自動機(jī)與生產(chǎn)線第二章自動機(jī)與自動線的設(shè)計(jì)原理(第二版)

1、自動機(jī)與自動線的設(shè)計(jì)原理自動機(jī)與自動線的設(shè)計(jì)原理本本章章要要點(diǎn)點(diǎn)自動機(jī)的基本組成自動機(jī)的基本組成；自動線的定義、特點(diǎn)及應(yīng)用；自動線的定義、特點(diǎn)及應(yīng)用 。自動機(jī)與自動線的生產(chǎn)率分析自動機(jī)與自動線的生產(chǎn)率分析。 自動機(jī)與自動線的工藝方案選擇自動機(jī)與自動線的工藝方案選擇 。 自動機(jī)的循環(huán)圖自動機(jī)的循環(huán)圖的的設(shè)計(jì)與計(jì)算設(shè)計(jì)與計(jì)算。 自動機(jī)循環(huán)圖設(shè)計(jì)步驟與實(shí)測方法自動機(jī)循環(huán)圖設(shè)計(jì)步驟與實(shí)測方法。本本章章難難點(diǎn)點(diǎn) 自動機(jī)與自動線的生產(chǎn)率分析自動機(jī)與自動線的生產(chǎn)率分析。 自動機(jī)的循環(huán)圖自動機(jī)的循環(huán)圖的的設(shè)計(jì)與計(jì)算設(shè)計(jì)與計(jì)算。 第第2 2章章 自動機(jī)與自動線的設(shè)計(jì)原理自動機(jī)與自動線的設(shè)計(jì)原理 1 1自動機(jī)的組

2、成自動機(jī)的組成2.1 2.1 概概 述述圖圖2.12.1 自動沖壓機(jī)的結(jié)構(gòu)示意圖自動沖壓機(jī)的結(jié)構(gòu)示意圖 1電動機(jī) 2、3皮帶輪 4、5、7、8齒輪6離合器 9曲軸 10沖桿11沖頭 12下模 13毛坯 14料斗 15推料裝置 16控制閥17落料板 18控制裝置 19電磁鐵 20杠桿2.1 2.1 概概 述述（1 1）驅(qū)動系統(tǒng)）驅(qū)動系統(tǒng) 1 1自動機(jī)的組成自動機(jī)的組成l 自動機(jī)的動力源。動力源可以是電力驅(qū)動、液壓驅(qū)動、氣壓驅(qū)自動機(jī)的動力源。動力源可以是電力驅(qū)動、液壓驅(qū)動、氣壓驅(qū) 動等。本機(jī)采用了電力驅(qū)動，即圖中的電動機(jī)動等。本機(jī)采用了電力驅(qū)動，即圖中的電動機(jī)1 1。 （2 2）傳動系統(tǒng)）傳動系統(tǒng)

3、 l 執(zhí)行機(jī)構(gòu)是實(shí)現(xiàn)自動化操作與輔助操作的系統(tǒng)。圖中沖頭執(zhí)行機(jī)構(gòu)是實(shí)現(xiàn)自動化操作與輔助操作的系統(tǒng)。圖中沖頭1111和和 推料裝置推料裝置1515就是執(zhí)行機(jī)構(gòu)。就是執(zhí)行機(jī)構(gòu)。 （3 3）執(zhí)行機(jī)構(gòu)）執(zhí)行機(jī)構(gòu) l 功能是將動力和運(yùn)動傳遞給各執(zhí)行機(jī)構(gòu)或輔助機(jī)構(gòu)，以完成規(guī)功能是將動力和運(yùn)動傳遞給各執(zhí)行機(jī)構(gòu)或輔助機(jī)構(gòu)，以完成規(guī) 定的工藝動作。圖中件定的工藝動作。圖中件2 2、3 3帶傳動和件帶傳動和件4 4、5 5、7 7、8 8兩對齒輪兩對齒輪 傳動共同組成了本機(jī)的傳動系統(tǒng)。傳動共同組成了本機(jī)的傳動系統(tǒng)。 （4 4）控制系統(tǒng)）控制系統(tǒng) l 控制自動機(jī)的驅(qū)動系統(tǒng)、傳動系統(tǒng)、執(zhí)行機(jī)構(gòu)等，將運(yùn)動分配控制自動機(jī)

4、的驅(qū)動系統(tǒng)、傳動系統(tǒng)、執(zhí)行機(jī)構(gòu)等，將運(yùn)動分配 給各執(zhí)行機(jī)構(gòu)，使它們按時間、按順序協(xié)調(diào)動作，由此實(shí)現(xiàn)自給各執(zhí)行機(jī)構(gòu)，使它們按時間、按順序協(xié)調(diào)動作，由此實(shí)現(xiàn)自 動機(jī)的工藝職能，完成自動化生產(chǎn)。圖中離合器動機(jī)的工藝職能，完成自動化生產(chǎn)。圖中離合器6 6、杠桿、杠桿2020、 電磁鐵電磁鐵1919、控制裝置、控制裝置1818和控制閥和控制閥1616組成了控制系統(tǒng)。組成了控制系統(tǒng)。 2.1 2.1 概概 述述自動機(jī)的基本組成可由圖自動機(jī)的基本組成可由圖2.22.2來概括來概括: :圖圖2.2 2.2 自動機(jī)的組成自動機(jī)的組成2.1 2.1 概概 述述2 2自動機(jī)的控制系統(tǒng)自動機(jī)的控制系統(tǒng)（1 1）時序控

5、制系統(tǒng)）時序控制系統(tǒng) l 時序控制系統(tǒng)是指按時間先后順序發(fā)出指令進(jìn)行操縱的一種控時序控制系統(tǒng)是指按時間先后順序發(fā)出指令進(jìn)行操縱的一種控 制系統(tǒng)制系統(tǒng)。 （2 2）時序控制系統(tǒng)）時序控制系統(tǒng) l 行程控制系統(tǒng)是按一個動作運(yùn)行到規(guī)定位置的行程信號來控制行程控制系統(tǒng)是按一個動作運(yùn)行到規(guī)定位置的行程信號來控制 下一個動作的一種控制系統(tǒng)。下一個動作的一種控制系統(tǒng)。 v優(yōu)點(diǎn)：優(yōu)點(diǎn)： l能完成任意復(fù)雜的工作循環(huán)，各種信號都能通過凸輪的輪廓能完成任意復(fù)雜的工作循環(huán)，各種信號都能通過凸輪的輪廓l線或連桿機(jī)構(gòu)尺寸參數(shù)的設(shè)計(jì)，來滿足運(yùn)動學(xué)或動力學(xué)的要求。線或連桿機(jī)構(gòu)尺寸參數(shù)的設(shè)計(jì)，來滿足運(yùn)動學(xué)或動力學(xué)的要求。l l

6、b)b)調(diào)整正常后，各執(zhí)行機(jī)構(gòu)不會互相干涉，分配軸即使轉(zhuǎn)動不調(diào)整正常后，各執(zhí)行機(jī)構(gòu)不會互相干涉，分配軸即使轉(zhuǎn)動不l均勻，也不會影響各動作的順序。均勻，也不會影響各動作的順序。l lc)c)能保證在規(guī)定時間內(nèi)，嚴(yán)格可靠地完成工作循環(huán)，故特別適能保證在規(guī)定時間內(nèi)，嚴(yán)格可靠地完成工作循環(huán)，故特別適l合于高速自動機(jī)械。合于高速自動機(jī)械。v缺點(diǎn)：缺點(diǎn)： l靈活性差。當(dāng)產(chǎn)品更換時，可能要更改部分或全部凸輪機(jī)構(gòu)，靈活性差。當(dāng)產(chǎn)品更換時，可能要更改部分或全部凸輪機(jī)構(gòu)，l 給制造、安裝與調(diào)試帶來較大困難。給制造、安裝與調(diào)試帶來較大困難。l lb)b)一般缺乏檢查執(zhí)行機(jī)構(gòu)動作完成與否的裝置，沒有完成時不一般缺乏檢

7、查執(zhí)行機(jī)構(gòu)動作完成與否的裝置，沒有完成時不l 能自動停機(jī)，故不夠安全。能自動停機(jī)，故不夠安全。l 2.1 2.1 概概 述述3. 3. 自動線的定義、特點(diǎn)及應(yīng)用自動線的定義、特點(diǎn)及應(yīng)用 v定義：定義： l人們把按照產(chǎn)品加工工藝過程，用工件儲存及傳送裝置把專用人們把按照產(chǎn)品加工工藝過程，用工件儲存及傳送裝置把專用l自動機(jī)以及輔助機(jī)械設(shè)備連接起來而形成的、具有獨(dú)立控制裝自動機(jī)以及輔助機(jī)械設(shè)備連接起來而形成的、具有獨(dú)立控制裝l置的生產(chǎn)系統(tǒng)稱作自動生產(chǎn)線，簡稱自動線或生產(chǎn)線。置的生產(chǎn)系統(tǒng)稱作自動生產(chǎn)線，簡稱自動線或生產(chǎn)線。l v特點(diǎn)：特點(diǎn)： l在自動線整個生產(chǎn)過程中，人工不參與直接的工藝操作，只在自動

8、線整個生產(chǎn)過程中，人工不參與直接的工藝操作，只l 是全面觀察、分析生產(chǎn)系統(tǒng)的運(yùn)轉(zhuǎn)情況。是全面觀察、分析生產(chǎn)系統(tǒng)的運(yùn)轉(zhuǎn)情況。l自動線的自動化程度取決于人工參與生產(chǎn)的程度。自動線的自動化程度取決于人工參與生產(chǎn)的程度。l生產(chǎn)線生產(chǎn)線 、CIMSCIMS、FAFA的概念。的概念。l v應(yīng)用：應(yīng)用： l定型、批量大、有一定生產(chǎn)周期的產(chǎn)品。定型、批量大、有一定生產(chǎn)周期的產(chǎn)品。l l產(chǎn)品的結(jié)構(gòu)便于傳送、自動上下料、定位和夾緊、自動加工、產(chǎn)品的結(jié)構(gòu)便于傳送、自動上下料、定位和夾緊、自動加工、l 裝配和檢測。裝配和檢測。 l產(chǎn)品結(jié)構(gòu)比較繁雜、加工工序多產(chǎn)品結(jié)構(gòu)比較繁雜、加工工序多, ,難以操縱甚至無法保證產(chǎn)品難

9、以操縱甚至無法保證產(chǎn)品l 的加工數(shù)量及質(zhì)量。的加工數(shù)量及質(zhì)量。l以包裝、裝配工藝為主的生產(chǎn)過程。以包裝、裝配工藝為主的生產(chǎn)過程。l l加工方法、手段、環(huán)境等因素影響而不宜用自動機(jī)進(jìn)行生產(chǎn)。加工方法、手段、環(huán)境等因素影響而不宜用自動機(jī)進(jìn)行生產(chǎn)。 2.1 2.1 概概 述述4 4自動線的組成及類型自動線的組成及類型（1 1）自動線的組成）自動線的組成 la a）主要工藝設(shè)備：專用的自動機(jī)。）主要工藝設(shè)備：專用的自動機(jī)。l lb b）輔助工藝裝置。）輔助工藝裝置。l lc c）物料貯存、傳送裝置：包括傳送、貯存和上下料裝置。）物料貯存、傳送裝置：包括傳送、貯存和上下料裝置。l ld）檢測控制裝置：包

10、括檢測、信號處理和控制系統(tǒng)。）檢測控制裝置：包括檢測、信號處理和控制系統(tǒng)。（2 2）自動線的類型）自動線的類型 la a）直線型。）直線型。l lb b）曲線型。）曲線型。l lc c）封閉（或半封閉）環(huán)（或矩框）型。）封閉（或半封閉）環(huán)（或矩框）型。l ld）樹枝型（或稱為分支式）。）樹枝型（或稱為分支式）。2.1 2.1 概概 述述a a）直線型：）直線型： l 將各種自動機(jī)加工設(shè)備及裝置，按產(chǎn)品加工工藝要求，由傳送裝置將它將各種自動機(jī)加工設(shè)備及裝置，按產(chǎn)品加工工藝要求，由傳送裝置將它l們連接成一直線擺列的自動線，工件由自動線的一端上線，由另一端下線。們連接成一直線擺列的自動線，工件由自動

11、線的一端上線，由另一端下線。l這種排列形式的自動線稱為直線型自動線，簡稱直線型。這種排列形式的自動線稱為直線型自動線，簡稱直線型。l 根據(jù)自動機(jī)自動機(jī)、傳送裝置傳送裝置、貯存裝置布置貯存裝置布置的關(guān)系，直線型又可分成同步順同步順l序組合序組合、非同步順序組合非同步順序組合、分段非同步順序組合分段非同步順序組合和順序順序平行組合平行組合自動線，l如圖2.3和圖2.4所示。圖圖2.3 2.3 順序組合自動線順序組合自動線1自動機(jī) 2傳送裝置 3貯存裝置圖圖2.4 2.4 順序順序平行組合自動線平行組合自動線1自動機(jī) 2傳送裝置2.1 2.1 概概 述述b b）曲線型：）曲線型： l 工件沿曲折線（

12、如蛇形、之字形、直線與弧線組合等）傳送，其他與直線型相同。工件沿曲折線（如蛇形、之字形、直線與弧線組合等）傳送，其他與直線型相同。c c）封閉（或半封閉）環(huán)（或矩框）型：）封閉（或半封閉）環(huán)（或矩框）型： l 工件沿環(huán)形或矩形線傳送工件沿環(huán)形或矩形線傳送圖圖2.5 2.5 （a a） 矩框型自動線矩框型自動線圖圖2.5 2.5 （b b） 環(huán)型自動線環(huán)型自動線1輸送裝置 2、4轉(zhuǎn)向裝置 3自動機(jī) 5隨行夾具d d）樹枝型（或稱為分支式）：）樹枝型（或稱為分支式）： l 工件傳送路線如同樹枝，有主干，有分支。工件傳送路線如同樹枝，有主干，有分支。2.1 2.1 概概 述述5. 5. 自動線的控制

13、系統(tǒng)自動線的控制系統(tǒng)自動線對控制系統(tǒng)有如下要求：自動線對控制系統(tǒng)有如下要求： l滿足自動線工作循環(huán)要求并盡可能簡單滿足自動線工作循環(huán)要求并盡可能簡單l控制系統(tǒng)的構(gòu)件要可靠耐用，安裝正確，調(diào)整、維修方便。控制系統(tǒng)的構(gòu)件要可靠耐用，安裝正確，調(diào)整、維修方便。l線路布置合理、安全，不能影響自動線整體效果和自動線工作。線路布置合理、安全，不能影響自動線整體效果和自動線工作。l l應(yīng)在關(guān)鍵部位，對關(guān)鍵工藝參數(shù)（如壓力、時間、行程等）設(shè)置檢測應(yīng)在關(guān)鍵部位，對關(guān)鍵工藝參數(shù)（如壓力、時間、行程等）設(shè)置檢測 裝置，以便當(dāng)發(fā)生偶然事故時，及時發(fā)訊、報警、局部或全部停車。裝置，以便當(dāng)發(fā)生偶然事故時，及時發(fā)訊、報警、

14、局部或全部停車。 控制系統(tǒng)是指揮中心，操縱著自動線各個組成部分的工藝動作順序、持續(xù)時間、預(yù)警、故障診斷和自動維修等。2.1 2.1 概概 述述6. 6. 自動生產(chǎn)線實(shí)例自動生產(chǎn)線實(shí)例v【實(shí)例【實(shí)例2.12.1】 立式框型返回式自動線：立式框型返回式自動線： 如圖2.6所示，該自動線由上下兩層組成，下層為加工段，上層為返回輸送段。工件3由下層左端上線，由下輸送裝置2依次傳至各個自動機(jī)4進(jìn)行加工，到下層右端時，由提升機(jī)6將工件送上上層，由上輸送裝置5再將工件返回送給降落機(jī)1，降落機(jī)將工件送出生產(chǎn)線。圖圖2.6 2.6 立式框型返回式自動線立式框型返回式自動線1降落機(jī) 2下輸送裝置 3工件 4自動機(jī)

15、 5上輸送裝置 6提升機(jī)2.1 2.1 概概 述述v【實(shí)例【實(shí)例2.22.2】 蘋果清洗生產(chǎn)線：蘋果清洗生產(chǎn)線： 如圖2.7所示，生產(chǎn)線從前向后依次分成前清洗前清洗、脫皮脫皮、后清洗后清洗和表面表面水烘干水烘干4段。蘋果的輸送采用輥式輸送輥式輸送裝置。輸送輥2上套尼龍繩3(通過輥以及尼龍繩的撥動、上方水流的沖動以及蘋果的碰撞)蘋果翻滾著向前移動，噴淋水洗干凈后落入盛果筐4盛果筐在盛液槽5內(nèi)做上下往復(fù)直線運(yùn)動，實(shí)現(xiàn)蘋果在脫皮液中的浸泡和撈起盛果筐升起，由撥果輥6將脫皮后的蘋果依次推送到后清洗段。中和并沖洗掉脫皮化學(xué)液，再送入烘干段除去蘋果表面的水滴主要步驟：主要步驟：圖圖2.7 2.7 蘋果清洗

16、生產(chǎn)線蘋果清洗生產(chǎn)線1水管架 2輸送輥 3尼龍繩 4盛果筐 5盛液槽 6撥果輥 7加熱板 8電機(jī)及減速器 9撐桿 10輪2.1 2.1 概概 述述 自動線工作時，成卷的塑料帶由制袋機(jī)2制成袋后送給填料機(jī)3，物料經(jīng)稱量機(jī)1定量后由填料機(jī)3裝入袋中，然后送到封口機(jī)4進(jìn)行熱壓封口變成實(shí)包。實(shí)包被順倒在傳送帶9上，經(jīng)重量檢測器5進(jìn)行二次測重，不合格包被自動選別機(jī)6送到支道上處理。合格包經(jīng)整形機(jī)7壓輥整形后，再經(jīng)過金屬物探測機(jī)8進(jìn)行檢測。通過這幾項(xiàng)檢測合格的包，經(jīng)計(jì)數(shù)器計(jì)數(shù)后，由傳送帶送出，或者直接裝車，或者由碼垛機(jī)堆碼放置。圖圖2.8 2.8 包裝自動線包裝自動線1稱量機(jī) 2制袋機(jī) 3填料機(jī) 4封口機(jī)

17、 5重量檢測器 6自動選別機(jī) 7整形機(jī) 8金屬物探測機(jī) 9傳送帶v【實(shí)例【實(shí)例2.32.3】 包裝自動線：包裝自動線： 2.2 2.2 自動機(jī)與自動線的生產(chǎn)率分析自動機(jī)與自動線的生產(chǎn)率分析自動機(jī)的生產(chǎn)率：自動機(jī)的生產(chǎn)率：l理論生產(chǎn)率理論生產(chǎn)率 l工藝生產(chǎn)率工藝生產(chǎn)率 K Kl l實(shí)際生產(chǎn)率實(shí)際生產(chǎn)率l tQ 自動機(jī)械在正常工作狀態(tài)運(yùn)轉(zhuǎn)時，單位時間內(nèi)所生產(chǎn)的產(chǎn)品數(shù)量稱為理論生產(chǎn)率。 pQ 考慮發(fā)生故障、檢修或其他因素引起的停機(jī)時間之后而算出的單位時間內(nèi)生產(chǎn)的產(chǎn)品數(shù)量，稱為自動機(jī)械的實(shí)際生產(chǎn)率。 假定加工對象在自動機(jī)械上單位時間內(nèi)的全部時間都連續(xù)接受加工，而沒有空行程的損失，這時的生產(chǎn)率就稱為自動

18、機(jī)械的工藝生產(chǎn)率。 2.2 2.2 自動機(jī)與自動線的生產(chǎn)率分析自動機(jī)與自動線的生產(chǎn)率分析(1). (1). 間歇作用型自動機(jī)（第間歇作用型自動機(jī)（第類自動機(jī)）的生產(chǎn)率類自動機(jī)）的生產(chǎn)率按自動機(jī)械生產(chǎn)過程的連續(xù)與否，自動機(jī)械可分為間歇作用型間歇作用型和連續(xù)作用型連續(xù)作用型。 間歇作用型自動機(jī)械的特點(diǎn)是，產(chǎn)品在自動機(jī)上的被加工、傳送和處理等工作，是間歇周期地進(jìn)行的。v理論生產(chǎn)率：理論生產(chǎn)率：tpkf11Qttt（件/min）（2.12.1） 自動機(jī)的工作循環(huán)時間（即加工一個產(chǎn)品所需的時間）； 工作循環(huán)內(nèi)的工藝操作時間（簡稱基本工藝時間）； 工作循環(huán)內(nèi)的輔助操作時間（簡稱輔助操作時間）。ptktft

19、v實(shí)際生產(chǎn)率：實(shí)際生產(chǎn)率：pkfn1Qttt（件/min）（2.22.2） 實(shí)際上，自動機(jī)的理論生產(chǎn)率就是自動機(jī)的設(shè)計(jì)生產(chǎn)率，而自動機(jī)的實(shí)際生產(chǎn)率是自動機(jī)在使用過程中顯示出來的生產(chǎn)率。1 . 1 . 自動機(jī)的生產(chǎn)率分析自動機(jī)的生產(chǎn)率分析2.2 2.2 自動機(jī)與自動線的生產(chǎn)率分析自動機(jī)與自動線的生產(chǎn)率分析(2). (2). 連續(xù)作用型自動機(jī)（第連續(xù)作用型自動機(jī)（第類自動機(jī)）的生產(chǎn)率類自動機(jī)）的生產(chǎn)率 連續(xù)作用型自動機(jī)的特點(diǎn)是，產(chǎn)品在自動機(jī)上的被加工、傳送和處理等工作，是連續(xù)不斷進(jìn)行的，輔助操作時間與工藝時間重合，即被工藝時間包容。v理論生產(chǎn)率：理論生產(chǎn)率：tppp111QnNtnN（件/min）

20、（2.32.3） 自動機(jī)械轉(zhuǎn)盤的轉(zhuǎn)速（r/min）N 轉(zhuǎn)盤上產(chǎn)品工位數(shù)pnv 在實(shí)際生產(chǎn)中，轉(zhuǎn)盤轉(zhuǎn)速受到灌裝角（轉(zhuǎn)盤旋轉(zhuǎn)一周過程中實(shí)際灌裝液體所占的角度）大小與灌裝工藝時間的限制，在灌裝角選定的情況下，轉(zhuǎn)盤的轉(zhuǎn)速由式（2.4）確定：kr/min360t（）pn（2.42.4） 式中， 為液體由灌裝閥流滿瓶內(nèi)所需的灌裝工藝時間（min），它與液體的黏度、壓力、灌裝閥的結(jié)構(gòu)等因素有關(guān)。kt2.2 2.2 自動機(jī)與自動線的生產(chǎn)率分析自動機(jī)與自動線的生產(chǎn)率分析v例例2.12.1： 廣東健力寶集團(tuán)引進(jìn)目前我國生產(chǎn)率最高的易拉罐生產(chǎn)線，其灌裝機(jī)的灌裝速度為2000罐/min，轉(zhuǎn)盤工位數(shù)為164頭，灌裝角為

21、280。問該灌裝機(jī)的轉(zhuǎn)速應(yīng)為每分鐘多少轉(zhuǎn)？每灌一罐所需的工藝時間為多少秒？解：由 ，得tpQnNtp2000164QnN12.2 r/min（）又由 ，得pnk360tktp360n 28036012.2=0.06375 min（）= 3.83（s） 該灌裝機(jī)轉(zhuǎn)盤的轉(zhuǎn)速約為12.2r/min，每灌裝一罐的工藝時間約為3.83s。這里要注意灌裝機(jī)的灌裝工藝時間與灌裝機(jī)每生產(chǎn)一罐產(chǎn)品所需時間是不同的。2.2 2.2 自動機(jī)與自動線的生產(chǎn)率分析自動機(jī)與自動線的生產(chǎn)率分析 和間歇作用型自動機(jī)一樣，連續(xù)作用型自動機(jī)也存在循環(huán)外時間損循環(huán)外時間損失失。在計(jì)算實(shí)際生產(chǎn)率時，必須將自動連續(xù)工作了一段時間之后的

22、循環(huán)外的時間損失分?jǐn)偟酱似陂g加工出的每一件產(chǎn)品上。 這樣，連續(xù)作用型自動機(jī)的實(shí)際生產(chǎn)率可表示為：ptQQ（件/min） 為連續(xù)作用型自動機(jī)的停頓（或停機(jī)）系數(shù)（ 1）。2.2 2.2 自動機(jī)與自動線的生產(chǎn)率分析自動機(jī)與自動線的生產(chǎn)率分析2 . 2 . 自動線的生產(chǎn)率分析自動線的生產(chǎn)率分析(1). (1). 自動線的理論生產(chǎn)率自動線的理論生產(chǎn)率txQv 自動線的理論生產(chǎn)率通常以該自動線的中心機(jī)的生產(chǎn)率來選定自動線的理論生產(chǎn)率通常以該自動線的中心機(jī)的生產(chǎn)率來選定自動線的實(shí)際生產(chǎn)率自動線的實(shí)際生產(chǎn)率pxtxQQ（件/min）v 為自動線的停機(jī)參數(shù)， 為自動線的實(shí)際生產(chǎn)率。pxQ(2). (2). 同

23、步（剛性）自動線的實(shí)際生產(chǎn)率同步（剛性）自動線的實(shí)際生產(chǎn)率p qQp qtxkfn1QQttq t（件/min）(3). (3). 同步（剛性）自動線的實(shí)際生產(chǎn)率同步（剛性）自動線的實(shí)際生產(chǎn)率p stxkfn1QQttt（件/min）(4). (4). 同步（剛性）自動線的實(shí)際生產(chǎn)率同步（剛性）自動線的實(shí)際生產(chǎn)率p r qtxnp11QQq tnN （件/min）（2.52.5）（2.62.6）（2.72.7）（2.82.8）2.2 2.2 自動機(jī)與自動線的生產(chǎn)率分析自動機(jī)與自動線的生產(chǎn)率分析v【例【例2.22.2】：】： 某礦泉水灌裝自動線，理論生產(chǎn)率400瓶/min。但該自動線在8h內(nèi)，理

24、送瓶機(jī)停機(jī)6次，每次3min；沖洗灌機(jī)停機(jī)5次，每次2min；套標(biāo)機(jī)停機(jī)5次，每次4min；裝箱機(jī)停機(jī)3次，每次5min。試分別按同步自動線和非同步自動線計(jì)算該自動線的實(shí)際生產(chǎn)率。解解：按同步自動線計(jì)算，其停機(jī)系數(shù)為：=860-(63+52+54+35)/8600.87所以，該同步自動線的實(shí)際生產(chǎn)率 為：p qQp qtxQQ0.87400=348（瓶/min）按非同步自動線計(jì)算，其停機(jī)系數(shù)為：=860-(54)/8600.96所以，該非同步自動線的實(shí)際生產(chǎn)率 為：p sQp stxQQ=0.96400=384瓶/min2.2 2.2 自動機(jī)與自動線的生產(chǎn)率分析自動機(jī)與自動線的生產(chǎn)率分析3 .

25、 3 . 提高自動機(jī)與自動線生產(chǎn)率的途徑提高自動機(jī)與自動線生產(chǎn)率的途徑(1). (1). 減少循環(huán)內(nèi)的空程和輔助操作時間減少循環(huán)內(nèi)的空程和輔助操作時間ft(2). (2). 減少基本工藝時間減少基本工藝時間kt(3). (3). 減少循環(huán)外的時間損失減少循環(huán)外的時間損失nt 提高刀具或模具的尺寸耐用度b) 減少機(jī)械設(shè)備的調(diào)整時間c) 盡量采用能滿足自動操縱和連鎖保護(hù)的電氣設(shè)備控制系統(tǒng)d) 應(yīng)盡量采用方便維修的液壓、氣動系統(tǒng)e) 必須加強(qiáng)對自動機(jī)或自動線中各種設(shè)備計(jì)劃檢修和維護(hù)保養(yǎng)工作2.3 2.3 自動機(jī)與自動線的工藝方案選擇自動機(jī)與自動線的工藝方案選擇在工藝原理圖上應(yīng)體現(xiàn)以下一些內(nèi)容：在工藝

26、原理圖上應(yīng)體現(xiàn)以下一些內(nèi)容： 產(chǎn)品的大概特征與組成。b) 從工件到成品（或半成品）的具體工藝方法、工藝過程。c) 工件的運(yùn)動路線、加工工藝路線。d) 加工的工藝順序和工位數(shù)、工藝操作與輔助操作的順序和數(shù)量。e) 工件在各工位上所要達(dá)到的加工狀態(tài)及要求。f ) 執(zhí)行機(jī)構(gòu)（刀具或工具）與工件的相互位置、對工件的作用方式、 工作原理。下面通過一些實(shí)例來說明工藝原理圖的繪制方法：下面通過一些實(shí)例來說明工藝原理圖的繪制方法：圖圖2.9 2.9 鏈條裝配工藝原理鏈條裝配工藝原理圖圖2.3 2.3 自動機(jī)與自動線的工藝方案選擇自動機(jī)與自動線的工藝方案選擇圖圖2.10 2.10 化妝品自動灌裝工藝原理圖化妝品

27、自動灌裝工藝原理圖2.3 2.3 自動機(jī)與自動線的工藝方案選擇自動機(jī)與自動線的工藝方案選擇圖圖2.11 2.11 壓縮餅干包裝工藝原理圖壓縮餅干包裝工藝原理圖1橡皮紙卷筒 2切紙刀 3折邊器 4送料機(jī)構(gòu)圖圖2.12 2.12 糖果包裝機(jī)的工藝流程與操作原理圖糖果包裝機(jī)的工藝流程與操作原理圖2.3 2.3 自動機(jī)與自動線的工藝方案選擇自動機(jī)與自動線的工藝方案選擇圖圖2.13 2.13 裝箱自動線的工藝原理圖裝箱自動線的工藝原理圖2.4 2.4 自動機(jī)的循環(huán)圖自動機(jī)的循環(huán)圖1 . 1 . 概述概述v循環(huán)圖循環(huán)圖: :在工程上，用來表達(dá)自動機(jī)各執(zhí)行機(jī)構(gòu)的運(yùn)動循環(huán)在自動機(jī)工作循在工程上，用來表達(dá)自動機(jī)

28、各執(zhí)行機(jī)構(gòu)的運(yùn)動循環(huán)在自動機(jī)工作循環(huán)內(nèi)相互關(guān)系的示意圖，稱為自動機(jī)的循環(huán)圖。環(huán)內(nèi)相互關(guān)系的示意圖，稱為自動機(jī)的循環(huán)圖。v自動機(jī)的工作循環(huán)自動機(jī)的工作循環(huán): :通常把生產(chǎn)兩個相鄰產(chǎn)品之間的時間間隔，即生產(chǎn)一個產(chǎn)品所需的通常把生產(chǎn)兩個相鄰產(chǎn)品之間的時間間隔，即生產(chǎn)一個產(chǎn)品所需的時間，稱為自動機(jī)的工作循環(huán)。工作循環(huán)時間用時間，稱為自動機(jī)的工作循環(huán)。工作循環(huán)時間用tptp表示表示。v執(zhí)行機(jī)構(gòu)的運(yùn)動循環(huán)執(zhí)行機(jī)構(gòu)的運(yùn)動循環(huán): :執(zhí)行機(jī)構(gòu)的運(yùn)動周期或執(zhí)行機(jī)構(gòu)在起始位置之間運(yùn)行的時間稱為執(zhí)執(zhí)行機(jī)構(gòu)的運(yùn)動周期或執(zhí)行機(jī)構(gòu)在起始位置之間運(yùn)行的時間稱為執(zhí)行機(jī)構(gòu)的運(yùn)動循環(huán)，常用行機(jī)構(gòu)的運(yùn)動循環(huán)，常用tktk表示表示。l

29、擺桿 2推書板 3工作臺4凸輪 5拉簧2.4 2.4 自動機(jī)的循環(huán)圖自動機(jī)的循環(huán)圖圖圖2.14 2.14 切書機(jī)推書機(jī)構(gòu)圖切書機(jī)推書機(jī)構(gòu)圖l擺桿 2推書板 3工臺4凸輪 5拉簧其運(yùn)動循環(huán)時間其運(yùn)動循環(huán)時間 表示為表示為：ktkp0pd0dttttt（minmin或或s s） （2.102.10）式中， 執(zhí)行機(jī)構(gòu)空程行進(jìn)運(yùn)動時間； 執(zhí)行機(jī)構(gòu)工作行進(jìn)或工作停留時間； 執(zhí)行機(jī)構(gòu)空程返回運(yùn)動時間； 執(zhí)行機(jī)構(gòu)返回后的等待停留時間。pt0ptdt0dt間歇作用型自動機(jī)的理論生產(chǎn)率間歇作用型自動機(jī)的理論生產(chǎn)率 等于自動機(jī)工等于自動機(jī)工作循環(huán)的作循環(huán)的tptp倒數(shù)。由于倒數(shù)。由于tptp等于等于tktk，故有

30、，故有：tQtpkp0pd0d111Qtttttt（2.112.11）由式（由式（2.112.11）可知，為了提高自動機(jī)的理論）可知，為了提高自動機(jī)的理論生產(chǎn)率，必須減少執(zhí)行機(jī)構(gòu)的循環(huán)時間生產(chǎn)率，必須減少執(zhí)行機(jī)構(gòu)的循環(huán)時間tktk，也就，也就是減少是減少 、 、 或或 的時間。其中的時間。其中 和和 與工藝與工藝過程的工藝參數(shù)有關(guān)，過程的工藝參數(shù)有關(guān)， 與執(zhí)行機(jī)構(gòu)的運(yùn)動規(guī)律與執(zhí)行機(jī)構(gòu)的運(yùn)動規(guī)律有關(guān)，而有關(guān)，而 則與自動機(jī)的整體循環(huán)圖設(shè)計(jì)有關(guān)。則與自動機(jī)的整體循環(huán)圖設(shè)計(jì)有關(guān)。pt0ptdt0dtpt0dtdt0dt2.4 2.4 自動機(jī)的循環(huán)圖自動機(jī)的循環(huán)圖2 . 2 . 自動機(jī)的循環(huán)圖自動機(jī)的

31、循環(huán)圖（1 1）執(zhí)行機(jī)構(gòu)的運(yùn)動循環(huán)圖）執(zhí)行機(jī)構(gòu)的運(yùn)動循環(huán)圖表示執(zhí)行機(jī)構(gòu)運(yùn)動循環(huán)的圖形稱為執(zhí)行機(jī)構(gòu)的運(yùn)動循環(huán)圖。表示執(zhí)行機(jī)構(gòu)運(yùn)動循環(huán)的圖形稱為執(zhí)行機(jī)構(gòu)的運(yùn)動循環(huán)圖。圖圖2.15 2.15 自動沖壓機(jī)自動沖壓機(jī)l凸輪 2沖頭 3工件4下沖模 5壓簧在圖2.15所示的自動沖壓機(jī)中，沖頭2的上下運(yùn)動是通過凸輪機(jī)構(gòu)通過凸輪機(jī)構(gòu)1 1實(shí)現(xiàn)的。沖頭2的運(yùn)動循環(huán)由以下4個部分組成：沖頭在初始位置的等待停留時間沖頭在初始位置的等待停留時間 ，沖沖頭空程前進(jìn)運(yùn)動頭空程前進(jìn)運(yùn)動和工作行程時間工作行程時間 和 ，沖頭空程返回時間沖頭空程返回時間 ，故沖頭的運(yùn)動循環(huán)tk可以用式（2.10）表示，也可以用圖形表示。0dt

32、pt0ptdt2.4 2.4 自動機(jī)的循環(huán)圖自動機(jī)的循環(huán)圖用圖形表示運(yùn)動循環(huán)用圖形表示運(yùn)動循環(huán)tktk有以下有以下3 3種形式種形式：圖圖2.16 2.16 運(yùn)動循環(huán)圈的表示方法運(yùn)動循環(huán)圈的表示方法（a a）直線式循環(huán)圖）直線式循環(huán)圖（b b）圓環(huán)式循環(huán)圖）圓環(huán)式循環(huán)圖（c c）直角坐標(biāo)式循環(huán)圖）直角坐標(biāo)式循環(huán)圖2.4 2.4 自動機(jī)的循環(huán)圖自動機(jī)的循環(huán)圖（2 2） 自動機(jī)的工作循環(huán)圖自動機(jī)的工作循環(huán)圖 自動機(jī)的工作循環(huán)圖是將自動機(jī)各執(zhí)行機(jī)構(gòu)的運(yùn)動循環(huán)圖按同一時間（或分配軸轉(zhuǎn)角）的刻度，按比例繪在一起的總圖。繪圖時，它總是以某一主要執(zhí)行機(jī)構(gòu)的工作起點(diǎn)為基準(zhǔn)，表示出各執(zhí)行機(jī)構(gòu)的運(yùn)動循環(huán)相對于該主

33、要執(zhí)行機(jī)構(gòu)動作的先后次序。 自動機(jī)的工作循環(huán)圖和執(zhí)行機(jī)構(gòu)的運(yùn)動循環(huán)圖一樣，也有直線式直線式、圓環(huán)式圓環(huán)式、直角坐標(biāo)式直角坐標(biāo)式3種表示形式。圖圖2.17 2.17 陶瓷滾壓成型機(jī)動作原理圖陶瓷滾壓成型機(jī)動作原理圖2.4 2.4 自動機(jī)的循環(huán)圖自動機(jī)的循環(huán)圖圖圖2.18 2.18 陶瓷滾壓成型機(jī)工作循環(huán)圖陶瓷滾壓成型機(jī)工作循環(huán)圖2.5 2.5 自動機(jī)循環(huán)圖的設(shè)計(jì)與計(jì)算自動機(jī)循環(huán)圖的設(shè)計(jì)與計(jì)算1. 1. 執(zhí)行機(jī)構(gòu)運(yùn)動循環(huán)圖的設(shè)計(jì)與計(jì)算執(zhí)行機(jī)構(gòu)運(yùn)動循環(huán)圖的設(shè)計(jì)與計(jì)算設(shè)計(jì)步驟如下設(shè)計(jì)步驟如下： 1）確定執(zhí)行機(jī)構(gòu)的運(yùn)動循環(huán)（時間）； 2）確定運(yùn)動循環(huán)的組成區(qū)段； 3）確定運(yùn)動循環(huán)內(nèi)各區(qū)段的時間（或分配軸

34、轉(zhuǎn)角）； 4）繪制執(zhí)行機(jī)構(gòu)的運(yùn)動循環(huán)圖。圖圖2.19 2.19 打印頭機(jī)構(gòu)原理圖打印頭機(jī)構(gòu)原理圖l凸輪 2打印頭 3產(chǎn)品1 1) ). . 確定打印頭的運(yùn)動循環(huán)確定打印頭的運(yùn)動循環(huán)kt 若給定打印機(jī)的生產(chǎn)綱領(lǐng)為4000件/班，停頓系=0.85，則理論生產(chǎn)率為:t4000/0.859.8860Q （件/min）,可取t10/minQ （件）若分配軸每轉(zhuǎn)一轉(zhuǎn)完成一個產(chǎn)品打印，則分配軸轉(zhuǎn)速為： n=10（r/min）分配軸每轉(zhuǎn)一轉(zhuǎn)的時間即為打印頭機(jī)構(gòu)的運(yùn)動循環(huán)時間，也等于打印機(jī)的工作循環(huán)，故 =6（s）k11min10tn（）2.5 2.5 自動機(jī)循環(huán)圖的設(shè)計(jì)與計(jì)算自動機(jī)循環(huán)圖的設(shè)計(jì)與計(jì)算2)2).

35、 . 確定運(yùn)動循環(huán)的組成區(qū)段確定運(yùn)動循環(huán)的組成區(qū)段 打印頭向下的打印運(yùn)動； 打印頭打印時的停留； 打印頭向上返回運(yùn)動； 打印頭返回后在初始位置上的停留。0dtpt0ptdt 按式（2.10），打印頭的運(yùn)動循環(huán)表示為:kp0pd0dttttt若用角度來表示打印頭的運(yùn)動循環(huán)，則可表示為 （2.12）2.5 2.5 自動機(jī)循環(huán)圖的設(shè)計(jì)與計(jì)算自動機(jī)循環(huán)圖的設(shè)計(jì)與計(jì)算3)3). . 確定運(yùn)動循環(huán)內(nèi)各區(qū)段的時間（或分配軸轉(zhuǎn)角）確定運(yùn)動循環(huán)內(nèi)各區(qū)段的時間（或分配軸轉(zhuǎn)角）根據(jù)工藝要求，打印頭應(yīng)在產(chǎn)品上的停留時間為:0p0.2 st（ ）則相應(yīng)的分配軸轉(zhuǎn)角為:0p0pk0.2360360126tt（2.13）

36、根據(jù)執(zhí)行機(jī)構(gòu)可能實(shí)現(xiàn)前運(yùn)動規(guī)律，初步確定 ， ， 則，相應(yīng)的分配軸轉(zhuǎn)角分別為:p1.5std1.3st 0d3stpd0dpk1.5360360906tt=dk1.3360360786ttdk1.3360360786tt2.5 2.5 自動機(jī)循環(huán)圖的設(shè)計(jì)與計(jì)算自動機(jī)循環(huán)圖的設(shè)計(jì)與計(jì)算4)4). . 繪制執(zhí)行機(jī)構(gòu)的運(yùn)動循環(huán)圖繪制執(zhí)行機(jī)構(gòu)的運(yùn)動循環(huán)圖: :圖圖2.20 2.20 打印頭機(jī)構(gòu)運(yùn)動循環(huán)圖打印頭機(jī)構(gòu)運(yùn)動循環(huán)圖 將以上計(jì)算結(jié)果繪成直角坐標(biāo)式循環(huán)圖，如圖2.20所示。有了運(yùn)動循環(huán)圖，就可以進(jìn)行凸輪輪廓設(shè)計(jì)。2.5 2.5 自動機(jī)循環(huán)圖的設(shè)計(jì)與計(jì)算自動機(jī)循環(huán)圖的設(shè)計(jì)與計(jì)算1) 1) 執(zhí)行機(jī)構(gòu)運(yùn)

37、動循環(huán)的時間同步化執(zhí)行機(jī)構(gòu)運(yùn)動循環(huán)的時間同步化 兩個執(zhí)行機(jī)構(gòu)運(yùn)動循環(huán)的時間同步化圖圖2.21 2.21 打印機(jī)的工作原理圖打印機(jī)的工作原理圖l推送機(jī)構(gòu) 2打印頭 3產(chǎn)品假定機(jī)構(gòu)1和機(jī)構(gòu)2的運(yùn)動規(guī)律已按工藝要求基本確定如圖2.22（a)、(b）所示。兩個機(jī)構(gòu)的運(yùn)動循環(huán)分別為 和 ，一般來說 = 。k1tk2tk1tk2tb)假按簡單辦法來確定這兩個機(jī)構(gòu)的運(yùn)動順序是：機(jī)構(gòu)1動作完成之后，機(jī)構(gòu)2才開始運(yùn)動；而在機(jī)構(gòu)2的運(yùn)動完成之后，機(jī)構(gòu)1才開始運(yùn)動，這樣兩機(jī)構(gòu)的運(yùn)動在時間上是不重合的。這時，打印機(jī)的循環(huán)圖將如圖2.22（c）所示。其總的工作循環(huán)將為最長的工作循環(huán)，即1. 1. 自動機(jī)循環(huán)圖的設(shè)計(jì)與計(jì)

38、算自動機(jī)循環(huán)圖的設(shè)計(jì)與計(jì)算2.5 2.5 自動機(jī)循環(huán)圖的設(shè)計(jì)與計(jì)算自動機(jī)循環(huán)圖的設(shè)計(jì)與計(jì)算c)打印機(jī)總的工作循環(huán)為最短的工作循環(huán)，如圖2.22（d）所示。 得到具有最短工作循環(huán)的循環(huán)圖，并且有pmink1k2ttt（2.15）實(shí)際上，如果按A1和A2重合的極限情況來設(shè)計(jì)循環(huán)圖是不可靠的，因?yàn)椋?）機(jī)構(gòu)運(yùn)動規(guī)律的誤差；2）機(jī)構(gòu)運(yùn)動副存在間隙；3）機(jī)構(gòu)元件的變形；4）機(jī)構(gòu)的調(diào)整、安裝存在誤差；5）運(yùn)動沖擊等產(chǎn)生的運(yùn)動誤差。d)必須使機(jī)構(gòu)2的A2點(diǎn)在時間上比機(jī)構(gòu)1的A1滯后時間 ，才能保證兩機(jī)構(gòu)正?？煽窟\(yùn)行。時間滯后量 的大小應(yīng)根據(jù)實(shí)際情況綜合確定?？紤]時間滯后量的循環(huán)圖如圖2.22（e）所示。tt

39、2.5 2.5 自動機(jī)循環(huán)圖的設(shè)計(jì)與計(jì)算自動機(jī)循環(huán)圖的設(shè)計(jì)與計(jì)算圖圖2.22 2.22 運(yùn)動循環(huán)的時間同步化過程運(yùn)動循環(huán)的時間同步化過程2.5 2.5 自動機(jī)循環(huán)圖的設(shè)計(jì)與計(jì)算自動機(jī)循環(huán)圖的設(shè)計(jì)與計(jì)算圖圖2.232.23是經(jīng)過時間同步化以后具有合理工作循環(huán)的循環(huán)圖。是經(jīng)過時間同步化以后具有合理工作循環(huán)的循環(huán)圖。圖圖2.23 2.23 同步化后的工作循環(huán)圖同步化后的工作循環(huán)圖2.5 2.5 自動機(jī)循環(huán)圖的設(shè)計(jì)與計(jì)算自動機(jī)循環(huán)圖的設(shè)計(jì)與計(jì)算1) 1) 執(zhí)行機(jī)構(gòu)運(yùn)動循環(huán)的時間同步化執(zhí)行機(jī)構(gòu)運(yùn)動循環(huán)的時間同步化繪制工藝原理圖，分析工藝操作順序。繪制工藝原理圖，分析工藝操作順序。第第1 1步步，送電阻坯

40、料，送料機(jī)構(gòu)3從料倉中取出坯料1并送至壓帽工位。第第2 2步步，坯料夾緊定位，夾緊機(jī)構(gòu)4把電阻坯料1夾緊定位，送料機(jī)構(gòu)3退回原位。第第3 3步步，送帽/壓帽，壓帽機(jī)構(gòu)5和6將電阻帽2快速送到加工位置，然后慢速壓到電阻坯料上；操作完畢后，壓帽機(jī)構(gòu)復(fù)位，夾緊機(jī)構(gòu)4退回，加工好的產(chǎn)品自由落入受料箱內(nèi)。2.5 2.5 自動機(jī)循環(huán)圖的設(shè)計(jì)與計(jì)算自動機(jī)循環(huán)圖的設(shè)計(jì)與計(jì)算繪制工藝原理圖，分析工藝操作順序。繪制工藝原理圖，分析工藝操作順序。 第第1 1步，確定各執(zhí)行機(jī)構(gòu)的運(yùn)動循環(huán)步，確定各執(zhí)行機(jī)構(gòu)的運(yùn)動循環(huán)tktk。若給定電阻壓帽自動機(jī)的生產(chǎn)綱領(lǐng)為12240件/班及停頓系數(shù)，則理論生產(chǎn)率為：t12240/0.

41、851440030 /min60 860 8Q (件) 凸輪分配軸每轉(zhuǎn)一轉(zhuǎn)加工一個產(chǎn)品，則分配軸轉(zhuǎn)速：30 r/minn () 分配軸每轉(zhuǎn)一轉(zhuǎn)的時間就是電阻壓帽自動機(jī)的工作循環(huán)tp，也等于各個執(zhí)行機(jī)構(gòu)的運(yùn)動循環(huán)tk，所以，pk11min2 s30ttn（）( ) 第第2 2步，確定各機(jī)構(gòu)運(yùn)動循環(huán)的組成區(qū)段。步，確定各機(jī)構(gòu)運(yùn)動循環(huán)的組成區(qū)段。l 送料機(jī)構(gòu)送料機(jī)構(gòu)3 3的運(yùn)動循環(huán)的運(yùn)動循環(huán)tk3tk3為為： 相應(yīng)的分配軸轉(zhuǎn)角為相應(yīng)的分配軸轉(zhuǎn)角為：k3p 30p3d30d33602.5 2.5 自動機(jī)循環(huán)圖的設(shè)計(jì)與計(jì)算自動機(jī)循環(huán)圖的設(shè)計(jì)與計(jì)算l 送料機(jī)構(gòu)送料機(jī)構(gòu)3 3運(yùn)動循環(huán)的組成區(qū)段：運(yùn)動循環(huán)的組

42、成區(qū)段：送料機(jī)構(gòu)送料機(jī)構(gòu)3 3的運(yùn)動循環(huán)的運(yùn)動循環(huán)tk3tk3為為：相應(yīng)的分配軸轉(zhuǎn)角為相應(yīng)的分配軸轉(zhuǎn)角為：k3p 30p3d30d3360l 夾緊機(jī)構(gòu)夾緊機(jī)構(gòu)4 4運(yùn)動循環(huán)的組成區(qū)段：運(yùn)動循環(huán)的組成區(qū)段：夾緊機(jī)構(gòu)夾緊機(jī)構(gòu)4 4的運(yùn)動循環(huán)的運(yùn)動循環(huán)tk4tk4為為：相應(yīng)的分配軸轉(zhuǎn)角為相應(yīng)的分配軸轉(zhuǎn)角為：k4p 40p4d40d4360l 壓帽機(jī)構(gòu)壓帽機(jī)構(gòu)5 5或或6 6運(yùn)動循環(huán)的組成區(qū)段：運(yùn)動循環(huán)的組成區(qū)段：壓帽機(jī)構(gòu)壓帽機(jī)構(gòu)5 5的運(yùn)動循環(huán)的運(yùn)動循環(huán)tk5tk5為為：相應(yīng)的分配軸轉(zhuǎn)角為相應(yīng)的分配軸轉(zhuǎn)角為：k5p 50p5d50d5360 第第3 3步，確定各機(jī)構(gòu)運(yùn)動循環(huán)內(nèi)各區(qū)段的時間及分配軸轉(zhuǎn)角

43、。步，確定各機(jī)構(gòu)運(yùn)動循環(huán)內(nèi)各區(qū)段的時間及分配軸轉(zhuǎn)角。l 送料機(jī)構(gòu)送料機(jī)構(gòu)3 3運(yùn)動循環(huán)各區(qū)段的時間及分配軸轉(zhuǎn)角運(yùn)動循環(huán)各區(qū)段的時間及分配軸轉(zhuǎn)角。相應(yīng)的分配軸轉(zhuǎn)角為相應(yīng)的分配軸轉(zhuǎn)角為：0p30p3k1360360603 2tt2.5 2.5 自動機(jī)循環(huán)圖的設(shè)計(jì)與計(jì)算自動機(jī)循環(huán)圖的設(shè)計(jì)與計(jì)算根據(jù)運(yùn)動規(guī)律初定根據(jù)運(yùn)動規(guī)律初定：p 312ts（ ）d31s2t （ ）0d32s3t （ ）則相應(yīng)分配軸的轉(zhuǎn)角為相應(yīng)分配軸的轉(zhuǎn)角為：p3p 3td3d3t0d30d323603601203 2kttl 夾緊機(jī)構(gòu)夾緊機(jī)構(gòu)4 4運(yùn)動循環(huán)內(nèi)各區(qū)段的時間及分配軸轉(zhuǎn)

44、角。運(yùn)動循環(huán)內(nèi)各區(qū)段的時間及分配軸轉(zhuǎn)角。0p411s12t（ ）相應(yīng)分配軸的轉(zhuǎn)角為相應(yīng)分配軸的轉(zhuǎn)角為：0p40p4k11360360165122tt2.5 2.5 自動機(jī)循環(huán)圖的設(shè)計(jì)與計(jì)算自動機(jī)循環(huán)圖的設(shè)計(jì)與計(jì)算根據(jù)運(yùn)動規(guī)律初定根據(jù)運(yùn)動規(guī)律初定：p 45s12t（ ）d45s12t（ ）則0d41s4t （ ）相應(yīng)分配軸的轉(zhuǎn)角為相應(yīng)分配軸的轉(zhuǎn)角為：p4p 4k536036075122ttd4d4k536036075122tt0d40d4tl 壓帽機(jī)構(gòu)壓帽機(jī)構(gòu)5 5運(yùn)動循環(huán)內(nèi)各區(qū)段的時間及分配軸轉(zhuǎn)角。運(yùn)動循環(huán)內(nèi)各區(qū)段的時間及分配軸轉(zhuǎn)角。0p523s36t（ ）根據(jù)運(yùn)動規(guī)

45、律初定根據(jù)運(yùn)動規(guī)律初定：p 55s12t（ ）d51s2t （ ）則0d54s9t （ ）相應(yīng)分配軸的轉(zhuǎn)角為相應(yīng)分配軸的轉(zhuǎn)角為：p5p 5k536036075122ttd5d5t0d50d5k43603608092tt 第第4 4步，繪制各機(jī)構(gòu)的運(yùn)動循環(huán)圖。步，繪制各機(jī)構(gòu)的運(yùn)動循環(huán)圖。2.5 2.5 自動機(jī)循環(huán)圖的設(shè)計(jì)與計(jì)算自動機(jī)循環(huán)圖的設(shè)計(jì)與計(jì)算2.5 2.5 自動機(jī)循環(huán)圖的設(shè)計(jì)與計(jì)算自動機(jī)循環(huán)圖的設(shè)計(jì)與計(jì)算各執(zhí)行機(jī)構(gòu)運(yùn)動循環(huán)的時間同步化設(shè)計(jì)。各執(zhí)行機(jī)構(gòu)運(yùn)動循環(huán)的時間同步化設(shè)計(jì)。最短工作循環(huán)的循環(huán)圖如圖最短工作循環(huán)的循環(huán)圖如圖2.262.26所示所示pminp 40

46、p4d4p 3p 451151512121221251s 6tttttt（）（ ）圖圖2.26 2.26 最短工作循環(huán)圖最短工作循環(huán)圖由圖由圖2.262.26可知：可知： 第第1 1步，確定電阻壓帽自動機(jī)最短的工作循環(huán)步，確定電阻壓帽自動機(jī)最短的工作循環(huán)tpmintpmin。2.5 2.5 自動機(jī)循環(huán)圖的設(shè)計(jì)與計(jì)算自動機(jī)循環(huán)圖的設(shè)計(jì)與計(jì)算 由于前面介紹過的各種實(shí)際誤差因素存在，考慮運(yùn)動滯后量的同由于前面介紹過的各種實(shí)際誤差因素存在，考慮運(yùn)動滯后量的同步化運(yùn)動循環(huán)圖如圖步化運(yùn)動循環(huán)圖如圖2.272.27所示。所示。圖圖2.27 2.27 考慮運(yùn)動滯后量的同步化循環(huán)圖考慮運(yùn)動滯后量的同步化循環(huán)圖2

47、.5 2.5 自動機(jī)循環(huán)圖的設(shè)計(jì)與計(jì)算自動機(jī)循環(huán)圖的設(shè)計(jì)與計(jì)算 第第2 2步，計(jì)算同步化后電阻壓帽自動機(jī)的工作循環(huán)步，計(jì)算同步化后電阻壓帽自動機(jī)的工作循環(huán)tptp。 由圖由圖2.262.26及圖及圖2.272.27可知可知ppmin3ttt 若取若取 ， ，相應(yīng)的分配軸轉(zhuǎn)角的滯后量為，相應(yīng)的分配軸轉(zhuǎn)角的滯后量為：31s6t （ ）41s12t（ ）ooo33tooo44p136036015122tt 電阻壓帽自動機(jī)同步化的工作循環(huán)時間為電阻壓帽自動機(jī)同步化的工作循環(huán)時間為：ppmin35112 s66ttt （ ） 此值正好與理論生產(chǎn)率此值正好與理論生產(chǎn)率QtQt對應(yīng)

48、的工作循環(huán)時間一致。對應(yīng)的工作循環(huán)時間一致。2.5 2.5 自動機(jī)循環(huán)圖的設(shè)計(jì)與計(jì)算自動機(jī)循環(huán)圖的設(shè)計(jì)與計(jì)算 繪制電阻壓帽自動機(jī)的工作循環(huán)圖各執(zhí)行機(jī)構(gòu)運(yùn)動循環(huán)時間同步繪制電阻壓帽自動機(jī)的工作循環(huán)圖各執(zhí)行機(jī)構(gòu)運(yùn)動循環(huán)時間同步化后，就可繪制自動機(jī)的工作循環(huán)圖（圖化后，就可繪制自動機(jī)的工作循環(huán)圖（圖2.282.28）。利用此工作循環(huán)圖）。利用此工作循環(huán)圖就可以設(shè)計(jì)凸輪分配軸上的各凸輪輪廓曲線。就可以設(shè)計(jì)凸輪分配軸上的各凸輪輪廓曲線。圖圖2.28 2.28 電阻壓帽自動機(jī)工作循環(huán)圖電阻壓帽自動機(jī)工作循環(huán)圖2.5 2.5 自動機(jī)循環(huán)圖的設(shè)計(jì)與計(jì)算自動機(jī)循環(huán)圖的設(shè)計(jì)與計(jì)算圖圖2.29 2.29 截短后的工

49、作循環(huán)圖截短后的工作循環(huán)圖 截去截去4545后的工作循環(huán)時間變成：后的工作循環(huán)時間變成：opppop31521.75s360tt （ ） 相應(yīng)的分配軸轉(zhuǎn)速和理論生產(chǎn)率為相應(yīng)的分配軸轉(zhuǎn)速和理論生產(chǎn)率為：pp134.3r/minnt （）t34.3/minQ （件）2.5 2.5 自動機(jī)循環(huán)圖的設(shè)計(jì)與計(jì)算自動機(jī)循環(huán)圖的設(shè)計(jì)與計(jì)算 修正后各機(jī)構(gòu)運(yùn)動循環(huán)各區(qū)段對應(yīng)點(diǎn)的凸輪分配軸轉(zhuǎn)角為修正后各機(jī)構(gòu)運(yùn)動循環(huán)各區(qū)段對應(yīng)點(diǎn)的凸輪分配軸轉(zhuǎn)角為 ，即即：xpxxptt ， 為修正前各機(jī)構(gòu)運(yùn)動循環(huán)區(qū)段對應(yīng)點(diǎn)的凸輪分為修正前各機(jī)構(gòu)運(yùn)動循環(huán)區(qū)段對應(yīng)點(diǎn)的凸輪分x 配軸轉(zhuǎn)角。配軸轉(zhuǎn)角。 以送料機(jī)構(gòu)為例，圖以送料機(jī)構(gòu)為例，圖

50、2.262.26中中A3A3（9090）、）、B3B3（150150）和和C3C3（240240），按上述計(jì)算有），按上述計(jì)算有：33pAAp2901031.75tt 33pBBp21501711.75tt 33pCCp22402741.75tt 2.5 2.5 自動機(jī)循環(huán)圖的設(shè)計(jì)與計(jì)算自動機(jī)循環(huán)圖的設(shè)計(jì)與計(jì)算 把另外兩個執(zhí)行機(jī)構(gòu)的對應(yīng)點(diǎn)角度也按此法計(jì)算出來后，就可畫把另外兩個執(zhí)行機(jī)構(gòu)的對應(yīng)點(diǎn)角度也按此法計(jì)算出來后，就可畫出最終修正后的電阻壓帽自動機(jī)工作循環(huán)圖（圖出最終修正后的電阻壓帽自動機(jī)工作循環(huán)圖（圖2.302.30）。）。圖圖2.30 2.30 修正后電阻壓帽自動機(jī)的工作循環(huán)圖修正后電阻

51、壓帽自動機(jī)的工作循環(huán)圖2.5 2.5 自動機(jī)循環(huán)圖的設(shè)計(jì)與計(jì)算自動機(jī)循環(huán)圖的設(shè)計(jì)與計(jì)算2. 2. 執(zhí)行機(jī)構(gòu)運(yùn)動循環(huán)的空間同步化執(zhí)行機(jī)構(gòu)運(yùn)動循環(huán)的空間同步化 執(zhí)行機(jī)構(gòu)之間的運(yùn)動既具有時間上的順序關(guān)系，又具有空間上的執(zhí)行機(jī)構(gòu)之間的運(yùn)動既具有時間上的順序關(guān)系，又具有空間上的干涉關(guān)系，建立這些機(jī)構(gòu)運(yùn)動循環(huán)之間的正確聯(lián)系的問題稱為運(yùn)動循干涉關(guān)系，建立這些機(jī)構(gòu)運(yùn)動循環(huán)之間的正確聯(lián)系的問題稱為運(yùn)動循環(huán)的空間同步化問題。環(huán)的空間同步化問題。 如圖2.31所示的餅干包裝機(jī)的兩個折側(cè)邊的執(zhí)行機(jī)構(gòu)，不不僅有時間上的順序關(guān)僅有時間上的順序關(guān)系，而且還有空間上系，而且還有空間上的相互干涉關(guān)系的相互干涉關(guān)系。 對這兩個執(zhí)

52、行必須進(jìn)行空間同步化設(shè)計(jì)。圖圖2.31 2.31 餅干包裝機(jī)折邊機(jī)構(gòu)工藝原理圖餅干包裝機(jī)折邊機(jī)構(gòu)工藝原理圖2.5 2.5 自動機(jī)循環(huán)圖的設(shè)計(jì)與計(jì)算自動機(jī)循環(huán)圖的設(shè)計(jì)與計(jì)算空間同步化設(shè)計(jì)步驟如下：空間同步化設(shè)計(jì)步驟如下： 各執(zhí)行機(jī)構(gòu)運(yùn)動循環(huán)圖設(shè)計(jì)；各執(zhí)行機(jī)構(gòu)運(yùn)動循環(huán)圖設(shè)計(jì)；繪制各執(zhí)行機(jī)構(gòu)執(zhí)行件的實(shí)際位移圖；繪制各執(zhí)行機(jī)構(gòu)執(zhí)行件的實(shí)際位移圖；繪制各執(zhí)行機(jī)構(gòu)的工藝簡圖（應(yīng)按實(shí)際尺寸畫），確定干涉點(diǎn)繪制各執(zhí)行機(jī)構(gòu)的工藝簡圖（應(yīng)按實(shí)際尺寸畫），確定干涉點(diǎn)MM的相對位置，的相對位置，并利用執(zhí)行件中的位移圖和機(jī)構(gòu)的工藝簡圖，確定并利用執(zhí)行件中的位移圖和機(jī)構(gòu)的工藝簡圖，確定MM點(diǎn)在位移圖上的坐標(biāo)位置；點(diǎn)在位移

53、圖上的坐標(biāo)位置；進(jìn)行執(zhí)行機(jī)構(gòu)運(yùn)動循環(huán)空間同步化設(shè)計(jì)，即確定各執(zhí)行機(jī)構(gòu)運(yùn)動錯移量；進(jìn)行執(zhí)行機(jī)構(gòu)運(yùn)動循環(huán)空間同步化設(shè)計(jì)，即確定各執(zhí)行機(jī)構(gòu)運(yùn)動錯移量；繪制自動機(jī)的空間同步化循環(huán)圖。繪制自動機(jī)的空間同步化循環(huán)圖。下面簡單介紹餅干包裝機(jī)折邊機(jī)構(gòu)空間同步化設(shè)計(jì)的過程下面簡單介紹餅干包裝機(jī)折邊機(jī)構(gòu)空間同步化設(shè)計(jì)的過程 （1 1）各執(zhí)行機(jī)構(gòu)運(yùn)動循環(huán)圖設(shè)計(jì)，可畫出折邊器1和4的運(yùn)動循環(huán)圖分別如圖2.32和圖2.33。 （2 2）繪制左、右折邊器1、4的位移曲線，如圖2.34和圖2.35所示。 （3 3）繪制執(zhí)行機(jī)構(gòu)的工藝簡圖，確定干涉點(diǎn)M的相對位置。 （4 4）執(zhí)行機(jī)構(gòu)運(yùn)動同步化設(shè)計(jì)，如圖2.36的實(shí)線所示。

54、（5 5）繪制自動機(jī)（兩折邊機(jī)構(gòu)）的同步化運(yùn)動循環(huán)圖，如圖2.37所示。2.5 2.5 自動機(jī)循環(huán)圖的設(shè)計(jì)與計(jì)算自動機(jī)循環(huán)圖的設(shè)計(jì)與計(jì)算圖圖2.32 2.32 折邊器折邊器1 1運(yùn)動循環(huán)圖運(yùn)動循環(huán)圖圖圖2.33 2.33 折邊器折邊器4 4運(yùn)動循環(huán)圖運(yùn)動循環(huán)圖圖圖2.34 2.34 折邊器折邊器1 1的位移圖的位移圖圖圖2.35 2.35 折邊器折邊器4 4的位移圖的位移圖2.5 2.5 自動機(jī)循環(huán)圖的設(shè)計(jì)與計(jì)算自動機(jī)循環(huán)圖的設(shè)計(jì)與計(jì)算圖圖2.36 2.36 兩折邊機(jī)構(gòu)空間同步化運(yùn)動循環(huán)圖兩折邊機(jī)構(gòu)空間同步化運(yùn)動循環(huán)圖圖圖2.37 2.37 餅干包裝折邊機(jī)構(gòu)空間同步化循環(huán)圖餅干包裝折邊機(jī)構(gòu)空間

55、同步化循環(huán)圖2.5 2.5 自動機(jī)循環(huán)圖的設(shè)計(jì)與計(jì)算自動機(jī)循環(huán)圖的設(shè)計(jì)與計(jì)算v【例【例2.32.3】 圖圖2.382.38為自動包裝機(jī)的送料和轉(zhuǎn)位機(jī)構(gòu)，由推桿為自動包裝機(jī)的送料和轉(zhuǎn)位機(jī)構(gòu)，由推桿1 1、推桿、推桿2 2和間歇運(yùn)動和間歇運(yùn)動轉(zhuǎn)盤轉(zhuǎn)盤3 3（轉(zhuǎn)盤軸為水平放置）來完成以下操作：（轉(zhuǎn)盤軸為水平放置）來完成以下操作： 1 1）推桿將工件從初始位置推到位置后，停留0.35s，作為工件左行的導(dǎo)軌面。推桿1行程0.4s，回程0.2s。 2 2）推桿2將工件從位置推到位置后立即返回，行程0.6s，回程0.3s。 3 3）轉(zhuǎn)盤帶工件轉(zhuǎn)過一個分度后停止，每次轉(zhuǎn)位時間為0.3s。已知推桿1、2均選用等

56、速運(yùn)動規(guī)律，各執(zhí)行機(jī)構(gòu)原始位置及機(jī)構(gòu)位移量如圖2.38所示（單位為mm），要求： 繪制繪制3 3個機(jī)構(gòu)的運(yùn)動循環(huán)圖；個機(jī)構(gòu)的運(yùn)動循環(huán)圖； 繪制繪制3 3個機(jī)構(gòu)運(yùn)動循環(huán)的同步圖，并求出最短工作循環(huán)個機(jī)構(gòu)運(yùn)動循環(huán)的同步圖，并求出最短工作循環(huán)tpmintpmin； 令各同步點(diǎn)的錯移量令各同步點(diǎn)的錯移量=0.05s=0.05s，畫出各機(jī)構(gòu)空間同步化運(yùn)動循環(huán)圖及，畫出各機(jī)構(gòu)空間同步化運(yùn)動循環(huán)圖及該該 自動機(jī)的工作循環(huán)圖；自動機(jī)的工作循環(huán)圖； 試計(jì)算此自動機(jī)的理論生產(chǎn)率試計(jì)算此自動機(jī)的理論生產(chǎn)率QtQt。2.5 2.5 自動機(jī)循環(huán)圖的設(shè)計(jì)與計(jì)算自動機(jī)循環(huán)圖的設(shè)計(jì)與計(jì)算圖圖2.38 2.38 自動包裝機(jī)工藝

57、原理圖自動包裝機(jī)工藝原理圖2.5 2.5 自動機(jī)循環(huán)圖的設(shè)計(jì)與計(jì)算自動機(jī)循環(huán)圖的設(shè)計(jì)與計(jì)算 解解： 1 1）根據(jù)已知條件，繪制出）根據(jù)已知條件，繪制出3 3個機(jī)構(gòu)運(yùn)動循環(huán)圖如圖個機(jī)構(gòu)運(yùn)動循環(huán)圖如圖2.392.39所示。各執(zhí)行機(jī)構(gòu)的返回停留所示。各執(zhí)行機(jī)構(gòu)的返回停留時間時間t0dt0d暫不確定。暫不確定。圖圖2.39 32.39 3個執(zhí)行機(jī)構(gòu)的運(yùn)動循環(huán)圖個執(zhí)行機(jī)構(gòu)的運(yùn)動循環(huán)圖2.5 2.5 自動機(jī)循環(huán)圖的設(shè)計(jì)與計(jì)算自動機(jī)循環(huán)圖的設(shè)計(jì)與計(jì)算 2 2）如圖）如圖2.382.38所示，轉(zhuǎn)盤逆時針間歇轉(zhuǎn)動，推桿所示，轉(zhuǎn)盤逆時針間歇轉(zhuǎn)動，推桿1 1上下運(yùn)動，推桿上下運(yùn)動，推桿2 2左右運(yùn)動，左右運(yùn)動，3

58、3個機(jī)構(gòu)之間有以下個機(jī)構(gòu)之間有以下3 3個空間同步點(diǎn)：個空間同步點(diǎn)： 以推桿1起始時刻為該自動機(jī)的運(yùn)動循環(huán)起點(diǎn)，推桿1上升0.4s到位時，推桿2最多只能向左行0.1s，行程為10mm； 推桿2回程10mm時，轉(zhuǎn)盤才能開始轉(zhuǎn)位，這時推桿2處于回程中第0.05s（因回程速度比升程快一倍）； 推桿2回程50mm時，推桿1最多升程20mm，這時推桿2處于回程中第0.25s，推桿1處于升程中第0.2s。 經(jīng)上述分析，可畫出該包裝機(jī)最短工作循環(huán)同步圖（圖經(jīng)上述分析，可畫出該包裝機(jī)最短工作循環(huán)同步圖（圖2.402.40）。）。 由圖可知，最短工作循環(huán)時間為由圖可知，最短工作循環(huán)時間為: :pmin0.40.

59、10.60.250.20.95 st（ ）2.5 2.5 自動機(jī)循環(huán)圖的設(shè)計(jì)與計(jì)算自動機(jī)循環(huán)圖的設(shè)計(jì)與計(jì)算 3 3）當(dāng)考慮各同步點(diǎn)的錯移量當(dāng)考慮各同步點(diǎn)的錯移量s s時，可得工作循環(huán)同步圖（圖時，可得工作循環(huán)同步圖（圖2.412.41）。）。圖圖2.40 2.40 最短工作循環(huán)同步圖最短工作循環(huán)同步圖圖圖2.41 2.41 考慮后的工作循環(huán)同步圖考慮后的工作循環(huán)同步圖 2.5 2.5 自動機(jī)循環(huán)圖的設(shè)計(jì)與計(jì)算自動機(jī)循環(huán)圖的設(shè)計(jì)與計(jì)算 由圖由圖2.412.41可知，工作循環(huán)為可知，工作循環(huán)為: :ppmin20.9520.051.05sttt （ ） 根據(jù)圖根據(jù)圖2.412.41，利用時間和轉(zhuǎn)角

60、之間的關(guān)系，可得到用直角坐標(biāo)形式表，利用時間和轉(zhuǎn)角之間的關(guān)系，可得到用直角坐標(biāo)形式表 示的自動包裝機(jī)的工作循環(huán)圖示的自動包裝機(jī)的工作循環(huán)圖。圖圖2.42 2.42 自動包裝機(jī)工作循環(huán)圖自動包裝機(jī)工作循環(huán)圖4 4）理論生產(chǎn)率：）理論生產(chǎn)率：tp606057/min1.05Qt （件）2.6 2.6 自動機(jī)循環(huán)圖設(shè)計(jì)步驟與實(shí)測方法自動機(jī)循環(huán)圖設(shè)計(jì)步驟與實(shí)測方法 1 1 . . 自動機(jī)循環(huán)圖的設(shè)計(jì)步驟自動機(jī)循環(huán)圖的設(shè)計(jì)步驟 1 1）繪制自動機(jī)的工藝原理圖，并標(biāo)明工藝操作順序。）繪制自動機(jī)的工藝原理圖，并標(biāo)明工藝操作順序。 2 2）根據(jù)給定生產(chǎn)量（生產(chǎn)綱領(lǐng)）及停頓系數(shù)，計(jì)算出自動機(jī)）根據(jù)給定生產(chǎn)量（生