za控制器毕业设计(编辑修改稿)

za控制器毕业设计(编辑修改稿)内容摘要：

结构简单、体积小 平衡吊本身体积小，占地面积很小，也不受厂房结构型式的限制，对于简易的不能安装其他型式吊车的厂房尤为适用。 平衡吊工作时 是由钢管、绳索、皮带轮、电动机等来带动的，这些零件在一般工厂中都能制造。 作业范围大 平衡吊以立柱为中轴，可以回转 360。 如果采用悬挂轨道式的平衡吊，一台平衡吊可供多台机床上下料用；如果采用固定式的平衡吊，一台平衡吊可供一台或两台机床上下料用。 总之，根据需要，可以更换平衡吊的某一零件或是改变其安装方式，就可更有效地为生产服务。 操作方便、工作效率高 对于大批量生产的形状比较复杂的零件，可以在平衡吊上装以专用夹具使用，这就更能减少装卸零件的辅助时间，提高效率。 由 于平衡吊可以变更其升降速度，又可以按操作者的要求在三度空间内自由动作，这不但适应于吊装一般的零件，而且对于产品零部件的组装都很方便。 研究目的及意义 城轨列车侧窗玻璃安装是列车总装之重要环节，由于侧窗玻璃较重，且列车车体较高，车身较长，安装时，需要站在可移动式平台（另行设计）利用客车车窗玻璃安装助力平衡器系统起吊安装。 本设计课题是根据某车辆制造企业实际的生产需要而提出。 所设计客车车窗玻璃安装助力平衡器制造安装方便，使 重物全程无重力化浮动，可以精确定位，占地面积小可置于低矮空间确保宽广的作业范围 ， 重量 感知系统适用于可变负载，控制手柄与夹具集成一体，方便工件定位。 国内外研究概况 新时代科技发展日新月异，由于新材料、新工艺、新设备和以计算机为基础的信息和控制技术的发展和应用，物料搬运系统的改进已经成为国家进一步提高生产率、降低生产成本和改善人机工作环境十分重要的方面。 传统的物料搬运设备（通常是指辅助设备，如关节臂、平衡器、提升器和起重机等）在人机工程学安全性方面虽然具有积极的影响，但它们在有效性、精确性和安全性方面的作用非常有限。 对于大型物件的搬运装配，不仅工人的劳动强度大、效率低、准确性差，且会 对劳动者造成伤害。 第 6 页 共 36 页 助力设备智能化在西方国家已经受到助力厂商的普遍重视，同时，智能辅助设备作为新兴产业，近年来在国际上也取得了飞快的发展。 在西方国家，如意大利、德国、澳大利亚、法国、美国等国家都有生产大型助力设备的厂家，它们主要生产用于装配生产线或者其它涉及物料搬运、传递、打包、码垛等作业的各种助力机械设备。 美国英格索兰 气动平衡吊 物料搬运系统结合我公司设计、制造的各种物料抓取夹具，可完成较大区域内的物料搬运、装配和特殊定位工作。 平衡吊，又称助力机械手、手动移载机，是一种新颖的、用于物料搬运时省力操作的 助力设备，尤其适用于某些具有精确定位和装配动作要求的应用场合。 它巧妙地应用力的平衡原理，令工件在空中形成一种无重力化状态，即：工件的重力被相应的气控系统所平衡，使操作者在对工件的实施搬运操作的过程中，只需很小的操作力。 由于重物在提升或下降时形成浮动状态，对于操作者而言，无需熟练的点动按钮操作，徒手推拉重物，就可以把重物正确地放到空间中的任何位置。 利用 “ 平衡吊 ”主机可以平衡物料重力的特性，再配上相应的抓取机械手和安装基座，我们就拥有了一套完整的 “ 助力机械手 ” 系统。 籍此，我们可以轻松地自某处抓起任何工件，实施相 应的工艺动作之后，再按相应要求放置于另一处，实现省力操作。 由于具有无重力化、精确直观、操作便捷、安全高效等特点， “ 平衡吊 ” 广泛应用于现代工业中的物料移载、高频率搬运、精确定位、部件装配等场合。 从接受原材料和物料开始，一直到加工、生产、保管及配送等物料流动过程中的每一个环节，平衡吊手动移载系统所发挥的作用是令人瞩目的。 正确使用相应的物料移载方法和手段，对于各行业中，重物的移载、搬运现场的操作人员的健康、安全，进而其作业的合理性、劳动力的节省、生产效率的提高、产品品质的保障等多方面都将有极大改善。 ZIMMERMAN 公司隶属于美国英格索兰公司，其产品气动式平衡吊移载系统，在各行业有着广泛的用途，它经济而简便地实现了人机之间的互动式配合。 用户只需告知所操作的工件外形尺寸和工艺要求，美国 ZIMMERMAN 公司将运用人体工程学、动力学原理，依据其 40 余年的从业经验，设计和制造出满足用户要求的移载系统和专用夹具，对减轻工人的劳动强度，提高生产效率起着不可替代的作用。 ZIMMERMAN 公司的平衡吊运用气动原理，通过滚轴丝杠将活塞的直线运动转化为卷筒的转动，带动钢丝绳或链条实现上下运动。 配合不同的控制系统，则可实现多种平衡 状态，满足各种不同的应用。 特有的 INTERLOCK、 ZBRAKE 等安全保护装置，将平衡吊和夹具头部系统联结成一体，有效地保证了整个系统在断气和误操作时的安全性。 在积极吸取欧美先进技术和制造经验上，亚洲的物料搬运技术也得到了飞快发展。 韩国的 Dongsung Industry Machine 公司，运用气动原理，开发了 DSL300，DSB300 等一系列助力产品。 我国有许多制造商也投入到了智能辅助设备的研制。 上海永乾机电有限公司作为美国英格索兰公司所属 ZIMMERMAN 公司平衡吊产品在华东地区的独家代理和技术 服务商，是一家专业进行各类气动平衡吊搬运系统设计、制造生产的工程第 7 页 共 36 页 公司。 通过几年来不懈地开拓进取，我公司在国内已销售超过 500 套平衡吊装置。 公司的主要工作是：根据用户的工况和搬运要求，采用合理的结构方案，设计、制造相应的工装夹具，配合公司生产的平衡助力器或者英格索兰的气动平衡吊，选配相应的悬挂装置（轨道或者立柱），以完成用户所要求的工艺和操作要求。 助力设备具有广泛的应用范围和非常大的市场需求，我国的平衡臂、起重臂性能较西方国家落后，功能相对比较简单，一般只有重力提升功能，很少具备重力自动平衡功能，操作也比 较困难，它们的动作比较慢、笨拙、不灵敏、难于合作，很难适应需要快速而又准确的工作场合。 为改善公认的劳动条件、降低劳动强度和提高工作效率，助力设备的更新换代已经是大势所趋。 从以上分析得出，助力设备之所以应用广泛，归纳主要原因是它具有以下特点： 轻松搬运：“零重力”操作，可完成物料的搬运、装配。 操作简单：不需要控制按钮，人的动作即为机械的动作指令。 刚性结构，可配合任何形式的夹具系统。 高效安全：人机合作，减少误操作，提高安全保障和工作效率。 应用范围广：从家用电器的生产到工业设备的生产、从汽车的生产到机车的 生产、从化工产品的生产到武器装备的生产都离不开助力设备。 平衡吊的主要参数： 负载能力： 30kg500kg 提升高度： 1m2m 本体重量： 150kg350kg 本体高度： 第 8 页 共 36 页 第二章 平衡吊设计方案及其内容 本次课程设计主要内容是针对城轨列车侧窗玻璃安装，设计与之相配合使用的专用气动平衡吊及其夹具，使工人在安装的过程中节省大量劳动力，并且高效、安全的完成安装操作过程。 通过设计研究，本课题小组设计了两类气动平衡吊供安装单位选择使用。 1) 装备有 ZA 控制器的平衡吊，适用 于可变负载的精确操作。 悬挂载荷后，在行程内任何位置的上下一定范围内都处于浮动状态，便于精确定位。 2) 夹具带有负载显示器，当负载被夹紧并提起后，显示器变成红色。 3) 夹具配有防止误操作的保护装置，必须在起吊负载到达卸载工作台面后，掀下控制开关才能放松工件。 4) 夹具与控制手柄集成为一体，方便操作人员控制所吊持之物件。 5) 系统配备有一个真空储能罐，容量 810 升，以防止真空发生装置意外故障时可能导致的安全隐患。 6) 系统有断气保护功能，当主供气源意外断气时，平衡吊及所夹物料不会突然坠落。 7) 系统配有声音报警器，当气路泄漏时，将有 报警声音提示。 8) 四个真空吸盘均可作简便位置调节，以适应不同规格的汽车玻璃。 9) 汽车玻璃的水平轴定位垂直系统调整范围为  10~10 ，垂直倾斜度的调整范围为  25~5。 10) 轨道是由模块式的装配夹具吊装，为用户在各种场合安装调整提供了便利，根据需要服务面积可达到更大。 11) 本系统的额定负载为 90kg,提升行程为。 12) 本方案采用单向轨道吊装结构，行走范围为。 总体方案设计 根据实际的施工现场和企业的要求，我们知道，平衡吊是安装一台移 动平台上，该平台能够在一台固定安装座上移动，地铁列车在两平台的中间。 该设备主要具有如下几个部分： 助力平衡器； 夹具体； 旋转立柱。 第 9 页 共 36 页 主体结构如下图所示。 从图中可以看出，待安装的车窗玻璃是从平台的外侧由吊具上的夹具吊起后移动到平台的内侧（地铁侧）在进行相应的安装操作。 因此，平衡吊具应该能够 360 度旋转，夹具夹载玻璃后能够在导轨里沿导轨直线移动，起吊玻璃后，夹具也能够上下移动。 该夹具主要包括如下系统结构。 2． 3 主要结构功能要求 气动 助力平衡器 气动助力平衡器是本系统的重要组成部分，助力平衡器的作用是起吊重物，同时在起吊重物后，操作人员能够方便的微调重物的位置，以方便玻璃位置的调整，使得玻璃的安装得以顺利的进行。 本设计初步选择英格索兰公司 ZIMMERMAN原装进口，采用 ZA控制阀及专用控制的手柄（上、下操作用）。 平衡吊配有 ZBrake刹车装置及单向阀，当负载意外脱落时，缆绳不会飞速上升；当供气突然中断时，负载不会脱落。 安装误操作保护装置，当工件未到卸载位时，吸盘松开按钮不起作用，可避免误动作导致的意外事故。 轨道系统 导轨系 统主要是保证在助力平衡器装载玻璃后能够在此导轨中移动，要求移动的距离符合设计任务书要求，同时要求在承载玻璃后，夹具体能够移动灵活，第 10 页 共 36 页 使得操作人员操作省力、方便。 同时要保证导轨制造、安装和维修方便。 初步选择 英格索兰公司 ZIMMERMAN 原装铝合金轨道。 立柱 立柱主要是承载整个夹具体的重量和玻璃的重量，同时，由于玻璃是从平台外侧起吊然后在转动 180 度后再进行安装，因此要求立柱能够进行 360 度旋转。 通过市场调查并参考以前的设计经验，本设计初步采用常用的平衡吊结构，该结构简单实用。 夹具部分 1) 采 用真空吸附式夹具。 应用 4 个直径 250mm 的吸盘，安装在可伸缩的交叉十字臂端，采用双螺母空隙安装。 2) 夹具的垂直倾斜角度调节范围为  10~10 ，水平轴调节范围为 25~5。 3) 配备一个真空储能罐，容量 810 升，以防止真空发生装置发生故障，所可能导致的安全隐患。 4) 配有多个真空压力显示及负载指示器以监测工作状态。 当真空储能罐中的真空度低于设定值时，声音报警器报警。 5) 夹具与平衡吊气路相连，控制手柄与夹具的控制部分集成为一体，分别用左右手控制负载的上 、下、吸取及松开，操纵更为方便。 图 1 第 11 页 共 36 页 可满足可变负载的精确操作，悬挂载荷后，在行程内任何位置均处于零重力悬浮状态，便于精确定位。 针对最大负载范围内的任何等级重量，平衡助力器均可自动适应至重力平衡状态而无需调节。 平衡助力器具有断气保护功能，当主供气源意外断气时，物料不会突然坠落。 平衡助力器具有全程平衡、运动平滑、结构刚性等特点，使得物料的移载、装配等轻松、快捷。 平衡助力器可以维持夹具头部的水平 ，发挥高作业性。 夹具带有负载显示器，当负载被夹紧并提起后，显示器变成红色。 夹具与控制手柄集成为一体，方便操作人员控制所吊持之物件。 系统有断气保护。