【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 機(jī)構(gòu)的銜接，也是作為傳送料帶的重要部件，它不僅能夠起到傳動(dòng)的作用，還可以使料帶的傳輸位置較精確，不至于在傳輸過(guò)程中，偏離軌道，造成定位不準(zhǔn)，影響結(jié)果。圖53 料帶輪盤(pán)尺寸由于料帶上有一排小的圓孔（圖53），所以在導(dǎo)料帶機(jī)構(gòu)上設(shè)計(jì)成有一周凸起的小圓軸，用來(lái)與料帶上這些小孔配合定位，能夠起到很好的定位與傳動(dòng)。因?yàn)榭缀苄?，所以設(shè)計(jì)成的導(dǎo)料帶機(jī)構(gòu)形似一針輪。輪體是鑄造出來(lái)后，針再通過(guò)錫焊接的方式焊接在輪體上。通過(guò)料帶上圓孔之間的距離，設(shè)計(jì)針輪上的針之間的距離，針的直徑比孔的直徑略小，為了能使孔能順利的與針銜接上，針的數(shù)量為30，實(shí)際上料帶與針輪嚙合只有針輪的上部分，針輪主要起到傳輸作用。針輪體積的設(shè)計(jì)盡量較?。▓D54），避免針焊接在輪上，針與針之間距離產(chǎn)生的圓周累積誤差，減小針與料帶孔嚙合的尺寸誤差，避免出現(xiàn)針與孔嚙合不上。圖54 針輪尺寸 軸的設(shè)計(jì)=，轉(zhuǎn)速n=, 轉(zhuǎn)矩T= mm ，選取軸的材料為45號(hào)剛，調(diào)質(zhì)處理。根據(jù)153，取A=103（外伸軸，許用扭轉(zhuǎn)切應(yīng)力大，A取較小） 輸出軸的最小直徑顯然是安裝聯(lián)軸器處軸的直徑。為了使所選的軸直徑與聯(lián)軸器的孔徑相適應(yīng)，故需同時(shí)選取聯(lián)軸器型號(hào)。聯(lián)軸器的計(jì)算轉(zhuǎn)矩,考慮到轉(zhuǎn)矩很小，故取KA=,則： =mm=mm 按照計(jì)算轉(zhuǎn)矩Tca應(yīng)小于聯(lián)軸器公稱(chēng)轉(zhuǎn)矩的條件，查標(biāo)準(zhǔn)GB501485或手冊(cè)，選用LX1型彈性柱銷(xiāo)聯(lián)軸器，其公稱(chēng)轉(zhuǎn)矩為250000Nmm。半聯(lián)軸器Ⅰ的孔徑dⅠ＝12mm；故取=12mm；半聯(lián)軸器長(zhǎng)度L＝32mm，半聯(lián)軸器與軸配合的轂孔長(zhǎng)度L1=27mm。1擬定軸上零件的裝配方案2根據(jù)軸向定位的要求確定軸的各段直徑和長(zhǎng)度(1)為了滿(mǎn)足半聯(lián)軸器的軸向定位要求，III軸端右端需制出一軸肩，故取ⅡⅢ段的直徑＝18mm；左端用軸端擋圈定位,按軸端直徑取擋圈直徑D＝20mm。半聯(lián)軸器與軸配合的轂孔長(zhǎng)度L1=27mm,為了保證軸端擋圈只壓在半聯(lián)軸器上而不壓在軸的端面上,故III段的長(zhǎng)度應(yīng)比 L1 略短一些,現(xiàn)取= 25mm。(2)初步選擇滾動(dòng)軸承。因軸承同時(shí)受有徑向力和軸向力的作用。故選用單列圓錐滾子軸承。參照工作要求并根據(jù)＝18mm，由軸承產(chǎn)品目錄中選取0基本游隙組、標(biāo)準(zhǔn)精度級(jí)的單列圓錐滾子軸承30204，其尺寸為dDT=2047, 故=20mm。潤(rùn)滑方式采用脂潤(rùn)滑。右端滾動(dòng)軸承采用套筒進(jìn)行定位。定位套筒高度h=5mm。(3)取安裝帶輪處的軸段ⅣⅤ的直徑=25mm；帶輪的左端與左軸承之間采用套筒定位。，為了使套筒端面可靠地壓緊帶輪，此軸段應(yīng)略短于輪轂寬度，故取=。帶輪的右端采用套筒定位，套筒高度h，取h=5mm,則軸環(huán)處的直徑=20mm。軸環(huán)寬度b≥,取=26mm。即套筒輪轂寬度加上軸承寬度，則=26mm。(4) （由軸承端蓋的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)而定）。根據(jù)軸承端蓋的裝拆及便于對(duì)軸承添加潤(rùn)滑脂的要求，取端蓋的外端面與半聯(lián)軸器右端面間的距離= ，故取=30mm；=30mm；針輪的寬度為10mm，為了安裝定位，所以=8mm。至此，已初步確定了軸的各段直徑和長(zhǎng)度。帶輪、半聯(lián)軸器與軸的周向定位均采用平鍵聯(lián)接。按由手冊(cè)查得平鍵截面bh=87(GB109579)，鍵槽用鍵槽銑刀加工，長(zhǎng)為8mm(標(biāo)準(zhǔn)鍵長(zhǎng)見(jiàn) GB109679),同時(shí)為了保證齒輪輪轂與軸的配合為H7/n6；同樣，半聯(lián)軸器與軸的聯(lián)接，選用平鍵為4415，半聯(lián)軸器與軸的配合為H7/n6。滾動(dòng)軸承與軸的周向定位是借過(guò)渡配合來(lái)保證的，此處選軸的直徑尺寸公差為m6。針輪與軸的連接采用的是半圓頭平鍵444。確定軸上圓角和倒角尺寸。取軸端倒角為145176。，各軸肩處的圓角半徑R=1mm。[14]圖55 軸的尺寸6 控制部分的設(shè)計(jì) PLC的分類(lèi)現(xiàn)代社會(huì)要求制作業(yè)對(duì)市場(chǎng)需求作出迅速的反應(yīng)，生產(chǎn)出小批量、多品種、多規(guī)格、低成本和高質(zhì)量的產(chǎn)品，為滿(mǎn)足這一要求，生產(chǎn)設(shè)備和自動(dòng)生產(chǎn)線(xiàn)的控制系統(tǒng)必須有極高的可靠性和靈活性，PLC正是順應(yīng)這一要求出現(xiàn)的，他是以微處理器為基礎(chǔ)的通用控制裝置。PLC的應(yīng)用面光、功能強(qiáng)大、使用方便，已經(jīng)廣范的應(yīng)用在各種機(jī)械設(shè)備和生產(chǎn)過(guò)程的自動(dòng)化系統(tǒng)中。因此該課題的控制部分由PLC來(lái)實(shí)現(xiàn)。在全世界上百個(gè)PLC制造廠中，有幾家舉足輕重的公司。他們是德國(guó)的西門(mén)子（SIMENS），美國(guó)羅克韋爾（Rockwell）自動(dòng)化公司所屬的AB公司，GEFanuc公司，法國(guó)的施耐德（Schneider）公司，日本的三菱（MITSUBISHI）公司和歐姆龍（OMRON）公司。我國(guó)有不少?gòu)S家研制和生產(chǎn)PLC，但是還沒(méi)有出現(xiàn)有較大影響力和較大市場(chǎng)占有率的品牌，目前我國(guó)使用的PLC基本上是國(guó)外品牌的產(chǎn)品。PLC采用了典型的計(jì)算機(jī)結(jié)構(gòu)，主要包括CPU、RAM、ROM和輸入/輸出接口電路等。如果把PLC看作一個(gè)系統(tǒng)，該系統(tǒng)由輸入變量PLC輸出變量組成，外部的各種開(kāi)關(guān)信號(hào)、模擬信號(hào)、傳感器檢測(cè)的信號(hào)均作為PLC的輸入變量，它們經(jīng)PLC外部端子輸入到內(nèi)部寄存器中，經(jīng)PLC內(nèi)部邏輯運(yùn)算或其它各種運(yùn)算、處理后送到輸出端子，它們是PLC的輸出變量，由這些輸出變量對(duì)外圍設(shè)備進(jìn)行各種控制。 S7200的選擇S7200 是一種小型的可編程序控制器，適用于各行各業(yè)，各種場(chǎng)合中的檢測(cè)、監(jiān)測(cè)及控制的自動(dòng)化。S7200系列的強(qiáng)大功能使其無(wú)論在獨(dú)立運(yùn)行中，或相連成網(wǎng)絡(luò)皆能實(shí)現(xiàn)復(fù)雜控制功能。因此S7200系列具有極高的性能/價(jià)格比。S7200系列出色表現(xiàn)在以下幾個(gè)方面： 極高的可靠性 、極豐富的指令集 、易于掌握 、便捷的操作、豐富的內(nèi)置集成功能、實(shí)時(shí)特性、強(qiáng)勁的通訊能力、豐富的擴(kuò)展模塊 S7200系列在集散自動(dòng)化系統(tǒng)中充分發(fā)揮其強(qiáng)大功能。使用范圍可覆蓋從替代繼電器的簡(jiǎn)單控制到更復(fù)雜的自動(dòng)化控制。應(yīng)用領(lǐng)域極為廣泛，覆蓋所有與自動(dòng)檢測(cè)，自動(dòng)化控制有關(guān)的工業(yè)及民用領(lǐng)域，包括各種機(jī)床、機(jī)械、電力設(shè)施、民用設(shè)施、環(huán)境保護(hù)設(shè)備等等。如：沖壓機(jī)床，磨床，印刷機(jī)械，橡膠化工機(jī)械，中央空調(diào)，電梯控制，運(yùn)動(dòng)系統(tǒng)。S7200系列PLC可提供4個(gè)不同的基本型號(hào)的8種CPU供您使用。S7200 PLC是超小型化的PLC，它適用于各行各業(yè)，各種場(chǎng)合中的自動(dòng)檢測(cè)、監(jiān)測(cè)及控制等。S7200 PLC的強(qiáng)大功能使其無(wú)論單機(jī)運(yùn)行，或連成網(wǎng)絡(luò)都能實(shí)現(xiàn)復(fù)雜的控制功能。本課題是設(shè)計(jì)要求定位準(zhǔn)確，傳輸穩(wěn)定盡量能在各種電子原件生產(chǎn)流程中配套使用，維護(hù)、安裝方便,工作可靠,使用安全，總成本低廉，因此該設(shè)計(jì)的自動(dòng)化控制部分由S7200來(lái)實(shí)現(xiàn)。[15] PLC的自動(dòng)化控制通常情況下，步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)由控制電路、驅(qū)動(dòng)電路、步進(jìn)電機(jī)三部分構(gòu)成。1 控制電路。用于產(chǎn)生脈沖，控制電機(jī)的速度和轉(zhuǎn)向。本設(shè)計(jì)中采用SIMATIC S7200 CPU214 PLC作為控制核心部件。S7200PLC的CPU214有兩個(gè)脈沖輸出，可以用來(lái)產(chǎn)生控制步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)器的脈沖，S7200PLC完全能夠?qū)崿F(xiàn)控制要求。S7200CPU本體已含有高速脈沖輸出功能，CPU脈沖輸出頻率達(dá)20KHz100 KHz，可以用來(lái)驅(qū)動(dòng)步進(jìn)電機(jī)或伺服電機(jī)，再由電機(jī)直接驅(qū)動(dòng)負(fù)載主軸旋轉(zhuǎn)，完成控制工藝所要求的動(dòng)作。2 驅(qū)動(dòng)電路。由脈沖信號(hào)分配和功率細(xì)分驅(qū)動(dòng)電路組成。根據(jù)控制器輸入的脈沖和方向信號(hào)，為步進(jìn)電機(jī)各繞組提供正確的通電順序，以及電機(jī)需要的高電壓、大電流；同時(shí)提供各種保護(hù)措施，如過(guò)流、過(guò)熱等保護(hù)。功率驅(qū)動(dòng)器將控制脈沖按照設(shè)定的模式轉(zhuǎn)換成步進(jìn)電機(jī)線(xiàn)圈的電流，產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)，使得轉(zhuǎn)子只能按固定的步數(shù)來(lái)改變它的位置。連續(xù)的脈沖序列產(chǎn)生與其對(duì)應(yīng)同頻率的步序列。如果控制頻率足夠高，步進(jìn)電機(jī)的轉(zhuǎn)動(dòng)可看作一個(gè)連續(xù)的轉(zhuǎn)動(dòng)。3 步進(jìn)電機(jī)控制信號(hào)經(jīng)驅(qū)動(dòng)器放大后驅(qū)動(dòng)步進(jìn)電機(jī)，帶動(dòng)負(fù)載。START信號(hào)后，控制器將輸出固定數(shù)目的方波脈沖，使步進(jìn)電機(jī)按對(duì)應(yīng)的步數(shù)轉(zhuǎn)動(dòng)。 發(fā)出STOP信號(hào)后，步進(jìn)電機(jī)停止轉(zhuǎn)動(dòng)。軟件設(shè)計(jì)在程序的編制中，為使步進(jìn)電機(jī)在換向時(shí)能平滑過(guò)渡，不至于產(chǎn)生錯(cuò)步，應(yīng)在每一步中設(shè)置標(biāo)志位。在正轉(zhuǎn)時(shí)，不僅給正轉(zhuǎn)標(biāo)志位賦值，也同時(shí)給反轉(zhuǎn)標(biāo)志位賦值。在反轉(zhuǎn)時(shí)也如此。這樣，當(dāng)步進(jìn)電機(jī)換向時(shí)，就可以上一次的位置作為起點(diǎn)反向運(yùn)動(dòng)，避免了電機(jī)換向時(shí)產(chǎn)生錯(cuò)步。7 機(jī)架和導(dǎo)軌的設(shè)計(jì) 料帶軌道組件導(dǎo)軌是用金屬或其它材料制成的槽或脊，可承受、固定、引導(dǎo)移動(dòng)裝置或設(shè)備并減少其摩擦的一種裝置。導(dǎo)軌表面上的縱向槽或脊，用于導(dǎo)引、固定機(jī)器部件、專(zhuān)用設(shè)備、儀器等。導(dǎo)軌又稱(chēng)滑軌、線(xiàn)性導(dǎo)軌、線(xiàn)性滑軌，用于直線(xiàn)往復(fù)運(yùn)動(dòng)場(chǎng)合，擁有比直線(xiàn)軸承更高的額定負(fù)載， 同時(shí)可以承擔(dān)一定的扭矩，可在高負(fù)載的情況下實(shí)現(xiàn)高精度的直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)。導(dǎo)軌在我們的日常生活中的應(yīng)用也是很普遍的，如滑動(dòng)門(mén)的滑糟、火車(chē)的鐵軌等等都是導(dǎo)軌的具體應(yīng)用。根據(jù)設(shè)計(jì)要求，當(dāng)料帶由送料機(jī)構(gòu)經(jīng)過(guò)針輪傳送到攝像機(jī)下，要有一定的傳輸距離，根據(jù)已知條件每傳輸5個(gè)電子原件，停止兩秒，所以在保證作業(yè)者在操作機(jī)臺(tái)的空間有一定的范圍，而且使目測(cè)流程能有緩沖，并且不影響原件的傳輸，所以在針輪之間設(shè)置一條料帶軌道。 支撐機(jī)構(gòu)在滿(mǎn)足相同工作要求的前提下，不同機(jī)構(gòu)其尺寸、質(zhì)量和結(jié)構(gòu)的緊湊性是不相同的。整個(gè)設(shè)備的流程從左右。首先是放料機(jī)構(gòu)，放料機(jī)構(gòu)主要是把料帶輪盤(pán)安裝放置在底座支撐上。放料機(jī)構(gòu)中有安裝一個(gè)小的馬達(dá)，用來(lái)本身軸的自動(dòng)轉(zhuǎn)動(dòng)。輪盤(pán)端面與軸的緊固用易于拆卸的螺釘緊固軸端擋圈來(lái)緊固。放料機(jī)構(gòu)通過(guò)一個(gè)導(dǎo)料輪把料帶傳輸?shù)结樰喩希赃@個(gè)導(dǎo)料輪的高度比放料機(jī)構(gòu)略小，起到張進(jìn)料帶的作用，則導(dǎo)料輪的底座尺寸設(shè)計(jì)較小。導(dǎo)料輪底座的凸周本身是不轉(zhuǎn)動(dòng)的，所以導(dǎo)料輪端面與軸的緊固采用螺釘緊固軸端擋圈來(lái)緊固。當(dāng)料帶從放料機(jī)構(gòu)輸出，經(jīng)過(guò)導(dǎo)料輪，然后與針輪連接。針輪是與同步帶輪、軸承一起放在一根軸上的。軸的支撐，是用軸承固定在軸承支座上，然后安裝在底板上的。一般來(lái)說(shuō)，一根軸需要兩個(gè)支點(diǎn)，每個(gè)支點(diǎn)可以由一個(gè)或一個(gè)以上的軸承組成。合理的軸承配置應(yīng)考慮軸在機(jī)器中有正確的位置、放置軸向竄動(dòng)以及軸受熱膨脹后不至于將軸承卡死等因素。本次設(shè)計(jì)的軸承配置方法是雙支點(diǎn)各單向固定，是用兩個(gè)反向安裝的圓錐滾子軸承，兩個(gè)軸承各限制一個(gè)方向的軸向移動(dòng)。安裝時(shí)，通過(guò)調(diào)整軸承外圈或內(nèi)圈的軸向位置，可使軸承達(dá)到理想的游隙或所要求的預(yù)緊程度。軸承的固定就直接用帶有氈油墊圈的軸承端蓋緊固在套杯上。所有的底座都是采用中碳非合金結(jié)構(gòu)鋼鑄造，鋼號(hào)45，這種鋼的工作條件允許與滾動(dòng)軸承配合，請(qǐng)載荷或者中等載荷，轉(zhuǎn)速低，沖擊和交變載荷不打，調(diào)質(zhì)后，保證有足夠的強(qiáng)度與硬度。整個(gè)設(shè)備是安裝固定在一個(gè)底板上，再將底板放置在一個(gè)柜子上，這樣的分體試放置，便于機(jī)架的位置調(diào)整與移動(dòng)。底板則采用鋼板制作，以提高和底座的固定配合。柜子的設(shè)計(jì)，一方面可以把顯示屏與攝像機(jī)還有電動(dòng)機(jī)的電源線(xiàn)拉導(dǎo)柜子里統(tǒng)一布線(xiàn)，提高安全度并節(jié)省空間，美觀設(shè)備，另外方便操作者操作時(shí)的操作高度，同時(shí)，可以?xún)?chǔ)備必要的工作零件，未檢查的料帶以及檢測(cè)出來(lái)的不合格產(chǎn)品。結(jié) 論通過(guò)本次的畢業(yè)設(shè)計(jì)，使我能夠?qū)?shū)本的知識(shí)做進(jìn)一步的了解與學(xué)習(xí)，對(duì)資料的查詢(xún)與合理的應(yīng)用做了更深入的了解，本次進(jìn)行電子元件目檢測(cè)設(shè)備的設(shè)計(jì)，對(duì)我們?cè)诖髮W(xué)期間所學(xué)的課程進(jìn)行了實(shí)際的應(yīng)用與綜合的學(xué)習(xí)?；跈C(jī)械設(shè)計(jì)理論，設(shè)計(jì)的電子元件目檢設(shè)備解決了電子元件的分揀問(wèn)題，縮短勞動(dòng)時(shí)間，提高了勞動(dòng)效率。根據(jù)設(shè)定選擇了合理的步進(jìn)電動(dòng)機(jī)和傳動(dòng)機(jī)構(gòu)符合了設(shè)計(jì)的間歇性運(yùn)動(dòng)。通過(guò)了解設(shè)備的性能要求，設(shè)計(jì)更加人性化。由于本人設(shè)計(jì)水平有限，本設(shè)計(jì)在動(dòng)力部分參數(shù)的確定均采用以往的經(jīng)驗(yàn)，選材的合理性以及結(jié)構(gòu)中相關(guān)尺寸的確定也還存在欠缺。以上問(wèn)題都可以作為本設(shè)計(jì)課題的改進(jìn)方向。致 謝隨著畢業(yè)論文的結(jié)束，畢業(yè)設(shè)計(jì)也接近了尾聲。我四年的大學(xué)生活也即將劃上一個(gè)圓滿(mǎn)的句號(hào)。四年大學(xué)的學(xué)習(xí)生活注定將成為我人生中的一段重要旅程。四年來(lái)，我的師長(zhǎng)、我的輔導(dǎo)員、我的同學(xué)給予我的關(guān)心和幫助，使我終身收益，我真心地感謝他們。 在本文的撰寫(xiě)過(guò)程中，首先要感謝的是李明達(dá)老師，李老師作為我的指導(dǎo)老師，他治學(xué)嚴(yán)謹(jǐn)，學(xué)識(shí)淵博，視野廣闊，為我營(yíng)造了一種良好的學(xué)術(shù)氛圍。在此特向李明達(dá)老師致以衷心的謝意！向他無(wú)可挑剔的敬業(yè)精神、嚴(yán)謹(jǐn)認(rèn)真的治學(xué)態(tài)度、深厚的專(zhuān)業(yè)修養(yǎng)和平易近人的待人方式表示深深的敬意！ 此外，本文參考了大量雜志期刊和專(zhuān)業(yè)叢書(shū)，由于參考期刊太多，不能一一注明，敬請(qǐng)?jiān)彶⑾蛩凶髡吆涂镏乱哉\(chéng)摯的謝意！由于本人水平有限，紕漏之處在所難免，懇請(qǐng)各位老師不吝賜教。參考文獻(xiàn)[1] 王德東、李效忠、[J].電子機(jī)械工程,2004.[2] [J].[3] 璞良貴、(第七版)[M]. 北京:高等教育出版社,2001.[4] 璞良貴、(第四版)[M]. 北京:高等教育出版社,2000.[5] 龔天軍、賀地求、[J]..[6] 林穎、曾志新、[專(zhuān)著]/:電子工業(yè)出版社,.[7] 李希誠(chéng)、[M].上海:上?？茖W(xué)技術(shù)出版社,.[8] 李忠杰、[M]. 北京:機(jī)械工業(yè)出版社,.[9] 祝凌云、李斌、[M].北京:人民優(yōu)點(diǎn)出版社,2005.[10] 盧耀祖、[M].上海:同濟(jì)大學(xué)出版社,2004.[11] 機(jī)構(gòu)（機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)）[專(zhuān)著]．北京