翻板机设计说明书讲解.docx

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翻板机设计说明书讲解

翻版机侧工作台设计说明书

学院：

专业班级：

学号：

学生姓名：

指导教师：

任务书………………………………………………………………………（3）

序言………………………………………………………………………（4）

一、总体方案的选择……………………………………………………（6）

二、所选方案的具体设计………………………………………………（9）

1、总体结构的设计…………………………………………………（11）

（1）PCB输送系统………………………………………………（13）

（2）位置检测系统………………………………………………（14）

（3）信号处理系统………………………………………………（15）

（4）执行机构原理图……………………………………………（16）

2、机械机构设计………………………………………………………（17）

（1）翻转侧工作台设计……………………………………………（19）

（2）行程开关的位置选择…………………………………………（19）

（3）装置高度调节…………………………………………………（20）

3、软件部分的设计……………………………………………………（21）

（1）程序流程图……………………………………………………（22）

（2）PLC梯形图……………………………………………………（23）

（3）PLC程序………………………………………………………（23）

三、相关参数的设计说明

1、翻转的时间分配……………………………………………………（24）

2、传送带的相关计算和翻转主轴的计算……………………………（24）

3、电机的选择及有关参数的计算……………………………………（25）

四、总结体会

参考文献………………………………………………………………………（26）

任务书

设计与任务要求：

翻版机侧工作台设计,并传输到反面检查线的上面,工作的过程为:

产品到达装置的传送部分上,装置自动将产品与传送部分一起翻转,然后传动部分将产品传输出去,再返回到原位,流程为到位——翻转——到位——传送——翻转——到位，该过程自动完成。

引言

飞梭弹指度，四年的大学生活接近尾声时，我们进行了为期近四个月的毕业设计。

毕业设计是对大学四年来我们所学到的基础知识和专业知识的一次系统性的总结与综合运用，同时也是培养我们分析问题和解决问题能力的良好的机会，而且毕业设计也是大学教学的最后一个重要环节。

因此，认真踏实地做好这次毕业设计不仅意味着我们能否顺利毕业，而且对今后我们走上工作岗位后能否很出色的做好自己的工作也有十分重要意义。

另外，毕业设计还可以培养我们独立思考，开发思维和协调工作的能力，这对今后踏入社会以后能否尽快地适应社会也有很大的帮助。

机械工业的生产水平是一个国家现代化建设水平的主要标志之一。

这是因为工业、农业、国防和科学技术的现代化程度，都会通过机械工业的发展程度反映出来。

人们之所以要广泛使用机器，是由于机器既能承担人力所不能或不便进行的工作，又能较人工生产改进产品的质量，特别是能够大大提高劳动生产率和改善劳动条件。

机械工业肩负着为国民经济各个部门提供技术装备和促进技术改造的重要任务，在现代化建设的进程中起着主导和决定性的作用。

所以通过大量设计制造和广泛使用各种各样先进的机器，就能大大加强和促进国民经济发展的力度，加速我国的社会主义现代化建设。

机械加工工艺是实现产品设计，保证产品质量、节约能源、降低成本的重要手段，是企业进行生产准备，计划调度、加工操作、生产安全、技术检测和健全劳动组织的重要依据，也是企业上品种、上质量、上水平，加速产品更新，提高经济效益的技术保证。

然而夹具又是制造系统的重要组成部分，不论是传统制造，还是现代制造系统，夹具都是十分重要的。

因此，好的夹具设计可以提高产品劳动生产率，保证和提高加工精度，降低生产成本等，还可以扩大机床的使用范围，从而使产品在保证精度的前提下提高效率、降低成本。

当今激烈的市场竞争和企业信息化的要求,企业对夹具的设计及制造提出了更高的要求。

我们这些即将大学毕业的机械工程及自动化专业的学生，要进行对本专业所学习的知识进行综合的运用和掌握，为此我们要进行毕业设计，要自己动手进行思考问题，为社会主义现代化建设的发展贡献力量，也要从此迈出展现自己价值的第一步。

通过实际学习，大量资料的查阅，并在老师的指导下完成这次设计任务，根据生产的要求，翻版机侧工作台设计。

但由于本人的水平有限，结合生产实际应用设备的能力有限，故没有能够做到很详细的设计，而且还有许多地方有待改进，请老师给以指导和批评[1]。

一、方案选择

图1

图2

图3

方案1的简单说明：

钢板在传送带上传送，一直传送到翻板装置的“盒子”里面，传感器1检测到位以后，整个翻板装置开始旋转180°，碰到行程开关2就停止旋转，通过传送带把印制板从“盒子”里面“拉”出来，钢板随传送带传输出去，传感器3检测到位以后，翻板装置复位，准备下一个翻板过程，行程开关4用于翻板装置开始状态的定位。

图4

图5.机结构图

方案2的简单说明：

该设备主要由机架、翻板架、翻板电机、同步链条、翻板架转动轴等部分组成，通过转动轴，带动翻板架顺时针方向转动，转过90°时，印刷板由水平位置翻转到垂直位置，完成翻板动作，继续再转过90°，翻板架又转到水平位置，准备接料，翻转下一片印刷板。

通过翻板架将阴极板送到输送链条上，输出电机工作，通过同步链条驱动轴带动同步主动链轮转动，再带动同步从动链轮转动，输出主动链轮随同步从动链轮一起转动，输出主动链轮带动输出链条运动，通过输出链条将悬挂在其上的印刷板带出，滑落到接钢板的料架上，完成翻板工作。

通过对传统和新型翻板出料机进行分析比较，本设计的优点：

（1）用步进电机驱动翻板架旋转进行翻板，这一翻板工作是间歇动作，步进电机具有频繁启动的优点，而且传动系统简单，动作可靠，使用寿命长，维护检修容易，制造加工成本低。

（2）翻板架只沿着顺时针方向转动，可以不断将位于水平位置的阴极板翻转到垂直位置，进行阴极板的翻板，不改变步进电机的旋转方向，可以提高步进电机的使用寿命。

（3）翻板架为具有完全对称结构的“A”形，重心和旋转中心重合，不存在偏心，转动时不产生附加的动负荷，转动平稳可靠。

（4）翻板工作由对称的两支架交替完成，所以每翻一片印刷板，翻板架只需旋转90°，提高了翻板的效率，而且翻板架的运动由步进电机驱动，翻转角实现了数字控制。

（5）出料时，通过出料链条带动印刷板移动，采用机械传动，结构简单，动作可靠，维护、检修容易，生产、制造成本低

两个方案的比较：

方案1原理简单，翻板装置也比较简单，但可靠性比较差，翻板装置在上升过程中，印制板有可能滑下，而且印制板翻转后会失去支撑点而直接“摔”在传送带上，有可能损坏印制板上的元件。

方案2原理也很简单，翻板装置相对比较复杂，安装精度要求比较高，但可靠性比较好，传送过程相对比较平稳，对元件的保护也比较周到，而且可以通过对翻板装置的“盒子”的修改来达到传送不同形状的印制板，扩展性较好。

由于采用了步进电机驱动翻板架转动，翻转角实现了数字控制，且翻板架为完全对称的结构，不存在偏心，因此转动时不产生附加动负荷，而且工作时，翻板架始终沿一个方向旋转，出料通过输送链条完成。

因此印刷板加工翻板机具有结构简单、工作平稳可靠、装配维护容易、制造成本低的特点。

本设计具有明显的实用价值、经济价值和推广价值。

最终方案的选取：

由于方案1存在有可能损坏元件的致命缺点，而方案2也具有较好的扩展性，故本次设计采用方案2为基本方案，并确定基本方案的总体流程图，如图6

图6

三、设计说明

1、翻板机的具体结构：

总体结构可以参考附件的翻板机装配图。

①板形状的改良：

底部为一个328×246mm的平板型，印制板上元件离印制板边缘的距离为8mm，设定印制板的厚度为3mm，为了便于定位，如图4所示，在8mm的边缘上打上两个孔。

图7

②传送带的设计：

由于定位和安装的需要，该装置把传送带分成了输入和输出两段，而且如图8所示，输入和输出部分的形状也不一样，输入段为常用的传送带，输出段是用于承载已经翻转了的印制板，为了保护板上的元件，需要中间留空。

在输入和输出的传送带两边都需要加上与印制板边缘孔相配合的小凸台，并且输出段传送带上的小凸台还是把印制板从“盒子”里面“拉”出来的主动力。

图8

③翻板装置“盒子”的设计：

“盒子”的尺寸必须与印制板的尺寸相配合，而且要保证翻转过程中印制板不会掉出来，也不会因为碰到“盒子”边缘而损坏上面的元件。

“盒子”采用可装拆更换设计，翻转不同的印制板只需更换相应的“盒子”，“盒子”采用矩形槽设计，便于装拆更换，上面的两个螺栓用于定位，如图9所示。

图9

④翻转主轴的设计：

如图10所示，翻转主轴中间长方形部分要有与“盒子”相配合的矩形槽，两端是圆轴，一端长，一端短，短的一端只安装轴承，长的一端除了安装轴承还要开一键槽，用于安装带轮。

图10

⑤传感器位置的确定：

该设计采用PLC控制，位置精度要求比较高，如图11所示，在翻转主轴的两个极限位置分别安放行程开关1、2，以保证翻转主轴的起停位置；在位置A中安装行程开关3，当印制板送进“盒子”，接触行程开关3，翻转主轴开始转动；在位置B中安装行程开关4，检测印制板是否完全离开“盒子”。

图11

⑤电机的设计：

传送带输入段和输出段分开，应当由两个电机分别带动，但输入段和输出段有同步的要求，所以选择有一个功率较大的电机直接带动两个传送带。

⑥可调底座螺栓：

为了满足装置高度±20mm可调的要求，底座安装了六个可调螺栓。

2、翻板机的电气控制设计：

总体电气控制设计可以参考附件的电气控制图。

电气控制图的简单说明：

2.2.1流程图

本系统采用了可变成控制器直接进行控制，系统的流程如下：

到位——翻转——到位——传送——翻转——到位

进行控制流程图的编辑如下：

2.2.2程序编辑

翻转电机受PLC直接控制；输入电机由行程开关ST2直接控制，无须经PLC控制；输出电机启动时就运行，不受PLC控制。

由于该系统的控制比较简单，所以选择三菱F—40M型PLC。

性能参数为：

I/O：

40点~80点

内存：

890B

内部继电器：

193个

记时/计数器：

32个

该系统含有四个行程开关，控制顺序如图7。

PLC的主电路与PLC外部接线：

见电气控制图。

指令语句如下：

LD401

OUT100

LD404

AND100

OR431

ANI432

OUT431

LD400

OR432

ANI435

OUT432

LD402

ANI434

OUT435

LD403

ANI433

OUT434

OUT450

K1

LD450

OR433

ANI100

OUT433

END

3、翻板机相关参数的计算和说明：

①传送带输入段、输出段以及翻转的时间分配：

运送传送带的速度范围是200~20000mm/min，因为规定生产节拍为20”，考虑到传送带上要放置两块印制板，传送距离也比较长，故确定印制板从放上传送带，到达行程开关3的时间为11秒，翻转主轴正反转的时间都是3秒，“盒子”接触行程开关2后停留时间为3秒，如图12，满足生产节拍20”。

②传送带的传送速度、滚筒转速和翻转主轴转速的计算：

A、传送带的传送速度和滚筒的转速：

由于输入、输出段由一个电机带动来实现同步运送，只需考虑“盒子”接触行程开关2后停留的3秒内，印制板能否完全离开“盒子”，盒子宽约为150mm，带的传送速度理论值为v=