自动控制数控生产线

一、研究现状

应用趋势：随着科学技术的发展，人类社会对产品的功能与质量的要求越来越高，产品更新换代的周期越来越短，产品的复杂程度也随之增高，传统的大批量生产方式受到了挑战。为了同时提高制造业的生产效率，使之在保证产品质量的前提下，缩短生产的周期，降低产品成本，自动化系统便应运而生，所以我们将设计生产自动控制数控生产线。 

（1）国内研究：我国数控技术起步于20世纪50年代末期，经历了初期的封闭式开发阶段，“六五”“七五”期间的消化吸收、引进技术阶段，“八五”期间建立国产化体系阶段，“九五”期间产业化阶段，现已基本掌握了现代数控技术。但是由于系统技术含量低，产生的附加值少，不具备与进口系统进行全面抗衡的能力，只在低端市场占有一席之地，还不能为我国数控产业起到支撑的作用，与国外相比，还有不小的差距。

（2） 国外研究：国外数控系统技术发展的总体趋势：1、新一代数控系统向PC化和开放式体系结构方向发展。2、驱动装置向交流、数字化方向发展。3、增强通信功能，向网络化发展。4、数控系统在控制性能上向智能化发展。

二、预计使用的主要产品

1、机械手2、数控机床3、夹具4、多台伺服电机5、垃圾箱6、链条 7、刀具

8、开关电源9、输送机10、气缸驱动11、声控仪12、传送带13、卡盘14、传感器

三、设计初衷

该作品的设计目的：此生产线能有效解决自动化单元的工件装夹和产品快速换型问题，通过模块方式有效实现车间生产的标准化。线上所有加工组、机床、机械手均可实现信息集成，通过网络可实现机床加工、上下料及物料运输的自动化管理与调度，同时也采用声控来进行分拣，更有效的进行电动机产生不同的动作。

科学性：本装置采用伺服电机为动力，清洁无污染，节能减排，绿色环保。

核心技术：传动系统、驱动系统、自动控制系统、电气系统。

四、性能特点

1、全新设计，可实现角钢末端尾料400m以内;

2、采用伺服电机控制，送料尺寸精准;

3、编制程序时，只需输入工件尺寸、大小孔距、打孔数量即可，操作简单;

4、带生产记忆功能，具有生产订单可查询功能.

五、主要技术参数

1、加工角钢范围（mm）:3---5号角钢;

2、常用冲孔大小（mm）:大孔9.5*13mm 小孔：4.2/5.2mm;

3、可同时安装冲头数目（个）：2个;

4、常用角钢长度：6000mm;

5、加工精度;=<0.5mm;

6、角钢送进速度：15--20m/min.

六、实用性：

1、节省人力：设备自动运行送料，自动时间计算。

2、节省计算时间：电脑自带记忆系统，可储存多套加工数据。

3、节省大量定位时间：气动夹钳，力度大，不跑偏。

4、节省换模时间：使用快速更换模具机构。

5、提高生产效率：数控生产线与普通生产线相比，95—100/分冲次提高了生产效率。

6、安全系数提高：生产人员实现了离机操作，最大限度杜绝安全事故。

 七、创意描述

基本原理：为了实现流水化，设计了一个运输系统，由于采用声控，单独采用一台电动机驱动它，产品最后收集到产品箱，原材料自动排序进入流水线，设计采用链条带动，产品从斜面进入链条输送机构，链条动前后左右由两台电动机控制。而纵向运动由气缸驱动，完成零件的数控粗加工以后，由机械手抓取到皮带上进行检测，检测完毕由人加紧在卡盘上进行数控精加工，废料及铁渣会传送到废物箱。当气输送到指定位置以后，由气缸推动毛坯进入指定加工位置,产品进入加工第一个工序位：由电动机带动主轴选择，气缸驱动刀具进行加工，电动机直接带动主轴，减少中间机构，减少误差提高精度。刀具的运缸带动转动式滑块连杆机构，就推动毛坯进入传送带，输送毛坯到指定地点。 

设计原理：

1.动力来源：直流电机通过主轴与变速箱连接。变速箱内有两对电磁阀，电磁阀1控制变速齿轮的变速，从而改变生产线的传输速度，可实现低、中、高三挡变换。电磁阀2控制生产线两边传送带的启停，打到左挡位时，右边传送带转动，左边传送带停止工作，实现生产线左转；打到右挡位时，同理，生产线向右转；而这两对电磁阀的控制均由车床的两对按钮控制。

2.动力传动：变速箱减速后输出轴上的齿轮与链条的啮合，将动力传给两端的齿轮，再通过轴传给传送带，这样的设计能使同侧的两边传送带速度达到一致。

3.移动机构：数控车床里必不可少的拖把，起带动刀架作用使车刀进行进给运动。比起普通车床相比解放了操作者的双手，使用电机带动拖把移动更有效率。
 4.工件收集：前方的伺服电机1沿顺时针方向转动，传送带开始向收集箱方向前进，到达某一位置，就落到收集箱。当收集箱上的加工零件集到一定量时，传送带速度慢慢下降，直至换另外一个收集箱。 

 5.感应装置：安装在车床的四个方向，分拣加工零件，当分拣时候出现大小声音不同时，会产生不同动作电位，传递给中央处理器，驱动电机进行分拣处理

7、设计方案： 

八、生产工艺流程简易图：

九、项目安排表    

十、自动控制数控生产线预计时间安排

前期工作：

 9月中旬初步定下设计方向及大致雏形，并到数控、模具厂等区域去调查零件加工情况；9月25日到工厂里访问，探讨设计工艺，了解生产线所需的材料及数控所需的技术参数，更进一步设计数控机床的构思初测自动控制数控生产线；10月30日设计关于自动控制数控生产线方案，主要的探究方法是：对工厂用电器及有关机器的原理进行剖析，此过程中着重针对传送带系统，并将各自收集的资料进行汇总、讨论。

后期工作：

11月初到硬件市场中心了解各类机构原理及作用并进行采购；11月中旬对整个装置进行硬件评估，并安装；11月20日进行调试，检查原理图连接是否正确；12月初设计完成。