【正文】 .................... 36 輔助的三維圖 ...................................................................................................... 36 本章小結(jié) ............................................................................................................... 38 第 6 章 吹錫裝置 ............................................................................................................. 38 輔助 的三維圖 ....................................................................................................... 40 本章小結(jié) .............................................................................................................. 40 第 7 章 總結(jié) ..................................................................................................................... 40 致 謝 ................................................................................................................................. 42 參考文獻 ............................................................................................................................. 43 附錄 1 外文翻譯 .............................................................................................................. 44 中文譯文 ............................................................................................................... 55 完 ......................................................................................................................................... 63 中國礦業(yè)大學(xué)徐海學(xué)院 2021 屆本科生畢業(yè)設(shè)計 1 第 1 章 緒 論 本論文的背景和意義 在我國，沾錫機還沒有被廣泛應(yīng)用，好多沾錫企業(yè)仍然在使用手工沾錫 、 波峰焊沾錫。而沾錫機的生產(chǎn)研制廠家也很少，主要有廣東煙臺添翼電子有限公司 的 TYJ01，深圳市捷先達科技有限公司的 JXD3300 等。但沾錫機在國內(nèi)有廣闊的市場，已經(jīng)使不少廠家開始自行研制性能更好的沾錫機。所以，在未來幾年，隨著沾錫機性能提高，必將會被我國的沾錫企業(yè)普遍應(yīng)用。 圖 JXD3300 沾 錫機主要有以下特點： （ 1） 操作簡單，任何人員都可以熟練操作，而且還可以減少人員配備 ； （ 2） 沾錫效率高， 20 秒之內(nèi)完成一次沾錫，一次可以沾錫多塊電路板 ； （ 3） 沾錫質(zhì)量高，用 JXD3300 沾錫，只需沾錫一次即可，焊點飽滿，管腳沾錫少，減少焊錫消耗，減少補焊工作量 ； （ 4） 不易出現(xiàn)元件傾斜和脫落等情況 ； 中國礦業(yè)大學(xué)徐海學(xué)院 3013 屆本科生畢業(yè)設(shè)計 2 （ 5） 具有助焊劑預(yù)熱功能，使焊點更加飽滿，電路板不變形，板面更加干凈，不炸錫 ； （ 6） 高溫氧化產(chǎn)生的錫渣少，一天 10 小時產(chǎn)生的錫渣不超過 1KG，遠遠小于波峰焊 ； （ 7） 耗電少，每小時耗 電不超過兩度電（ 2KW/h） ； （ 8） 具有定時開關(guān)機功能，延長工作時間 ； （ 9） 可以沾錫任意管腳長短的電路板和任何形狀的電路板，對于比較大和比較重的電路板沾錫更具優(yōu)勢 ； (10） 設(shè)備成本低，低于兩萬元 ； (11) 沾錫時間、沾錫角度、沾錫溫度、刮除錫面氧化物時間任意可調(diào) ； 目前，沾錫機的發(fā)展空間還很大。在激烈的社會競爭中，各個國家都在積極利用各種方案把沾錫效率和能源節(jié)約加以改進，所以在沾錫機上的新技術(shù)不斷應(yīng)用，但是總的趨勢有以下幾點： （ 1）提高沾錫機的自動化程度是未來發(fā)展的必然趨勢。 傳統(tǒng)的手工沾錫和波 峰焊沾錫方式，在很大程度上影響了生產(chǎn)效率。傳統(tǒng)沾錫方式在能源上也造成了很大的浪費?，F(xiàn)在的沾錫機在沾錫之后的清洗工序，還是手工操作，這樣做不僅浪費大量的人力物力，更嚴(yán)重的是，要是有毒的污物讓人工清理，對人體有嚴(yán)重的傷害。為此，從上料系統(tǒng)開始直至清洗完畢都應(yīng)由機械工具自動完成，實現(xiàn)沾錫機的自動化。 （ 2） 高效率，高可靠性的發(fā)展。 在現(xiàn)有的沾錫機設(shè)備中，各工位的自動化得到了迅速的改進與提高。所以，以后沾錫機設(shè)計改造的必然是基于提高產(chǎn)品質(zhì)量，改善勞動條件，減輕勞動強度，不斷提高機械化水平的理論來進行研究與開發(fā)。在我 國，隨著機電一體化的高速發(fā)展，目前機械基本滿足了以上的要求，但是與發(fā)達中國家相比還是有一定的差距的，在各種方面都亟需迅速的改進與提高。 由于我們起步較晚， 目前國內(nèi)沾錫機的研制并不很成熟，沾錫主要依靠手工作業(yè)，生產(chǎn)效率低，工人勞動強度比較大，嚴(yán)重危害人類身體健康。本課題主要研究方向是使國內(nèi)的沾錫機朝自動化程度更高的方向發(fā)展。這對于提高我國機械制造和能源節(jié)約方面有很大意義。所以本課題的研究對于國家，企業(yè)來講是很必要的，有著重大的意義。 本論文的 理論知識 現(xiàn)代設(shè)計方法是隨著當(dāng)代科學(xué)技術(shù)的飛速發(fā)展和計算機 技術(shù)的廣泛應(yīng)用而在設(shè)計領(lǐng)域發(fā)中國礦業(yè)大學(xué)徐海學(xué)院 3013 屆本科生畢業(yè)設(shè)計 3 展起來的一門新興的多交叉學(xué)科。它是以設(shè)計產(chǎn)品為目標(biāo)的一個知識群體的系統(tǒng)。換句話說，它是為了適應(yīng)市場劇烈競爭的需要，提高設(shè)計質(zhì)量和縮短設(shè)計周期，以及推動計算機在設(shè)計中的廣泛應(yīng)用，于 20 世紀(jì) 60 年代在設(shè)計領(lǐng)域相繼誕生與發(fā)展的一系列新興學(xué)科的集成。其種類繁多，內(nèi)容廣泛。目前它的內(nèi)容主要包括優(yōu)化設(shè)計、可靠性設(shè)計、設(shè)計方法學(xué)、計算機輔助設(shè)計、動態(tài)設(shè)計、有限元法、工業(yè)藝術(shù)造型設(shè)計、人機工程、并行工程、價值工程、反求工程設(shè)計、模塊化設(shè)計、相似性設(shè)計、虛擬設(shè)計、疲勞設(shè)計、三次設(shè)計等。在運用它們進 行設(shè)計時，一般都以計算機作為分析、計算、綜合、決策的工具。這些內(nèi)容匯集了一個設(shè)計學(xué)的新體系，即現(xiàn)代設(shè)計。 本次設(shè)計任務(wù)是沾錫機的設(shè)計。主要采用計算機輔助設(shè)計、優(yōu)化設(shè)計和有限元法等方法進行研究。通過系統(tǒng)化的設(shè)計方法，把設(shè)計對象看作一個完整的技術(shù)系統(tǒng)，然后用系統(tǒng)工程方法對各要素進行分析和綜合，使系統(tǒng)內(nèi)部協(xié)調(diào)一致，并使系統(tǒng)與環(huán)境相互協(xié)調(diào)，以獲得整體最優(yōu)設(shè)計。 本章 小 結(jié) 本章介紹了畢業(yè)設(shè)計的基本情況，發(fā)展前景和設(shè)計的目的，并介紹了沾錫裝置的設(shè)計思路和方法。 中國礦業(yè)大學(xué)徐海學(xué)院 3013 屆本科生畢業(yè)設(shè)計 4 第 2 章 沾錫裝置的總體設(shè)計 執(zhí)行機構(gòu)的選擇 （ 1）手部，是直接與工件接觸的部分，一般是回轉(zhuǎn)型或平動型。手部是用來抓取工件的部件，根據(jù)被抓取物件的形狀、尺寸、重量、材料和抓取要求而有多種結(jié)構(gòu)形式，如夾持型、托持型和吸附型等。其中最常用的抓取類型是吸附型和夾持型，吸附型主要是針對于一些正方形表面光滑、輕質(zhì)的工件或物料，夾持型主要是針對圓柱形狀或者是別的一些比較復(fù)雜形狀的工件或物料。傳力機構(gòu)形式較多，常用的有：連桿杠桿式、滑槽杠桿式、斜槭杠桿式、絲杠螺母式、齒輪齒條式、重力式和彈簧式。 （ 3） 臂部 ，手臂部件是 機械手的重要握持部件。它的作用是支撐腕部和手部（包括工作或夾具），并帶動他們做空間運動。臂部運動的目的：把手部送到空間運動范圍內(nèi)任意一點。如果改變手部的姿態(tài)（方位），則用腕部的自由度加以實現(xiàn)。因此，一般來說臂部具有三個自由度才能滿足基本要求，即手臂的伸縮、左右旋轉(zhuǎn)、升降（或俯仰）運動。手臂的各種運動通常用驅(qū)動機構(gòu)（如液壓缸或者氣缸）和各種傳動機構(gòu)來實現(xiàn)，從臂部的受力情況分析，它在工作中既受腕部、手部和工件的靜、動載荷，而且自身運動較為多，受力復(fù)雜。因此，它的結(jié)構(gòu)、工作范圍、靈活性以及抓重大小和定位精度直接影 響機械手的工作性能。 驅(qū)動機構(gòu)的選擇 驅(qū)動機構(gòu)是工業(yè)機械手的重要組成部分。根據(jù)動力源的不同 , 可分為以下四類 ： （ 1）氣壓傳動機械手 中國礦業(yè)大學(xué)徐海學(xué)院 3013 屆本科生畢業(yè)設(shè)計 5 氣壓機械手是以壓縮空氣的壓力來驅(qū)動執(zhí)行機構(gòu)運動的機械手。其特點為：輸出力大、易于保養(yǎng)、動作迅速、結(jié)構(gòu)簡單成本低。但是由于空氣具有可壓縮的特性，工作速度的穩(wěn)定性較差、沖擊力大、定位精度一般、抓取力小。 （ 2）液壓傳動機械手 是以油液壓縮的壓力來驅(qū)動執(zhí)行機構(gòu)運動的機械手。其特點為：輸出力大、傳動平穩(wěn)、結(jié)構(gòu)緊湊、動作靈敏、抓取力大。但是這種機械手對密封性要求很高、不易于保 養(yǎng)與維護、受到液體本身的屬性影響，不宜在高溫或者低溫的環(huán)境下工作、油的泄漏會導(dǎo)致對其工作性能產(chǎn)生很大的影響、油液過濾要求非常嚴(yán)格，成本高。 （ 3）機械驅(qū)動機械手 它是由機械傳動機構(gòu)驅(qū)動的機械手，是一種附屬于工作主機的專用機械手，動力是由工作機械提供的。其主要特點為：運動精確，動作頻率大，定位精度高。但是結(jié)構(gòu)較大，保養(yǎng)需求高。 （ 4）電氣驅(qū)動機械手 它是由電機直接驅(qū)動執(zhí)行機構(gòu)運動的機械手。其特點為：運動速度快，行程長，定位精度高，易于維護、使用方便、節(jié)能環(huán)保。但是其技術(shù)還不夠成熟、結(jié)構(gòu)較復(fù)雜、成本也較高。 驅(qū) 動機構(gòu)是工業(yè)機械手的重要組成部分 , 工業(yè)機械手的性能價格比在很大程度上取決于驅(qū)動方案及其裝置。按照各驅(qū)動特點以及機械手的工作環(huán)境經(jīng)討論我們采用電動驅(qū)動。 傳動機構(gòu)的選擇 （ 1）齒輪傳動機構(gòu) 在機器人中常用的齒輪傳動機構(gòu)有圓柱齒輪，圓錐齒輪，諧波齒輪，擺線針輪及蝸輪蝸桿傳動等。 （ 2）諧波齒輪傳動 諧波齒輪傳動具有結(jié)構(gòu)簡單、體積小重量輕，傳動比大（幾十到幾百），傳動精度高、回程誤差小、噪音低、傳動平穩(wěn)，承載能力強、效率高等一系列優(yōu)點。故在工業(yè)機器人系統(tǒng)中得到廣泛的應(yīng)用。諧波齒輪傳動與少齒差行星齒輪傳 動十分相似，它是依靠柔性齒輪產(chǎn)生的可控變形波引起齒間的相對錯齒來傳遞動力與運動的，故諧波齒輪傳動與一般的齒輪傳動具有本質(zhì)上的差別。 （ 3）螺旋傳動 中國礦業(yè)大學(xué)徐海學(xué)院 3013 屆本科生畢業(yè)設(shè)計 6 螺旋傳動及絲杠螺母，它主要是用來將旋轉(zhuǎn)運動變換為直線運動或?qū)⒅本€運動變換為旋轉(zhuǎn)運動。螺旋傳動有傳遞能量為主的，如螺旋壓力機、千斤頂?shù)龋挥幸詡鬟f運動為主的，如機床工作臺的進給絲杠。 絲杠螺母傳動分為普通絲杠（滑動摩擦）和滾珠絲杠（滾動摩擦），前者結(jié)構(gòu)簡單、加工方便、制造成本低，具有自鎖能力；但是摩擦阻力矩大、傳動效率低（ 30%~40%）。后者雖然結(jié)構(gòu)復(fù)雜、制造成本 高，但是其最大的優(yōu)點是摩擦阻力矩小、傳動效率高（ 92%~98% ），其運動平穩(wěn)性好，靈活度高。通過預(yù)緊，能消除間隙、提高傳動剛度；進給精度和重復(fù)定位精度高。使用壽命長；而且同步性好，使用可靠、潤滑簡單，因此滾珠絲杠在機器人中應(yīng)用很多。由于滾珠絲杠傳動返行程不能自鎖；因此在用于垂直方向傳動時，須附加自鎖機構(gòu)或制動裝置。 （ 4）同步帶傳動 同步帶傳動是綜合了普通帶傳動和鏈輪鏈條傳動優(yōu)點的一種新型傳動，它在帶的工作面及帶輪外周上均制有嚙合齒，通過帶齒與輪齒作嚙合傳動。為保證帶 和帶輪作無滑動的同步傳動，齒形帶采用了承載后無彈性變形的高強力材料，無彈性滑動，以保證節(jié)距不變。同步帶具有傳動比準(zhǔn)確、傳動效率高（可達 98%）、節(jié)能效果好；能吸振、噪聲低、不需要潤滑；傳動平穩(wěn)，能高速傳動（可達 40m/s）、傳動比可達 10，結(jié)構(gòu)緊湊、維護方便等優(yōu)點，故在機器人中使用很多。其主要缺點是安裝精度要求高、中心距要求嚴(yán)格，同時具有一定的蠕變性。同步帶帶輪齒形有梯形齒形和圓弧齒形。 （ 5）鋼帶傳動 鋼帶傳動的特點是鋼帶與帶輪間接觸面積大，是無間隙傳動、摩擦阻力大，無滑動，結(jié)構(gòu)簡單緊湊、運行可靠、噪 聲低，驅(qū)動力矩大、壽命長，鋼帶無蠕變、傳動效率高。 （ 6） 鏈傳動 在機器人中鏈傳動多用于腕傳動上，為了減輕機器人末端的重量，一般都將腕關(guān)節(jié)驅(qū)動電機安裝在小臂后端或大臂關(guān)節(jié)處。由于電機距離被傳動的腕關(guān)節(jié)較遠，故采用精密套