【正文】 比鑄造件來(lái)說(shuō)，焊接具有結(jié)構(gòu)質(zhì)量輕、材料利用率高、成本低、強(qiáng)度剛度好等優(yōu)點(diǎn)，但是焊接也有很多缺點(diǎn)，如某些材料難以焊接、焊接產(chǎn)生材料變形、吸收震動(dòng)效果差等。綜上，本設(shè)計(jì)多軸自動(dòng)鎖螺絲機(jī)工作時(shí)比較平穩(wěn)，負(fù)荷變動(dòng)不大，不會(huì)有大幅度的震動(dòng)，整個(gè)裝置重量也不是很大。再考慮經(jīng)濟(jì)等因素，相對(duì)來(lái)說(shuō)焊接方法容易制造，成型快、成本低節(jié)省材料，因此最后選定以焊接方式來(lái)制造機(jī)架。選取焊接方式制造機(jī)架后，我們知道，該機(jī)架的承載能力是沒用鑄造機(jī)架好。所以，為了增加機(jī)架的承載能力，必須采取措施來(lái)增大機(jī)架的強(qiáng)度與剛度。在過去的學(xué)習(xí)中，我們知道，增加加強(qiáng)板或者改變受力方向可以增大機(jī)構(gòu)的承載能力，因此從這兩方面著手，把機(jī)架的四個(gè)腳設(shè)計(jì)成斜置來(lái)改變受力方向，再在每?jī)蓚€(gè)腳之間加上加強(qiáng)板來(lái)增加強(qiáng)度[7]。 。 機(jī)架結(jié)構(gòu) 機(jī)械裝置總機(jī)設(shè)計(jì)部分總結(jié)至此，機(jī)械裝置設(shè)計(jì)部分基本完成。概括來(lái)說(shuō)，整機(jī)采用電批來(lái)驅(qū)動(dòng)電批頭的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，用氣動(dòng)的方式來(lái)驅(qū)動(dòng)電批的直線上下往復(fù)運(yùn)動(dòng)，用彈簧、套筒等設(shè)計(jì)來(lái)完成行程速度的控制。在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)上，設(shè)計(jì)了手指結(jié)構(gòu)、萬(wàn)向節(jié)裝配體等機(jī)構(gòu)，并且做了整個(gè)機(jī)架等構(gòu)件的設(shè)計(jì)，進(jìn)行了運(yùn)動(dòng)模擬、干涉問題的檢驗(yàn)等等。設(shè)計(jì)內(nèi)容能夠?qū)崿F(xiàn)螺釘裝配的運(yùn)動(dòng)。第四章 PLC控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)4．1 控制系統(tǒng)功能分析由運(yùn)動(dòng)情況知道，控制系統(tǒng)的功能主要是處理運(yùn)動(dòng)的動(dòng)與停。具體的說(shuō)就是，先檢測(cè)工件與螺絲的到位情況，若都到位，則控制氣缸帶動(dòng)電批下降，同時(shí)電批接通旋轉(zhuǎn)。當(dāng)檢測(cè)到螺絲擰緊，則控制氣缸收回，電批停止運(yùn)轉(zhuǎn)。機(jī)器同時(shí)具有安全保護(hù)功能。輸入端有啟動(dòng)開關(guān)、停止開關(guān)、急停開關(guān)、上限為傳感器、下限位傳感器、檢測(cè)螺釘傳感器、檢測(cè)工件傳感器；輸出端有電磁閥、電批、工作指示燈、停止指示燈。：輸入信號(hào)輸出信號(hào)名稱輸入點(diǎn)編號(hào)名稱輸入點(diǎn)編號(hào)啟動(dòng)按鈕SB1電磁閥（氣缸伸縮運(yùn)動(dòng)）YC1停止按鈕SB2電批開關(guān)YC2上限位傳感器工作指示燈YC3下限位傳感器停止指示燈YC4檢測(cè)螺釘傳感器檢測(cè)工件傳感器安全防護(hù)傳感器急停開關(guān)SB3 I/O分配 PLC的選取由本設(shè)計(jì)機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)分析可以知道，該機(jī)構(gòu)的輸出端主要由兩個(gè)，一個(gè)是驅(qū)動(dòng)氣缸往復(fù)直線運(yùn)動(dòng)，一個(gè)是驅(qū)動(dòng)電批的旋轉(zhuǎn)，而氣缸主要通過電磁閥來(lái)驅(qū)動(dòng)，同時(shí)還可以適當(dāng)增加指示燈環(huán)節(jié)的輸出以便系統(tǒng)更加完善。而對(duì)于輸入端，主要有開始、停止、急停、還有若干傳感器的信號(hào)輸入，所以我們可以看出，本機(jī)構(gòu)并不需要過多的I/O點(diǎn)數(shù)。普通的PLC即可。所以經(jīng)過資料查閱再考慮經(jīng)濟(jì)因素等各方面，最后選取西門子所生產(chǎn)的一種S7200 CPU224X系列的PLC控制器。該主機(jī)由14個(gè)輸入端，10個(gè)數(shù)字量輸出。提供兩種供電電壓DC/DC/DC和AC/DC/Relay。~~264V交流電壓。 [9]。 S7200 PLC 電磁閥的選取 電磁閥是用來(lái)控制氣缸的往復(fù)運(yùn)動(dòng)，本設(shè)計(jì)中，氣缸的往復(fù)運(yùn)動(dòng)比較簡(jiǎn)單，因此選擇普通的二位四通電磁閥控制即可。具體選擇了SMK提供的一種24D兩位四通電磁閥。 具體參數(shù)如下： 流通介質(zhì)：水液、空氣、油等無(wú)腐蝕性液體 介質(zhì)溫度：≤60℃（不凍結(jié)） 允許溫升：85℃ 工作壽命：60萬(wàn)天 電源電壓：AC220V DC24V 消耗功率：20W左右 電源模塊的選取由于上面一些器材的選取后，用到的電壓主要為DC24V，因此，系統(tǒng)中需要用到一個(gè)將220V交流電壓轉(zhuǎn)變?yōu)?4V直流的電源模塊，因此選擇了深圳市奧普源科技有限公司提供的一種開關(guān)電源。具體參數(shù)如下： 奧普源24V3A電源開關(guān)輸入電壓：1220（V） 輸出電壓：24（V）DC輸出功率：72（W） 類型：AC/DC電源晶體管連接方式：?jiǎn)味耸? 型號(hào)：24V3A品牌：奧普源 調(diào)制方式：脈沖寬度調(diào)制(PWM)式產(chǎn)品認(rèn)證：CE 屬性：屬性值見附件5第五章 結(jié)論 本次設(shè)計(jì)完成了固定式多頭自動(dòng)螺釘裝配設(shè)備的機(jī)械裝置與控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)，設(shè)計(jì)內(nèi)容能夠?qū)崿F(xiàn)工件、螺釘?shù)奈恢脵z測(cè)，螺釘?shù)淖詣?dòng)裝配并計(jì)數(shù)的任務(wù)要求。在機(jī)械裝置設(shè)計(jì)過程中，采用了電批作為擰緊螺釘?shù)男D(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)的動(dòng)力來(lái)源。而對(duì)于電批的上下往復(fù)運(yùn)動(dòng)的動(dòng)力則選取氣缸作為動(dòng)力來(lái)源，安裝簡(jiǎn)便，安全可靠。與此同時(shí)，在電批頭的行程速度控制上，采用了彈簧、套筒等部件來(lái)進(jìn)行控制。在控制系統(tǒng)這一方面，采取了以PLC為核心控制單元的控制系統(tǒng)，用光電傳感器等進(jìn)行檢測(cè)并輸入信號(hào)給PLC?？偟膩?lái)說(shuō)，本次設(shè)計(jì)基本完成了設(shè)計(jì)任務(wù)，但是在整機(jī)的精簡(jiǎn)結(jié)構(gòu)方面做的還不夠好。比如說(shuō)，這個(gè)設(shè)備的尺寸過大，而設(shè)備內(nèi)部空間沒有能夠充分利用，造成了空間浪費(fèi)。因此，這一方面是本次設(shè)計(jì)所需加強(qiáng)改進(jìn)的地方。致謝 本次設(shè)計(jì)是在顏運(yùn)昌老師嘔心瀝血的幫助下完成的。在整個(gè)設(shè)計(jì)過程中，顏老師不僅在設(shè)計(jì)上給了我很大的幫助，同時(shí)在心態(tài)上，學(xué)習(xí)方式等各個(gè)方面都給與了誠(chéng)懇的指導(dǎo)，讓自己這幾個(gè)月的時(shí)間里學(xué)到了很多知識(shí)，無(wú)論是在專業(yè)知識(shí)還是在學(xué)習(xí)方法、思考方式。這里對(duì)顏老師表示衷心的感謝！同樣也要感謝在開題答辯、中期答辯、交叉評(píng)閱等環(huán)節(jié)，給與了自己很多寶貴的意見的全體老師以及同學(xué)，在每位師長(zhǎng)的幫助下，自己的設(shè)計(jì)才變得更加的完善。最后感謝湖南大學(xué)，給了我們這么好的實(shí)驗(yàn)平臺(tái)、給我們分配了這么多負(fù)責(zé)人的老師、給與了自己一個(gè)做畢業(yè)設(shè)計(jì)的機(jī)會(huì)！讓自己在這么短的時(shí)間里學(xué)到了這么多東西。再次感謝所有幫助過我的領(lǐng)導(dǎo)、老師、同學(xué),謝謝你們！參考文獻(xiàn)[1] 鄧星鐘．機(jī)電傳動(dòng)控制[M] ．武漢：華中科技大學(xué)出版社，2007：15．[2] 楊曙東，何存興．液壓與氣壓傳動(dòng)[M] ．武漢：華中科技大學(xué)出版社，2008：34，263264,295301,316317．[3] JB/T 5901—1991，中華人民共和國(guó)機(jī)械行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)[S] ．北京：中國(guó)標(biāo)準(zhǔn)出版社，1991．[4] 濮良貴，紀(jì)名剛．機(jī)械設(shè)計(jì)[M] ．北京：高等教育出版社，2009： 1319，60369,343357,316317．[5] 劉鴻文．材料力學(xué)[M] ．北京：高等教育出版社，2005：7389,112118,262264．[6] 吳立言，現(xiàn)代機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)[M] ．西安：西北工業(yè)大學(xué)出版社，2010：681705 ．[7] 曾志新，呂明．機(jī)械制造技術(shù)基礎(chǔ)[M] ．武漢：武漢理工大學(xué)出版社，2009：232245．[8] 翟封祥，尹志華．材料成型工藝基礎(chǔ)[M] ．哈爾濱：哈爾濱工業(yè)大學(xué)出版社，2004：3246,119123.．[9] 朱文杰．S7200 PLC編程設(shè)計(jì)與案例分析[M] ．北京：機(jī)械工業(yè)出版社出版社，2009：3040．