工作机构连续回转时如车床磨床等，应选用回转气缸。在要求活塞杆除直线运动外，还需作圆弧摆动时，则选用轴销式气缸。有特殊要求时，应选择相应的特殊气缸。作用力的大小即缸径的选择。根据负载力的大小来确定气缸输出的推力和拉力。般均按外载荷理论平衡条件所需气缸作用力，根据不同速度选择不同的负载率，使气缸输出力稍有余量。缸径过小，输出力不够，但缸径过大，使设备笨重，成本提高，又增加耗气量，浪费能源。在夹具设计时，应尽量采用扩力机构，以减小气缸的外形尺寸。活塞行程与使用的场合和机构的行程有关，但般不选满行程，防止活塞和缸盖相碰。如用于夹紧机构等，应按计算所需的行程增加的余量。活塞的运动速度主要取决于气缸输入压缩空气流量气缸进排气口大小及导管内径的大小。要求高速运动应取大值。气缸运动速度般为。对高速运动气缸，应选择大内径的进气管道对于负载有变化的情况，为了得到缓慢而平稳的运动速度，可选用带节流装置或气液阻尼缸，则较易实现速度控制。选用节流阀控制气缸速度需注意水平安装的气缸推动负载时，推荐用排气节流调速垂直安装的气缸举升负载时，推荐用进气节流调速要求行程末端运动平稳避免冲击时，应选用带缓冲装置的气缸。图.气缸实物图根据工作所需力的大小来确定活塞杆上的推力和拉力。由此来选择气缸时应使气缸的输出力稍有余量。若缸径选小了，输出力不够，气缸不能正常工作但缸径过大，不仅使设备笨重成本高，同时耗气量增大，造成能源浪费。在夹具设计时，应尽量采用增力机构，以减少气缸的尺寸。气缸下面是气缸理论出力的计算公式气缸理论输出力效率为时的输出力气缸缸径工作压力例直径的气缸，工作压力为时，其理论输出力为多少芽输出力是多少将连接，找出上的点，得在工程设计时选择气缸缸径，可根据其使用压力和理论推力或拉力的大小，从经验表中查出。.初步确定气缸参数表按负载选择工作压力负载工作压力.表各种机械常用的系统工作压力机械类型机床农业机械小型工程机械建筑机械液压凿岩机液压机大中型挖掘机重型机械起重运输机械磨床组合机床龙门刨床拉床工作压力.由表和表可知，组合机床液压系统的最大负载约为，初选气缸的设计压力，为了满足工作台快速进退速度相等，并减小液压泵的流量，这里的气缸课选用单杆式的，并在快进时差动连接，则气缸无杆腔与有杆腔的等效面积与应满足即气缸内径和活塞杆直径应满足.。为防止切削后工件突然前冲，气缸需保持定的回气背压，暂取背压为.，并取气缸机械效率。则气缸上的平衡方程故气缸无杆腔的有效面积气缸直径气缸内径按，取标准值因，故活塞杆直径.标准直径则气缸有效面积为.缸体壁厚的校核查机械设计手册，取壁厚为。则根据时可算出缸体壁厚为则气缸的外径式中许用应力钢的抗拉强度为，取，为位安全系数取，即缸体的强度适中，缸筒试验压力。.缸筒结构设计缸筒两端分别与缸盖和缸底链接，构成密封的压力腔，因而它的结构形式往往和缸盖及缸底密切相关。因此，在设计缸筒结构时，应根据实际情况，选用结构便于装配拆卸和维修的链接形式，缸筒内外径应根据标准进行圆整。第章盒自动定型输送线控制系统的设计盒自动化生产线有以下几方面的要求.紧急停止。生产线在工作状态随时会遇到紧急情况,所以需要在设备上安装紧急停止按钮。旦发生紧急情况,只需按下紧急停止按钮,整套生产线立即停止工作紧急情况解除后,按原点复归按钮使生产线各个部分回归原位。.运行方式。设置可以互相切换的多种运行方式,即自动方式单步方式和手动方式。在工厂中,生产线般都是工作在自动方式,单步方式和手动方式常用于设备调试和检修。.联锁和互锁。生产线的各个部分相互关联,因此在工作过程中程序控制需要在各种条件下进行联锁。而且,由于生产线机构能够有几种工作状态,但是不能同时工作,因此需要互锁,如电机的正反转,自动模式和手动模式的选择。.故障报警。要求生产线在工作过程中,如果出现故障,报警灯自动发出故障警报。.状态显示。要求在工作过程中,运行方式系统操作以及盒生产完成进度均在触摸屏上显示。硬件设计可编程控制器可靠性高,编程简单,维修方便。但是,在人机对话故障判断和线路修改等方面有些不便。要想直观地了解生产过程和监控信号的动态变化,需选择个上位机来配合,才能组成优良的自动控制系统。所以,设计了套应用触摸屏和,共同组成盒自动生产线的控制系统。系统硬件结构如图所示。图系统硬件结构机相配的碟盒全自动生产线,代替人工完成后续工作。自动化生产线结构和工作流程盒加工流程如图所示。自动化生产线需要完成坯料的取放,盒面的折叠合盖,成品的堆放和压整,盒传输等工序。因此,在机构设计上采用个配合传送带和龙门架完成上述运动,成品由传输带运输到指定地点装箱。把从注塑机处接盒并转移到盒折叠合盖工作台的机构定义为,盒折叠合盖机构定义为,把盒从折叠合盖工作台转移到堆叠架的机构定义为,堆叠盒的机构定义为,压盒定型汽缸安装在龙门架机构上。手动模式中给出了生产线的详细分解动作操作原点复归按钮用于系统复位到系统设置状态盒生产量单次叠盒个数托板和传输带运动状态可以根据工况调整,参数可以在触摸屏上设置自动画面上的运行按键用于生产线的自动运行,暂停按钮用于暂停生产线,再次按下运行按钮生产线恢复自动运行状态,当按下停止按钮,生产线在完成本次循环后停止,在生产线自动运行前必须先启动系统复位功能键即原点复归按键,在自动工作模式界面实时显示工作状况当运行中出现故障如盒合盖不成功,则在触摸屏上弹出故障显示界面同时控制箱中蜂鸣器报警,故障排除后按下解除故障继续运行按钮,界面返回到“自动运行模式”且系统继续运行。生产线使用注塑机完成次盒成型的时间是,各机构运动相互关联。托板行程固定,盒因类型不同而厚度不同,所以把单次堆叠个数保留为可变量。设计各个机构完成动作的详细时序如图所示。控制系统采用模拟调试软件,可以方便用户在编写完程序后进行模拟调试。为了使盒生产线具有较大柔性,程序满足手动操作和自动运行,根据时序图,设计系统流程如图所示。为防止盒在堆叠和传输过程中,因为电时,电机设置为加减速模式,同时速度和加减速时间参数均可在线调节。.点数分配根据动作流程分析及点数确定，可以确定电气控制系统的点分配，如表.表.所示表.控制输入点分配表输入设备输入点号输入设备输入点号启动按钮手动下降按钮停止按钮手动左旋按钮急停按钮手动右旋按钮左旋极限传感器手动伸出按钮右旋极限传感器手动缩回按钮上升限位传感器手动吸气按钮下降限位传感器手动放气按钮手臂缩回限位传感器超上升限位传感器手臂伸出限位传感器超下降限位传感器工件检测传感器超左旋限位传感器手动超右旋限位传感器自动超伸出限位传感器复位按钮超缩回限位传感器手动上升按钮表.控制输出点分配表输出设备输出点号输出设备输出点号左旋电磁阀吸气电磁阀右旋电磁阀放气电磁阀缩回电磁阀报警指示灯伸出电磁阀手动指示灯上升电磁阀自动指示灯下降电磁阀原位指示灯.外部接线图根据表分配输入输出信号与输入输出接口分配情况及所选定的，得到的外部接线图如图.图.外部接线图.控制原理在的控制下，执行机构可实现手动自动等多种工作方式。手动利用按钮对每动作手动进行控制，可实现上升下降前伸缩回正转反转吸物放物等操作自动按下循环按钮后从原点位置开始连续不断的执行分拣物料的各步。按下启动按钮，系统初始化摆动气缸右旋水平手臂伸出垂直手臂下降吸物垂直手臂上升水平手臂缩回摆动气缸左旋垂直手臂下降放物垂直手臂的上升回初始位置。系统程序的初始化按下启动按钮，对控制系统进行功能检测，检测正确后，进入控制系统的软件，开始运行程序。摆动气缸右旋初始化程序正常运行后，的输入端接通输入，输出端输出，右旋按钮接通，使三位四通电磁换向阀的得电，摆动气缸会执行右旋的命令。水平手臂的伸出摆动气缸右旋到指定位置时度，输入端接通输入，输出端输出，手臂前伸按钮接通，使三位四通电磁换向阀的得电，执行手臂前伸动作。垂直手臂的下降手臂前伸到指定位置，输入端接通输入，输出端输出，小臂下降按钮接通，使三位四通电磁换向阀的得电，执行垂直手臂的下降动作。吸物小臂下降到指定位置，输入端接通输入，输出端输出，吸盘吸气按钮接通，二位二通电磁阀的得电，真空发生器开始动作，真空吸盘将物料吸起。垂直手臂的上升经滑觉传感器检测到物料已经被吸起时，输出端输出，小臂上升按钮接通，使三位四通电磁阀的电磁铁得电，执行垂直手臂的上升动作。水平手臂的回缩小臂上升到指定位置，输入端接通输入，输出端输出，水平缩回按钮接通，使三位四通电磁换向阀的电磁铁得电，执行水平手臂回缩动作。摆动气缸左旋水平手臂回缩到指定的位置，输入端接通输入，输出端输出，左旋按钮接通，三位四通电磁阀的电磁铁得电，执行摆动气缸的向左旋转。垂直手臂的下降摆动气缸向左旋转到指定位置度，输入端接通输入，输出端输出，垂直手臂下降按钮接通，使三位四通电磁阀的电磁铁得电，执行小臂的下降运动。放物小臂下降到指定位置，输入端接通输入，输出端输出，吸盘放气按钮接通，真空发生器停止工作，真空消失，压缩空气进入真空吸盘，将物料与吸盘吹开。小臂上升经滑觉传感器检测到物料已经放开，输出端输出，小臂上升按钮接通，使三位四通电磁换向阀的电磁铁得电，执行小臂上升动作。回到初始位置小臂上升到指定位置，输入端接通输入，自动重复以上动作。.程序设计总体程序框图设备有“手动自动”两种工作方式，其控制程序可分为自动控制程序和手动控制程序两个模块，各模块程序分开编写，结构清晰，便于调试和修改。在进行编程前，应先绘制出整个控制程序的结构框图，如图.所示。在该结构图中，当操作方式选择开关置于“手动”时，输入点接通，执行手动程序当操作方式选择开关置于“自动”时，输入点接通，执行自动程序。图.控制程序的结构框图初始化及报警程序初始化及报警程序如图.所示图.初始化及报警程序手动控制程序手动控制程序用于实现升降伸缩左右旋转吸气放气及复位的运动。在自动工作过程中，若将“手动自动”转换开关打到“手动”位置时，输入接通系统进入手动控制方式状态。此时，按下相应的受动按钮可实现手动上升下降左旋右旋伸出缩回吸气放气及复位动作，手动操作程序如图.所示。图.手动操作程序自动控制程序分析知，在“自动”工作方式下，本的运动是以开关量作为转移信号，按所设计的工艺流程步步地进行工作，其控制过程为顺序循环控制。当完成次物料的吸放任务后返回原位为下个任务做好准备。自动控制的状态转移图如图.所示。图.自动控制状态转移图根据自动控制的状态转移图就可设计出自动控制的步进梯形图如图.所示。图.自动控制步进梯形图图.自动控制步进梯形图序总结通过对专业知识的接触和深入学习，以及对相关信息的获取，我深切地认识到，就目前的发展而言，我国的工业还比较落后，与发达国家相比还存在很大的差距。