1)按照对装配生产线的指定动作要求,完成总体方案的设计,并绘制气动系统的回路。 系统需要完成工件 1、2 的自动上、下料和压力装配,主要动作大致为抓取、旋转、搬运和冲 压。

2)熟悉 SMC 公司各种气动元件的性能,根据执行元件所要完成的动作对装配生产线中 的气动元件进行选型。

3)设计装配生产线的机械结构,使执行元件间能相互配合完成工件的装配,完成装配图 和零件的二维工程图。

4)选择 PLC 型号,分配 I/O 地址,对装配生产线进行顺序动作控制,编写 PLC 程序。

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2 装配生产线气动系统设计

气动系统是以压缩空气为工作介质,通过各元件组成不同功能的基本回路,再由若干基 本回路组合而成的整体。它能有效地进行动力或信号的传递与控制[12]。气动系统主要由气源 设备、气源处理元件、气动控制元件、气动执行元件、气动辅助元件等部分组成。本课题的 气动系统设计以装配小型机械零件为主要目标,需要能完成抓取、旋转、搬运工件等上、下 料和压力装配等动作,主要涉及气动系统总体方案的设计和气动执行元件的选型。

2.1 气动系统总体方案

如图 2.1 所示,其中工件 1 为外径 Φ40mm,内径 Φ35mm,高 15mm 的小型套类零件, 工件 2 为外径 Ф35mm,高度 15mm 的小型盘类零件。工件材料都为 45 钢。摆动转轴 1 的轴 臂原始位置在Ⅰ位置,摆动转轴 2 的轴臂原始位置在Ⅱ位置。装配冲压头底面距离工件的装 配工作台面 250mm。

设计的气动系统需要将运输带 1 送来的工件 1 和运输带 2 送来的工件 2 抓取到装配工作

台,然后由装配冲压头完成压力装配,最后将装配好的装配体运到运输带 3 送走。根据工作

要求可以将整体动作进行分解。工件 1 部分:负责将工件 1 从初始位置抓取,回转并释放在

装配工作台上。工件 2 部分:负责将工件 2 从初始位置抓取,回转并释放在装配工作台上,

并且在装配完成后将装配体从装配工位送至运输带 3。装配工作台部分:进行工件 1 与工件 2

的定位,并完成压力装配任务。

整体气动回路图如图 2.2 所示,气压源、气罐、过滤器、减压阀和压力表组成了总体气

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源部分。执行元件各部分都有所不同,工件 1 部分:选用了伸摆气缸和气动手指,伸摆气缸 可以完成提升、下降、回转和回位动作,气动手指可以完成夹紧和松开动作,两者配合起来 可以将工件 1 成功地动运输带 1 送至装配工位。工件 2 部分:选用了真空吸盘、摆动气缸和 回转夹紧气缸,真空吸盘完成真空吸取和释放动作,摆动气缸可以完成转位和复位,回转夹 紧气缸则完成工件的转升和转降,三者配合使用既可以将工件 2 从初始位置送至装配工位, 又可以将装配体从装配工位送至运输带 3。装配工作台部分:此处选用薄型气缸和标准气缸。 薄型气缸利用伸出、缩回动作对工件进行简单的定位,标准气缸与装配冲压头结合可以完成 压力装配动作。图中,除了吸盘部分,其余部分的方向控制阀都采用的是电磁双控式二位五

图 2.2 气动回路图

通阀,它拥有一个进口,两个出口和两个排气口。每个阀有两个控制信号,两个阀位分别由一 个控制信号获得。当一个控制信号消失,另一个控制信号未加入时,能保持原有的阀位不变。 二位五通阀在这里能很好地控制执行元件的动作。真空吸盘的真空吸取和释放动作由两个单 控式二位二通阀控制,当接收到 8Yva 信号时,触发真空发生器,吸盘可进行真空吸取,当信 号为 9Yva 时,不能提供真空条件,释放工件。气动回路中添加了单向节流阀,可以用来控制 气缸的运动速度。图中使用的都为排气节流的方式,这可以使活塞运行稳定,提高装配动作 质量[11]。

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