自動涂膠機設(shè)計【含全套CAD圖紙和WORD說明書】

1、陜西理工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計Shaanxi I'niversily of Technology畢業(yè)論文（設(shè)計）題目自動涂膠機的設(shè)計學(xué)生姓名學(xué)號所在學(xué)院機械工程學(xué)院專業(yè)班級機械設(shè)計制造及其自動化0000班指導(dǎo)教師完成地點陜西理工學(xué)院2010 年6 月 15 日陜西理工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計陜西理工學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計任務(wù)書院（系）機械工程學(xué)院專業(yè)班級機械設(shè)計制造及其自動化（機自0000）學(xué)生姓名 一、畢業(yè)設(shè)計題目自動涂膠機設(shè)計二、 畢業(yè)設(shè)計工作自2009 年12 月9_日起至2010年_6_月20 日止三、畢業(yè)設(shè)計進行地點 ： 校內(nèi)四、畢業(yè)設(shè)計應(yīng)完成內(nèi)容及相關(guān)要求：應(yīng)變式稱重傳感器在生產(chǎn)中有一道工序是對電路板

2、部分進行涂膠封裝，目前工廠采用手動人工涂膠的方法，生產(chǎn)效率低，為了提高生產(chǎn)效率，提高自動化生產(chǎn)水平，對不同系列傳感器的電路板涂膠冋題，設(shè)計一臺自動涂膠機，實現(xiàn)涂膠工作的自動化。具體任務(wù)如下：1 、了解應(yīng)變式稱重傳感器電路板封裝工藝、采用膠的性能、膠管結(jié)構(gòu)和不冋傳感器結(jié)構(gòu)、電路板的尺寸大小，完成開題報告和英文資料翻譯。2、研究傳感器電路板封裝工藝和電路板的結(jié)構(gòu)，確立自動涂膠機總體方案。繪制總體布局圖1張。3、設(shè)計涂膠機機械結(jié)構(gòu)，包括涂膠機結(jié)構(gòu)設(shè)計、傳感器夾具設(shè)計、膠桶設(shè)計以及傳感器移動裝置設(shè)計等，繪制機械部分裝配圖1張。4、控制系統(tǒng)設(shè)計，設(shè)計控制電路和控制程序。繪制電氣原理圖1張，編寫控制程序。

3、5、搭建控制電路的實驗系統(tǒng)，調(diào)試程序。6、編寫設(shè)計說明書1份，格式和字?jǐn)?shù)滿足學(xué)院要求五、畢業(yè)設(shè)計應(yīng)收集資料及參考文獻：（1）查閱有關(guān)電路板和應(yīng)變式傳感器電路封裝要求、工藝制造規(guī)范；（2）（3）六、畢1、2010.1.20-2010.3.20查閱相關(guān)資料，撰寫開題報告，完成外文資料翻譯2、2010320-2010420設(shè)計自動涂膠機機械結(jié)構(gòu)，完成裝配圖和有關(guān)零件圖3.2010420-2010.5.20設(shè)計自動涂膠機控制系統(tǒng)，完成電氣控制原理圖；4. 2010.5.20-2010.6.15編寫設(shè)計說明書，完善圖紙 程序,提交畢業(yè)設(shè)計資料（設(shè)計圖紙、設(shè)計說明書等資料）和準(zhǔn)備答辯資料，完成答辯工作 .

4、指導(dǎo)教師簽名專業(yè)負(fù)責(zé)人簽名學(xué)院領(lǐng)導(dǎo)簽名批準(zhǔn)日期 2010-03-05陜西理工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計自動涂膠機設(shè)計作者：0“(陜西理工學(xué)院機械工程學(xué)院機械設(shè)計制造及其自動化專業(yè)機自000班，陜西 漢中723000)指導(dǎo)教師：【摘要】：本論文是自動涂膠機的設(shè)計。隨著競爭的日趨激烈，市場的需求和企業(yè)的產(chǎn)品從相對穩(wěn)定型轉(zhuǎn)向動 態(tài)多變型，產(chǎn)品生產(chǎn)日趨個性化、產(chǎn)品的市場壽命日趨縮短，這些特點給制造業(yè)提岀了裝備自動化、柔性化的新要 求，自動涂膠機的發(fā)展就是其中一個。傳感器的自動涂膠又是難點，在生產(chǎn)傳感器的過程中有一部分工藝是對傳感器中電路板的涂膠封裝，此次設(shè)計 的主要目的是把現(xiàn)有的傳感器生產(chǎn)工藝中的手工涂膠封裝部分進

5、行自動化改良，提高傳感器的生產(chǎn)效率和生產(chǎn)質(zhì)量， 此次設(shè)計必須突岀結(jié)構(gòu)簡單、自動化程度高、便于操作、生產(chǎn)快的特點通過分析此涂膠機的性能需求，采用計算 機輔助設(shè)計方式，以簡單、快速、節(jié)能作為此設(shè)計的設(shè)計的基本原則，設(shè)計了涂膠機的基本結(jié)構(gòu)、電路部分、控制 程序的設(shè)計，并計算了各零件的結(jié)構(gòu)和尺寸，繪出了 CAD的總體布局圖以及總體裝配圖。本次設(shè)計采用了滾珠絲杠傳動以及氣動岀膠，因為其岀膠量精準(zhǔn)，傳動可靠，涂膠、封裝迅速，能實現(xiàn)單人操 作，機器自動化完成所有動作，所需時間大大降低，基本功能都可以實現(xiàn)。【關(guān)鍵詞】：涂膠機；傳感器；自動化自蹄-L軸耒音看M TMCD無朗(H)送啤中共拿F新崖文件夾竝 JJ

6、't>Automatic Coater DesignThe author:00(GradeO, ClassOO, Major Mechanical Design and Manufacturing Automation , Mechanical EngineeringDept.,Shaa nxi Un iversity of Tech no logy,Ha nzhong 723000,Shaa nxi ) ”Tutor:00Summary :This paper is automatic glui ng mach ine desig n. With in creas in gly

7、 fierce competiti on, market dema nd and the compa ny's products from relatively stable to the dyn amic and changeable type, production becoming more personalized, increasingly shorter product automation equipme nt,flexible new requireme nts, developme nt of automatic coat ing mach ine is one of

8、 them.The automatic adhesive sen sor is a challe nge, there are in the process of product ion of the sen sor is part of the process of the sen sor circuit board coat ing package, the main purpose of the desig n is the existi ng manual manu facturi ng process sen sor coati ng seali ng portion automat

9、i on improveme nt, improve producti on efficie ncy and quality of the sen sor, the desig n must highlight the simple structure, high degree of automati on, ease of operatio n, product ion and quick ness. By an alyz ing the performa nee requireme nts of this gum ming mach ine, using computer-aided de

10、sig n methods, in a simple, fast, en ergy-savi ng desig n as the basic principles of this design, the design of the basic structure of the coating machine, the circuit part of the desig n of the con trol program, and calculate the structure and size of the parts,CAD plotted overall layout and gen er

11、al assembly draw in gs.The design I used a ball screw drive and pneumatic glue, because of its volume of the plastic precise, reliable transmission, coating, packaging rapid, can achieve single operation, machine automation completed all actions, greatly reducing the time required for the basic func

12、tion can be achieved.Categories : Coati ng mach ine; Sen sors;Automati on陜西理工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計目錄1 緒論 11.1 本課題的研究目的與意義 11.2 自動涂膠機研究現(xiàn)狀、發(fā)展趨勢 11.3 本課題的基本任務(wù) 12 自動涂膠機總體設(shè)計 32.1 自動涂膠機簡介 32.1.1 涂膠機的基本介紹 32.1.2 涂膠機的發(fā)展歷史 32.2 涂膠機的工作原理 32.3 自動涂膠機整體結(jié)構(gòu)設(shè)計 42.4 電機的選取 52.4.1 Z 向電機的選取 52.4.2 X 向電機的選取 52.4.3 Y 向電機的選取 52.5 滾珠絲杠及絲

13、杠螺母的選取 62.5.1 X 向滾珠絲杠的選取 62.5.2 Y 向滾珠絲杠的選取 72.5.3 Z 向滾珠絲杠的選取 72.6 滾動導(dǎo)軌的選取 82.6.1 X 向?qū)к壍倪x取 82.6.2 Y 向?qū)к壍倪x取 82.7 電機的校核 82.9 變速齒輪的設(shè)計 102.10 氣動系統(tǒng) 102.11 夾具的設(shè)計 112.12 工作平臺 133 自動涂膠機控制系統(tǒng)設(shè)計 143.1 控制系統(tǒng)的選擇 143.2 PLC 技術(shù)與步進電機控制 錯. 誤！未定義書簽。3.3 PLC 控制步進電機工作方式的選擇 錯誤！未定義書簽?？偨Y(jié) 錯. 誤！未定義書簽。致 謝 錯. 誤！未定義書簽。參考文獻 16II陜西理

14、工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計1緒論1.1本課題的研究目的與意義稱重傳感器衡器上使用的一種力傳感器。電阻應(yīng)變式稱重傳感器原理，它能將作用在被測物體 上的重力按一定比例轉(zhuǎn)換成可計量的輸出信號。不同使用地點的重力加速度和空氣浮力對轉(zhuǎn)換的影 響，稱重傳感器的性能指標(biāo)主要有線性誤差、滯后誤差、重復(fù)性誤差、蠕變、零點溫度特性和靈敏 度溫度特性等。稱重傳感器應(yīng)用前景十分廣闊，并在將來的研究和生產(chǎn)領(lǐng)域中起到重要的作用。其 中的電路板就是傳感器的大腦，而電路板封裝則是決定整個傳感器的質(zhì)量，然而這都工序也制約了 傳感器的生產(chǎn)效率。因此，在生產(chǎn)加工的整個過程中必須保證涂膠質(zhì)量，現(xiàn)如今，國內(nèi)很多企業(yè)仍舊采用手工涂膠的辦法，這種方式

15、總是出現(xiàn)涂膠不均勻、膠浪費的現(xiàn)象，并有大量氣泡，影響涂膠質(zhì)量。涂布的好 壞很大程度上取決于操作者的技術(shù)，對于大批量生產(chǎn)的要求，手工很難保證產(chǎn)品質(zhì)量的一致性。在生產(chǎn)安全完成的前提下，要想批量生產(chǎn)傳感器，就必須提供自動化水平。原來人工涂膠的方 法生產(chǎn)效率低，難保證產(chǎn)品一致性，所以人工涂膠必然被自動化涂膠所取代。1.2自動涂膠機研究現(xiàn)狀、發(fā)展趨勢隨著計算機、控制理論、電力電子和微電子的應(yīng)用和發(fā)展，自動涂膠機應(yīng)用領(lǐng)域日益廣泛，為 了實現(xiàn)優(yōu)質(zhì)、高效率和超低成本的運行，自動涂膠機在各種不同的情況下與計算機、控制器、功率 變換器、傳感器等具有了諸多聯(lián)系，還往往要整合后級的負(fù)載和執(zhí)行機構(gòu)。而現(xiàn)在，國內(nèi)外的涂膠

16、機器人發(fā)展水平差距較大，從事研究、開發(fā)涂膠機器人在國內(nèi)的主要有：哈爾濱工業(yè)大學(xué)、北京機械工業(yè)自動化研究所。他們既有從事自主研發(fā)生產(chǎn)涂膠機器人系統(tǒng)的，也 有的通過引進國外先進的機器人技術(shù)來生產(chǎn)的，并通過對國外技術(shù)的消化開發(fā)自主的涂膠機器人?？傊嬖谝韵绿攸c：國內(nèi)生產(chǎn)的涂膠機器人雖然能夠應(yīng)用于實際的涂膠工業(yè)生產(chǎn)，但大多是結(jié) 構(gòu)比較簡單，功能較少的小型涂膠機器人。這樣一來，實際應(yīng)用的范圍受到限制，市場應(yīng)用較少， 這樣也從另一個方面造成了國內(nèi)生產(chǎn)的涂膠機器人技術(shù)不成熟、系統(tǒng)缺乏穩(wěn)定性等缺點，造成了惡 性循環(huán)。我國的機器人工業(yè)起步較晚，產(chǎn)業(yè)鏈不夠完整，特別是下游零部件生產(chǎn)長期制約著我國自 主生產(chǎn)、研究

17、機器人技術(shù)，再許多機器人生產(chǎn)的關(guān)鍵技術(shù)方面，我國還處于起步階段，根本不能同 國外擁有先進的生產(chǎn)技術(shù)的企業(yè)相競爭。在國外，對機器人的生產(chǎn)、研究起步較早，目前己經(jīng)取得了較大的發(fā)展。早在1978年，SeaantEquipment and Engineering公司就推出了一種用于涂膠的簡單機械機構(gòu)。接著，ABB公司、口本安川電機、口本FANUC也先后推出了自己研發(fā)、生產(chǎn)的用于涂膠工業(yè)的機器人產(chǎn)品，和國內(nèi)研發(fā)的 涂膠機器人相比，國外研發(fā)的涂膠機器人性能更加優(yōu)良，精度高，自動化程度高，但是其缺點也很 突出，因距離較遠，出現(xiàn)問題時技術(shù)支持較差，不能及時解決出現(xiàn)的問題。國內(nèi)正在積極推動高效級系統(tǒng)節(jié)能工程的開

18、展和實施。涂膠機、調(diào)速專用涂膠機、涂膠機系統(tǒng)節(jié)能控制產(chǎn)品的開發(fā)和涂膠機及系統(tǒng)綠色節(jié)能技術(shù)等研究已成發(fā)展之勢。目前國際上先進的涂膠機系統(tǒng)已集成了診斷、保護、控制、通訊等功能?？蓪崿F(xiàn)涂膠機系統(tǒng)的 自我診斷、自我保護、自我調(diào)速、遠程控制等。隨著我國制造業(yè)向更好的方向發(fā)展及工業(yè)化、信息 化、自動化融合，系統(tǒng)智能化發(fā)展成為必要趨勢。1.3本課題的基本任務(wù)應(yīng)變式稱重傳感器在生產(chǎn)中有一道工序是對電路板部分進行涂膠封裝，目前工廠采用手動人工 涂膠的方法，生產(chǎn)效率低，為了提高生產(chǎn)效率，提高自動化生產(chǎn)水平，對不同系列傳感器的電路板 涂膠問題，設(shè)計一臺自動涂膠機，實現(xiàn)涂膠工作的自動化。第1頁共23頁陜西理工學(xué)院畢業(yè)

19、設(shè)計具體任務(wù)如下 :(1) 了解應(yīng)變式稱重傳感器電路板封裝采用膠的性能、膠管結(jié)構(gòu)和不同傳感器結(jié)構(gòu)、電路板的 尺寸大小，完成開題報告和英文資料翻譯。(2) 研究傳感器電路板封裝工藝和電路板的結(jié)構(gòu)， 確立自動涂膠機總體方案。 繪制總體布局圖 1 張。(3) 設(shè)計涂膠機機械結(jié)構(gòu)，包括涂膠機結(jié)構(gòu)設(shè)計、傳感器夾具設(shè)計、膠桶設(shè)計以及傳感器移動 裝置設(shè)計等，繪制機械部分裝配圖 1 張。(4) 控制系統(tǒng)設(shè)計，設(shè)計控制電路和控制程序。繪制電氣原理圖 1 張，編寫控制程序。(5) 搭建控制電路的實驗系統(tǒng)，調(diào)試程序。編寫設(shè)計說明書 1 份，格式和字?jǐn)?shù)滿足學(xué)院要求。第 2 頁 共 23 頁陜西理工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計2自動涂

20、膠機總體設(shè)計2.1自動涂膠機簡介2.1.1涂膠機的基本介紹涂膠機又稱為涂覆機，刮膠機、自動噴膠機等。主要用以將膠水涂在紡織品、紙盒、皮革或是| 木制品表面上的一種機械設(shè)備，現(xiàn)有的涂膠機有很多種款式，如：鼓式涂膠機、雙作用涂膠機、雙工位升降涂膠機等。涂覆機是通過氣壓將膠水或者油漆之類的液體噴涂到所需要的產(chǎn)品上。設(shè)備采用 了三軸聯(lián)動，自動化操作，同時配有電腦編程控制路徑噴涂。噴涂厚度和時間均可設(shè)定，簡單易操 作。涂膠機適用的液體：各種溶劑、粘接劑、油漆、化學(xué)材料、固體膠等，包括硅膠、UV膠、AB膠、快干膠、環(huán)氧膠、絲固定劑、木工膠、厭氧膠、亞克力膠、防磨膠、水晶膠、灌注膠、喇叭膠、 瞬間膠、橡膠，

21、油漆、密封膠、熱膠、潤滑脂、銀膠、紅膠、錫膏、散熱膏、防焊膏、透明漆、螺 搪瓷漆、亮漆、油墨、顏料等。涂膠機用途：大多應(yīng)用于玩具 （粘合，固定，布線，絕緣）；封箱、包裝；手袋皮具皮包；小型家電、 電線、接頭、接插件；音響、像框；標(biāo)識標(biāo)簽；小五金固定；小型紙品粘合與固定；小飾品、工藝品、發(fā)夾、 水球等；電子產(chǎn)品固定、粘合、絕緣；其他需要用膠的手動或半自動運用。2.1.2涂膠機的發(fā)展歷史隨著科技的迅速推進，第一臺代替人工進行涂膠作業(yè)的涂膠機誕生了。自動涂膠機的發(fā)明以及 廣泛的應(yīng)用，節(jié)省了人力和成本，實現(xiàn)了自動化、高精度，大大提高產(chǎn)品質(zhì)量。現(xiàn)在我們將就涂膠 機的設(shè)計給大家做一個簡要介紹。首先是涂膠機

22、器人的組成部分。涂膠機器必不可少的三大系統(tǒng)是：執(zhí)行機構(gòu)、驅(qū)動機構(gòu)和控制 系統(tǒng)。涂膠機的執(zhí)行機構(gòu)主要負(fù)責(zé)執(zhí)行涂膠作業(yè)，驅(qū)動機構(gòu)能夠幫助執(zhí)行機構(gòu)更精確，更高質(zhì)的實現(xiàn) 涂膠，而這些當(dāng)然還有賴于精密的控制系統(tǒng)。執(zhí)行機構(gòu)由機械手和軀干兩部分構(gòu)成。機械手在作業(yè)過程中都是的呈直線運作。配合機械手的 正確運動，一般選用直線液壓缸、交流伺服電動機、直流伺服電動機以及步進電動機等執(zhí)行機構(gòu)。 涂膠機的軀干是涂膠機的主體部分，包括手臂、動力、執(zhí)行機構(gòu)的支架等都屬于涂膠機的軀干范疇。涂膠機的第二大組成部分：驅(qū)動裝置。驅(qū)動機構(gòu)主要有四種：液壓驅(qū)動、氣壓驅(qū)動、電氣驅(qū)動 以及機械驅(qū)動。其中僅電氣、氣動驅(qū)動憑借著用膠量相對較少

23、，氣源方便，保養(yǎng)簡單方便，并且節(jié) 約成本。最后一部分就是控制系統(tǒng)了。為了保證涂膠操作簡單更加，高速精準(zhǔn)。涂膠機的控制系統(tǒng)配備 了運動程序控制卡、脫機轉(zhuǎn)換板塊、I/O線接口線、軟件 APP、脫機鍵盤、薄碼開關(guān)涂膠程式。這樣的裝配的優(yōu)點就在于文件易于下載，方便資料管理便捷。在了解涂膠機的構(gòu)成后，還要了解的就是涂膠機的工作原理。涂膠機通過將壓縮空氣送入注射 器或者是膠瓶中，將膠壓進與活塞室相連的進給管中，利用壓力進行涂膠作業(yè)。當(dāng)活塞處于上沖程 時，活塞室中就會填滿膠；當(dāng)活塞向下推進滴膠針頭時，膠受到壓力便會從針嘴壓出。滴出的膠量 由活塞下沖的距離決定，可以手工調(diào)節(jié)，也可以通過編程進行控制。自動涂膠機

24、是從人工到自動化的一個重大變革。它包含了機械、電氣、PLC控制程序的編寫等。很好地詮釋了機電一體化技術(shù)應(yīng)用。是機電一體化朝著智能化、模塊化、綠色化、高效化的最佳體 現(xiàn)。2.2涂膠機的工作原理結(jié)構(gòu)說明：本設(shè)計采用了 X、Y、Z三向運動的方式，其中 X、Y向的移動通過膠頭下方的夾具 托盤來實現(xiàn)，Z向的移動通過膠頭來實現(xiàn)，所以全部用了三個電機，通過PLC控制三臺電機，分別做與其對應(yīng)的運動，用來保證涂膠的厚度和均勻性，以確保其質(zhì)量。圖2.1自動涂膠機原理圖X , Y向運動必須要平穩(wěn)、精確，所以選擇了滾珠絲杠傳動，滾珠絲桿是將回轉(zhuǎn)運動轉(zhuǎn)化為直 線運動，或?qū)⒅本€運動轉(zhuǎn)化為回轉(zhuǎn)運動的理想的產(chǎn)品。滾珠絲桿由螺

25、桿、螺母和滾珠組成。它的功 能是將旋轉(zhuǎn)運動轉(zhuǎn)化成直線運動，這是滾珠螺絲的進一步延伸和發(fā)展，軸承從滾動動作變成滑動動 作。由于摩擦阻力很小，滾珠絲杠副被廣泛應(yīng)用于各種工業(yè)設(shè)備和精密儀器。Z向是用來控制膠頭上下移動的，因為涉及到膠頭會離工件很近，為了防止傳動誤差所導(dǎo)致膠 頭和工件的碰撞使膠頭被破壞或者涂膠的失敗，所以要求傳動平穩(wěn)、精確，因此選擇絲杠螺母工作，絲杠螺母有自鎖的功能，用來保證膠頭和工件的距離以及保證涂膠的厚度和均勻性。通過改變Z向電機的轉(zhuǎn)向，來控制 Z軸的升降，而達到工件所需涂膠的要求。考慮到會有比較大型的傳感器，那樣導(dǎo)向機構(gòu)就會承載比較大，并需要傳動平穩(wěn)，所以X、Y向我選擇了滾動導(dǎo)軌

26、，靈敏度高，且其動摩擦與靜摩擦系數(shù)相差甚微，因而運動平穩(wěn)，低速移動時 不易出現(xiàn)爬行現(xiàn)象。定位精度高，重復(fù)定位精度可達0.2卩m。摩擦阻力小，移動輕便，磨損小、精度保持性好。涂膠原理：壓縮空氣送入膠桶，將膠壓進與膠管室相連的進給管中，然后進入與膠頭相連的膠 管中，因為要求出膠的量比較精準(zhǔn)，所以在與膠頭相連的膠室中再設(shè)置一個氣壓裝置，當(dāng)膠室的膠 充到一定的量的時候再選擇膠室中的氣壓裝置進行涂膠，用PLC控制它們的轉(zhuǎn)換。特點：效率高、涂布均勻、質(zhì)量有保證。優(yōu)勢：可提高涂膠速度，改良涂膠環(huán)境，提高涂膠質(zhì)量。2.3自動涂膠機整體結(jié)構(gòu)設(shè)計自動涂膠機裝置傳遞要求精度很高，滾珠絲杠增加了緊固螺釘，消除了軸向間

27、隙，同時與鍵配 合下也消除了周向間隙，為了使涂膠機的結(jié)構(gòu)簡單，齒輪間隙的調(diào)整采用偏心軸套進行消隙。具體 結(jié)構(gòu)框架如下圖：圖2.2涂膠機結(jié)構(gòu)框架2.4電機的選取241 Z向電機的選取步距角:電機的選取原則是滿足精度要求即步距角，滿足輸出功率要求即轉(zhuǎn)矩問題。：360i/t=360 0.008 1/2 =1.5其中：1 ）脈沖當(dāng)量S =0.008i=1.0表2.1電機參數(shù)步距角相電廣最翊轉(zhuǎn)矩最高空載啟動頻率31.52730.S861800轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動慣量工CD夕陷0長度J軸徑0.617X100.8355TO6因為膠頭的質(zhì)量不大，膠室也不會存有很多的膠，還有傳感器每次需要的涂膠量不是很多，故 選用步距角為

28、1.50/步，扭矩偏小點的便可以滿足要求，經(jīng)過計算，選用保持轉(zhuǎn)距為0.686N m的55BF003型步進電機，便可以滿足扭矩要求，所以選擇55BF003型號的步進電機，就能滿足設(shè)計的要求。Z向連軸器的選?。航Y(jié)構(gòu)簡單且拆裝方便，所以z向電機的輸出軸的軸徑選為6,故采用過盈配合套筒聯(lián)軸器，采用高壓油膨脹的方式使 V型套筒發(fā)生軸向竄動使兩軸連接在一起，具體結(jié)構(gòu)如圖所示：第5頁共23頁陜西理工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計第#頁共23頁陜西理工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計2.4.2 X向電機的選取Fm=490/3N ,取螺中拖板和上拖板加上涂膠裝置總重量乞50Kg,則滾珠絲杠上的平均工作載荷為旋角偏大點，設(shè)螺旋升角入=3.20則受力分

29、析如下圖：設(shè)周向分力為x N,則：工=Fm tan，- 490/ 3 tan3.2 = 9.13N(D0/2) a = 30/2 10-3 9.13=0.137N以上取值都是取最大可能值， 實際值一定比0.137N m小得多，為了安全起見，故選用70BF003 型號，保持轉(zhuǎn)距為 0.784N m的步進電機。Y向電機的選取也必須滿足扭矩的大小，用來保證絲杠的正常運轉(zhuǎn)，可選取同一型號的電機。 且更有利于電路的控制，程序的編制也更加方便。2.5滾珠絲杠及絲杠螺母的選取傳動機構(gòu)要滿足傳動精度的要求，還要滿足高速、低噪聲和可靠性。所以我選擇了滾珠絲杠。 因為滾珠絲杠具有摩擦損失小、傳動效率高、精度高、軸

30、向剛度高、不可自鎖具有傳動可逆性、使 用壽命長的特點。2.5.1 X向滾珠絲杠的選取通過設(shè)計的尺寸和材質(zhì)選取，計算出傳動滾珠絲杠要帶動重量為：Km=50X 9.8=490N,重物做水平直線進給 運動，平均工 作載荷：Fm=1/3Mg=490/3N.滾珠 絲杠工 作長度 L=150mm.平均轉(zhuǎn)速 nm=200r/min,使用壽命L h =15000h,滾珠絲杠的材料為 CrWMn鋼，傳動精度要求：(T = ± 0.03 mm。(1) 則計算載荷Fc :Fc 二Kf Kh Ka Km =1.2 1.0 1.1 500 = 660(N)上述表達式中：K f 載荷性質(zhì)系數(shù)，取 1.2介于無沖

31、擊，平穩(wěn)運轉(zhuǎn)和一般運轉(zhuǎn)之間。K h 滾道實際硬度 HRC弟8HRC取1.0。Ka 精度等級 取1.1。(2) 額定動載荷計算值：Ca =Fc 3 nmLh/1.67 10”上述表達式中：Lh 額定壽命(一般機床Lh為15000h)nm 平均轉(zhuǎn)速通過查表可得到：Ca=Fc3 nmLh/1.67 103 =3274N(3) 根據(jù)Ca'選擇滾珠絲杠副，假設(shè)選用Fc1型號，按滾珠絲杠副的額定動載荷Ca等于或大于Ca'的原則，故選以下型號規(guī)格：FC1 20052.5 和 FC1 2004 2.0 考慮到各種因素，最后選用：FC1 20052.5FC1 2005 -2.5滾珠絲杠副數(shù)據(jù)為：

32、1 ）公稱直徑D0=20mm2）螺旋角 =4 333）導(dǎo)程P=5mm4）滾珠直徑d0=3.175mm5）滾道半徑R=0.52d0=1.651mm6）絲杠內(nèi)徑d仁 D0+2e-2R=16.7869mm7）偏心距e=0.707(R-d0/2)=0.004445mm（4）穩(wěn)定性驗算1）臨界載荷：安全系數(shù)S二Fcr / Fm>S,所以絲杠是安全的，不會失穩(wěn)。2）臨界轉(zhuǎn)速ncr =9910 fc2dl/（ul）2 =1.76 108r/minn cr - nmax所以絲杠不會產(chǎn)生共振。3）此外絲滾珠絲杠還受 D0n值的限制DOn=20X200=4000mmr/mi *70000 mmr/min因此

33、絲杠副工作穩(wěn)定。（5）效率驗算滾珠絲杠副的傳動效率n為：n = /tg（九 + P）=tg （4o33 x） /tg （4°33 / +4o40 x）=94.8%上述表達式中：一一摩擦角根據(jù)上述計算得：FC1-2005-2.5各項性能均符合要求，可選用。2.5.2 Y向滾珠絲杠的選取由于Y向滾珠絲杠的工作載荷要比 X向滾珠絲杠小些，故用同一型號滾珠絲杠能滿足傳動要求。2.5.3 Z向滾珠絲杠的選取由于Z軸控制出膠的量的多少，且需要考慮突然斷電的情況，突然斷電需保證膠棒不漏膠所以Z軸需要具有自鎖功能。所以我選擇了絲杠螺母傳動系統(tǒng)。使其保證系統(tǒng)的穩(wěn)定性。絲杠螺母的設(shè)計與自鎖驗算：絲杠螺母

34、的螺距為 2mm公稱直徑為18mm螺母的高度為 H=t d2=2.5為8=45,書取2.5整體式旋合圈數(shù) n=H/P=45/4=11.25<12螺紋的工作高度：h=0.5P=0.5>4=2 mm螺牙根部寬度b=0.65P=0.65M=2.6 m工作比壓 P 二 F/n d2hn=3/n 18 2 11 =0.0024MPa自鎖的驗算：:'1 二 arctgf/cosa/2 二 arctg0.08/sos30/2 =4.73導(dǎo)程角r = arctgs/ -d2 二arctg2/二 18=2.02 乞 4.73絲杠螺母可以自鎖，所以螺母適用。絲杠螺母的效率計算： 0.99 tg

35、/tg(r ©)=0.99 tg2.02 /tg(2.024.73 )=29.5%2.6滾動導(dǎo)軌的選取2.6.1 X 向?qū)к壍倪x?。?）行程長度壽命Ts43Ts=2Lsn60Th/1000=2 區(qū)3 >4>60X1.5 丸。4/1。3 =1960Km上述表達式中：Ls工作單行程長度（ m）取300mmn往復(fù)次數(shù)取300mmTh 工作時間壽命取 15000h（2）計算動載荷Ca = Ffw3 . (Ts/K)mf；fcfh =1.04 104N上述表達式中：F作用在滑座上的載荷m滑座個數(shù)K 壽命系數(shù)一般取 K=50Km接觸系數(shù)取0.81 （每根導(dǎo)軌上的滑塊數(shù)為2）ft 溫度

36、系數(shù)取1 （工作溫度低于100攝氏度） fh 硬度系數(shù)取1負(fù)載系數(shù)取1.5 （無明顯沖擊或振動的中速運動場合取1.52)第9頁共23頁陜西理工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計既能滿足傳動N.CM )cm)根據(jù)查表得動載荷選取 GDA-20型滾動導(dǎo)軌，外形參數(shù):AXhXL1=70702.6.2 Y 向?qū)к壍倪x取由于Y向?qū)к壦惺艿妮d荷比 X向?qū)к壍囊〉亩喙士蛇x用與 X向相同的導(dǎo)軌, 要求。2.7電機的校核電機方面的校核以 Z相電機校核為例：步進電機最大徑轉(zhuǎn)矩 M jmax與步進電機的名義啟動轉(zhuǎn)矩M mq的關(guān)系即：M mq = XM j max =0.866 0.686=0.594 N/cm步進電機空載啟動是指電機

37、在沒有外加工作負(fù)載下的啟動。步進電機所需空載啟動力矩可按下式計算：Mkg = Mka Mkf Mo上述表達式中：M kg 空載啟動力矩Mka 空載啟動時部件由靜止升速至最大快進速度，經(jīng)計算轉(zhuǎn)換到電機軸上的加速力矩（M kf 空載時經(jīng)計算轉(zhuǎn)換到電機軸上的摩擦力矩（N.CM ）M0 因為絲杠預(yù)緊，折算到電機軸上的附加摩擦力矩剛開始選擇電機型號時需要滿足步進電機所需空載啟動力矩小于步進電機額定啟動轉(zhuǎn)矩。即:Mkg 弓Mmq = XMjmax XMM mq/M jmax =0.866 （三相六拍）加速力矩M ka=JE =JXXM ka = J2>2江兀 x2x10/60t = 0.0465（N

38、上述表達式中：JS 傳動系統(tǒng)各部件慣量折算到電機軸上的總等效轉(zhuǎn)動慣量（kg.cm2）；電機最大角加速度（rad/s2）nmax 運動部件最大快進速度對應(yīng)的電機最大轉(zhuǎn)速(r/min )t 運動部件從靜止啟動加速到最大快進速度所需的時間(s)vmax 運動部件最大快進速度(mm/mi n )S p脈沖當(dāng)量(mm/脈沖0 b步進電機的步距角空載摩擦力矩：Mkf=Gf' L/2 jin i=30 x 0.1 x 0.2/2 jiX 0.8 x 1=0.119(N?cm)上述表達式中：G運動部件的總重力(N)i 齒數(shù)傳動降速比f'導(dǎo)軌摩擦系數(shù)n 傳動系數(shù)總效率。取n =0.7-0.85L

39、 滾珠絲杠的基本導(dǎo)程(cm)附加摩擦力矩：M0=FYJL0(1-n 02)/2 j n i=100*0.2*(1-0.952)/2 j *0.8*1=0.387(N?cm)上述表達式中：FYJ 滾珠絲杠預(yù)加載荷即預(yù)緊力基本取Fm的1/3Fm 為進給牽引力(N)n為滾珠絲杠未預(yù)緊時的傳動效率，基本取 n 0> 0.9所以Mkg < Mmq符合要求X軸的電機與Y軸電機的校核與 Z軸基本相同，下面只簡單的對它進行校核。Mmq= XMjmax=0.866 X.788=0.6824Mkf= Gf L0/2 jn i=200*0.1*0.3/2 j *0.8*4=0.2977(N?cm) i

40、=4 M0=FYJL0(1- t02)/2 jn i=250 x 0(39X212 jX 0.8 x 4=0.3636(N?cm) M mq=0.6824>M kf+M 0=0.6613符合設(shè)計要求所選步進電機型號參數(shù)合理。2.8自動涂膠機彎臂螺栓強度的校核圖2.5彎臂螺栓受力分析圖先分析剪切力，因為4個螺栓全部是對稱分布的，所以剪切力可以認(rèn)為均分。F=mg=16 9.8=156.8Fs =F /4 =39.22 2.二 Fs/A =Fs/二r2 =39.2/62二-0.346MPa.=75MPa三*叮 d=12mm這個尺寸完全可以符合要求。彎臂要受到扭轉(zhuǎn)力的作用，它的扭矩為：M =F

41、xL =156.8x0.22 = 34.496N m(1) 計算截面慣性矩：lz =hb3/12=0.14x0.13/12=1.17x10(2) 在截面的上、下邊緣，分別對其作用有最大拉應(yīng)力和最大壓應(yīng)力：btmax = M B 漢 0.08/ I z = 2.3M p %maxM b 0.06/ Iz = 1.73Mp取匚=75Mpa二二，d=12mm這個尺寸滿足設(shè)計要求。2.9變速齒輪的設(shè)計自動涂膠機需要傳動效率高且傳動比非常穩(wěn)定，用來保證涂膠的均勻性和穩(wěn)定性。齒輪傳動具有所有的這些特點而且結(jié)構(gòu)緊湊、工作很可靠、壽命比較長，所以選用齒輪傳動進行變速。(1) 齒輪傳動系統(tǒng)設(shè)計自動涂膠機用一級傳

42、動齒輪變速，用來增大傳動的扭矩和平穩(wěn)性傳動比為i=720/200=3.6壓力角a =18o小齒輪：Z1=18大齒輪：Z2=65 齒數(shù)互為質(zhì)數(shù) 由于小齒輪作懸臂布置故：*d =0.6小齒輪的齒寬：b= dd1=0.6 x 24=14.4 mm 模數(shù)：mt=d1/Z=1.26mm 取 m=1.5 齒高：h=2.25 x m=3.375mm(2) 幾何尺寸計算1) 計算大、小齒輪分度圓直徑：d2 = Zr x m=18 x 1.5=27mmd2=Z2 x m=65 x 1.5=97.5mm2) 計算中心距a=(d，宀2)/2 = 62.25mm3) 計算齒輪寬度 b= ' d d2 =0.6

43、 x 27=16.2mm圓整后取 B2 =16mmB1=21mm2.10氣動系統(tǒng)根據(jù)設(shè)計說明書中的要求所需力的大小來確定活塞桿上的推力和拉力。由此來選擇氣缸時應(yīng)使 氣缸的輸出力稍有余量。若缸徑選小了，輸出力不夠，氣缸不能正常工作；但缸徑過大，不僅使設(shè) 備笨重、成本高，同時耗氣量增大，造成能源浪費。在夾具設(shè)計時，應(yīng)盡量采用增力機構(gòu)，以減少 氣缸的尺寸。氣缸理論推力FirD2 *P/4氣缸理論拉力F2二嘰。2 -d2) -P/4式中：F1 -氣缸理論推力(N)F2-氣缸理論拉力(N)D -氣缸鋼筒內(nèi)徑（mn）d -氣缸活塞桿直徑（mr）P-氣缸工作壓力（N/cm2）氣缸以上、下垂直形式安裝操作時，

44、其實際向上推力約為理論推力的85%即F實際=F仆85%由于氣缸推動活塞桿擠壓膠筒內(nèi)的膠受到阻力Fz =12NFl =Fz +0.85=14.12N根據(jù)差表可選CQ2B氣缸，鋼徑 30查表得活塞d=6mmL =H +S+2K式中：H =28 ； K =8； S = 49代入得：L =93活塞桿的長度丨為：L = A+WF +K + H +S=15 + 12+8+25 + 49 = 109（其它外形尺寸可以根據(jù)表直接查出）2.11夾具的設(shè)計自動涂膠機要適應(yīng)多類型的傳感器涂膠，所以現(xiàn)以Lc7012稱重傳感器為例:稱重傳彥器一單點式稱重鷲雄畫一口亦單點式稱重傳感器型號：LC7012第13頁共23頁陜西

45、理工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計第#頁共23頁陜西理工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計綜合精度高，恢期穩(wěn)定性辭結(jié)枸簡單安裝容易四甬偏差已調(diào)整*推薦臺面尺寸iJOOXoOihm適用于電子天平、計數(shù)祎、包裝秤、 倉晶、醫(yī)藥等工業(yè)稱董和主聲遺程稱 重圖2.6LC7012稱重傳感器單位:M圖2.7外形尺寸根據(jù)查閱先關(guān)文獻，找出傳感器相關(guān)技術(shù)參數(shù)如下表：表2-1技術(shù)參數(shù)蟲:豆0. 3J. 0. 5,1, 2, 3> B建溟曰制尺寸irufL200 X 200甑是輸出 ft. O-:mV/V1 * CJ- 2垂占平衡%R, O-丈1%R. O.* 0. 02非絨性離乩O-士 CL 02陽 R. O_± 0. £12

46、壬宜性%R, O-1： CL 02%R. O.± 0. 02正帯丄作遍度范囲亡北許工作:區(qū)度范國P1 -20-1-70遍底剜靈敏區(qū)即”向%E, O, / 10 pCL 02WK.O. /AO 9± 0. 02推薦救勵電壓VDC10且大數(shù)感電壓VDC15輸入陽抗jfl4 10 10觸出陰抗Lt.3&0 土 3維鐮阻抗Mli>5000安全過載%R. C_1呂口%R, C-200弓單性云件韜料怡防護等轂IP 6 5電纏絨長唉m6 3遼：+卑：一佶號錄：+曰；一機械加工、裝配和測量等加工工藝過程中零件的定位方案設(shè)計的關(guān)鍵問題是如何確定零件的側(cè)面定位元件位置問題，Lc7

47、012傳感器的有定位螺栓孔，根據(jù)其結(jié)構(gòu)夾具設(shè)計圖，如下圖所示：圖圖2.8 Lc7012傳感器夾具圖第16頁共23頁陜西理工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計第#頁共23頁陜西理工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計2.12工作平臺為了提高效率，所以使用如下圖所示的工作平臺，一次可以裝四個傳感器，進行涂膠工作，大 大的提高了效率。圖2.9工作平臺截圖3自動涂膠機控制系統(tǒng)設(shè)計3.1控制系統(tǒng)的選擇由于本次設(shè)計的自動涂膠機要適應(yīng)工廠的復(fù)雜條件和不同的技術(shù)要求所以選擇PLC Fx2N系列是Fx系列PLC家族中最先進的系列。由于Fx2N系列具備如下特點：最大范圍的包容了標(biāo)準(zhǔn)特點、程式執(zhí)行更快、全面補充了通信功能、適合世界各國不同的電源以及滿足單個需要

48、的大量特殊功能模 塊，它可以為你的工廠自動化應(yīng)用提供最大的靈活性和控制能力，所以我對PLC進行型號選擇：對象機、電、液之間的配合，提出被控對象對三菱PLC控制系統(tǒng)的控制要求，確定控制方案，擬定設(shè)計任務(wù)書。如何確定三菱PLC的輸入/輸出設(shè)備：根據(jù)系統(tǒng)的控制要求，確定系統(tǒng)所需的全部輸入設(shè)備（如：按紐、位置開關(guān)、轉(zhuǎn)換開關(guān)及各種傳感器等）和輸出設(shè)備（如：接觸器、電磁閥、信號指示燈及其它執(zhí)行器等），從而確定與三菱 PLC有關(guān)的輸入/輸出設(shè)備，以確定 PLC的I/O點數(shù)。三菱PLC分配I/O點并設(shè)計三菱分析被控對象并提出控制要求：詳細(xì)分析被控對象的工藝過程及工作特點，了解被控PLC外圍硬件線路：（1）分配

49、I/O點，畫出PLC的I/O點與輸入/輸出設(shè)備的連接圖或?qū)?yīng)關(guān)系表，該部分也可在第2步中進行。（2）設(shè)計PLC外圍硬件線路，畫出系統(tǒng)其它部分的電氣線路圖，包括主電路和未進入PLC的控制電路等。由 PLC的I/O連接圖和PLC外圍電氣線路圖組成系統(tǒng)的電氣原理圖。到此為止系統(tǒng)的硬件電氣線路已經(jīng)確定。三菱PLC程序設(shè)計：（1）程序設(shè)計，根據(jù)系統(tǒng)的控制要求，采用合適的設(shè)計方法來設(shè)計三菱PLC程序。程序要以滿足系統(tǒng)控制要求為主線，逐一編寫實現(xiàn)各控制功能或各子任務(wù)的程序，逐步完善系統(tǒng)指定的功能。除此之外，程序通常還應(yīng)包括以下內(nèi)容：1）三菱PLC初始化程序。在三菱PLC 上電后，一般都要做一些初始化的操作，

50、為啟動作必要的準(zhǔn)備，避免系統(tǒng)發(fā)生誤動作。初始化程序 的主要內(nèi)容有：對某些數(shù)據(jù)區(qū)、計數(shù)器等進行清零，對某些數(shù)據(jù)區(qū)所需數(shù)據(jù)進行恢復(fù)，對某些繼電 器進行置位或復(fù)位，對某些初始狀態(tài)進行顯示等等。2）三菱PLC檢測、故障診斷和顯示等程序。這些程序相對獨立，一般在程序設(shè)計基本完成時再添加。3）三菱PLC保護和連鎖程序。保護和連鎖是程序中不可缺少的部分，必須認(rèn)真加以考慮。 它可以避免由于非法操作而引起的控制邏輯混亂。（2）三菱PLC程序模擬調(diào)試程序模擬調(diào)試的基本思想是，以方便的形式模擬產(chǎn)生現(xiàn)場實際狀態(tài)，為程序的運行創(chuàng)造必要的環(huán)境條件。根據(jù)產(chǎn)生現(xiàn)場信號的方式不同，模擬調(diào)試有硬件模擬法和軟件模擬法兩種形式。1）

51、硬件模擬法是使用一些硬件設(shè)備 （如用另一臺PLC或一些輸入器件等）模擬產(chǎn)生現(xiàn)場的信號，并將這些信號以硬接線的方式連到PLC系統(tǒng)的輸入端，其時效性較強。 2）軟件模擬法是在三菱PLC中另外編寫一套模擬程序，模擬提供現(xiàn)場信號，其簡單易行，但時效性不易保證。模擬調(diào)試過程中，可采用分段調(diào)試的方法，并利用編程器的監(jiān)控功能。三菱PLC硬件實施：硬件實施方面主要是進行控制柜（臺）等硬件的設(shè)計及現(xiàn)場施工。主要內(nèi)容有：（1）設(shè)計控制柜和操作臺等部分的電器布置圖及安裝接線圖。（2）設(shè)計系統(tǒng)各部分之間的電氣互連圖。（3）根據(jù)施工圖紙進行現(xiàn)場接線，并進行詳細(xì)檢查，由于程序設(shè)計與硬件實施可同時進行，因此三菱PLC控制系統(tǒng)的設(shè)計周期可大大縮短。