扬州市职业大学机械工程学院
锌锭码垛机工作原理及机械手的设计
目录
第一章 绪论 ............................................... 3
1.1本次设计对此机器的要求 ············ 3 1.2课题设计背景与目的 ·············· 4 第二章 锌锭码垛机工作原理总体设计 ......................... 5
2.1 码垛机工作示意图 ·············· 5 2.2 自动化生产线主要技术参数 ·········· 6 2.3 锌锭自动化码垛生产线的组成及工作原理 ···· 6 第三章 接锭装置设计 ....................................... 9
3.1接锭装置工作原理 ·············· 10 3.2接锭装置机构选择 ·············· 10 3.3接锭驱动气缸选择 ·············· 10 第四章 载锭装置设计 ...................................... 11
4.1传送带的选择 ················ 11 4.2传送机构选择 ················ 12 4.3减速机的选择 ················ 14 第五章 翻锭装置设计 ...................................... 15
5.1翻锭装置工作原理 ·············· 15 5.2翻锭装置机构选择 ·············· 15
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5.3翻锭驱动气缸选择 ·············· 16 第六章 运锭装置设计 ...................................... 16
6.1传送带的选择 ················ 16 6.2传送机构选择 ················ 17 6.3减速机的选择 ················ 17 第七章 机械手设计 ........................................ 18
7.1总体设计 ················· 18 7.2部件设计 ················· 18 7.3机械手部件的选取 ·············· 19 第八章 拢锭装置设计 ...................................... 21
8.1码垛形式与推锭顺序 ············· 22 8.2推板设计 ················· 23 8.3拢锭气缸的选择 ··············· 23 第九章 升降平台及输出小车设计 ............................ 24 第十章 码跺机总装配图说明 ................................ 25 第十一章 PLC编程 ......................................... 25
11.1可编程序控制器（PROGRAMMABLE LOGICAL CONTROLLER） 26 11.2 OMRON C200H 可编程序控制器 ········ 26 11.3 PLC控制过程 ··············· 27 总结 ..................................................... 47
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致 谢 ................................................... 48 参考文献 ................................................. 49
第一章 绪论
1.1本次设计对此机器的要求
设计的机器首先要能胜任对它提出的全部功能要求，即在预定的使用期间，机器能可靠的完成它的使命，此外，还要求成本低，重量和尺寸小，效率高，制造容易，操作灵活方便，安全可靠，便于维护维修，造型美观，不污染环境等。
（1）实现机器的工艺动作要求
根据机器的功能要求和使用条件，从运动上确定工作原理，选择机构类型及传动方式，以合理的机构组合来协调运动，实现机器的工艺动作要求。码垛机的功能要求：把从连铸机取下的热锌锭平稳的放到锭块传送带上，通过传送带锭块被传送到翻锭机构上，依靠两个气缸行程和位置的不同来控制锌锭的翻转，并触动自动开关为下一步操作提供信号。运锭装置再把锭块运到指定位置上，触碰行程开关，使机械手运动到指定位置上，然后机械手将锭块抓走，并把锭块运到码垛升降台上进行码垛，再通过小车把码好的锌垛运走，并且另一个升降台移动到指定位置上准备码下一垛。以上是基本的功能要求。使用条件：机械运行在温度高，湿度大等条件下，零件要求高耐腐蚀性，要求零部件能适应这种要求，需要合理选用材料。
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（2）零件应具有足够的强度和刚度
零件强度要求在预定寿命期间内，不至反复工作而疲劳破坏，不至因突然过载而断裂，也不会因受载荷以致产生过量的弹性变形，还有锌锭刚铸好，锭块很热，所以部分零件还得有很好的耐热性。零件设计要严格，理论公式推导，类比方法设计出个零部件的尺寸来。 （3）摩擦，磨损及润滑
许多机械零件在工作是相互接触的表面因具有相对运动而产生的摩擦。摩擦一方面消耗能量，降低机械效率，一方面使零件表面产生磨损，导致机器工作能力下降。为此应对相互摩擦的零件选用适当的配合材料、润滑剂和润滑装置，以降低磨损及减少能耗。在这次设计中，采用了合理的措施和机构来减少摩擦，提高机械效率。 （4）振动
由振动而产生的附加应力可能使零件提前失效，振动会使机器不能正常工作或影响工作位置而达不到工作要求，使机器效率降低，性能不稳定。所以本次设计采用了相应的措施防止机械及其零部件因振动而失效。 （5）生产能力要求
设计的机械产品，应满足单位时间内完成工作量的要求，应有一定的可变性，以适应不同的生产要求，理论上码垛机的效率应大于或等于连铸机的效率。连铸机的效率为6.5吨/小时，设计的码垛机的工作效率为6.5吨/小时。
1.2课题设计背景与目的
锌锭出厂要经过码垛，称重，捆扎，包装等工序。近年来，对锌锭的
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包装要求越来越高，特别是堆垛、码垛、捆扎的质量直接影响到锌垛的保管和运输。码垛不齐，捆扎不牢，会在运输中出现散包的现象，造成经济损失。
目前，锌锭码垛工序主要是人工完成。由于锭块质量不轻（12.5公斤/块），工作现场锌块表面温度也很高，工人劳动强度极大，且人工码垛不齐，稳定性差，质量低，直接影响捆扎质量以及后面的运输等工作。从70年代起，国内不少厂家都曾经试图实现锌锭码垛过程的自动化，但都由于锌锭码垛形式的复杂，工作的繁琐，电器自动化控制系统环境适应能力差和控制不方便等原因，均未能很好的解决这个问题，到目前为止，国内不少厂矿企业还用人工码垛。
笔者在总结以往经验的基础上，设计研制了锌锭自动码垛生产线。大大的提高了生产效率和码垛质量和锌垛稳定性。
第二章 锌锭码垛机工作原理总体设计
2.1 码垛机工作示意图
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