杨继武毕业设计答辩.教案.ppt

自 动 化 工 艺 装 备 设 计——PLC控制的CA6140自动卡盘设计 提纲 1. 课题研究的目的和意义 2.课题设计的内容 3.结论 4.致谢 课题设计的目的和意义 在普通机床数控化改造的过程中, 主要是进行机床进给装置的数控化改造, 对于机床附件和其他功能的数控化改造,则视实际需要而定。 普通车床数控化改造中, 一般并不进行三爪卡盘的改造, 但是, 如果所改造的车床用于大批量生产, 则自动三爪卡盘却是提高生产率的关键。 课题设计的背景 手动的三爪卡盘的劳动强度大，基于这种条件下，有必要实现三爪卡盘的自动化，这样不但提高生产率而且大大降低了劳动强度，自动化三爪卡盘有气动三爪卡盘、液压三爪卡盘、电动三爪卡盘。而气动、液压三爪卡盘，较为复杂，占用空间较大，因此经考虑设计为电动三爪卡盘。 2 课题设计的内容 自动卡盘的机械部分设计 自动卡盘的电气部分设计 机械部分的设计 在主轴内孔中装一传动轴与卡盘内部联接, 在床头箱上安装一个异步电动机, 通过电动机的运动传给传动轴, 通过控制电动机正反转使卡爪夹紧和松开。结构简图如下 卡盘的结构原理 工作原理 由于三相异步电动机的转速较高, 对松夹工件不利, 因此在传动轴和螺旋盘之间增加了具有大传动比的行星齿轮机构。 两排行星机构组成的行星传动装置, 为使结构紧凑, 将两排行星机构的太阳轮、行星轮设计成完全一样,也就是共用太阳轮和行星轮。 工作原理 行星轮Z4 同时与太阳轮Z2、固定齿圈Z3及转动齿圈Z5 啮合, 平面螺旋盘与转动齿圈Z5 固定连结, 电动机的运动通过皮带传动使太阳轮Z2 转动, 并通过行星传动装置的转动齿圈Z5 带动螺旋盘转动, 从而带动卡爪夹紧或松开工件。 工作原理 行星轮系由一个太阳轮、一个固定齿圈、一个转动齿圈和行星齿轮架组成。当太阳轮转动时, 由于固定齿圈与外壳固定不动, 迫使行星齿轮架绕公共轴线转动、行星轮自转, 同时带动可动齿圈转动。固定齿圈与转动齿圈的齿数差很少, 使转动齿圈作反向低速转动, 而转动齿圈与螺旋盘连接成一体, 达到了以较低的速度夹紧工件的目的。 自动卡盘的装配图（三维图1） 自动卡盘的装配图（三维图2） 三爪卡盘内部实体图 自动卡盘的装配图（二维图） 部分零件图 套筒零件图： 轴零件图： 三爪卡盘的电气控制电路图 电气控制I/O连接图 电气控制梯形图 控制面板 随着夹紧力的不断增加，电机电流会相应加大，当电流超过一定值时，电流继电器KA1动作，其常闭触点断开，KM1线圈回路断电，电机M1停转。夹紧力的大小与电流继电器的动作电流成对应关系，通过试验的方法可测定工件的夹紧力，并通过调整电流继电器的动作电流实现工件夹紧力的调整。 M1停转后，由于卡爪在平面螺旋盘中有自锁作用，卡爪在工件加工过程中不会自动松开。当需要松开工件时，只要按下点动控制的松开按钮SB2，KM2线圈通电使M1反转并带动卡爪松开工件；SB2按钮一放开，KM2线圈断电，M1停转。 在电路的设计过程中，为防止主回路短路，M1正反转的接触器和控制按钮均采用了互锁，过电流继电器的常闭接点均串接在两个接触器的线圈回路中。 结论 本设计在机械结构上完成了对原有手动三爪卡盘的改造，实现了自动化。制造成本大概为1500元，不算高，在未来的机械生产中，每一台普通CA6140都可也配套上自动卡盘，有可观的经济效益。在设计中，在判断卡盘是否加紧的环节上，需要用实际实验的方法测出加紧力和电流的具体对应关系，由于硬件条件的限制，暂时没有得到两者的直接数值对应关系，需要做大量的实验和计算得到。各位老师对该问题有好的建议请多多给予指教。 致谢 谢谢柯建宏导师的悉心指导，谢谢昆明理工大学各位老师四年来对我的无私帮助和谆谆教诲！祝各位老师在以后的生活中工作顺利，万事如意！ 谢谢观看！ * 答辩人：杨继武 专业：机械工程及自动化 学号：200910301646 班级：机自096 指导教师：柯建宏 卡爪零件图： 卡盘体零件图： *