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湖南工业大学科技学院学士学位论文
摘要
很多产品的外壳都是由美观、轻巧的薄板构成的。例如：电冰箱、洗衣机、空调器等等。这些形状各异的壳体须经多道工序加工才能成型。如上料、切角、冲孔、折弯等。在大批量生产中只有采用自动生产线才能保证加工的质量、精度及产品的一致性。而各种生产线的首道工序都是自动上料。薄板自动上料机就是用于将板料门动送到线体上, 以便顺利地进入证道工序的机器。
本次设计综合运用机械设计、气压设计、机电传动设计以及PLC的相关知识设计出一套能够完成自动上料机。目前, 各种生产线的上料机构的结构形式也很多。这里介绍的是一种结构紧凑、造价版、效率高、简捷实用的上料机。该机在处理吸料、提升、送进及分离薄板等方面都有独到之处。
关键词 自动生产线 板料 吸盘 传感器
Abstract
第1章 绪论
1.1课题的来源，目的及意义
自动上料机构可以看作是自动化生产机器的一种。而自动化是指机器或装置在无人干预的情况下按规定的程序或指令自动进行操作或控制的过程，其目标是“稳，准，快”。自动化技术广泛用于工业、农业、军事、科学研究、交通运输、商业、医疗、服务和家庭等方面。采用自动化技术不仅可以把人从繁重的体力劳动、部分脑力劳动以及恶劣、危险的工作环境中解放出来，而且能扩展人的器官功能，极大地提高劳动生产率，增强人类认识世界和改造世界的能力。因此，自动化是工业、农业、国防和科学技术现代化的重要条件和显著标志。
20世纪50年代末起至今是综合自动化时期，这一时期空间技术迅速发展，迫切需要解决多变量系统的最优控制问题。于是诞生了现代控制理论。 “自动化(Automation)”是美国人D.S.Harder于1936年提出的他认为在一个生产过程中，机器之间的零件转移不用人去搬运就是“自动化”。
自动化的概念是一个动态发展过程。过去，人们对自动化的理解或者说自动化的功能目标是以机械的动作代替人力操作，自动地完成特定的作业。这实质上是自动化代替人的体力劳动的观点。后来随着电子和信息技术的发展，特别是随着计算机的出现和广泛应用，自动化的概念已扩展为用机器(包括计算机)不仅代替人的体力劳动而且还代替或辅助脑力劳动，以自动地完成特定的作业。
自动化的广义内涵至少包括以下几点：在形式方面，制造自动化有三个方面的含义：代替人的体力劳动，代替或辅助人的脑力劳动，制造系统中人机及整个系统的协调、管理、控制和优化。在功能方面，自动化代替人的体力劳动或脑力劳动仅仅是自动化功能目标体系的一部分。自动化的功能目标是多方面的，已形成一个有机体系。在范围方面，
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制造自动化不仅涉及到具体生产制造过程，而是涉及产品生命周期所有过程。
在了解了自动化之后，很容易理解：自上料机构也就是一种可以能够代替工人工作，可以控制的能够用机器本身完成上料的一整套过程的机器。
随着科学技术的日新月异，自动化程度要求越来越高，原有的生产上料设备远远不能满足当前高度自动化的需要。减轻劳动强度，保障生产的可靠性、安全性，降低生产成本，减少环境污染、提高产品的质量及经济效益是企业生成所必须面临的重大问题。
目前在电器行业自动化生产方面，发达国家早已经达到完全自动化。国内外大型企业电器生产线也基本都已经达到半自动或全自动化生产。本次设计主要针对冰箱自动化生产线上的侧板自动上料以及控制的这部分装置进行设计。设计主要涉及到冰箱侧板自动上料机的机械传动系统、气压系统以及PLC（Programmable logic Controller可编程控制器）控制系统的设计。达到能减轻劳动强度，提高效率的目的。 1.2冰箱侧板线上料机概述
冰箱侧板线上料机是侧板部件成型加工的首道工序，是一种用途广泛的设备。由吸料、提升、送进及分离薄板等机构组成。
吸料机构主要由气压阀与吸盘组成，提升动作由气压缸来完成，送进任务由平带带轮来完成，利用薄钢板的磁性来分离。再由电气系统来完成自动化控制，达到提高效率的目的。
1.3 几种冰箱侧板线上料机的特点及比较
1.3.1 小车式上料机
有的进口设备采用的是小车式上料机，如图1.3.1所示。
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图 1.3.1 小车式上料机示意图
由四脚吸爪将整块板料全部吸起提升，然后小车前行到下一工位，吸爪再下伸将板料置于输送带上。这种结构机体庞大，机构复杂，动作多效率低，显然不是最佳方案。
1.3.2 自动上料机
图 1.3.2所示是自动上料机的剖面简图。压块3 上下运动由电机1带动凸轮2 运动实现，平拉片复位运动通过液压缸8 动作完成。电机7 带动磁性传送带6 运动。液压缸的动作由行关控制, 当压头作用在板料上产生最大压力后, 液压缸8 动作开始拉片, 当拉片至最大位移时, 压块3 在凸轮带动下向上抬起, 同时液压缸动作复位。自动上料机按着凸轮和液压缸运动规律完成压片→错片→抬片→吸片→送片周期运动, 使单片板料源源不断地通过磁性传送带向前输送, 实现了板料上料自动化。液压光电升降台5 可保证料堆高度始终不变。
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图 1.3.2 自动上料机的剖面简图
1.3.3 上料机
该机的机械部分主要由 1 提升和夹料装置、2 吸盘及负压阀、3 检测重板机构组成（见图1）
该装置如图 1.3.3 及图 1.3.4 所示。 提升气缸固定在机架上，气缸活塞杆带动两个吸盘可以上下移动, 为了适应料垛的高低不断变化, 吸盘也设计成了可伸缩的。当吸盘抓起板料并提升到送进高度后, 摆动气缸就带动摆臂在机架上部的滚轮就会将已提升起来的板料夹住。
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