊塊11，轉(zhuǎn)動(dòng)絲桿

70、8，可以改變滑臺(tái)與支座7的相對(duì)位置，即調(diào)整滑臺(tái)的原始位置。</p><p>　　滑座的后面裝有無(wú)觸點(diǎn)行程開(kāi)關(guān)12和擋鐵13，擋鐵隨凸輪一起回轉(zhuǎn)，因而可用來(lái)發(fā)出主分配軸的位置信號(hào)。</p><p>　　滑臺(tái)各導(dǎo)軌面通過(guò)潤(rùn)滑油泵集中供油潤(rùn)滑。潤(rùn)滑油從油管14流到滑臺(tái)后臺(tái)端分油器15內(nèi)，再分兩路經(jīng)節(jié)流閥流向?qū)к?。在滑座周?chē)T有一圈溝槽，用心收集多余的導(dǎo)軌潤(rùn)滑油，以維護(hù)機(jī)座的整潔。</p&g

71、t;<p>　　2.9.4 剛性主軸</p><p>　　為了使自動(dòng)線的結(jié)構(gòu)緊湊，省去鉆模板而采用了剛性主軸，其結(jié)構(gòu)如圖2-11所示：</p><p>　　自動(dòng)線上所用剛性主軸有兩種結(jié)構(gòu)形式，一種如圖2-11a所示，是用于擴(kuò)孔和鉸孔的剛性主軸。在主軸內(nèi)部制成小油缸，其活塞桿是一個(gè)套裝主軸。擴(kuò)孔時(shí)套裝主軸先伸出，進(jìn)入</p><p>　　工件前面的導(dǎo)向中

72、（圖2-2工位6）以增加剛性。鉸孔時(shí)，鉸刀裝在套裝主軸上，使之相對(duì)于剛性主軸來(lái)說(shuō)有一定的浮動(dòng)性。另一種如圖2-11b所示，設(shè)有伸縮的套裝主軸，用于鉆孔</p><p><b>　　和粗刮端面。</b></p><p>　　圖2-10 動(dòng)力滑臺(tái)</p><p>　　1—聯(lián)軸器2—傳動(dòng)軸 3—離合器4—軸 5—凸輪 6—滾子 7—支座 8—絲桿

73、9—長(zhǎng)軸 10—法蘭 11—夾緊塊 12—行程開(kāi)關(guān) 13—擋塊 14—油管 15—分油器</p><p>　　圖2-11 剛性主軸</p><p>　　2.9.5 變位油缸</p><p>　　在自動(dòng)線上加工的三種撥叉，其孔的長(zhǎng)度不同。在工位2（第1工序）上從兩端面各鉆孔長(zhǎng)的三分之一，對(duì)于每一種撥叉，此不通孔的深度不同。但是滑臺(tái)進(jìn)給凸輪升程是恒定的，所以必須相應(yīng)改

74、變滑臺(tái)的原始位置來(lái)適應(yīng)鉆削不同的孔深。在工位2的滑臺(tái)上裝有變位油缸，來(lái)實(shí)現(xiàn)這一控制要求。</p><p>　　變位油缸的結(jié)構(gòu)如圖2-12所示：</p><p>　　為了使滑臺(tái)能夠?qū)崿F(xiàn)變位，須裝圖2-10中的絲桿8與滑臺(tái)脫開(kāi)聯(lián)接。將變位油缸固定在滑臺(tái)1（圖2-12）上，聯(lián)接桿9則以六角端部與絲桿頭部的內(nèi)六角孔相聯(lián)接。這樣，當(dāng)進(jìn)給凸輪回轉(zhuǎn)時(shí)，系通過(guò)滾子、支座、絲桿（見(jiàn)圖2-10）、聯(lián)接桿9、聯(lián)

75、接板8、以及整個(gè)油缸帶動(dòng)滑臺(tái)進(jìn)退。當(dāng)管道A、B和C具有不同的進(jìn)、回油狀態(tài)時(shí)，變位油缸就會(huì)帶著滑臺(tái)移動(dòng)，使之處在不同的原始位置上。</p><p>　　根據(jù)滑臺(tái)所要求的原始位置，油缸的工作狀態(tài)如表2-1所示：</p><p>　　圖2-12 變位油缸結(jié)構(gòu)圖</p><p>　　1—滑臺(tái) 2—油缸蓋 3—小活塞 4—缸體 5—浮動(dòng)活塞 6—油缸蓋 </p>

76、<p>　　7—活塞桿 8—聯(lián)接板 9—聯(lián)接桿</p><p>　　表2-1 變位油缸工作狀態(tài)</p><p>　　第3章 電氣控制部分設(shè)計(jì)</p><p><b>　　3.1 概述</b></p><p>　　隨著工業(yè)自動(dòng)化水平的提高，對(duì)電器的控制要求愈來(lái)愈精確。用微機(jī)對(duì)電機(jī)實(shí)施精確位移和速度控制有極大

77、的優(yōu)越性。數(shù)控電機(jī)運(yùn)行系統(tǒng)是由IPC（工業(yè)控制計(jì)算機(jī)）發(fā)出命令，通過(guò)與單片機(jī)之間的通信，使單片機(jī)產(chǎn)生控制電機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)的脈沖波形，使電機(jī)正轉(zhuǎn)、反轉(zhuǎn)、快轉(zhuǎn)、慢轉(zhuǎn)和停止等，還可自成系統(tǒng)自動(dòng)運(yùn)行。</p><p>　　本設(shè)計(jì)自動(dòng)線控制系統(tǒng)方框圖如圖3-1所示:</p><p>　　圖3-1 自動(dòng)線控制系統(tǒng)方框圖</p><p>　　其原理如圖示：通過(guò)差動(dòng)變壓器轉(zhuǎn)換成電壓信號(hào)，經(jīng)

78、交流放大器放大并整流后儲(chǔ)存在由場(chǎng)效應(yīng)管組成的儲(chǔ)存器中，將切換信號(hào)保持一個(gè)工作節(jié)拍。儲(chǔ)存器的輸出電壓控制零值鑒別器，當(dāng)儲(chǔ)存器的輸出電壓大于零值鑒別器的翻轉(zhuǎn)電壓時(shí)，零值鑒別器便控制鉆床的進(jìn)刀繼電器動(dòng)作，作好鉆削的工作準(zhǔn)備。當(dāng)鉆削完畢后碰到碰頭裝置，向輸送帶發(fā)出向前信號(hào)，輸送帶驅(qū)動(dòng)器進(jìn)行工作。其余的加工階段實(shí)行并行控制。</p><p>　　本設(shè)計(jì)對(duì)鉆削動(dòng)力滑頭的兩個(gè)主要驅(qū)動(dòng)電機(jī)進(jìn)行電氣控制設(shè)計(jì)，實(shí)現(xiàn)快進(jìn)、快退、工進(jìn)和

79、停止等運(yùn)動(dòng)</p><p>　　3.2系統(tǒng)總體設(shè)計(jì)方案</p><p>　　3.2.1 控制系統(tǒng)的功能要求：</p><p>　　⑴ 電機(jī)1和電機(jī)2進(jìn)給伺服運(yùn)動(dòng)控制；</p><p><b>　　⑵ 行程控制；</b></p><p><b>　?、?鍵盤(pán)及顯示；</b>&l

80、t;/p><p><b>　　⑷ 面板管理；</b></p><p>　?、?其他功能：光電隔離、功率放大、報(bào)警急停、復(fù)位等；</p><p>　　3.2.2 控制主機(jī)及主要芯片的選用及控制原理框圖設(shè)計(jì)</p><p>　　3.2.2.1 芯片選擇</p><p>　　本控制電路芯片采用8031單片機(jī)

81、控制，該控制電路包括：CPU、擴(kuò)展程序存儲(chǔ)器和數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器、擴(kuò)展可編程接口芯片一片、譯碼器一片、地址鎖存器一片、鍵盤(pán)和顯示線路、光電隔離和功率放大電路、報(bào)警電路、急停和復(fù)位等電路、面板管理電路。</p><p>　?、?微處理器（選用INTEL公司的8031CPU）</p><p>　　在方案中已確定使用MCS-51系列單片機(jī)8031。由INTEL公司生產(chǎn)的此型號(hào)單片機(jī)是一種低功率、高性能的

82、8位CMOS微處理器芯片。片內(nèi)無(wú)程序存儲(chǔ)器（ROM）及128B的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器（EPROM），與工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)的80C51指令集與引腳分布相兼容。它的特點(diǎn)歸納如下：</p><p>　　● MCS-51系列中最典型的產(chǎn)品；</p><p>　　● 寬工件電壓范圍：Vcc=2.7 ~ 5.5V;</p><p>　　● 全靜態(tài)工作方式：0 ~ 24MHz;</p>

83、<p>　　● 256×8位內(nèi)部RAM；</p><p>　　● 32條編程I/O口線；</p><p>　　● 2個(gè)16位定時(shí)/計(jì)數(shù)器；</p><p><b>　　● 5個(gè)中斷源；</b></p><p>　　● 可編程串行中斷；</p><p>　　低功耗的閑置與掉電模

84、式。</p><p>　?、?可編程RAM/IO擴(kuò)展接口（8155）</p><p>　　8155芯片內(nèi)包含有256字節(jié)RAM，2個(gè)8位和1 個(gè)6位的可編程并行I/O口，</p><p>　　1個(gè)14位定時(shí)/計(jì)數(shù)器。8155可直接與MCS-51單片機(jī)聯(lián)接，不需要增加任何硬件邏</p><p>　　輯。由于8031單片機(jī)外接一片8155后，就擴(kuò)

85、展了數(shù)據(jù)RAM、I/O端口和定時(shí)/計(jì)數(shù)器，因而是MCS-51單片機(jī)系統(tǒng)中最常用的外圍接口芯片之一。</p><p>　　在8155的控制邏輯部件中，設(shè)置有一個(gè)控制命令寄存器和一個(gè)狀態(tài)寄存器。8155的工作方式由CPU寫(xiě)入控制命令寄存器中的控制字來(lái)確定?？刂泼罴拇嫫髦荒軐?xiě)入不能讀出，8位控制命令寄存器的低4位用來(lái)設(shè)置A口、B口和C口的工作方式。第4、5位用來(lái)確定A口、B口以選通輸入輸出方式工作時(shí)是否允許中斷請(qǐng)求。

86、第6、7位用來(lái)設(shè)置定時(shí)/計(jì)數(shù)器的操作。</p><p>　　8155的A口、B口可工作于基本I/O方式或先通方式，C口可作為輸入輸出口線，也可作為A口、B口選通方式工作時(shí)的狀態(tài)控制信號(hào)線。其工作情況與8255方式0、方式1時(shí)大致相同，控制信號(hào)的含義也基本一樣。另外，在8155中還設(shè)有一個(gè)狀態(tài)標(biāo)志寄存器，用來(lái)存放A口和B口的狀態(tài)標(biāo)志。狀態(tài)標(biāo)志寄存器的地址與命令寄存器的地址相同，CPU只能讀出，不能寫(xiě)入。</p

87、><p>　　在8155中還設(shè)有一個(gè)14位定時(shí)/計(jì)數(shù)器，可用來(lái)定時(shí)或?qū)ν獠渴录?jì)數(shù)，CPU可通過(guò)程序選擇計(jì)數(shù)長(zhǎng)度和計(jì)數(shù)方式。計(jì)數(shù)長(zhǎng)度和計(jì)數(shù)方式由輸入給計(jì)數(shù)寄存器的計(jì)數(shù)控制字來(lái)確定。</p><p>　　3.2.2.2 系統(tǒng)運(yùn)行原理</p><p>　　電機(jī)控制系統(tǒng)的工作原理框圖如圖3-2所示。</p><p>　　圖3-2 步進(jìn)電機(jī)控制系統(tǒng)的工作

88、原理框圖</p><p>　　IPC（工業(yè)控制計(jì)算機(jī)）是電機(jī)控制系統(tǒng)的主機(jī)，負(fù)責(zé)從鍵盤(pán)接收外部命令，通過(guò)串行口發(fā)送到單片機(jī)，然后接收單片機(jī)回送的相同數(shù)據(jù)進(jìn)行比較，根據(jù)數(shù)據(jù)的情況控制電路。如果相同，表明單片機(jī)正確接收命令；如果不相同，則在屏幕上顯示出錯(cuò)信息。IPC的控制結(jié)束后，可做其他處理工作。</p><p>　　通信接口電路實(shí)現(xiàn)IPC串行口信號(hào)與單片機(jī)TTL信號(hào)之間的轉(zhuǎn)換，實(shí)現(xiàn)IPC與單

89、片機(jī)的正常通信。</p><p>　　單片機(jī)負(fù)責(zé)接收來(lái)自IPC的命令，并將其轉(zhuǎn)換成控制脈沖信號(hào)，從并行口輸出，去控制電機(jī)的運(yùn)行；在脫離IPC控制時(shí)，還要保證系統(tǒng)能按一定的程序自動(dòng)運(yùn)行。</p><p>　　功率放大電路是將單片機(jī)并行口輸出的控制脈沖信號(hào)進(jìn)行電流和電壓放大，驅(qū)動(dòng)電機(jī)，使電機(jī)隨著不同的控制脈沖信號(hào)作各種運(yùn)轉(zhuǎn)。</p><p>　　電機(jī)是執(zhí)行動(dòng)作的設(shè)備，當(dāng)

90、脈沖按一定順序輸入電機(jī)各個(gè)相時(shí)，它就能實(shí)現(xiàn)不同的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)，從而帶動(dòng)固定在其上的其它設(shè)備如攝像頭等做相應(yīng)的運(yùn)動(dòng)。</p><p>　　3.2.2.3 控制電路</p><p>　　電機(jī)控制系統(tǒng)的電路原理圖如圖3-3所示：</p><p><b>　　⑴ 單片機(jī)</b></p><p>　　單片機(jī)采用常用的8031，并連接擴(kuò)

91、展芯片8155，由PC口輸出脈沖信號(hào)，分兩路控制步進(jìn)電機(jī)的一維。RXD(P3.0)為串行輸入線，TXD(P3.1)為串行輸出線。P3.2～P3.5設(shè)置為行程保護(hù)開(kāi)關(guān)，作為二維步進(jìn)電機(jī)正、反向最大行程的保護(hù)。晶振選用12MHz。8031以中斷方式執(zhí)行IPC的命令。</p><p>　?、婆cIPC的接口電路</p><p>　　IPC機(jī)與單片機(jī)通過(guò)串行口進(jìn)行通信。由于IPC配置的是標(biāo)準(zhǔn)RS-2

92、32串行接口，而單片機(jī)的輸入、輸出的是TTL電平，因此必須進(jìn)行電平轉(zhuǎn)換。有MC1488將TTL電平轉(zhuǎn)換為RS-232標(biāo)準(zhǔn)電平，工作電壓為+12V/-12V；MC1489則將RS-232的標(biāo)準(zhǔn)電平轉(zhuǎn)換成TTL電平，工作電壓為+5V。</p><p><b>　　⑶ 功率放大電路</b></p><p>　　功率放大電路中采用74HC05N1、N2將單片機(jī)PC口輸出的脈沖

93、控制信號(hào)進(jìn)行增強(qiáng)驅(qū)動(dòng)能力，并經(jīng)三極管去控制光電耦合器。信號(hào)經(jīng)光電隔離之后，再經(jīng)DK63功率管(N12、N22…)放</p><p>　　圖3-3 電機(jī)控制系統(tǒng)的電路原理圖</p><p>　　大，驅(qū)動(dòng)步進(jìn)電機(jī)的各個(gè)相。圖3-3中Lxx即為步進(jìn)電機(jī)的各相線圈。</p><p><b>　　總結(jié)</b></p><p>　

94、　畢業(yè)設(shè)計(jì)是重要的自考環(huán)節(jié)，作為我自考結(jié)束前的最后一課，其重要性是不言而喻的。畢業(yè)設(shè)計(jì)是對(duì)參加機(jī)電一體化工程所學(xué)的專(zhuān)業(yè)知識(shí)一次系統(tǒng)的總結(jié)、復(fù)習(xí)，有機(jī)地檢驗(yàn)所學(xué)基礎(chǔ)知識(shí)水平，實(shí)踐能力，以及動(dòng)手分析問(wèn)題，解決問(wèn)題的能力，并在此過(guò)程中提出改進(jìn)的方法。</p><p>　　在兩年半的自學(xué)考試中，我已經(jīng)對(duì)機(jī)電一體化工程所有的課程有所了解，這次經(jīng)過(guò)兩個(gè)月的緊張而又忙碌的畢業(yè)設(shè)計(jì)，使我深切地懂得一條生產(chǎn)線是如何有機(jī)地組織起來(lái)的

95、，懂得小型自動(dòng)生產(chǎn)線的意義和作用。對(duì)自動(dòng)線的類(lèi)型、輸送方式、驅(qū)動(dòng)裝置、返回方式、排屑系統(tǒng)等有了更進(jìn)一步的了解。同時(shí)這次設(shè)計(jì)也同時(shí)培養(yǎng)了我圍繞專(zhuān)題收集、閱讀、分析和運(yùn)用資料與各種設(shè)計(jì)手冊(cè)的能力。最重要的是此次設(shè)計(jì)還培養(yǎng)了我與其他同學(xué)共同協(xié)作的能力。</p><p>　　但是由于缺乏工作實(shí)際經(jīng)驗(yàn)和自己知識(shí)水平的所限，對(duì)問(wèn)題的看法很不全面，難免會(huì)出現(xiàn)這樣那樣的錯(cuò)誤，希望自己在今后的工作和學(xué)習(xí)中努力克服這些問(wèn)題，并不斷地

96、提高和完善自己。此外，這次設(shè)計(jì)在老師、同學(xué)的協(xié)助之下，通過(guò)協(xié)助和合作精神才能使我的設(shè)計(jì)完成得這么順利。</p><p><b>　　參 考 文 獻(xiàn)</b></p><p>　　[１] 華中工學(xué)院機(jī)械制造科研室．機(jī)床自動(dòng)化與自動(dòng)線．北京：機(jī)械工業(yè)出版社，1981</p><p>　　[２] 大連組合機(jī)床研究所．組合機(jī)床設(shè)計(jì)．北京：機(jī)械工業(yè)出版社，

97、1975</p><p>　　[３] 李洪．機(jī)械加工工藝手冊(cè)．北京：北京出版社，1990</p><p>　　[４] 李柱．互換性與測(cè)量技術(shù)基礎(chǔ)(上冊(cè))．北京：計(jì)量出版社，1984</p><p>　　[５] 李宏勝．機(jī)床數(shù)控技術(shù)及應(yīng)用．北京：高等教育出版社，2001</p><p>　　[６] 徐英南．組合機(jī)床及其自動(dòng)線的使用與調(diào)整．北京：

98、勞動(dòng)人事出版社，1987</p><p>　　[７] 張俊謨．單片機(jī)中級(jí)教程原理與應(yīng)用．北京：北京航空航天大學(xué)出版社，1999</p><p>　　[８] 馮辛安．機(jī)械制造裝配設(shè)計(jì)．北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2004</p><p>　　[９] 何家才．單片機(jī)控制工程實(shí)踐技術(shù)．北京：化學(xué)工業(yè)出版社，2004</p><p>　　[10] 曹巧嬡．

99、單片機(jī)原理及應(yīng)用(第二版)．北京：電子工業(yè)出版社，2002</p><p>　　[11] 何立民．MCS-51系列單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)設(shè)計(jì)系統(tǒng)設(shè)置與接口技術(shù)．北京：北京航空航天大學(xué)出版社，2002</p><p>　　[12] 方華，高富強(qiáng)，蔣廷彪，劉電霆．單片機(jī)原理及應(yīng)用(MCS-51)．重慶：重慶大學(xué)出版社，2003</p><p>　　[13] 吳宗澤，羅圣國(guó)．機(jī)械