自动压铸机机械手设计

1摘要本设计中的自动压铸机主要是用于铝制胚件的压铸，主要是把两个配料放入模具，对毛胚件用感应炉进行加热熔化连接成为一体。主要组成部件：一个带有二独立的单独驱动的机械手，带有平台或抓爪的自动卸件装置，冲模净化用人工操作的清除设备，石墨粉浴浸浴室由不锈钢用分开的浴槽与搅拌器组成熔炉，双波道感应电炉用３感应器。自动压铸机的顶部回转部分主要是采用蜗轮蜗杆减速和电磁离合器实现双机械手的独立控制。设备控制用自由可编程松下FP1系列的可编程控制器控制，用可控硅整流器进行无级的控制窑炉。关键词自动压铸机机械手可编程控制器自动卸件装置2LowPressureDieCastingMachineAbstractSpecifications：Linearportalwithtwoindependentmanipulatorswithseparatedrives.Max.diedimensions:500400mm,Quickdiechangeflanges.Automaticpieceremovalunitswithremovaltablesorgrippers.Diecleaningunitwithmanuallyoperatedcleaningdevice.Graphitebathmadeofstainlesssteelwithseparatedbasinsandagitators.Furnace:Twochannelinductionfurnaceswith3inductors,eachwithContent:1800kg,Meltingcapacity:300kg/h.Option:Meltingcapacity:500kg/hControl:MachinecontrolwithbussystemandfreelyprogrammablePCcontrolBeckhoff.Furnacecontrolsteplesswiththyristors.KeywordsLowPressureDieCastingMachinemanipulatorsprogrammablePCcontrolAutomaticpieceremovalunit3目录摘要.......................................................1目录......................................................31引言......................................................41.1设计任务介绍及意义..................................41.2自动压铸机的选题和国内外的生产使用状况.............51.3自动压铸机研究与开发................................71.4自动压铸机的关键技术和主要特点......................72自动压铸机的总体布置的设计................................92.1自动压铸机的总体布置的确定..........................92.2自动压铸机顶部回转机构的方案设计...................122.3顶部回转机构蜗轮蜗杆减速机构的设计.................122.4空轴的设计和电磁离合器的选择.......................183机械手部件的设计.........................................193.1上部移动导轨部件的设计.............................193.2上部移动回转部件的计算.............................203.3直线导轨的选择.....................................223.4回转的大臂的设计...................................233.5机械手夹紧部分的设计...............................243.6机械手小回转臂的设计...............................243.7机械手卸件机构的设计...............................244气动控制系统部分的设计....................................264.1气压传动的特点.....................................264.2气压传动系统的设计.................................274.3气压传动元件的选择.................................264.4气源的处理和设计...................................315.电气控制系统部分的设计....................................325.1电气控制系统的总体设计.............................325.2电气控制系统程序设计...............................346毕业设计总结.............................................44致谢......................................................45参考文献....................................................46附录A可编程控制器控制程序.............................47附录B电算程序.........................................5041引言这一章主要介绍设计任务介绍及意义，自动压铸机的选题和国内外的生产使用状况，我国压铸工业概况，自动压铸机研究与开发，自动压铸机的关键技术和主要特点。1.1设计任务介绍及意义1.1.1设计任务的介绍设计自动压铸机总布置图，金属模开合机械手部件图，关键零件图，单片机控制原理图。铝铸件，最大工件重5kg，节拍30S。工作量：设计图量A0四张，A1一张，其中总布置图A0一张机械手部件图A0两张关键零件图折合A1一张电气控制原理图A0一张设计说明书2.5万字英文翻译5000汉字编程语句100句以上1.1.2设计的意义此设计中设计的自动压铸机主要用于铝制零件的压铸，自动压铸机的工作原理和机械手的工作原理相似，压力铸造是先进的热加工工艺之一。用压铸法可以制造很复杂的薄壁零件。压铸件具有表面光滑，尺寸精确，强度高的特点，一般不加工即可使用，因而可以节省大量的金属和机械加工设备。压铸生产周期短，生产率高，易于实现机械化或自动化，从而可以减轻劳动强度，改善劳动条件。压铸工艺已经有九十年左右的历史，但仅在三十年代冷室压铸机普及以后，才在各工业发达国家发展起来。近年来，由于生产的需要和借助其他科学技术的新成就，使他得到了更快的发展。现在压铸件不再局限于汽车工业和仪表工业中使用，而已扩大到各工业部门，如农业机械，机床，电工与电子仪器，航空，火箭，纺织机械，计算机，无线电，照相机等。压铸生产不仅在有色合金铸造中占主导地位，而且已成为现代工业的一个重要组成部分。51.2自动压铸机的选题和国内外的生产使用状况1.2.1自动压铸机国内外概况和发展趋势目前世界上具备一定实力的压铸机制造工厂有60家左右，其中有影响的工厂约16家，这些国家的机器在压射性能、设备精度、机床刚性以及电子计算机控制和自动化程度上各具特色。活跃在中国市场上的厂家有瑞士的布勒．斯洛伐克的维霍拉特，日本的东芝、宇部、东洋，德国的富来，意大利的意特、意德拉，美国的王子、HPM等另外，近几年从不同国家进口的压铸机，就价格来讲，并不是统一按质论价的；主要与各国货币和人民币的比价有关，所以并不是价格愈高，压铸机的技术水平和质量愈高，购买时须加以分析。制造业是国民经济的基础，是创造社会财富的重要手段，是一个国家经济发展的主要支撑。压铸由于它是一种少切削甚至无切屑，精度较高的铸造技术，节约能源，环境污染较少，机械化程度高，易于实现自动化，因而半个世纪以来，在我国发展很快，年增长率达8％～l2％。1.2.2我国压铸工业概况目前，国内有专业压铸厂约800家，非专业厂内压铸生产点约1600家，合计2400家。拥有压铸机近8000余台，职工逾5万名，年产压铸件已达31.2万t，产值近100亿元。另外，压铸机及辅助设备生产企业约180余家，其中压铸机生产厂超过16家，压铸机年生产能力超过1200台。可生产28000kN以下的所有卧式冷室压铸机和4000kN以下的普通热室压铸机，可提供3150kN以下全立式压铸机系列产品。总的讲，国产压铸机已形成较完整的系列，产量已太于国内需求，除镁合金热室压铸机正在开发、挤压铸造机尚未开发外，可为用户提供成套设备生产熔炼设备比较上规模的厂已超过6O家，我们江苏省的生产能力就很强，特别是南京和无锡二地，就有很多生产厂点国内压铸模具制造厂在100家以上，产值约1亿元。与世界先进水平的差距：中国压铸业的发展必须以世界先进水平为目标，才能更好地参与国际竞争。因此，必需看到我国不少企业的素质还不高，技术发展滞后于生产的发展，管理水平滞后于行业的发展，经营方式滞后于市场竞争的需要。1）结构不尽合理，设备利用率偏低我国压铸设备不算太少，除国产压铸机外，几乎世界各国生产的压铸机，在中国都有。除一些与主机厂有固定配套关系和有较稳定的压铸件出口业务的企业外，普遍存在设备利用率不高或闲置的问题。不少企业上压铸项目时就缺少了解，6有的是低水平重复，购进了设备没有生产对象；或是没有预期的生产量；或是技术不过关，产品出不来；也有因模具跟不上或设备故障缺少维修力量，影响生产；还有的是缺少评估论证，借贷购进设备，导致任务不足、负债沉重，使企业陷入困境。2）压铸机质量与国外有较大差距，具体体现在：总体结构落后。目前国产压铸机结构基本上是20世纪70年代末、80年代初的定型设计。2O余年来除电控用PLC取代继电器系统外，改进不大。可靠性差。这是国产压铸机的致命伤。国产压铸机平均无故障运行的时间不到3000h，甚至达不到国外2O世纪五六十年代水平。目前，国外一般超过20000h。漏油严重。增加了用户生产费用，污染了环境。主要原因是密封件质量差，加工粗糙。品种规格不全，配套能力差。如卧式冷室压铸机从16000kN到28000kN问就无产品，热室压铸机缺少4O00kN以上的产品，镁合金热室压铸机和挤压铸造方面都是空白高新技术的应用落后。如数控压铸机、压铸柔性加工单元(FMC)和集成加工系统在国外已开始普及推广，而我国只是试制出一个4000kN的压铸柔性加工单元，至今尚无更多的产品。3）模具制造跟不上压铸业的发展压铸模的质量直接影响到压铸件的质量和成本。目前，国内将CAD／CAM用于模具设计与制造的专业模具加工企业还不多，采用数控机床和电火花加工机床加工模具型腔，是我国模具加工的主力。乡镇和个体经营的模具制造企业，在我国某些地区已成为一支重要的力量，他们的特点是制造周期短、成本低，但在质量上差距很大，有的较好，有的因选用的材料较差，热处理不规范等，模具的寿命很短。因此，不少大型和复杂铸件的模具或产量大的铸件用的模具，依靠进口。4）技术管理水平不平衡我国一些上规模的专业化厂，压铸分厂和车间，有较强的技术力量和较高的管理水平，能很快吸收国内外先进技术与管理经验。但也有不少企业管理较差，基础工艺薄弱。具体反映在：生产场地不文明，合金不符合标准，熔炼工艺不严，压铸工艺不稳定，重复压射时工艺参数变化大，检测手段和质量保证体系不完善等，因此直接影响到产品质量的提高。1.2.3压铸市场情况根据北美压铸协会