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題目： 自動(dòng)排向機(jī)改造研究 ——石
墨舟倉結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)
信機(jī) 系 機(jī)械工程及其自動(dòng)化 專業(yè)
學(xué) 號(hào)： 0923272
學(xué)生姓名： 支俊
指導(dǎo)教師： 宋廣雷 （職稱：副教授）
2013年5月25日
無錫太湖學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）
誠(chéng) 信 承 諾 書
本人鄭重聲明：所呈交的畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 《自動(dòng)排向機(jī)改造研究——石墨舟倉結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)》是本人在導(dǎo)師的指導(dǎo)下獨(dú)立進(jìn)行研究所取得的成果，除了在畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）中特別加以標(biāo)注引用、表示致謝的內(nèi)容外，本畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）不包含任何其他個(gè)人、集體已發(fā)表或撰寫的成果作品。
班 級(jí)： 機(jī)械96
學(xué) 號(hào)： 0923272
作者姓名：
2013 年 5 月25 日
無錫太湖學(xué)院
信機(jī) 系 機(jī)械工程及其自動(dòng)化 專業(yè)
畢 業(yè) 設(shè) 計(jì)論 文 任 務(wù) 書
一、題目及專題：
１、 題目 自動(dòng)排向機(jī)改造研究
２、專題 石墨舟倉結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)
二、課題來源及選題依據(jù)
排向機(jī)是二極管生產(chǎn)過程中的關(guān)鍵設(shè)備，可以將二極管針腳有序地排列到石墨舟中，進(jìn)行后續(xù)工序的加工，勞動(dòng)強(qiáng)度大，用工人數(shù)多。本課題來源于企業(yè)橫向研究項(xiàng)目，針對(duì)現(xiàn)有二極管針腳排向機(jī)的不足和缺陷，提出改進(jìn)措施，加強(qiáng)在線檢測(cè)，減少人工，包括機(jī)械系統(tǒng)和電控系統(tǒng)等。
三、本設(shè)計(jì)（論文或其他）應(yīng)達(dá)到的要求：
1.彌補(bǔ)現(xiàn)有排向機(jī)的不足和缺陷：在在線監(jiān)測(cè)方面加強(qiáng)，原本產(chǎn)線上掉落的針腳需要工人放回料斗，經(jīng)過改善，可自行回收進(jìn)入料斗。改善后由PLC控制自動(dòng)補(bǔ)給石墨舟，從而減少人工，提高二極管生產(chǎn)效率，增加經(jīng)濟(jì)收益。
2.綜合運(yùn)用大學(xué)四年所學(xué)知識(shí)：機(jī)械制圖、機(jī)械制造技術(shù)基礎(chǔ)、機(jī)電一體化系統(tǒng)設(shè)計(jì)、液壓與氣壓傳動(dòng)、機(jī)器人技術(shù)及其應(yīng)用等。
3.再次復(fù)習(xí)了專業(yè)知識(shí)，認(rèn)識(shí)理論知識(shí)與實(shí)際生產(chǎn)的關(guān)系，為今后工作提供經(jīng)驗(yàn)。
4.綜合應(yīng)用機(jī)電一體化知識(shí)，加強(qiáng)機(jī)械結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)能力，為企業(yè)提供排向機(jī)自動(dòng)化改造方案。
四、接受任務(wù)學(xué)生：
機(jī)械96 班 姓名 支俊
五、開始及完成日期：
自 2012 年 11 月12 日 至 2013年 5 月 25 日
六、設(shè)計(jì)（論文）指導(dǎo)（或顧問）：
指導(dǎo)教師 簽名
簽名
簽名
教研室主任
〔學(xué)科組組長(zhǎng)研究所所長(zhǎng)〕 簽名
系主任 簽名
2012年11月12日
I
摘 要
中國(guó)的二極管生產(chǎn)企業(yè)起步很早，以至于很多企業(yè)里面的二極管生產(chǎn)設(shè)備比較陳舊。由于舊的設(shè)備生產(chǎn)效率低，廢品率高，需要大量人工的原因，我們決定將對(duì)舊的二極管生產(chǎn)設(shè)備上進(jìn)行一些自動(dòng)化改造。主要的改造內(nèi)容是將石墨舟的堆放和上料過程進(jìn)行自動(dòng)化改造，其中改造內(nèi)容有：在空石墨舟的堆放處用機(jī)械手代替，通過氣缸與機(jī)械手相結(jié)合的方式放置石墨舟；對(duì)石墨舟的堆放和上料下料的過程由石墨舟升降機(jī)構(gòu)來進(jìn)行完成，通過電動(dòng)機(jī)帶傳動(dòng)，皮帶上的氣手指撥動(dòng)石墨舟堆，在上料和下料處各放置十個(gè)為一堆的石墨舟堆，由氣爪抓取進(jìn)行上料和下料；整個(gè)過程通過PLC進(jìn)行電氣控制，大大改進(jìn)了生產(chǎn)效率以及減少了人工，使得企業(yè)在生產(chǎn)中獲得更多的盈利。
關(guān)鍵詞：排向機(jī)，二極管生產(chǎn)，自動(dòng)化改造，PLC，石墨舟
ABSTRACT
China’s diode production enterprise started early, that many enterprise inside of the diode production equipment is old. Because the old equipment production efficiency is slow, scrap rate is high, need a lot of artificial. We dicided to do some automation reconstruction to old diode production equipment. The main content of the reform is to pile up on the boat graphite and material process automation reconstruction, the transformation contents include: In the empty graphite boat with the dump instead of manipulator, throuth the cylinder and machinery of the combination of the palm placed graphite way up; The graphite stacked on the boat and the process of feeding material by graphite boat lifting mechanism to completed, throuth the motor belt, the gas fingers of the belt moving graphite boats, In feeding and discharging points under the place for a pile of ten of the graphite boats, they are grabed by gas claw; The whole process was controlled by the PLC , greatly improved the production efficiency and reduced labour, maked the enterprise gaining more profit in the production.
Key words: rowing machine, diode, Automation reconstruction, PLC, graphite boat
目 錄
摘 要 III
ABSTRACT IV
1 緒 論 1
1.1研究?jī)?nèi)容 1
1.2 研究目標(biāo) 3
1.3 關(guān)鍵問題 3
1.4 研究方法和技術(shù)路線 3
1.4.1 研究方法 3
1.4.2 技術(shù)路線 4
2. 石墨舟倉結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 5
2.1 舊排向機(jī)構(gòu)造 5
2.2 石墨舟倉部分改造的初步想法 5
2.3 石墨舟倉改造方案確定 7
2.4 排向機(jī)改造的控制系統(tǒng)初步設(shè)計(jì) 8
3. 石墨舟倉結(jié)構(gòu)各零件選用及設(shè)計(jì) 11
3.1 升降機(jī)構(gòu)傳動(dòng)方式 11
3.2 帶傳動(dòng)系統(tǒng)帶和帶輪的選擇 13
3.2.1 電機(jī)額定輸出功率估算 14
3.2.2 確定計(jì)算功率 14
3.2.3 小帶輪轉(zhuǎn)速計(jì)算 15
3.2.4 選定同步帶帶型和節(jié)距 15
3.2.5 選取主動(dòng)輪齒數(shù) 16
3.2.6 小帶輪節(jié)圓直徑確定 16
3.2.7 大帶輪相關(guān)數(shù)據(jù)確定 16
3.2.8 帶速v的確定 16
3.2.9 初定軸間間距 16
3.2.10 同步帶帶長(zhǎng)及其齒數(shù)確定 16
3.2.11 帶輪嚙合齒數(shù)計(jì)算 16
3.2.12 基本額定功率的計(jì)算 17
3.2.13 計(jì)算作用在軸上力 17
3.3 主動(dòng)帶輪軸的設(shè)計(jì)和校核 17
3.4 從動(dòng)帶輪軸的設(shè)計(jì)和校核 18
3.5 石墨舟倉機(jī)構(gòu)其他零件結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 18
3.5.1 滾動(dòng)軸承的選擇 18
3.5.2 石墨舟倉機(jī)架的設(shè)計(jì) 19
3.5.3 氣手指夾具的設(shè)計(jì) 20
4. 上料機(jī)械手結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 23
4.1 機(jī)械手的意義 23
4.2 機(jī)械手方案對(duì)比 23
4.3 機(jī)械手方案的確定 24
5. 自動(dòng)化控制設(shè)計(jì) 27
5.1氣源裝置的選擇 27
5.2傳感器的選擇 28
5.3 PLC介紹 30
5.4 輸入輸出的確定 30
結(jié)論與展望 34
致 謝 35
參考文獻(xiàn) 36
附錄 37
零件三維圖 37
III
1. 緒 論
1.1研究?jī)?nèi)容
二極管又稱晶體二極管，簡(jiǎn)稱二極管。它是一種具有單向傳導(dǎo)電流的電子器件。在半導(dǎo)體二極管內(nèi)部有一個(gè)PN結(jié)兩個(gè)引線端子，這種電子器件按照外加電壓的方向，具備單向電流的轉(zhuǎn)導(dǎo)性。一般來講，晶體二極管是一個(gè)由p型半導(dǎo)體和n型半導(dǎo)體燒結(jié)形成的p-n結(jié)界面。在其界面的兩側(cè)形成空間電荷層，構(gòu)成自建電場(chǎng)。當(dāng)外加電壓等于零時(shí)，由于p-n結(jié)兩邊載流子的濃度差引起擴(kuò)散電流和由自建電場(chǎng)引起的漂移電流相等而處于電平衡狀態(tài)，這也是常態(tài)下的二極管特性。