【正文】 所示。定性的說明：在檢測體一 圖33 感應(yīng)型接近傳感器原理圖側(cè)和傳感器一側(cè)的表面上，發(fā)生變壓器的狀態(tài)。當(dāng)金屬檢測體接近傳感器的感應(yīng)區(qū)域，開關(guān)就能無接觸，無壓力、無火花、迅速發(fā)出電氣指令，準(zhǔn)確反應(yīng)出運動機構(gòu)的位置和行程，即使用于一般的行程控制，其定位精度、操作頻率、使用壽命、安裝調(diào)整的方便性和對惡劣環(huán)境的適用能力，是一般機械式行程開關(guān)所不能相比的。在投射可視光的類型中，投光光束是眼睛可見的，便于對檢測物體的位置進行調(diào)整。③響應(yīng)時間短光本身為高速，并且傳感器的電路都由電子零件構(gòu)成，所以不包含機械性工作時間，響 應(yīng)時間非常短。（3）反光板反射式光電傳感器把發(fā)光器和收光器裝入同一個裝置內(nèi)，在它的前方裝一塊反光板，利用反射原理完成光電控制作用的稱為反光板反射式（或反射鏡反射式）光電傳感器。發(fā)光器能發(fā)出紅外光或可見光，在無阻情況下光接收器能收到光。三角反射板是結(jié)構(gòu)牢固的反射裝置。（2）光電傳感器結(jié)構(gòu)光電傳感器在一般情況下，有三部分構(gòu)成，它們分別為：發(fā)送器，接收器和檢測電路。按傳感器的輸出量，可分為模擬式傳感器和數(shù)字式傳感器。有些傳感器由敏感元件和轉(zhuǎn)換元件組成,沒有轉(zhuǎn)換電路,如壓電式加速度傳感器,其中質(zhì)量塊是敏感元件,壓電片(塊)是轉(zhuǎn)換元件。 轉(zhuǎn)換電路：把轉(zhuǎn)換元件輸出的電量信號轉(zhuǎn)換為便于處理、顯示、記錄或控制的有用的電信號的電路。在某些情況下，這些電路的一部分是和傳感器部件直接相鄰的。傳感器的正確選擇決定了整個工程的自動化程度，以及產(chǎn)品加工質(zhì)量。）（2）降低生產(chǎn)成本A：由于采用LED的發(fā)光方式，壽命長達25000小時（連續(xù)點燃壽命）采用節(jié)能設(shè)計，只有在需要照射時才點亮，實際使用壽命將長達30000小時以上。 技術(shù)參數(shù)為：①． 定電壓：單項220V/50Hz；②． 額定功率：10W； 圖213 GS2000點膠機③． 空氣壓力：；④． 時間選擇：；⑤．循環(huán)方式：單觸發(fā)式或定量連續(xù)式控制。③ 無接觸式滴膠泵點膠機工作原理：壓縮空氣送入膠瓶(注射器)，將膠壓進與活塞室相連的進給管中，在此加熱，溫度受控制，以達到最佳的始終如一的粘性。滴出的膠量由活塞下沖的距離決定，可以手工調(diào)節(jié)，也可以在軟件中控制。⑦ 固化溫度曲線對于膠水的固化，一般生產(chǎn)廠家已給出溫度曲線。⑤ 膠水溫度一般環(huán)氧樹脂膠水應(yīng)保存在05℃的冰箱中，使用時應(yīng)提前1/2小時拿出，使膠水充分與工作溫度相符合。點膠量多少由螺旋泵的旋轉(zhuǎn)時間長短來決定，實際中應(yīng)根據(jù)生產(chǎn)情況（室溫、膠水的粘性等）選擇泵的旋轉(zhuǎn)時間。對應(yīng)圖12所示的注膠點，注膠點簡圖如圖211所示。整個模塊的主要是由氣缸和位移傳感器組成，其結(jié)構(gòu)圖如圖210所示。下面的軸承主要為支撐作用。實際生產(chǎn)中，由于氣體泄漏或是阻力損失，氣缸實際輸出力[6]為：式中 氣缸實際輸出力 N； D氣缸缸徑 m； p輸入壓縮空氣壓力Pa； 摩擦阻力，約為的1030﹪左右。設(shè)計齒輪的齒數(shù)為68，模數(shù)為1。①底盤的轉(zhuǎn)動慣量的計算：圓盤底盤質(zhì)量的計算ⅰ 圓盤底盤體積 V=Sd≈[π200176。其轉(zhuǎn)動為間歇運動。初步擬定整體系統(tǒng)氣缸傳動圖如圖26所示。③空氣的粘度很小，在管道中流動時的壓力損失較小，故壓縮空氣便于集中供應(yīng)和長距離傳送；液壓油則正好相反。（c）方案對比與方案選定（1）就電動傳動和液壓氣壓傳動相比，液壓氣壓傳動系統(tǒng)比電動傳動系統(tǒng)設(shè)計制造簡單，液壓氣壓傳動比電動傳動價格低且控制簡單方便，是比較合適的傳動系統(tǒng)。單向齒輪的結(jié)構(gòu)及傳動原理如下：單級飛輪又稱為單鏈輪片飛輪，主要由外套、平擋和芯子、千斤、千斤簧、墊圈、絲擋幾鋼球等零件組成。（1）輸出轉(zhuǎn)矩的元件例如液壓馬達和氣壓馬達[3]，馬達是將液壓、氣壓能轉(zhuǎn)換成機械能的裝置，是將液體和氣體的動能轉(zhuǎn)化為轉(zhuǎn)矩輸出，用作機械動力。雖然效率是設(shè)計治具的前提，但是“把復(fù)雜的問題簡單化才是最好設(shè)計”說的才是設(shè)計的真理。鑒于在上述選擇的圓周循環(huán)送進系統(tǒng)中，整個加工過程存在著4個工位（3個加工工位，一個送料和取產(chǎn)品工位），因此360176。 圖24 圓周循環(huán)送進系統(tǒng)綜合以上分析，圓周循環(huán)加工結(jié)構(gòu)無論是在設(shè)計制造方面，成本的降低方面，方便工人作業(yè)方面都優(yōu)于直線送進結(jié)構(gòu)。過長的話就需要兩個工人，一個人送料，一個人取成品并初步檢查加工質(zhì)量；即使短點，一個人能完成送料和取成品過程，由于進口和出口分開在兩側(cè)，工人作業(yè)時候需要左右擺動身體，長時間作業(yè)會產(chǎn)生疲勞。 圖23 直線送進系統(tǒng)示意圖從圖23我們可以看出在直線送進結(jié)構(gòu)中檢測模塊、注膠模塊、紫外線照射模塊被排在同一條直線上，整套作業(yè)動作在一條直線上完成，整個機械結(jié)構(gòu)細(xì)長。夾具的設(shè)計不光要考慮到生產(chǎn)效率，另外也要考慮到其他情況，例如機械結(jié)構(gòu)的人性化，更重要的是要考慮到整個夾具設(shè)計制造的成本問題。 圖11 系統(tǒng)控制關(guān)系簡圖2夾具工程機械結(jié)構(gòu)設(shè)計圖21 松下ETC松下電器產(chǎn)業(yè)推出的新款ETC（自動收費系統(tǒng)）如圖21，配有內(nèi)置揚聲器的天線，它以結(jié)構(gòu)緊湊，安放隨意而深受廣大客戶喜歡。課題的研究結(jié)果也將改善生產(chǎn)環(huán)境，使工人處在一個舒適的生產(chǎn)環(huán)境中從事生產(chǎn)作業(yè)，作業(yè)強度大大的降低，這樣就必然提高整個產(chǎn)品的質(zhì)量?！爸尉摺痹从谌照Z“ジグ（jig）”，大部分情況下所說的治具等同與夾具，有時候也存在著區(qū)別。在本設(shè)計過程中，首先由工程的方案確定開始，列舉分析不同方案，并選定最終方案——氣壓傳動方案。本設(shè)計主要是研究松下ETC揚聲器外殼與喇叭之間注膠的自動化生產(chǎn)，主要完成主傳動方式、定位檢測、注膠、紫外線照射等模塊設(shè)計。為解決這些問題，治具作為一種生產(chǎn)輔助工具也就應(yīng)運而生。課題的成功解決必然縮短單個松下ETC的組裝時間，進而提高整個企業(yè)生產(chǎn)該產(chǎn)品的效率，增加產(chǎn)品的生產(chǎn)數(shù)量。整個系統(tǒng)的控制關(guān)系簡圖如圖11所示。 按照上面進行的生產(chǎn)加工過程分析，從機械自動化的角度考慮，要完成整個加工過程，可以把整個加工過程設(shè)計成完全自動化生產(chǎn)過程，也就是上面提到的六個動作過程從送料到包裝全都是由機械完成，或是把整個加工過程設(shè)計成半自動化生產(chǎn)過程，即除去送料和產(chǎn)品包裝由人工完成以外，其他過程由機械完成。而上述四個過程在設(shè)計過程中空間安排上也有所不同，分為兩種情況：一是直線循環(huán)送進，具體循環(huán)過程如圖23所示；另外一種是圓周循環(huán)送進，具體循環(huán)過程如圖24所示。這種直線送進循環(huán)生產(chǎn)系統(tǒng)，由于結(jié)構(gòu)細(xì)長，給工人的作業(yè)帶來了不變。且整個系統(tǒng)四個工位完全集中于一個圓周之上，結(jié)構(gòu)緊湊，并且方便工人作業(yè)，是理想的送進系統(tǒng)。電動機軸直接輸出的就是轉(zhuǎn)矩，省去了傳動形式轉(zhuǎn)換的麻煩。如果傳動過快，放置揚聲器的模型塊上必須加上夾緊機構(gòu)，加大了設(shè)計制造的復(fù)雜性。在液壓氣壓元件當(dāng)中，有輸出轉(zhuǎn)動形式運動的，也有輸出直線運動的。其主要結(jié)構(gòu)為齒輪與自行車飛輪。當(dāng)液壓缸或氣缸活塞桿向后運動（即活塞桿作圖25中2拉動作），拉動齒條1作直線運動，此時與齒輪2連接在一起的自行車飛輪就相當(dāng)于向后踏動腳踏，齒條、齒輪動，轉(zhuǎn)動軸不動?！?；液壓傳動則動作比較慢。綜合以上各方案對比結(jié)果，考慮治具生產(chǎn)效率兼顧制造成本，氣缸傳動是最優(yōu)的方案。主傳動系統(tǒng)就是一根垂直軸帶動水平底盤的轉(zhuǎn)動，簡圖如圖27所示。（b）氣壓元件計算選型（1）氣缸計算選型整個系統(tǒng)的負(fù)載轉(zhuǎn)矩是圓形底盤的轉(zhuǎn)動慣性力所產(chǎn)生的轉(zhuǎn)矩，圓盤具體結(jié)構(gòu)如圖29所示。的間歇運動，所以每次嚙合的齒只有齒輪全部齒的1/4。表21 氣缸MSR2060MT2參數(shù)表型號MSR2060MT2動作形式復(fù)動感應(yīng)型缸徑Φ20耐壓力15{}使用壓力～{～}使用速度50～500使用溫度10℃～+70℃③ 驗算選型質(zhì)量根據(jù)所選氣缸參數(shù)表知：D=20mm,于是其理論輸出力為：氣缸前進輸出力[6]：式中 氣缸理論輸出力 N； D氣缸缸徑 m； p輸入壓縮空氣壓力Pa；氣缸是由總的空氣壓縮站供氣，壓縮空氣壓力約在6個大氣壓，；所以 因為氣缸后退過程中受力小，于是不予考慮。表22 電磁閥參數(shù)表型號VE1110使用流體干燥空氣操作壓力范圍1．7～8{～}耐壓力10{}潤滑條件潤滑或不潤滑反應(yīng)靈敏度使用溫度5℃～60℃適用氣缸范圍Φ12～Φ40mm使用電壓DC24V傳動軸的體積傳動軸的質(zhì)量總的重力為G=(M+M1)g=(+)=兩個軸承中上面的軸承主要承受全部的軸向力。距離的檢測由直線移動和位移傳感器配合使用。（a）模塊移動定位機構(gòu)設(shè)計根據(jù)上面的分析，氣壓傳動是最符合要求的傳動形式，則移動定位機構(gòu)的氣壓傳動簡圖如圖24中的框B中的4個氣缸組成。這樣就可以保證有充足的膠水來粘結(jié)元件又避免過多膠水浸染焊盤。每次工作開始應(yīng)做針頭與PCB距離的校準(zhǔn)，即Z軸高度校準(zhǔn)。點膠過程中，應(yīng)對不同粘度的膠水，選取合理的背壓和點膠速度。 ① 柱塞式點膠機 工作原理: 壓縮空氣送入膠瓶(注射器)，將膠壓進與活塞室相連的進給管中，當(dāng)活塞處于上沖程時，活塞室中填滿膠，當(dāng)活塞向下推進滴膠針頭時，膠從針嘴壓出。另外，膠劑的粘度和流動特性會影響其穩(wěn)定性。 綜合考慮，柱塞式點膠機結(jié)構(gòu)簡單，使用方便，最重要的價格低，所以選用柱塞式點膠機：GS2000單液點膠機，如圖211所示。（采用傳統(tǒng)超高壓紫外線汞燈發(fā)光方式來照射，被照射的物體表面溫度上升3540度，而采用LED 紫外線照射方式，溫度只上升3度左右。是PLC的輸入量。為了方便隨后的處理過程，首先要將信號整形成具有最佳特性的波形，有時還需要將信號線性化，該工作是由放大器、濾波器以及其他一些模擬電路完成的。 轉(zhuǎn)換元件： 敏感元件的輸出就是轉(zhuǎn)換元件的輸入,它把輸入轉(zhuǎn)換成電量參量 。大多數(shù)傳感器是開環(huán)系統(tǒng),也有些是帶反饋的閉環(huán)系統(tǒng)。按照其制造工藝，可以將傳感器分為：集成傳感器、薄膜傳感器、厚膜傳感器、陶瓷傳感器。光電傳感器就是利用光的各種性質(zhì)，檢測物體的有無和表面狀態(tài)的變化等的傳感器。 圖32 光電傳感器結(jié)構(gòu)圖此外，光電傳感器的結(jié)構(gòu)元件中還有發(fā)射板和光導(dǎo)纖維。（1）槽開光電傳感器把一個光發(fā)射器和一個接收器面對面地裝在一個槽的兩側(cè)的是槽形光電傳感器。使用時把發(fā)光器和收光器分別裝在檢測物通過路徑的兩側(cè)，檢測物通過時阻擋光路，收光器就動作輸出一個開關(guān)控制信號。②對檢測物體的限制少由于以檢測物體引起的遮光和反射為檢測原理，所以不象接近傳感器等將檢測物體限定 在金屬，它可對玻璃、塑料、木材、液體等幾乎所有物體進行檢測。⑦便于調(diào)整。接近傳感器又稱無觸點接近傳感器，是理想的電子開關(guān)量傳感器。一般檢測金屬等導(dǎo)體?？蓹z測物體根據(jù)檢測對象的感應(yīng)率不同而有所變化，不僅金屬，也能對樹脂、水等進行檢測。此外，還包括特氟龍外殼型及耐藥品良好的產(chǎn)品。根據(jù)所選氣缸的從產(chǎn)品手冊中選取TD1TA22和MT22型磁力傳感器。但最近幾年來，PLC的應(yīng)用面越來越廣。對于定時器，其定時間隔可以由用戶加以設(shè)定。整體式結(jié)構(gòu)的PLC是將中央處理單元(CPU)、存儲器、輸入單元、輸出單元、電源、通信端口、I/O擴展端口等組裝在一個箱體內(nèi)構(gòu)成主機。下面介紹PLC各組成部分及其作用，如圖42： 圖42 組合式PLC的組成示意圖（1） 中央處理器（CPU）CPU是PLC的核心部件，它類似人的大腦，能指揮PLC按照預(yù)先編好的系統(tǒng)程序完成各種任務(wù)。⑤故障診斷。不同機型的PLC，其用戶程序存儲器的容量可能差異較大。在工作數(shù)據(jù)區(qū)中開辟有元件映像寄存器和數(shù)據(jù)表。輸出單元將經(jīng)過CPU處理的微弱電信號通過光電隔離、功率放大等處理，轉(zhuǎn)換成外部設(shè)備所需要的強電信號，以驅(qū)動各種執(zhí)行元件，如接觸器、電磁閥、電磁鐵、調(diào)節(jié)閥、調(diào)速裝置等。R1為限流電阻，R2和C構(gòu)成濾波電路，可濾除輸入信號中的高頻干擾。無源式直流輸入單元簡化了輸入端的接線，方便了用戶。所以這個電路可以接收外部的交流輸入電壓，其工作原理與直流輸入電路基本相同。CPU是與該點對應(yīng)的輸出鎖存器為高電平，使LED點亮，表示該輸出點狀態(tài)為1；當(dāng)對應(yīng)于T2的內(nèi)部繼電器的狀態(tài)為0時，光電耦合器T1不導(dǎo)通，晶體管T2截止，負(fù)載失電。 工作原理為：當(dāng)對應(yīng)于T的內(nèi)部繼電器的狀態(tài)為1時，發(fā)光二極管導(dǎo)通，不論外接電源極性如何都能使雙向晶閘管T導(dǎo)通，負(fù)載得電。LED點亮，表示該輸出點接通。（4） 電源部分PLC中一般配有開關(guān)式穩(wěn)壓電源為內(nèi)部電路供電。例如，連接編程器以輸入、修改用戶程序或監(jiān)控程序的運行；有的PLC可以通過外設(shè)端口與其他PLC、計算機或終端設(shè)備PT等連接進行通信，或連成各種網(wǎng)絡(luò)等；連接打印機以打印用戶程序，打印PLC運行過程中的狀態(tài)，打印故障報警的種類和時間等；連接EPROM寫入器，將調(diào)試好的擁護程序?qū)懭隕PROM，以免被誤改動等；連接外存儲器存儲用戶程序等。對整體式PLC，主機通過I/O擴展接口與智能單元連接。一個循環(huán)掃描過程可歸納為五個工作階段，各階段完成的任務(wù)如下[12]：a) 公共處理階段。3）掃描周期計算處理階段若預(yù)先設(shè)定掃描周期為固定值，則進入等待狀態(tài)，直至達到該設(shè)定值時掃描再往下進行。5）外設(shè)端口服務(wù)階段這個階段里，CPU完成與外設(shè)端口連接的外圍的通信處理。在正常情況下，監(jiān)視定時器不會動作。有的PLC其輸入電路濾波器的時間常數(shù)可以調(diào)整。部件送進,PLC得到前面定時程序輸入信號，PLC輸出控制信號。正是有了于教授的悉心指導(dǎo)，本論文才保質(zhì)保量的完