【正文】 長(zhǎng)桿L/K＜85時(shí)，L= () =125mm?？紤]到整個(gè)機(jī)構(gòu)的平衡性，故將承載夾持部分的彎臂方向與Y向電機(jī)在一條線上。因?yàn)槟z棒的夾持嚴(yán)格要求對(duì)心，以保證涂膠軌跡的準(zhǔn)確。故選用了V形塊對(duì)中夾緊機(jī)構(gòu)，： 膠棒的對(duì)中夾緊機(jī)構(gòu)圖工作原理就是使對(duì)中夾緊元件作等速位移來(lái)實(shí)現(xiàn)。兩個(gè)V形塊由手輪控制帶動(dòng)左、右螺紋的螺桿作等速相向移動(dòng)實(shí)現(xiàn)對(duì)中夾緊。：為了方便于供膠和涂膠在系統(tǒng)中設(shè)計(jì)了涂膠彎臂。因?yàn)閺澅塾胸Q直向下的載荷，所以以下對(duì)其進(jìn)行了校核計(jì)算[15]。： 涂膠彎臂，由于4個(gè)螺栓是對(duì)稱分布的，故剪切力可以認(rèn)為均分。= () d=12mm 完全可以符合要求。，其扭矩為：（1）截面形心： （2）計(jì)算截面慣性矩： ()（3）在截面的上下邊緣，分別作用有最大拉應(yīng)力和最大壓應(yīng)力： () () 取[]=75Mpa《[] d=12mm完全可以滿足設(shè)計(jì)要求。 本章小結(jié)首先確定夾緊機(jī)構(gòu)方案，選用斜楔夾緊機(jī)構(gòu)；然后確定定位方案，定位元件選用V型塊；選用氣動(dòng)方案對(duì)工件進(jìn)行迅速夾緊；對(duì)機(jī)構(gòu)整體進(jìn)行計(jì)算。第5章 硬件及接口電路的設(shè)計(jì)本次設(shè)計(jì)的自動(dòng)涂膠機(jī)控制系統(tǒng)采用的是PLC可編程控制器進(jìn)行整個(gè)涂膠自動(dòng)化生產(chǎn)線的流程控制。整個(gè)自動(dòng)化生產(chǎn)線的組成部分是，用一套PLC系統(tǒng)控制系統(tǒng)分別控制一套供膠系統(tǒng)，兩套涂膠執(zhí)行機(jī)構(gòu)，兩套單片機(jī)涂膠控制系統(tǒng)和兩套傳送帶系統(tǒng) 。達(dá)到PLC分別控制兩套涂膠機(jī)組成一個(gè)自動(dòng)涂膠生產(chǎn)線，兩涂膠機(jī)可同時(shí)工作也可以一臺(tái)涂膠機(jī)單獨(dú)工作。本次設(shè)計(jì)的自動(dòng)涂膠機(jī)涂膠執(zhí)行部分采用MCS51的典型產(chǎn)品8031進(jìn)行控制，因?yàn)槠潴w積小、功能強(qiáng)和價(jià)格低廉的優(yōu)點(diǎn)，廣泛地應(yīng)用于自動(dòng)化領(lǐng)域。由于8031是沒(méi)有ROM的單片機(jī)，數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器也只有128K字節(jié)，因此它必須外接EPROM程序存儲(chǔ)器，才能構(gòu)成最小系統(tǒng)。8031的外部程序存儲(chǔ)器主要存放處理程序，也能存放處理程序所必需的常數(shù)?；镜臄U(kuò)展包括：擴(kuò)展片外程序存儲(chǔ)器/擴(kuò)展片外數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器/擴(kuò)展并行I/O接口。采用74LS373鎖存器 、74LS138譯碼器的輸出作為片選信號(hào)。本系統(tǒng)擴(kuò)展了一片8255可編程接口芯片和一片8155芯片。控制系統(tǒng)是由硬件和軟件兩部分組成。硬件是組成系統(tǒng)的基礎(chǔ)。有了硬件,軟件才能有效的運(yùn)行。硬件電路的可靠性直接影響到數(shù)控系統(tǒng)性能指示。系統(tǒng)硬件電路有以下三大部分組成：（1）主控制器,即中央處理器單元PLC。（2）輸入設(shè)備，包括光電接近開(kāi)關(guān)、壓力傳感器和輸入開(kāi)關(guān)按鈕。（3）執(zhí)行設(shè)備，包括單片機(jī)及其擴(kuò)展電路、皮帶控制電路、機(jī)械手控制電路、供膠控制電路以及夾緊控制電路。 PLC的控制電路組成介紹PLC接收來(lái)自控制面板按鈕開(kāi)關(guān)信號(hào)和傳感器的狀態(tài)信號(hào)，經(jīng)程序判斷與運(yùn)算實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)流程的控制。PLC在輸出顯示和監(jiān)控信號(hào)的同時(shí)，分別向傳動(dòng)帶機(jī)械手加緊機(jī)構(gòu)涂膠行程執(zhí)行機(jī)構(gòu)傳動(dòng)帶機(jī)械手夾緊機(jī)構(gòu)涂膠機(jī)機(jī)械手2和涂膠行程執(zhí)行機(jī)構(gòu)2以及各安全指示燈發(fā)出運(yùn)行控制信號(hào)。 控制電路脈沖輸入時(shí)，將脈沖分配給各組繞組，因其功率很小，電壓幅度不足5V，電流為mA級(jí)，必須經(jīng)過(guò)驅(qū)動(dòng)器將信號(hào)電流放大到若干安培，才能驅(qū)動(dòng)步進(jìn)電機(jī)，實(shí)際上電機(jī)的驅(qū)動(dòng)器是一個(gè)功率放大器。驅(qū)動(dòng)器要求失真小，有較好的前沿和足夠的幅度。本系統(tǒng)采用55BF003型和70BF003型步進(jìn)電機(jī)作為驅(qū)動(dòng)裝置，它是受脈沖信號(hào)進(jìn)行控制，微安級(jí)信號(hào)進(jìn)行控制，若想使27V，5A的步進(jìn)電機(jī)達(dá)到需要的額外狀態(tài)，只靠微機(jī)8255控制作用不可能提供步進(jìn)電機(jī)需要的輸出功率，因此必須有額外的功率驅(qū)動(dòng)電路，步進(jìn)電機(jī)與控制系統(tǒng)，功率驅(qū)動(dòng)電路組成一體構(gòu)成了步進(jìn)電機(jī)的驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)，如圖：MCS51步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)電路8255A分配系統(tǒng)驅(qū)動(dòng)電路的設(shè)計(jì)及說(shuō)明步進(jìn)電機(jī)的控制系統(tǒng)和分配系統(tǒng)中采用匯編語(yǔ)言來(lái)實(shí)現(xiàn)的，所以采用三級(jí)管進(jìn)行電流放大。下面是功率驅(qū)動(dòng)電動(dòng)硬件進(jìn)行說(shuō)明。高低壓驅(qū)動(dòng)電路如下圖所示： 驅(qū)動(dòng)電路圖La繞組的高低壓驅(qū)動(dòng)電路，脈沖變壓器Tp組成高壓控制電路，無(wú)脈沖輸出時(shí)，T1，T2，T3，T4，均截止，電機(jī)繞組La中無(wú)電流通過(guò)，電機(jī)不轉(zhuǎn)，有脈沖輸入時(shí)，T1, T2, T4,飽和導(dǎo)通，在T2由截止到飽和期間，其集電極電流也就是脈沖變壓器的初級(jí)電流急速增加，在變壓器次級(jí)感生一個(gè)電壓，使T3導(dǎo)通，80V高壓經(jīng)高壓管T3加到繞組La上使電流迅速上升，約經(jīng)數(shù)百微秒，當(dāng)T2進(jìn)入穩(wěn)壓狀態(tài)后，Tp初級(jí)電流暫時(shí)恒定，次級(jí)的感應(yīng)電壓降到0，T3截止，這時(shí)12V低壓電流經(jīng)D2加到繞組La上，維持La中的電流為恒定值。輸入脈沖結(jié)束后，T1，T2，T3，T4，又均截止，儲(chǔ)存在La中的能量通過(guò)18Ω的電阻和二極管泄放，18Ω的電阻的作用是減小放電回路的時(shí)間常數(shù)，改善電流波形后沿，由于采用高低壓驅(qū)動(dòng)，電流增長(zhǎng)快，電機(jī)的力矩和運(yùn)行頻率都得到改善。高低壓驅(qū)動(dòng)電路，采用四個(gè)三極管，線路比較簡(jiǎn)單，工作穩(wěn)定實(shí)用性強(qiáng)，它具有以下特點(diǎn)：a 本回路采用兩種電源供電80V12Vb 驅(qū)動(dòng)電路采用了三級(jí)放大，使電路合理，穩(wěn)定性好。c 由于電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)產(chǎn)生的反電動(dòng)勢(shì)，使電流波形頂部下凹，使平均電流下降，轉(zhuǎn)矩下降。濾波后電壓波形電容值越大，濾波的效果會(huì)越好，但電容值過(guò)大也會(huì)使電容兩端電壓值偏低。 傳感器的選擇及與PLC接線說(shuō)明傳感器在工業(yè)的自動(dòng)化生產(chǎn)中占有重要的地位。通過(guò)傳感器不僅可能確定工件的工作情況，而且可以檢測(cè)生產(chǎn)的某些過(guò)程，以便控制生產(chǎn)流程。傳感器是將非電量的物位參量轉(zhuǎn)換為可測(cè)量的點(diǎn)信號(hào)，提供給中央處理單元。 光電傳感器的選擇系統(tǒng)設(shè)計(jì)要求對(duì)工件在傳送帶上到達(dá)指定位置的位置信號(hào)進(jìn)行檢測(cè)。我們選擇了洞光光電開(kāi)關(guān)廠出產(chǎn)的DC二線長(zhǎng)閉光電開(kāi)關(guān)LA11K。其各項(xiàng)性能指標(biāo)如下：1. 檢測(cè)距離: 動(dòng)作距離是指檢測(cè)體按照一定方式移動(dòng)時(shí)，從基準(zhǔn)位置（接近開(kāi)關(guān)處的感應(yīng)表面）到開(kāi)關(guān)動(dòng)作時(shí)測(cè)的基準(zhǔn)位置到檢測(cè)面的空間距離。額定動(dòng)作距離是指接近開(kāi)關(guān)動(dòng)作距離的標(biāo)稱值。本型號(hào)的檢測(cè)距離為1mm177。20% 2. 設(shè)定距離：接近開(kāi)關(guān)在實(shí)際工作中整定的距離。3. 回差值: 動(dòng)作距離與復(fù)位距離之間的絕對(duì)值。本型號(hào)的回差值為檢測(cè)距離的10%。4. 標(biāo)準(zhǔn)檢測(cè)體：使接近開(kāi)關(guān)作比較的金屬檢測(cè)體。本廠所采用的檢測(cè)體為正方形的A3鋼，厚度為大于1mm。5. 輸出狀態(tài)：為常閉，即當(dāng)無(wú)檢測(cè)物體時(shí)，常開(kāi)型的接近開(kāi)關(guān)接通的負(fù)載，由于接近開(kāi)關(guān)內(nèi)部的輸出晶體管截止而不工作，當(dāng)檢測(cè)到物體時(shí)，晶體管導(dǎo)通，負(fù)載得電工作。6. 檢測(cè)方式：非埋入式，即接近開(kāi)關(guān)則需把感應(yīng)頭露出，以實(shí)現(xiàn)其長(zhǎng)檢測(cè)距離的目的。：按規(guī)定的1秒的時(shí)間間隔內(nèi)，接近開(kāi)關(guān)動(dòng)作循環(huán)的次數(shù)。響應(yīng)時(shí)間t：接近開(kāi)關(guān)檢測(cè)到物體的時(shí)間到接近開(kāi)關(guān)出現(xiàn)電平狀態(tài)翻轉(zhuǎn)的時(shí)間之差。 壓力傳感器的選擇本系統(tǒng)對(duì)壓力傳感器的選擇為奈士德 NDA波登管壓力開(kāi)關(guān)。壓力傳感器在本系統(tǒng)中的作用是檢測(cè)供膠系統(tǒng)的系統(tǒng)壓力。當(dāng)供膠系統(tǒng)的供膠壓力超出設(shè)定的正常范圍時(shí)向中央處理單元發(fā)出電信號(hào)，中央處理單元發(fā)出報(bào)警并根據(jù)系統(tǒng)程序做出處理。涂膠過(guò)程中，需要保證膠棒內(nèi)有足夠的膠為下一工件能夠涂完為止，所以設(shè)計(jì)了膠棒內(nèi)膠量不足的報(bào)警子程序。每一工件涂完膠后提醒工人換件，這樣就可以節(jié)省不必要的時(shí)間，提高了勞動(dòng)生產(chǎn)率。 傳感器和PLC的接線說(shuō)明傳感器的種類很多，其輸出方式也各不相同。當(dāng)采用接近開(kāi)關(guān)、光電開(kāi)關(guān)等兩線式傳感器時(shí)，由于傳感器的漏電流較大，可能出現(xiàn)錯(cuò)誤的輸入信號(hào)從而導(dǎo)致PLC的錯(cuò)誤動(dòng)作，此時(shí)，可在PLC輸入端并聯(lián)旁路電阻Ｒ，如圖54所示。當(dāng)漏電流不足lmA時(shí)可以不考慮影響。 PLC與兩線式傳感器的連接旁路電阻Ｒ的估算公式如下：式中：I為傳感器漏電流（mA），UOFF為PLC輸入電壓低電平的上限值（V），RC為PLC的輸入阻抗（KΩ），的值根據(jù)輸入點(diǎn)的不同存在差異。光電開(kāi)關(guān)接入，其為5v, I約為4mA，約為1。通過(guò)計(jì)算取值為2。壓力開(kāi)關(guān)接入，其為5v, ，約為1。通過(guò)計(jì)算R也出值為2。 本章小結(jié) 本次設(shè)計(jì)的自動(dòng)涂膠機(jī)涂膠執(zhí)行部分采用MCS—51的典型產(chǎn)品8031進(jìn)行控制。本章對(duì)控制系統(tǒng)、驅(qū)動(dòng)電路及硬件進(jìn)行了設(shè)計(jì)，使其滿足產(chǎn)品使用需求。結(jié) 論此次設(shè)計(jì)的涂膠機(jī)體積小，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，操作方便，有利于它的通用性。此次設(shè)計(jì)的自動(dòng)涂膠機(jī)完全脫離了手工涂膠，實(shí)現(xiàn)了全自動(dòng)涂膠，使工人從繁瑣的勞動(dòng)中解脫出來(lái)，減少了工人的勞動(dòng)強(qiáng)度，這將大大的提高勞動(dòng)生產(chǎn)效率。在涂膠的過(guò)程中，保證了涂膠的厚度和膠的均勻性，這樣，不僅提高了機(jī)器零件的密封性，而且機(jī)器的性能將更加良好。涂膠機(jī)的研制，將為企業(yè)帶來(lái)巨大的經(jīng)濟(jì)效益。參考文獻(xiàn)[1] 王會(huì)香 ，哈爾濱理工大學(xué)報(bào),.[2] ：電子專用設(shè)備,[3] 吳榮兵, ,機(jī)床與液壓報(bào)，.[4] 時(shí)圣勇, 李宏偉. 涂膠機(jī)液壓系統(tǒng)改造，液壓與氣動(dòng)報(bào)，.[5] ，工藝裝備報(bào)，.[6] 陳世雄，陳楊技. 涂膠機(jī)的設(shè)計(jì)及涂膠工藝的研究，廣西機(jī)械報(bào)，.[7] Mitsubishi Programmable Controller Melsec Fl Series Programming Manuol[R]．Mitsubishi Electric COR，l999.[8] 劉躍南. 機(jī)床計(jì)算機(jī)數(shù)控及應(yīng)用. 北京:機(jī)械工業(yè)出版社, 2007.[9] 王吉芳，制造業(yè)自動(dòng)化報(bào)，2009，6.[10] 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