自動(dòng)蓋章機(jī)實(shí)訓(xùn)報(bào)告—南工院

1、 機(jī)電設(shè)備安裝調(diào)試綜合實(shí)訓(xùn)項(xiàng)目技術(shù)報(bào)告 系 別： 機(jī)械工程學(xué)院 班 級(jí)： 機(jī)電1324 組 號(hào)： 五組 組 員： 實(shí)訓(xùn)名稱： 機(jī)電設(shè)備安裝調(diào)試綜合實(shí)訓(xùn) 提交日期: 2016年4月22日 目錄概 要2第一章 全自動(dòng)鋼印蓋章機(jī)3概述：3一、裝置組成3二、裝置結(jié)構(gòu)及原理說(shuō)明3（一）機(jī)械部分3（二）電氣控制部分41.1.1設(shè)計(jì)要求：41.1.2 功能41.2 關(guān)鍵技術(shù)4第二章 機(jī)械主要結(jié)構(gòu)72.1.紙張傳送機(jī)構(gòu)72.1.1送紙機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)72.1.2傳動(dòng)部分設(shè)計(jì)方案72.1.3 傳動(dòng)方案的選擇82.2 蓋章機(jī)構(gòu)92.2.1蓋章機(jī)構(gòu)的方案9一、電機(jī)驅(qū)動(dòng)9(1)凸輪連桿機(jī)構(gòu)9(2)凸輪推桿機(jī)構(gòu)9(3)曲柄滑

2、塊機(jī)構(gòu)10二、拉力電磁鐵驅(qū)動(dòng)102.2.2 設(shè)計(jì)方案的選擇10第三章 電氣部分113.1 電源控制部分113.1.1 電源選型113.2驅(qū)動(dòng)部分113.2.1電磁鐵的選型113.2.2步進(jìn)電機(jī)的選型及驅(qū)動(dòng)原理12一、步進(jìn)電機(jī)選型12二、步進(jìn)驅(qū)動(dòng)器選型：12三、驅(qū)動(dòng)部分電氣原理圖：133.3控制部分：133.3.1控制器選型133.3.2控制部分電氣原理圖153.4控制順序流程圖：163.5 控制主程序0致 謝0參考文獻(xiàn)0概 要機(jī)電產(chǎn)品設(shè)計(jì)綜合實(shí)訓(xùn)是培養(yǎng)學(xué)生的機(jī)電產(chǎn)品設(shè)計(jì)的綜合能力。通過(guò)一個(gè)可以實(shí)現(xiàn)既定任務(wù)的機(jī)電系統(tǒng)設(shè)計(jì)、安裝調(diào)試，掌握機(jī)電專業(yè)所需的系統(tǒng)方案設(shè)計(jì)、機(jī)械結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、電氣控制方案的確定

3、、電氣原理圖的設(shè)計(jì)以及元器件參數(shù)的確定及選型的各項(xiàng)綜合知識(shí)與技能；了解工程項(xiàng)目中方案設(shè)計(jì)、機(jī)械結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、電氣控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)、程序設(shè)計(jì)、機(jī)械和電器元件的選型、系統(tǒng)安裝與調(diào)試的全過(guò)程，通過(guò)分組合作，以項(xiàng)目為導(dǎo)引的模式，使學(xué)生真正體驗(yàn)到工廠項(xiàng)目開(kāi)發(fā)的實(shí)際過(guò)程。通過(guò)任務(wù)的進(jìn)度考核，使學(xué)生切實(shí)體驗(yàn)企業(yè)的實(shí)際工作氛圍；通過(guò)項(xiàng)目的推進(jìn)激發(fā)學(xué)生在實(shí)踐中學(xué)習(xí)的樂(lè)趣及成就感；通過(guò)任務(wù)的實(shí)現(xiàn)，增強(qiáng)學(xué)生解決工程項(xiàng)目實(shí)際問(wèn)題的能力。第一章 全自動(dòng)鋼印蓋章機(jī)概述：一、裝置組成本裝置包括電氣控制部分和機(jī)械裝調(diào)部分。主要由底座、動(dòng)力源（步進(jìn)電機(jī)）、機(jī)械傳動(dòng)機(jī)構(gòu)、送料機(jī)構(gòu)（傳送帶、傳送輪）蓋章機(jī)構(gòu)（拉力電磁鐵）等組成。二、裝置結(jié)

4、構(gòu)及原理說(shuō)明（一）機(jī)械部分1.底座：采用鐵質(zhì)雙層亞光密紋噴塑結(jié)構(gòu)，40mm 厚鑄件平板臺(tái)面2.送料機(jī)構(gòu)（傳送帶、傳送輪）：主要由雙齒同步帶，同步輪，傳送輪等組成。分為上下兩層均采用步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)，可實(shí)現(xiàn)連續(xù)和間斷運(yùn)動(dòng)。 3.蓋章機(jī)構(gòu)：主要由拉力電磁鐵，鋼印和杠桿等組成。與送料部分相配合，實(shí)現(xiàn)蓋章的功能。（二）電氣控制部分電氣控制部分主要包括電源控制模塊、步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)模塊、可編程控制器模塊等組成?？删幊炭刂破髂K采用stc60s2。1.1.1設(shè)計(jì)要求：1.可采用傳統(tǒng)印章，適用于常用的幾種辦公印章結(jié)構(gòu)形狀2.實(shí)現(xiàn)在單頁(yè)A4，A5, B4，B5紙上蓋章，紙的厚度為常見(jiàn)厚度，最大容許裝紙量不少于100張

5、。3.紙面蓋章位置可任意調(diào)節(jié)4.每分鐘蓋章次數(shù)不少于10頁(yè)5.電源電壓220V6.對(duì)于工作中出現(xiàn)的非正常情況或危險(xiǎn)情況都具有保護(hù)措施7.適合于工作桌面，操作簡(jiǎn)單安全，蓋章質(zhì)量可靠，工作噪音低，結(jié)構(gòu)輕巧，外形美觀1.1.2 功能為了實(shí)現(xiàn)在紙盒上自動(dòng)打印記號(hào)的總功能，可將總功能分解為如下功能:紙盒送到蓋章的工位的功能紙盒在蓋章工位定位功能蓋章機(jī)的蓋章功能蓋章后的輸出功能1.2 關(guān)鍵技術(shù)1.分紙技術(shù)采用摩擦帶將最下面的紙張抽出，上面的紙張由定位擋板擋住一部分，摩擦帶輪前有已擋紙板，可確保只有一張紙被分出。摩擦帶采用雙面齒傳送帶。 圖1-3-1摩擦帶圖1-3-2 分紙機(jī)構(gòu)簡(jiǎn)圖2.傳動(dòng)技術(shù)為確保傳動(dòng)精度

6、，傳動(dòng)機(jī)構(gòu)選用同步帶對(duì)各軸傳動(dòng)。各軸采用的傳動(dòng)輪型號(hào)均為 定制型雙聯(lián)10M-45齒，外徑30mm。3.定位技術(shù)定位是由擋紙板和傳感器位置的移動(dòng)來(lái)確定，定位擋板可實(shí)現(xiàn)A4，A5，B5紙的x軸方向定位，定位傳感器可實(shí)現(xiàn)紙的y軸方向上的定位。圖1-3-3 定位機(jī)構(gòu)示意圖第二章 機(jī)械主要結(jié)構(gòu)2.1.紙張傳送機(jī)構(gòu)2.1.1送紙機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)送紙機(jī)構(gòu)分為兩部分，一部分是這張的分離機(jī)構(gòu)，第二部分是紙張的工作傳送部分。紙張的分離部分采用摩擦帶將最下面的紙張抽出，上面的紙張由定位擋板擋住一部分，摩擦帶輪前有已擋紙板，可確保只有一張紙被分出。摩擦帶采用雙面齒傳送帶。紙張的工作傳送部分采用了傳送輪傳送，傳送軸與雙聯(lián)同步

7、輪鏈接實(shí)現(xiàn)上下傳送軸的轉(zhuǎn)動(dòng)，從而使紙張?jiān)谏舷聝蓚魉洼喼g傳輸。傳送輪外層材料采用橡膠以避免對(duì)紙張?jiān)斐伤鶓眩瑐魉洼S采用45號(hào)鋼。圖2-1-1 傳送軸與傳送輪圖2-2-2 送紙機(jī)構(gòu)示意圖2.1.2傳動(dòng)部分設(shè)計(jì)方案機(jī)械系統(tǒng)中的傳送機(jī)構(gòu)是把原動(dòng)機(jī)輸出的機(jī)械能傳遞給執(zhí)行機(jī)構(gòu)并實(shí)現(xiàn)能量的分配，轉(zhuǎn)速的改變，及運(yùn)動(dòng)形式的改變的中間裝置。傳動(dòng)機(jī)構(gòu)中最常見(jiàn)的是齒輪傳動(dòng)，帶傳動(dòng)，渦桿傳動(dòng)等，他們的特點(diǎn)如下：特點(diǎn)壽命運(yùn)用齒輪傳動(dòng)承載能力和速度范圍大，傳動(dòng)比恒定，外廓尺寸小，效率高。精度要求高，吳過(guò)載保護(hù)。取決于齒輪材料的接觸和彎曲疲勞強(qiáng)度以及抗膠合和抗磨損能力。金屬切割機(jī)床，汽車，起重運(yùn)輸機(jī)械，冶金礦山機(jī)械以及儀器蝸

8、桿傳動(dòng)結(jié)構(gòu)緊湊，單級(jí)傳動(dòng)能獲得較大傳動(dòng)比，傳動(dòng)平穩(wěn)，無(wú)噪音，可制成自鎖機(jī)構(gòu)。速度低時(shí)效率低，速度高時(shí)磨損材料。制造精確，潤(rùn)滑良好，壽命較長(zhǎng)，低速傳動(dòng)，磨損顯著。金屬切割機(jī)床帶傳動(dòng)軸間距范圍大，工作平穩(wěn)，噪音小，能緩和沖擊，吸收振動(dòng)，有過(guò)載保護(hù)，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，成本低。帶輪直徑大，帶的壽命長(zhǎng)，普通V帶30003500h鍛壓機(jī)床，輸送機(jī)，通風(fēng)機(jī)，農(nóng)用機(jī)械2.1.3 傳動(dòng)方案的選擇由上述方案的比較，本設(shè)計(jì)的傳動(dòng)要求精確傳動(dòng)，載荷不大，故選用同步帶傳送，傳送機(jī)構(gòu)如下：圖2-1-1 傳動(dòng)機(jī)構(gòu)2.2 蓋章機(jī)構(gòu)2.2.1蓋章機(jī)構(gòu)的方案一、電機(jī)驅(qū)動(dòng)(1)凸輪連桿機(jī)構(gòu)功能：將凸輪的往復(fù)運(yùn)動(dòng)換成印章的上下往復(fù)運(yùn)動(dòng)，從而

9、實(shí)現(xiàn)打印功能優(yōu)點(diǎn)：構(gòu)造簡(jiǎn)單，各段不同的運(yùn)動(dòng)規(guī)律有較好的工藝性能和動(dòng)力性能缺點(diǎn)：凸輪制造困難，易磨損，經(jīng)濟(jì)性差(2)凸輪推桿機(jī)構(gòu)功能：將凸輪的連續(xù)往復(fù)運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)換成印頭的上下移動(dòng)優(yōu)點(diǎn)：結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，打印精度高缺點(diǎn)：凸輪制造困難，維護(hù)性不好(3)曲柄滑塊機(jī)構(gòu)功能：曲柄連續(xù)往復(fù)運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)換成滑塊在導(dǎo)軌往復(fù)運(yùn)動(dòng)優(yōu)點(diǎn)：設(shè)計(jì)簡(jiǎn)單易于維護(hù)，可靠性高缺點(diǎn)：運(yùn)動(dòng)規(guī)律任意性差，運(yùn)轉(zhuǎn)精度低二、拉力電磁鐵驅(qū)動(dòng)優(yōu)點(diǎn)：結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，易于維護(hù)，經(jīng)濟(jì)，可靠性高，使用范圍廣缺點(diǎn)：?jiǎn)挝粫r(shí)間內(nèi)工作頻率慢。2.2.2 設(shè)計(jì)方案的選擇綜合上述方案，且印章運(yùn)動(dòng)不需要太高的速率，所以選擇電磁鐵驅(qū)動(dòng)方案。第三章 電氣部分3.1 電源控制部分3.1.1 電源

10、選型24v直流開(kāi)關(guān)電源5v2000mA電路板基本參數(shù)：輸入電壓：100240v輸出電壓：5v輸出電流：2A或2000MA，最大2.5A尺寸：長(zhǎng)7cm寬3.7cm高22cm3.2驅(qū)動(dòng)部分3.2.1電磁鐵的選型蓋章機(jī)構(gòu)選用電磁鐵和杠桿機(jī)構(gòu)實(shí)現(xiàn)，且杠桿的力臂主力臂與副力臂之比為3：1，且實(shí)現(xiàn)鋼印蓋章需100N大小的力施加在鋼印上。電磁鐵選用長(zhǎng)虹牌 SA-3702，具體參數(shù)如下：吸力：50N； 額定周波：50/60Hz 三根引線；額定行程：15mm； 絕緣抵抗：DC500V,50M以上；工頻耐壓：AC2000V , 1min； 額定操作頻率：720次/小時(shí)；總重量：1.28kg。經(jīng)計(jì)算此電磁鐵與杠桿機(jī)

11、構(gòu)可向鋼印提供150N的力完全可以滿足設(shè)計(jì)的要求。3.2.2步進(jìn)電機(jī)的選型及驅(qū)動(dòng)原理一、步進(jìn)電機(jī)選型電機(jī)選用：雷賽573S09規(guī)格：步距角精度0.06（空載、整步）溫升80K使用環(huán)境溫度：-10+50；濕度：85%MAX絕緣等級(jí)B絕緣電阻100MMIN500VDC耐電壓1000VAC1min徑向跳動(dòng)0.025mmMAX(負(fù)載5N）軸向跳動(dòng)0.075mmMAX(負(fù)載10NModel No.相數(shù)步距角保持轉(zhuǎn)矩額定電流相電感相電阻引線數(shù)量轉(zhuǎn)子慣量定位轉(zhuǎn)矩電機(jī)重量機(jī)身長(zhǎng)()N.MAmHOhmg.cm2Kg.cmKgmm573S0931.20.93.51.70.863000.40.7556二、步進(jìn)驅(qū)動(dòng)器

12、選型：步進(jìn)驅(qū)動(dòng)器選型：TB6600 42步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)器功能：1、9V-42V直流供電； 2、H橋雙極恒相流驅(qū)動(dòng)；3、最大4.0A的八種輸出電流可選； 4、最大32細(xì)分的6種細(xì)分模式可選；5、輸入信號(hào)高速光電隔離； 6、標(biāo)準(zhǔn)共陽(yáng)單脈沖接口；7、脫機(jī)保持功能； 8、半封閉式機(jī)殼可適應(yīng)更嚴(yán)苛的環(huán)境；9、提供節(jié)能的半自動(dòng)電流鎖定功能; 10、內(nèi)置溫度保護(hù)和過(guò)流保護(hù)。三、驅(qū)動(dòng)部分電氣原理圖：3.3控制部分：3.3.1控制器選型可編程控制器模塊采用stc60s2具體參數(shù)如下：STC12C5A60S2/AD/PWM系列單片機(jī)是宏晶科技生產(chǎn)的單時(shí)鐘/機(jī)器周期(1T)的單片機(jī)，是高速/低功耗/超強(qiáng)抗干擾的新一代

13、8051單片機(jī)，指令代碼完全兼容傳統(tǒng)8051,但速度快8-12倍。內(nèi)部集成MAX810專用復(fù)位電路,2路PWM,8路高速10位A/D轉(zhuǎn)換(250K/S),針對(duì)電機(jī)控制，強(qiáng)干擾場(chǎng)合。1.增強(qiáng)型8051 CPU，1T，單時(shí)鐘/機(jī)器周期，指令代碼完全兼容傳統(tǒng)8051;2.工作電壓：STC12C5A60S2系列工作電壓：5.5V-3.3V(5V單片機(jī))STC12LE5A60S2系列工作電壓：3.6V-2.2V(3V單片機(jī));3.工作頻率范圍：0 - 35MHz，相當(dāng)于普通8051的 0420MHz;4.用戶應(yīng)用程序空間8K /16K / 20K / 32K / 40K / 48K / 52K / 60

14、K / 62K字節(jié);5.片上集成1280字節(jié)RAM;6.通用I/O口(36/40/44個(gè))，復(fù)位后為：準(zhǔn)雙向口/弱上拉(普通8051傳統(tǒng)I/O口)，可設(shè)置成四種模式：準(zhǔn)雙向口/弱上拉，推挽/強(qiáng)上拉，僅為輸入/高阻，開(kāi)漏，每個(gè)I/O口驅(qū)動(dòng)能力均可達(dá)到20mA，但整個(gè)芯片最大不要超過(guò)120ma;7. ISP(在系統(tǒng)可編程)/IAP(在應(yīng)用可編程)，無(wú)需專用編程器，無(wú)需專用仿真器 可通過(guò)串口(P3.0/P3.1)直接下載用戶程序，數(shù)秒即可完成一片;8.有EEPROM功能(STC12C5A62S2/AD/PWM無(wú)內(nèi)部EEPROM);9.內(nèi)部集成MAX810專用復(fù)位電路(外部晶體12M以下時(shí)，復(fù)位腳可直

15、接1K電阻到地);10.外部掉電檢測(cè)電路:在P4.6口有一個(gè)低壓門(mén)檻比較器，5V單片機(jī)為1.32V，誤差為+/-5%,3.3V單片機(jī)為1.30V，誤差為+/-3%;11.時(shí)鐘源：外部高精度晶體/時(shí)鐘，內(nèi)部R/C振蕩器(溫漂為+/-5%到+/-10%以內(nèi)) 1用戶在下載用戶程序時(shí)，可選擇是使用內(nèi)部R/C振蕩器還是外部晶體/時(shí)鐘，常溫下內(nèi)部R/C振蕩器頻率為：5.0V單片機(jī)為：11MHz15.5MHz，3.3V單片機(jī)為：8MHz12MHz，精度要求不高時(shí)，可選擇使用內(nèi)部時(shí)鐘，但因?yàn)橛兄圃煺`差和溫漂，以實(shí)際測(cè)試為準(zhǔn);12.共4個(gè)16位定時(shí)器 兩個(gè)與傳統(tǒng)8051兼容的定時(shí)器/計(jì)數(shù)器,16位定時(shí)器T0和

16、T1，沒(méi)有定時(shí)器2，但有獨(dú)立波特率發(fā)生器 做串行通訊的波特率發(fā)生器 再加上2路PCA模塊可再實(shí)現(xiàn)2個(gè)16位定時(shí)器;13. 2個(gè)時(shí)鐘輸出口，可由T0的溢出在P3.4/T0輸出時(shí)鐘，可由T1的溢出在P3.5/T1輸出時(shí)鐘;14.外部中斷I/O口7路,傳統(tǒng)的下降沿中斷或低電平觸發(fā)中斷,并新增支持上升沿中斷的PCA模塊， Power Down模式可由外部中斷喚醒，INT0/P3.2,INT1/P3.3,T0/P3.4, T1/P3.5, RxD/P3.0,CCP0/P1.3(也可通過(guò)寄存器設(shè)置到P4.2 ), CCP1/P1.4 (也可通過(guò)寄存器設(shè)置到P4.3);圖 3-3-1 STC60S2管角圖3.3.2控制部分電氣原理圖3.4控制順序流程圖：3.5 控制主程序致 謝為期3周的實(shí)訓(xùn)結(jié)束了，在這三周里，同時(shí)也要感謝的相互幫助使我感謝感謝楊海波、楊新春老師的悉心指導(dǎo)，他們嚴(yán)謹(jǐn)細(xì)致、一絲不茍的作風(fēng)一直是我工作、學(xué)習(xí)中的榜樣;他們循循善誘的教導(dǎo)和不拘一格的思路給予我無(wú)盡的啟迪。感謝我們五組組員們，在這三周里我們?yōu)榱斯餐哪繕?biāo)一起努力，一起學(xué)習(xí)，相互幫助，你們的支持是我克服困難的不竭動(dòng)力，最終完成我們的目標(biāo)。蓋章機(jī)的U