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模块二 加工单元的安装、调试 与编程 武 汉 职 院 机电工程学院 任务1 加工单元结构与功能的认知 o 知识点 o加工单元的结构与功能 o加工单元中特殊机械元件直线导轨副 的认知 o加工单元中特殊气动元件的认知 武 汉 职 院 机电工程学院 o 任务提出 加工单元是处于自动生产线中的第二个单元，用于对物料 进行一个模拟冲压加工过程，相当于实际生产线中的冲压加 工系统。 本任务是认知YL— 335自动化生产线加工单元的结构与功 能。 o 任务分析 要完成本任务，需要具备传感器、PLC和气动控制的基 础知识。学习并掌握加工单元的工作过程，在掌握加工单元 中所用传感器与气动元件的工作原理的基础上，理解和掌握 加工单元的结构和功能。 o 任务实施 武 汉 职 院 机电工程学院 o 一、加工单元的结构和功能 加工单元的具体的功能是完成把待加工工件从物料台 移送到加工区域所模拟的冲压气缸的正下方，接着完成 对工件的模拟冲压加工，然后把加工好的工件重新送回 物料台的过程。其具体工作流程如下：输送单元机械手 把工件运送到物料台上→物料检测传感器检测到工件→ 机械手夹紧工件→物料台回到加工区域冲压气缸的下方 →冲压气缸向下伸出冲压工件→完成冲压动作后向上缩 回→冲压气缸缩回到位→物料台重新伸出→ 到位后机械 手松开→输送单元机械手伸出并夹紧工件，将其运送往 装配单元。 武 汉 职 院 机电工程学院 武 汉 职 院 机电工程学院 图2— 1— 1 加工单元实物图 o 加工单元主要结构组成为：物料台及滑动机构、加工（冲压）机构、 电磁阀组、接线端口、PLC 模块、底板等。 物料台及滑动机构 物料台及滑动机构如图2— 1 —2所示。物料台用于固定被加工件， 并把工件移到加工（冲压）机构正下方进行加工。它主要由手爪、 气动手指、物料台伸缩气缸、线性导轨及滑块、磁感应接近开关、 漫射式光电传感器等组成。 滑动机构的工作原理：滑动机构初始状态为伸缩气缸伸出，物料 台气动手爪张开，当输送机构把物料送到物料台上，物料检测传感 器检测到工件后，PLC控制程序驱动气动手指将工件夹紧→物料台 回到加工区域冲压气缸下方→冲压气缸活塞杆向下伸出冲压工件→ 完成冲压动作后向上缩回→物料台重新伸出→到位后气动手指松开 的顺序完成工件加工工序，并向系统发出加工完成信号。为下一次 工件到来加工做准备。 武 汉 职 院 机电工程学院 武 汉 职 院 机电工程学院 加工（冲压）机构 物料台及滑动机构 o 加工（冲压）机构 加工（冲压）机构用于对工件进行冲压加工，如图2— 1 — 3所 示。它主要由冲压气缸（薄型气缸）、冲压头、安装板等组成。 加工（冲压）机构的工作原理：当工件到达冲压位置既伸缩气 缸活塞杆缩回到位，冲压缸伸出对工件进行加工，完成加工动作后 冲压缸缩回，为下一次冲压做准备。冲头根据工件的要求对工件进 行冲压加工，冲头安装在冲压缸头部。安装板用于安装冲压缸，对 冲压缸进行固定。 武 汉 职 院 机电工程学院 二、加工单元中的直线导轨副 o 加工单元中物料台滑动机构是由两个直线导轨副和导轨安装组成的， 用来配合伸缩气缸实现物料台的伸出与缩回。 o 直线导轨副是一种滚动导引，它由钢珠在滑块与导轨之间作无限滚 动循环，使得负载平台能沿着导轨以高精度作线性运动，其摩擦因 数可降至传统滑动导引的1/50，使之能够达到很高的定位精度。在 直线传动领域中，直线导轨副一直是关键性的产品， 目前已成为各 种机床、数控加工中心、精密电子机械中不可缺少的重要功能部件。 o 直线导轨副通常按照滚珠在导轨和滑块之间的接触牙型对直线导轨 副进行分类，主要有歌德式牙型和圆弧式牙型。歌德式也称作两列 式，圆弧式也称作四列式。由于圆弧式牙型其接触角在传动中容易 变动，产生间隙与侧向力变动。而歌德式牙型其接触角在运动中能 保持不变，刚性也比较稳定，因此我们在此选用歌德式 武 汉 职 院 机电工程学院 武 汉 职 院 机电工程学院 直线导轨副的横截面示意图 装配好的直线导轨副 o 三、加工单元中的主要气动元件 o 1．气缸（图2— 1 —6） 在加工单元中，用来模拟实际冲压加工的冲头所采用的气缸是 薄形气缸。 薄型气缸是引导活塞在其中进行直线往复运动的圆筒形金属机 件。与普通气缸相比，薄型气缸占用空间小，其轴向外形尺寸是相 同行程普通气缸的1/3～2/3。薄型气缸能承受较大的横向负载，且 无需安装附件可直接安装于各种夹具和专用设备上。 薄型气缸 薄型气缸的应用领域为印刷（张力控制）、半导体（点焊机、芯片研 磨）、 自动化控制、机器人等等。在加工单元中，薄型气缸用于冲 压，这主要是考虑该气缸行程短的特点。 武