【文章內(nèi)容簡介】 K1—— 輸送帶及托輥轉動部分運行功率系數(shù) ； K2—— 物料水平運行功率系數(shù) ； K3—— 尾部改向滾筒功率系數(shù) ； K4—— 中部改向滾筒功率系數(shù) ； K5—— 犁式卸料器、清掃器、導料槽的功率系數(shù) ； K6—— 尾部傳動時，頭部改向滾筒功率系數(shù) ； K7—— 尾部傳動時，中部改向滾筒功率系數(shù)； K8—— 進料處物料加速功率系數(shù) 。 成都理工大學 2020 屆 畢業(yè)設計（論文） 17 斜面平臺的設計 圖 32 上圖所示為斜面輪廓大體圖外觀，頂部平臺為簡化的傳送帶， 在靠近斜面的位置的下面有個叉架的箱體結構。輔助圓筒轉動，并且點膠，吸盤夾住圓筒底部封蓋。斜面的設計是為了利用 成型工件自身的重力勢能轉化為動能，工件就可以自動卸料。由于工件是剛完成盒蓋，所以斜面角度盡可能的小，斜面距離盡可能的短，為了防止斜面運動中震動對工件產(chǎn)生有害影響。 表 33 斜面 長度 170cm180cm 傾斜角度 350400 寬度 50cm 高度 140150cm 材料 普通鋁合金材料 摩擦系數(shù) 成都理工大學 2020 屆 畢業(yè)設計（論文） 18 叉架的設計 圖 33 圓筒 運動到叉架軸線的位置時候， 光電傳感器給系統(tǒng)發(fā)送信號， 叉架就在控制器的作用下升起 來，圓筒件進入兩支架之間的位置。 在叉架中設置有主動輥和被動輥。 在支架的兩邊設計有并列排布的被動輥，它是起到一個協(xié)助主動輥轉動工件的作用。叉架中的主動輥與被動輥的表面為化學纖維材料， 具有彈性結構，保證它們與圓筒接觸的時候有一定的摩擦力又不會和支架接觸 ，同時保證二者之間的相對位置精度 。 兩支架的距離略微大于圓筒的直徑，因為被動輥可以起到緩沖的作用。與主動輥相連接的電機開始工作，皮帶帶動輥轉動。圓筒在叉架里面就可以勻速的轉動，點膠機點膠。 1. 空間尺寸計算。通過 被點 圓筒 體尺寸確定 叉架尺寸。被動輥子的作用主要是減少摩擦， 因此需要設計成彈性結構，且彈簧剛度小，可輕易壓開 。 2. 確保 圓筒 在叉架上升后能靠自重與主動輥有效貼合，且貼合后摩擦力足夠驅動轉動。 成都理工大學 2020 屆 畢業(yè)設計（論文） 19 3. 根據(jù) 圓筒 的自重，點膠速度，計算需要的軸功率，根據(jù)軸功率確定你的傳動比，已及齒輪強度，計算電機功率和轉速。 4. 是否使用帶傳動可以靈活，如果需要的減速比不大，可以改成直接純齒輪傳動。 5. 叉架的材料，因為這里基本不涉及什么高載荷等環(huán)境，因此 HT200 或 Q235等常用碳鋼即可。但具體安裝尺寸需要保證叉架上升前， 圓筒 的重心在斜面外，叉架左側頂尖在管子左側切線或稍微靠外 的地方。上升后， 圓筒 重心可正好落在斜面上。 6. 棍子的接觸強度需要保證，可根據(jù)計算選用高強度鋼采取表面淬火回火工藝。 7. 箱體尺寸根據(jù)之前計算的齒輪大小，棍子大小，電機型號等結構尺寸確定。注意，箱體尺寸主要通過你的齒輪減速組的潤滑條件確定。因為這里基本是低速輕載，可以使用油脂潤滑，大大減小箱體尺寸。設計電機安裝位置。 成都理工大學 2020 屆 畢業(yè)設計（論文） 20 第四章 蓋帽機構的設計 按照設計要求來，機構之間應該保持連續(xù)傳動結構。所以在封裝的叉架保持位置不變，圓筒底部的機械手吸盤吸氣，使得圓筒的位置固定在封裝的時候不發(fā)生位置變化。電機通過皮帶轉動帶輪齒輪，齒輪與不完全齒輪嚙合，利用連續(xù)間隙傳動，滑塊的運動發(fā)生了來回的往復?？刂葡到y(tǒng)給電機發(fā)出信號指令，電機運動。 根據(jù)滑塊的推程，滑塊運動的距離。在 開始 點膠 1秒后，蓋子距離封裝位置 的時候，滑塊機構的點膠轉動開始推動滑塊運動。 機械手抓住圓筒底部，機械手抓住圓筒，對圓筒進行一個定位，封裝就精確進行。 滑塊連桿機構的設計 圖 41 連桿傳動是機械傳動中的一種重要形式，由于具有傳遞傳動，放大位移、改變位移等重要性質(zhì)，在工程中廣泛應用。 滿足設計要求，盡可能的節(jié)約空間，就必須讓整個結構在空間總的布置靈活。部件以桿為主，同時考慮到制動和啟動帶來的誤差會使得傳動裝置的變形，優(yōu)先采用連桿機構。 不完全齒輪的間歇傳動機構 在許多設備中，特別是自動化程度高的自動機器中，設計要求下，要在機械成都理工大學 2020 屆 畢業(yè)設計（論文） 21 傳動中停歇一段時間間隔，完成動作。在視頻封裝的生產(chǎn)線中要停歇一定的時間來完成封蓋的動作。所以我們在設計中要添加不完全齒輪間隙推動滑塊運動的過程 。 在很多機械設備中，都有構件呈周期性的間歇運動。 控制器開始工作， 發(fā)出指令來后，電動機帶動皮帶驅動帶輪齒輪組合，齒輪轉動配合不完全齒輪，大齒輪轉一周后，不完全齒輪轉動半周。在大齒輪的帶動下，曲柄連桿四桿機構就作用于滑塊，滑塊推動蓋子進行封裝。隨著不完全齒輪上的鎖止凸輪弧與大齒輪上的鎖止凹弧嚙合，滑塊被鎖定在原來的位置當中。 在我們對點膠機的設計過程中，傳動精度高，沖擊小，運動平穩(wěn)等特點。設計中才用不完全齒輪機構來實現(xiàn)這一技術要求，利用其停止和轉動時間，完成連桿的間隙傳動和蓋子的間隙封裝。 電動機的選擇 合理選擇電動機是使用電動機的前提。電動機的規(guī)格，品種繁多。所以我們要全面考慮電壓，頻率，使用環(huán)境等因素來考慮。主要注意三個方面 :功率的大小 ,選擇的防護形式 ,電動機的轉速。 吸盤機械手的設計 機械手由機座、機柱、機臂和吸盤組成，立柱可以轉動，吸盤部位為浮動頭，可以適當?shù)纳舷禄顒訖C臂可以伸縮，其伸出長度可根據(jù)需要，一次調(diào)整完畢。封蓋結束之后，機械手和工件分離，氣缸拉動機械手回復到原來的位置。 機械手在什么時候啟動， 點膠完成后開始抓取圓筒定位。蓋子到達封裝之前的位置的時候點膠差不多馬上就 要結束，這時候滑塊也開始運動了。 啟動還是根據(jù)蓋子位置精確傳感器來啟動的， 因為滑塊的推程和機械手的運動的距離都很短，也都是在段時間內(nèi)進行的。 點膠，蓋子，滑塊，機械手四者可以說是一體化的?？梢赃M行實際操作工作。 成都理工大學 2020 屆 畢業(yè)設計（論文） 22 第五章 點膠機的選用 點膠機的 機械部分就是一個三自由度的傳動機構平臺。膠頭可以通過機械的移動定位到空間的任意一個（ X， Y， Z）坐標。運動控制卡實際上相當于一個智能的電子計算機。它發(fā)脈沖給電機的驅動器，使電機帶動機械運動。它可以控制機械走出各種各樣的軌跡，靈活的控制運動速度、加速度，進行高精度的定位。為了適應工業(yè)點膠設備快速向自動化方向的發(fā)展，人們在多年運動控制系統(tǒng)研究成果的基礎上，全新推出面向企業(yè)應用的工業(yè)點膠機器人產(chǎn)品。根據(jù)實際生產(chǎn)需要，在滿足運動性能指標的前提下，對產(chǎn)品結構進行了優(yōu)化設計，適應在點膠過程中的靈活快速的要求，提高了產(chǎn)品 的可靠性，并有效降低了產(chǎn)品成本。 點膠機和點膠的定義 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，當活塞處于上沖程時，活塞室中填滿膠，當活塞向下推進滴膠針頭時，膠從針嘴壓出。滴出的膠量由活塞下沖的距離決定，可以手工調(diào)節(jié)，也可以在軟件中控制。 點膠機就是專門對流體進行控制，冰將液體點滴，涂覆、封裝、灌裝與產(chǎn)品表面或產(chǎn)品內(nèi)部的自動化機器。點膠機主要用于產(chǎn)品中工藝的膠水，尤其以及其他液體的精確點，灌、注、涂、點滴到每個產(chǎn)品精確位置，可以用來實現(xiàn)大點，畫線、圓型或弧型。 點膠機 就是將膠體作相應的控制，并將膠體以其特定的形態(tài)分布 /涂覆 /灌封于特定的產(chǎn)品 “之上 ”或 “之內(nèi) ”的專業(yè)的自動化控制設備。 點膠機的傳動方式 描述復雜的多軸協(xié)調(diào)運動軌跡的最簡單的方法是利用坐標系。由于在坐標系內(nèi)能夠方便地描述運動對象的運動軌跡，所以多軸協(xié)調(diào)運動又稱為坐標系運動。在坐標系運動控制模式下可以實現(xiàn)單段軌跡運動、多段軌跡連續(xù)運動。 一個典型的控制進給系統(tǒng)，由運動控制器、驅動單元、機械傳動裝置和執(zhí)行元件等幾部分組成。其中，機械傳動裝置是位置控制中的一個重要環(huán)節(jié)。機械傳動裝置，是指將驅動源的旋轉運動變 為工作臺的直線運動的整個機械傳動鏈。 成都理工大學 2020 屆 畢業(yè)設計（論文） 23 圖 52 步進電機 步進電機在整套系統(tǒng)中為 X、 Y、 Z 軸提供精確的位置控制。使用三相混合式步進電機的推出解決了上述問題，本產(chǎn)品具有如下特點：低噪音 。運行平穩(wěn) 。振動小 。高力矩。 步進電機是將電脈沖信號轉變?yōu)榻俏灰苹蚓€位移的開環(huán)控制元件，在數(shù)控系統(tǒng)中得到廣泛應用。在非超載的情況下，電機的轉速、停止的位置，只取決于脈沖信號的頻率和脈沖數(shù)，而不受負載變化的影響，即給電機加一個脈沖信號，電機則轉過一個步距角。這一線性關系的存在，加上步進電機只有周期性的誤差而無累積誤差等特點，使得在速度、位置等控制領域用步進電機來控制，變得簡單精確。步進電機的調(diào)速，一般是改變輸入的脈沖頻率來實現(xiàn)的。運動控制器每給一個脈沖，步進電機就轉動一個固定的角度。這樣就可以通過控制步進電機的一個脈沖到下一個脈沖的時間間 隔，來改變脈沖的頻率，用延時長短具體控制步進角，來改變轉速，從而實現(xiàn)對步進電機的調(diào)速。 由步進電機組成的步進傳動系統(tǒng)具有如下優(yōu)點： (a)步進電機是一種離散運動的執(zhí)行裝置，它和現(xiàn)代數(shù)字控制技術有著內(nèi)在的聯(lián)系，很容易和其他數(shù)字器件進行接口； (b)步進電機，位置誤差無積累 ； (c)步進電機可以位置開環(huán)方式進行控制，位甓開環(huán)，不需要位置反饋，系統(tǒng)結構簡單，不存在系統(tǒng)穩(wěn)定性的問題 ； (d)永磁式或混合式步進電機，除停轉期間消耗的電能較小以外，它們還具有記憶轉矩的功能?？梢栽谕ｋ姷臈l件下將轉子鎖定在特定的位置上 。 步進電機主要應用在開環(huán)、控制精度及響應速度要求不太高的運動控制場合。如數(shù)字控制系統(tǒng)、工具控制系統(tǒng)、程序控制系統(tǒng)等。 步進電機最簡單的運行方式是與控制脈沖組成開環(huán)系統(tǒng)，如圖 3． 4 表示由步進電機、驅動控制器和控制控制器 接口電路 執(zhí)行部件 傳動機構 點膠頭的三軸運動 成都理工大學 2020 屆 畢業(yè)設計（論文） 24 脈沖組成的開環(huán)系統(tǒng)。 脈沖分配器主要通過一個脈沖輸入控制步進電機的速度，一個輸入端控制電機的轉向，并有與步進電機相數(shù)相同數(shù)目的輸入端分別控制電機的各相。這種硬件脈沖分配器通常直接包含在步進電機驅動器內(nèi)。在數(shù)控系統(tǒng)中，通過插補運算，得到每個坐標軸的位移信號，通過輸出接口，步進電機驅動器發(fā)出高速脈沖信號和正反轉信號，可以控制步進電機的運行。 電機的脈沖控制 在控制系統(tǒng)的設計過程中要綜合考慮控制要求、成本等多方面的因素，選用適當?shù)目刂齐姍C。點膠機執(zhí)行機構功能主要包括點膠軌跡控制、膠槍上下移動定位兩部分，對于精度的要求并不是很高，在工作中對電機的要求也相對于數(shù)控機床寬松很多?？紤]到運動控制器的選取和系統(tǒng)的實際要求，本課題選用步進電機作為執(zhí)行元件，接受運動控制器的控制。 步進電機作為一種控制精密位移及大范圍調(diào)速專用的電機 ,由于控制方法簡單，成本低廉，廣泛應用于各種開環(huán)控制。步進電機的運 行需要有脈沖分配的功率型電子裝置進行驅動 , 這就是步進電機驅動器。它接收控制系統(tǒng)發(fā)出的脈沖信號，按照步進電機的結構特點，順序分配脈沖，實現(xiàn)控制角位移、旋轉速度、旋轉方向、制動加載狀態(tài)、自由狀態(tài)。控制系統(tǒng)每發(fā)一個脈沖信號 , 通過驅動器就能夠驅動步進電機旋轉一個步距角。步進電機的轉速與脈沖信號的頻率成正比。角位移量與脈沖個數(shù)相關。 指令 脈沖 電源 步進 電機 功率方法 脈沖分配 驅動器 成都理工大學 2020 屆 畢業(yè)設計（論文） 25 必要脈沖數(shù)的計算 必要脈沖數(shù)是指傳動裝置將物體從起始位置傳送到目標位置所需要提供給步進電機的脈沖數(shù)。必要脈沖數(shù)按下面公式計算： N:必要脈沖數(shù) ； S1:物體移動的距離 ； S2：距離電機旋轉一周移動的距離 ； a 步進角 。 驅動脈沖速度的計算 驅動脈沖速度是指在設定的定位時間中電機旋轉過一定角度所需要的脈沖數(shù)。 驅動脈沖數(shù)可以根據(jù)必要脈沖數(shù)、定位時間和加 /減速時間計算得出。 （ 1）自啟動運行方式 自啟動運行方式是指在驅動電機旋轉和停止時不經(jīng)過加速、減速階段，而直接以驅動脈沖速度啟動和停止的運行方式。 自啟動運行方式通常在轉速較低的時候使用。同時，因為在啟動 /停止時存在一個突然的速度變化，所以這種方式需要較大的加 /減速力矩。 自啟動運行方式的驅動脈沖速度計算方法如下： V 驅動脈沖速度 N必要脈沖數(shù) T定位時間 成都理工大學 2020 屆 畢業(yè)設計（論文） 26 （ 2）加 /減速運行方式 加 //減速運行方式是指電機首先以一個較低的速度啟動，經(jīng)過一個加速過程后達到正常的驅動脈沖速度，運行一段時間之后再經(jīng)過一個減速過程后電機停止的運行方式。其定位時間包括加速時間、減速時間和以驅動脈沖速度運行的時間。 點膠機 的 主要參數(shù) 表 55 三軸點膠機技術參數(shù) 型號 SEC300ED 工作范圍