论文部分内容阅读
【摘 要】首先阐述了自动化技术的基本概念及其自身优势，然后分析自动化技术在机械制造行业中的应用特点，最后详细探究基于NEX180注塑机的换箱机这一设备在机械制造领域的应用。该设备的整体结构设计，分为放箱机构、取箱升降机构、输送机构、接料机构、码箱机构。
【关键词】换箱机;NEX180注塑机;气缸;步进电机;自动化
引言：
伴随着我国各行业的飞快发展，以及人工力成本的提高。当下机械自动化行业的发展也就代替了部分劳动力。换箱机是一种输送机器，是用于运输物料袋、纸箱或是其它包装材料的机械设备。按照客户工艺要求的工作方式自动堆叠起来。换箱机具有取箱、接料、码箱等一系列功能。从而通过结构改进大大提高了生产效率并且降低劳动成本。通过结构改进，提高换箱机的使用性能，并以此加深、巩固所学基础知识，并将知识有机的整合到一起，提高自己的设计水平和动手能力。
1基于NEX180注塑机换箱机总体设计介绍
1.1整体结构设计
（1）放箱机构：由夹紧结构和箱体分离结构组成。夹紧结构采用一对薄型气缸与两对直线轴承配合;气缸提供动力，该设备的直线轴承有着引导方向作用。
（2）取箱升降机构：取箱升降机构的传动方式采用步进电机加滚珠丝杆方式进行输送。取箱升降机构中有步进电机，丝杆模组，电机与模组的连接才用联轴器，导轨滑块起到支撑作用。
（3）输送机构：取箱升降机构将空箱放置在输送带上，输送带在将空箱输送到下一工位（接料机构）。接料机构完成接料再将成满产品的箱体放置在输送带上，输送机构上的光电开关检测箱体是否到位，到位后输送机构通过齿轮齿条传送，使机构整体运动到达下一工位（码箱机构）。
（4）接料机构的组成：夹紧机构、箱体上升机构、箱体盖盖儿机构。
1）夹紧机构：采用放箱机构中的夹紧装置，为了满足标准件的统一性所以采用同等规格的气缸。
箱体上升机构：主要采用步进电机与滚珠丝杠传动，同样为了满足标准件的统一性，箱体上升机构中采用步进电机，导轨滑块起到导向支撑作用，滚珠丝杠将旋转用的变成直线运动，联轴器均采用统一规格型号。
箱体的盖盖儿机构：由一对旋转气缸运动完成这一动作。
2）接料机构运动方式：通过上一工位（输送机构）将箱体运送过来，完成定位。接料机构的夹紧装置将箱体夹紧上升，到达接料位置。完成接料后，箱体下降到达箱体盖盖儿位置，箱体盖盖儿机构运动，完成后将接满产品的箱体放置在输送机构上。输送机构再将箱体运送到下一工位码箱机构中。
（5）码箱机构：
1）码箱机构组成：该机构整体分为两大部分，第一部分为箱体上升输送装置，对来料箱体进行输送。第二部分为箱体支撑部分。
2）码箱机构运动方式：装满产品的箱体通过上一工位输送机构将箱体运送到指定位置。码箱机构在对箱体进行堆叠，完成工作要求。
1.2气压动力系统
通过气体为工作介质，根据运动的气体自身压力来提供动力和传递力称为气压系统。气压系统的工作是指通过气压泵将电机所传递的回转式运动转换成气体的压力能。气压泵将压缩后的气体通过管道（气管）输送到气缸，气缸再由电磁阀进行控制，获得直线运动或者回转运动。
气压动力系统由以下五个部分组成：动力元件，执行元件，调节控制元件，辅助部件，工作介质
换箱机的气压动力传动系统工作原理。气源是由空气压缩机所提供的能源，在通过快速转换接头进入储气罐，途经水油过滤器、调压阀。通过管道进入并联气路的电磁阀，以控制气缸各项运动。
1.3控制系统
NEX180注塑机的换箱机该采用西门子可编程控制器用于控制系统的核心。其中采用威纶与人机界面当作上位机，西门子PLC可编程控制器作为下位机，西门子PLC可编程控制器与触摸屏之间采用了通讯方式RS-232接口，对整个设备的运行进行实时监控与控制，以确保设备稳定作业。
2设备功能介绍
换箱机是与NEX180注塑机配合使用作业，并对所生产的汽车快速插头产品进行检验与定量收集盛放。
NEX180注塑机经过一段时间的生产，箱体内零件的数量达到指定数量后，该设备可以对箱体进行自动化周转换相、以及箱体的堆放等一系列动作。还可以进行取箱、箱体运输的单步动作。
将多个空箱叠放置在放箱机构上，由步进电机与丝杆传动组成的取箱机构进行取箱，并放置在输送带上;通过输送带将箱体输送到接料机构;接料机构将箱体送达指定位置进行接料，箱体在接料机构中完成接料后，在通过输送带移栽机构将箱体输送到码箱机构;再由码箱机构对箱体进行堆放，当箱体达到设定数量机器会自动提示。
3结论
本次所设计的基于NEX180注塑机的换箱机，该设备中的各个机构均能满足使用要求，PLC电气控制部分设计合理。操作工人能方便灵活的使用该设备，基于NEX180注塑机的换箱机能连续二十四小时使用，将在工厂原来的生产效率基础上增加了三倍，并且降低了工厂一些安全隐患。设备结构简单，运输、维修方便。并且对PLC控制器进行加密，避免了操作工人勿改程序，使NEX180注塑机的换箱机获得了平稳运行。
基于NEX180注塑机的换箱机经过对设备安装摆放的场地进行参考，确定设备尺寸。以及对各项器械的参数选型加以计算，最终满足了使用要求。
参考文献：
[1]陈小梅。基于学生学情的高效课堂构建研究--以《机械制图与CAD》为例[J].产业与科技论坛，2017，16（22）：177-178.
[2]王恒宗。我国现代机械制造技术的发展趋势[J].信息记录材料，2017，18（11）：5-6.
[3]韩宁。机械制造工艺与机械设备加工工艺要点[J].信息记录材料，2017，18（11）：39-40.
[4]吴奇。先进机械制造技术的发展现状和发展趋势[J].信息记录材料，2017，18（11）：8-9.
[5]汪一舟，赵征。工程机械臂系统结构动力学及特性的分析[J].科技与创新，2017，（20）：81-82.
[6]常凤英。《机械制图》的创新式教学[J].中国高新区，2017，（22）：58.
[7]罗永兵。机械设备安装工程的施工探讨[J].江西建材，2017，（22）：298+300.
[8]侯宇懷。机械电气设备故障应急的处理研究[J].江西建材，2017，（22）：184.
[9]李春雨。机电一体化技术的应用与发展[J].工程技术研究，2016，（07）：64-65.[2017-08-30].DOI：10.19537/j.cnki.2096-2789.2016.07.040
[10]黄莉明，陈金刚，张红枝 笼型三相异步电动机绕组错线故障解析[J]防爆电机，2018，53（03）
（作者单位：沈阳化工大学）
【关键词】换箱机;NEX180注塑机;气缸;步进电机;自动化
引言：
伴随着我国各行业的飞快发展，以及人工力成本的提高。当下机械自动化行业的发展也就代替了部分劳动力。换箱机是一种输送机器，是用于运输物料袋、纸箱或是其它包装材料的机械设备。按照客户工艺要求的工作方式自动堆叠起来。换箱机具有取箱、接料、码箱等一系列功能。从而通过结构改进大大提高了生产效率并且降低劳动成本。通过结构改进，提高换箱机的使用性能，并以此加深、巩固所学基础知识，并将知识有机的整合到一起，提高自己的设计水平和动手能力。
1基于NEX180注塑机换箱机总体设计介绍
1.1整体结构设计
（1）放箱机构：由夹紧结构和箱体分离结构组成。夹紧结构采用一对薄型气缸与两对直线轴承配合;气缸提供动力，该设备的直线轴承有着引导方向作用。
（2）取箱升降机构：取箱升降机构的传动方式采用步进电机加滚珠丝杆方式进行输送。取箱升降机构中有步进电机，丝杆模组，电机与模组的连接才用联轴器，导轨滑块起到支撑作用。
（3）输送机构：取箱升降机构将空箱放置在输送带上，输送带在将空箱输送到下一工位（接料机构）。接料机构完成接料再将成满产品的箱体放置在输送带上，输送机构上的光电开关检测箱体是否到位，到位后输送机构通过齿轮齿条传送，使机构整体运动到达下一工位（码箱机构）。
（4）接料机构的组成：夹紧机构、箱体上升机构、箱体盖盖儿机构。
1）夹紧机构：采用放箱机构中的夹紧装置，为了满足标准件的统一性所以采用同等规格的气缸。
箱体上升机构：主要采用步进电机与滚珠丝杠传动，同样为了满足标准件的统一性，箱体上升机构中采用步进电机，导轨滑块起到导向支撑作用，滚珠丝杠将旋转用的变成直线运动，联轴器均采用统一规格型号。
箱体的盖盖儿机构：由一对旋转气缸运动完成这一动作。
2）接料机构运动方式：通过上一工位（输送机构）将箱体运送过来，完成定位。接料机构的夹紧装置将箱体夹紧上升，到达接料位置。完成接料后，箱体下降到达箱体盖盖儿位置，箱体盖盖儿机构运动，完成后将接满产品的箱体放置在输送机构上。输送机构再将箱体运送到下一工位码箱机构中。
（5）码箱机构：
1）码箱机构组成：该机构整体分为两大部分，第一部分为箱体上升输送装置，对来料箱体进行输送。第二部分为箱体支撑部分。
2）码箱机构运动方式：装满产品的箱体通过上一工位输送机构将箱体运送到指定位置。码箱机构在对箱体进行堆叠，完成工作要求。
1.2气压动力系统
通过气体为工作介质，根据运动的气体自身压力来提供动力和传递力称为气压系统。气压系统的工作是指通过气压泵将电机所传递的回转式运动转换成气体的压力能。气压泵将压缩后的气体通过管道（气管）输送到气缸，气缸再由电磁阀进行控制，获得直线运动或者回转运动。
气压动力系统由以下五个部分组成：动力元件，执行元件，调节控制元件，辅助部件，工作介质
换箱机的气压动力传动系统工作原理。气源是由空气压缩机所提供的能源，在通过快速转换接头进入储气罐，途经水油过滤器、调压阀。通过管道进入并联气路的电磁阀，以控制气缸各项运动。
1.3控制系统
NEX180注塑机的换箱机该采用西门子可编程控制器用于控制系统的核心。其中采用威纶与人机界面当作上位机，西门子PLC可编程控制器作为下位机，西门子PLC可编程控制器与触摸屏之间采用了通讯方式RS-232接口，对整个设备的运行进行实时监控与控制，以确保设备稳定作业。
2设备功能介绍
换箱机是与NEX180注塑机配合使用作业，并对所生产的汽车快速插头产品进行检验与定量收集盛放。
NEX180注塑机经过一段时间的生产，箱体内零件的数量达到指定数量后，该设备可以对箱体进行自动化周转换相、以及箱体的堆放等一系列动作。还可以进行取箱、箱体运输的单步动作。
将多个空箱叠放置在放箱机构上，由步进电机与丝杆传动组成的取箱机构进行取箱，并放置在输送带上;通过输送带将箱体输送到接料机构;接料机构将箱体送达指定位置进行接料，箱体在接料机构中完成接料后，在通过输送带移栽机构将箱体输送到码箱机构;再由码箱机构对箱体进行堆放，当箱体达到设定数量机器会自动提示。
3结论
本次所设计的基于NEX180注塑机的换箱机，该设备中的各个机构均能满足使用要求，PLC电气控制部分设计合理。操作工人能方便灵活的使用该设备，基于NEX180注塑机的换箱机能连续二十四小时使用，将在工厂原来的生产效率基础上增加了三倍，并且降低了工厂一些安全隐患。设备结构简单，运输、维修方便。并且对PLC控制器进行加密，避免了操作工人勿改程序，使NEX180注塑机的换箱机获得了平稳运行。
基于NEX180注塑机的换箱机经过对设备安装摆放的场地进行参考，确定设备尺寸。以及对各项器械的参数选型加以计算，最终满足了使用要求。
参考文献：
[1]陈小梅。基于学生学情的高效课堂构建研究--以《机械制图与CAD》为例[J].产业与科技论坛，2017，16（22）：177-178.
[2]王恒宗。我国现代机械制造技术的发展趋势[J].信息记录材料，2017，18（11）：5-6.
[3]韩宁。机械制造工艺与机械设备加工工艺要点[J].信息记录材料，2017，18（11）：39-40.
[4]吴奇。先进机械制造技术的发展现状和发展趋势[J].信息记录材料，2017，18（11）：8-9.
[5]汪一舟，赵征。工程机械臂系统结构动力学及特性的分析[J].科技与创新，2017，（20）：81-82.
[6]常凤英。《机械制图》的创新式教学[J].中国高新区，2017，（22）：58.
[7]罗永兵。机械设备安装工程的施工探讨[J].江西建材，2017，（22）：298+300.
[8]侯宇懷。机械电气设备故障应急的处理研究[J].江西建材，2017，（22）：184.
[9]李春雨。机电一体化技术的应用与发展[J].工程技术研究，2016，（07）：64-65.[2017-08-30].DOI：10.19537/j.cnki.2096-2789.2016.07.040
[10]黄莉明，陈金刚，张红枝 笼型三相异步电动机绕组错线故障解析[J]防爆电机，2018，53（03）
（作者单位：沈阳化工大学）