热水循环泵泵头自动化生产线的设计与研究

摘要

热水循环泵作为现代社会中使用量最大的一种泵，被广泛用于诸如城市大厦、郊区别墅、房屋等设施当中。泵头作为热水循环泵的一部分，其外形结构比较复杂，加工工序相对较多。在实际生产的过程中，泵头的加工方式仍是由工人操作机床为主，这就导致泵头加工过程占用时间长、生产效率低、工人劳动强度大、工件质量难以保证，从而进一步影响了整个热水循环泵的生产效率。本课题就是基于泵头的这种生产现状，为了提升产品的品质，快速提高生产效率，降低废品率，设计和研究针对泵头的自动化生产线。
　　本文以某循环泵生产公司的泵头加工生产为背景，首先对泵头现有的加工方案进行分析，找出泵头在生产过程中存在的问题并提出自己的改造方案。通过对比不同的自动化生产线方案的优缺点，最终确定了一条相对合理的自动线方案，同时明确了该自动化生产线应满足的条件和系统的基本组成。
　　在机床及夹具方面，结合自动化生产线的要求，提出了加工机床及其工装夹具的改进方案，合理的选择了加工机床并设计了相应的工装夹具。在机床上下料方面，选择工业机器人作为上下料设备，代替工人实现泵头自动上下料，并根据工件的特点设计了相应的夹持机构，夹持机构设计成双工位的形式，单次动作便能实现上料和卸料两道工序。在送料方面，通过分析不同的送料方案，决定设计泵头专用的自动送料机作为自动化生产线的送料装置，在对自动送料机结构设计时，把自动送料机设计成具有双工位的结构形式，以保证加工过程可以连续进行，在自动送料机传动系统设计时，对伺服电机和减速机进行了选型计算。
　　为了使各加工设备之间协调工作，实现泵头加工的自动化，对自动化生产线控制系统进行设计。在控制系统设计时，对整个控制系统的总体结构方案进行了详细分析。在硬件方面，对控制系统部分硬件进行选型设计，包括PLC、机器人控制器、触摸屏等。在软件设计中，利用S7-300PLC编程软件STEP7编写了控制系统部分程序，最后根据控制要求设计了触摸屏人机界面。
　　本课题的研究可以解决泵头生产中存在的自动化程度低和生产效率不高等问题，同时降低了工人的劳动强度，保障了工人的人身安全。本课题的设计和研究也可以为类似工件加工自动化生产线提供了方法支持与借鉴，也为今后同类装备的设计制造提供了新的思路。

目录

声明

1 绪 论

1.1 课题提出的背景及研究意义

1.2 自动线国内外研究现状及发展趋势

1.3 本文的主要研究内容

2 泵头自动化生产线总体方案设计

2.1 泵头现有加工方案分析

2.2 改造方案

2.3 自动化生产线总体设计

2.4 本章小结

3 机床及夹具的改进方案

3.1 机床的改进方案

3.2 夹具的改进方案

3.3 本章小结

4 上下料机器人夹持机构设计

4.1 机器人本体

4.2 夹持机构设计

4.3 本章小结

5 自动送料机设计

5.1 送料方案的选择

5.2 自动送料机整体结构设计

5.3 自动送料机传动系统选型设计

5.4 本章小结

6 泵头自动化生产线控制系统研究

6.1 自动线控制系统整体结构

6.2 控制系统硬件组成

6.3 控制系统软件设计

6.4 本章小结

7 总结与展望

7.1 全文总结

7.2 工作展望

参考文献

致谢

攻读硕士期间主要成果

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