长循环自动定位间歇操作平台系统设计与研究

摘要

随着机电气液一体化技术的不断发展，自动化生产线逐渐在生产制造行业得到了广泛应用，它的出现大大提高了生产效率，降低了劳动成本，具有显著的经济效益。现阶段，汽车、电子等行业的自动化生产线已经比较完备，但同时许多轻工业企业的自动化水平还比较低，还停留在操作阶段的自动化，工件搬运、定位等操作还需要人工来完成。因此，发展自动化程度高、精度高的自动化生产线依然具有十分重要的意义。本文设计了面向自动化生产线应用的长循环自动定位间歇操作平台系统，并对相关问题进行了分析。 首先，从工艺需求角度确定了系统需要实现的主传输系统、循环实现、间歇操作实现和自动定位实现四大功能模块，以方形铝板为操作对象，对各个功能模块的可行方案进行了对比分析，选取了滚筒输送、双层循环、气动定位及增加阻挡装置的间歇操作的总体方案，并确定了系统的总体布局与工艺流程。 其次，按模块化设计思想对滚筒输送装置、顶升装置、定位装置、升降装置和阻挡装置进行了具体的结构设计，对其中的伺服电机、滚珠丝杠、气缸等关键部件进行了详细的计算、选型与校核，对其中的气动连杆式升降机构进行了运动学分析与优化。 然后，利用ANSYS软件对顶升装置中的齿轮齿条机构及传动轴进行了静力学分析与模态分析。结果表明，齿轮齿条的齿根弯曲应力与理论公式计算值接近，满足设计要求；传动轴在承受扭矩作用下的最大变形量极小，对实际工作没有影响，且最大应力满足45钢的许用应力；齿轮及传动轴均不会与系统发生共振。 最后，进行了气动系统设计，绘制了系统气动原理图；根据系统的整体设计方案，对系统进行了节拍分析，得到系统的生产效率及完成单次循环的时间。 本文所设计长循环自动定位间歇操作平台系统能够高效完成生产线中的循环输送、自动定位及间歇操作的应用需求，具有通用性与互换性，在提高生产线效率、降低用人成本、为企业的自动化提供新思路等方面具有很高的应用价值。

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