【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 移位步距控制 , 主軸驅(qū)動(dòng)電機(jī)啟、?？刂?, 剎車、換毛、出板氣泵的工作時(shí)序。 ( 3) 故障報(bào)警指示 , 包括重毛故障 , 電源故障 , X 、 Y 軸不能回零 , 毛色不能變換 , 移位計(jì)數(shù)等指示。 ( 4) 人機(jī) 對(duì)話功能 , 包括是否緊急停機(jī) ,故障清除恢復(fù) , 主軸電磁剎車是否釋放 , 是否啟動(dòng)工作 , 新牙刷品種的程序編制 , 日產(chǎn)量計(jì)數(shù) , 總產(chǎn)量計(jì)數(shù) , 工作臺(tái)移位速度的設(shè)定 , 毛色設(shè)定 , 出板位置的設(shè)定 , X 、 Y 軸偏移量的修正。 7 第三章 植毛機(jī)總體方案選擇 植毛機(jī)的技術(shù)進(jìn)展 手動(dòng)植毛機(jī) :通過(guò)人來(lái)?yè)u手柄來(lái)驅(qū)動(dòng)，主軸上有兩個(gè)凸輪，第一個(gè)是用來(lái)控制牙刷孔的位置，第二個(gè)凸輪控制鋁片的長(zhǎng)度，在后面通過(guò)連桿機(jī)構(gòu)將鉤絲、切鋁片和將鋁片、刷絲植入刷柄一同完成，整個(gè)過(guò)程完全手動(dòng)，工人一邊扶著刷柄一邊搖手柄。所以，手動(dòng)植 毛機(jī)的效率很低，一天最多能植 2021~3000 支牙刷。只能植一種顏色的刷絲。 圖 2 圖 3 半自動(dòng)植毛機(jī)：半自動(dòng)植毛機(jī)是在手動(dòng)植毛機(jī)上進(jìn)行了一些改造，動(dòng)力源由電機(jī)提供，牙刷孔的定位也由步進(jìn)電機(jī)控制，而且可以植兩種顏色的刷絲，效率大大提高，一天可以植 6000~7000 支牙刷。 8 圖 4 全自動(dòng)植毛機(jī)： 全自動(dòng)牙刷植毛機(jī)是具備檢測(cè)、控制、報(bào)警、人機(jī)對(duì)話、自動(dòng)裝夾等一系列功能 , 它的工作 效率比半自動(dòng)提高了 2~3 倍 , 日完成量達(dá) 2 萬(wàn)支牙刷 , 很好地滿足了市場(chǎng)的需求 , 取得了非常好的經(jīng)濟(jì)效益。 9 圖 5 圖 6 植毛機(jī)的結(jié)構(gòu) 方案一如圖所示 圖 7 10 方案二如圖所示 圖 8 如上圖，是植毛機(jī)的總體結(jié)構(gòu)的兩種不同的方案，兩種方案的不同之處是第一種方案是用兩個(gè)電機(jī)分別控制刷柄的轉(zhuǎn)動(dòng)和兩個(gè)方向的位移，而第二種方案是通過(guò)齒輪和軸的傳動(dòng)來(lái)實(shí)現(xiàn)刷柄的轉(zhuǎn)動(dòng)和兩個(gè)方向的位移的確 定。第一種方案是用額外的一個(gè)電機(jī)來(lái)實(shí)現(xiàn)兩種植毛機(jī)兩種不同顏色絲的傳送，而第二種是在第一個(gè)軸上面利用齒輪來(lái)和毛色的傳送進(jìn)行結(jié)合從而來(lái)控制兩種毛色的傳送。 很顯然，第一種設(shè)計(jì)的方案比第二種更好，第一種是單獨(dú)進(jìn)行控制能夠很精確的進(jìn)行傳送和定位，而第二種是經(jīng)過(guò)了很多傳送機(jī)構(gòu)后再來(lái)進(jìn)行控制和定位，經(jīng)過(guò)了多次傳送機(jī)構(gòu)后，很顯然會(huì)影響設(shè)計(jì)時(shí)候所想要達(dá)到希望的精度和需要，第一種不需要多次的傳送，直接作用于零件上，很好的保護(hù)了效率和精度，所以在設(shè)計(jì)的時(shí)候，選用了第一種的方案。 11 第四章 植毛機(jī)的總體結(jié)構(gòu)及組成部分結(jié)構(gòu) 植毛機(jī)的布局 圖 9 根據(jù)以前植毛機(jī)的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，參考其他自動(dòng)化設(shè)備的結(jié)構(gòu)，將制造的植毛機(jī)分為電氣控制柜，儀表界面，刷柄自動(dòng)運(yùn)行系統(tǒng)，送鋁片，切斷，送絲機(jī)構(gòu)，分絲機(jī)構(gòu) 12 和機(jī)架，電氣控制柜是對(duì)設(shè)備的運(yùn)行提供動(dòng)力和控制，儀表界面是對(duì)植毛機(jī)進(jìn)行一個(gè)總體的匯總，可以對(duì)植毛機(jī)進(jìn)行指令的輸入輸出，刷柄自動(dòng)運(yùn)行系統(tǒng)是對(duì)刷柄的二維運(yùn)動(dòng)進(jìn)行設(shè)計(jì)，控制夾緊牙刷和與送絲嘴送絲進(jìn)行配合。送鋁片，切斷，送絲機(jī)構(gòu)是設(shè)計(jì)在植毛機(jī)進(jìn)行工作的過(guò)程中，將鋁片送入到送絲嘴并且進(jìn)行切斷的一個(gè)機(jī)構(gòu)。分絲機(jī)構(gòu)是將兩種不同顏色的毛進(jìn)行送 到送絲嘴，這個(gè)過(guò)程是通過(guò)分絲機(jī)構(gòu)來(lái)完成。而機(jī)架是植毛機(jī)的一個(gè)總體框架，是對(duì)這些設(shè)備進(jìn)行支撐，將這些機(jī)構(gòu)進(jìn)行一些合理的分配以匯成一個(gè)完整的整體，以便更好的為植毛來(lái)服務(wù)。具體的總體布局如上圖顯示。 刷柄自動(dòng)裝夾機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì) 工件在開(kāi)始加工前，首先必須使工件在機(jī)床上或夾具中占有某一正確的位置，這個(gè)過(guò)程稱為定位。為了使定位好的工件不致于在切削力的作用下發(fā)生位移，使其在加工過(guò)程始終保持正確的位置，還需將工件壓緊夾牢，這個(gè)過(guò)程稱為夾緊。定位和夾緊的整個(gè)過(guò)程合起來(lái)稱為裝夾。 刷柄的裝夾采用自動(dòng)裝夾，由電 磁氣動(dòng)閥完成刷板的夾緊及彈出。具體的設(shè)計(jì)如下圖。 圖 10 13 圖 11 刷 柄 自動(dòng)運(yùn)行機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì) 刷柄的運(yùn)行機(jī)構(gòu)是負(fù)責(zé)對(duì)裝夾機(jī)構(gòu)進(jìn)行兩個(gè)方向的運(yùn)行，是由微電腦來(lái)控制步進(jìn)電機(jī) ,兩個(gè)電機(jī)分別來(lái)驅(qū)動(dòng) X 軸方向和 Y 軸方向 , 而 X 軸和 Y 軸采用定制精密滾珠絲杠。工作臺(tái)的平移運(yùn)動(dòng) , 由 X 、 Y 軸運(yùn)動(dòng)基座和加裝導(dǎo)桿 , 并且在導(dǎo)桿上安裝立線軸承 , 從而可以消除晃動(dòng)及步距誤差。具體的機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)如圖所示 14 圖 12 圖 13 圖 14 自動(dòng)分絲機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì) 分絲機(jī)構(gòu)的作用是將兩種不同顏色的絲分別通過(guò)分絲機(jī)構(gòu)進(jìn)行輸送， 再 通過(guò)送絲嘴將不同顏色的絲 和鋁片 送往刷 柄 的孔中，從而完成牙刷 分 毛的工 序 ， 它是利用凸輪驅(qū)動(dòng)成為換向裝置 , 它帶動(dòng)拉毛梭芯在梭殼中來(lái)回進(jìn)行拉絲 , 從而可以不斷的將牙刷絲送入植毛嘴中，具體的設(shè)計(jì)機(jī)構(gòu)如下圖。 15 圖 15 圖 16 16 自動(dòng)送鋁片、及自動(dòng)切斷機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì) 自動(dòng)送鋁片、及自動(dòng)切斷機(jī)構(gòu)是和分絲機(jī)構(gòu)及送毛嘴一起作用，是對(duì)牙刷毛固定在牙刷孔中，它是 通過(guò)凸輪來(lái)帶動(dòng)送鋁 片機(jī)構(gòu) ,通過(guò)一些連桿機(jī)構(gòu)可以將鋁片送入切片刀盒 。 此時(shí)連桿機(jī)構(gòu)帶動(dòng)刀片切出的薄片 , 這樣就與梭芯拉入的刷絲一起送入植毛嘴中，從而完成植毛的工序過(guò)程。 自動(dòng)送鋁片、及自動(dòng)切斷的機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)如下圖所示。 圖 17 17 自動(dòng)鉤絲機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì) 自動(dòng)鉤絲通過(guò)一些擺桿和連桿，連接到主軸，最后將動(dòng)力傳遞到鉤絲的刀片上，鉤絲的刀片做周期性的擺動(dòng)，在刀片的圓周上有個(gè)直徑為 4mm 的小孔，當(dāng)?shù)镀剞D(zhuǎn)到分絲機(jī)構(gòu)時(shí)，刷絲在彈簧壓力和自身重力的作用下，進(jìn)入到刀片的小孔中完成刷絲的鉤取，并將刷絲送到送絲嘴的前面，等待送絲機(jī)構(gòu)將其植入 牙刷柄對(duì)應(yīng)的孔內(nèi)。 圖 18 圖 19 本章小結(jié) 本章是說(shuō)明了方案的選擇，并且設(shè)計(jì)了植毛機(jī)一些必要結(jié)構(gòu)，包括 刷 柄 自動(dòng)裝夾設(shè)計(jì)， 刷 柄 自動(dòng)運(yùn)行機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)，自動(dòng)分絲機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)，以及自動(dòng)送鋁片、及自動(dòng)切斷機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì) 和自動(dòng)鉤絲機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì) 。 18 第五章 植毛機(jī) 零件的設(shè)計(jì)計(jì)算 系統(tǒng)的運(yùn)動(dòng)分析 圖 20 啟動(dòng)主軸箱電機(jī) , 通過(guò)皮帶的傳動(dòng)，帶動(dòng)了主軸的轉(zhuǎn)動(dòng)，安裝在主軸上的 3只互成一定角度的凸輪進(jìn)行啟動(dòng)。第一凸輪驅(qū)動(dòng)一為換向裝置 , 它帶動(dòng)拉毛梭芯在梭殼中來(lái)回進(jìn)行拉絲 , 從而可以不斷的將牙刷絲送入植毛嘴中 。 第二凸輪是帶動(dòng)擺桿機(jī)構(gòu)對(duì)植毛嘴進(jìn)行前后進(jìn)行運(yùn)動(dòng)。與此同時(shí)，另一凸輪來(lái)帶動(dòng)送鐵片機(jī)構(gòu) ,可以將鐵片送入切片刀盒 。 此時(shí)連桿機(jī)構(gòu)帶動(dòng)刀片切出 116 mm * 1 mm * 014 mm 的薄片 , 并與梭芯拉入的刷絲一起送入植毛嘴中 , 由步進(jìn)電機(jī)來(lái)進(jìn)行驅(qū)動(dòng)的裝有刷板的工作臺(tái)移到植毛嘴下 , 將 一束刷絲連同鐵片植入當(dāng)前刷板孔中 ,完成了一次循環(huán)。下面進(jìn)行主 19 軸箱電機(jī)、皮帶、主軸進(jìn)行選擇設(shè)計(jì)，并對(duì)送絲嘴、切鋁片速度進(jìn)行計(jì)算和送絲凸輪進(jìn)行分析計(jì)算。 主軸箱電機(jī)的選擇 電機(jī)類型的選擇： （ 1）根據(jù)電機(jī)的工作環(huán)境選擇電動(dòng)機(jī)的類型 安裝方式： 選用臥式電動(dòng)機(jī) 防護(hù)型式： 選用封閉自扇冷式，可在潮濕、多塵埃、高溫、有腐蝕性氣體或易受風(fēng)雨的環(huán)境中工作起動(dòng)、制動(dòng)較頻繁，選用線性轉(zhuǎn)子異步電動(dòng)機(jī) 電動(dòng)機(jī)額定電壓的選擇 電動(dòng)機(jī)額定電壓的選擇一般選擇與供電電壓一致，普通工廠的供電電壓為 380V 或220V，因此中小 型交流電機(jī)的額定電壓大都是 380V 或 220V，選用 220V 的電壓。 電動(dòng)機(jī)額定轉(zhuǎn)速的選擇 電動(dòng)機(jī)的額定轉(zhuǎn)速要根據(jù)生產(chǎn)機(jī)械的具體情況來(lái)選擇。 要求調(diào)速的中高轉(zhuǎn)速生產(chǎn)機(jī)構(gòu)上使用的電動(dòng)機(jī)額定轉(zhuǎn)速的選擇應(yīng)結(jié)合生產(chǎn)機(jī)械轉(zhuǎn)速的要求，選取合適傳動(dòng)比的減速裝置，我們選用帶傳動(dòng)減速裝置。 植毛機(jī)的送絲機(jī)構(gòu) 817 次每分鐘，因此主軸轉(zhuǎn)速為 817r/min，傳動(dòng)比為 ，因此電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速為 1390r/min。 電動(dòng)機(jī)容量的選擇 根據(jù)植毛機(jī)的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)及給定條件計(jì)算負(fù)載功率 maxVFP ??送絲 ?? ? W maxVFP ??送鋁片 =80?= 20 maxVFP ??切斷 =110?= maxVFP ??分絲 =10? = ?摩擦P 33W ?總P 參照電動(dòng)機(jī)的技術(shù)參數(shù)，根據(jù)表預(yù)選電動(dòng)機(jī)的型號(hào)，使其額定功率 總PPN? ，并且是NP 盡量接近 總P 總PPN )~(? =? = 電動(dòng)機(jī)的發(fā)熱校核 計(jì)算出電動(dòng)機(jī)的額大功率后，通常要對(duì)選擇的電動(dòng)機(jī)進(jìn)行發(fā)熱校核，即限制電動(dòng)機(jī)的溫升（電動(dòng)機(jī)溫度與環(huán)境溫度差）以保證電動(dòng)機(jī)的壽命與安全 oom ????? ???? m a xm a x 式中 m? 電動(dòng)機(jī)的溫升 m? 電動(dòng)機(jī)的溫度 o? 標(biāo)準(zhǔn)環(huán)境溫度： Co ??40? max? 電動(dòng)機(jī)絕緣的最高允許溫升 max? 電動(dòng)機(jī)的最高允許溫度 等效功率法 : 負(fù)載變化周期 zt = 21 ???ni izeq PtP 12 t)1( 總 =? NP 其中 eqP 等效功率 NP 電動(dòng)機(jī)額定功率 所以 550W 的電動(dòng)機(jī)合格 選用 Y801－ 4的電動(dòng)機(jī) 電機(jī)功率 P=，轉(zhuǎn)速 1n =1390r/ i= 皮帶的選擇 按照工作原理的不同，帶傳動(dòng)可以分為摩擦型帶傳動(dòng)和嚙合型帶傳動(dòng)。本設(shè)計(jì)選用了摩擦型帶傳動(dòng)，根據(jù)傳動(dòng)帶橫截面積形狀的不同，又可以分為平帶傳動(dòng) ，圓帶傳動(dòng)， V帶傳動(dòng)和多楔帶傳動(dòng)。 在本次設(shè)計(jì)中，我采用了 V帶傳動(dòng)，因?yàn)?V帶傳動(dòng)橫截面積呈等腰梯形，帶輪也做了相應(yīng)的輪槽，可以提供更大的摩擦力，另外 V帶輪允許的傳動(dòng)比大，結(jié)構(gòu)緊湊，大多數(shù) V帶已經(jīng)標(biāo)準(zhǔn)化。因此選用了這種 V 帶輪。 1. 確定計(jì)算功率 caP 由機(jī)械設(shè)計(jì)表 87查得工作情況系數(shù)： AK =，故 caP = AK P =*= 2. 選擇 V 帶的帶型 根據(jù) caP 和轉(zhuǎn)速 1n ,選用 A型。 3. 確定帶輪的基準(zhǔn)直徑 d 并驗(yàn)算帶速 v 1)初選小帶輪的基準(zhǔn)直徑 1d 。由機(jī)械設(shè)計(jì)表 86和表 88，取小帶輪的基準(zhǔn)直徑1d =75mm。 2）驗(yàn)算轉(zhuǎn)速 v，按照公式 813 驗(yàn)算帶的速度 22 smndv d /*60 1390*75*1000*60 11 ??? ?? 因?yàn)?5m/sv30m/s,所以帶速適合。 計(jì)算大帶輪基準(zhǔn)直徑。根據(jù)公式 815a，計(jì)算大帶輪的基準(zhǔn)直徑 2d 2d =i 1d =*75=