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正文內(nèi)容

固定式多頭自動螺絲裝配設(shè)備的設(shè)計(jì)_畢業(yè)設(shè)計(jì)-wenkub.com

2024-08-24 20:36 本頁面
   

【正文】 最后感謝湖南大學(xué),給了我們這么好的實(shí)驗(yàn)平臺、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!讓自己在這么短 的時(shí)間里學(xué)到了這么多東西。因此,這一方面是本次設(shè)計(jì)所需加強(qiáng)改進(jìn)的地方。與此同時(shí),在電批頭的行程速度控制上,采 用了彈簧、套筒等部件來進(jìn)行控制。 具體參數(shù)如下: 流通介質(zhì):水液、空氣、油等無腐蝕性液體 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)?24V 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。兩種類型供電電壓分別提供~ 85~264V交流電壓。普輸入信號 輸出信號 名稱 輸入點(diǎn)編號 名稱 輸入點(diǎn)編號 啟動按鈕 SB1 電磁閥(氣缸伸縮運(yùn)動) 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 檢測螺釘傳感器 檢測工件傳感器 安全防護(hù)傳感器 急停開關(guān) SB3 湖南 大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì) (論文 ) 第 21 頁 通的 PLC 即可。機(jī)器同時(shí)具有安全保護(hù)功能。設(shè)計(jì)內(nèi)容能夠?qū)崿F(xiàn)螺釘裝配的運(yùn)動。所以基本結(jié)構(gòu)如 圖 。再考慮經(jīng)濟(jì)等因素,相對來說焊接方法容易制造,成型快、成本低節(jié)省材料,因此最后選定以焊接方式來制造機(jī) 架。焊接同樣廣泛應(yīng)用在機(jī)械制造。 鑄造在 機(jī)械工程的制造方面應(yīng)用十分的普及,在如今各種各樣的的機(jī)械裝置中,如車床、發(fā)動機(jī)、內(nèi)燃機(jī) 等 中,鑄造的地位舉足輕重 。因此 可設(shè)計(jì)出上下滑動架子的大致結(jié)構(gòu) 如右 圖 。主要參數(shù)如下: 電源電壓 : 24V DC 光源 : 紅外線 LED(調(diào)制 ) 檢測物體Φ 2mm 以上不透明物體 外形尺寸如圖 。產(chǎn)品見下圖 。最終選 取上海藍(lán)寶所生產(chǎn)的一種對射式傳感器,型號為: PSF 分為一發(fā)射器與接收器。 首先,要對工件進(jìn)行檢測,也就是說,要檢測工件是否到位,如果到位,那么進(jìn)行下一個(gè)動作,如果 沒到位則繼續(xù)等待。具體型號參數(shù)如下: (實(shí)物見圖 ) 型號: TLF3000 電源: 24V DC 圖 電批 湖南 大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì) (論文 ) 第 16 頁 扭力輸出范圍 (kgfcm): ~ 無負(fù)載轉(zhuǎn)速 (): HI,1000。 一般可分為標(biāo)準(zhǔn)型、開口型、加長型、通用型等,也可以根據(jù)法蘭分為 圓法蘭型、方法蘭型、橢圓法蘭型、導(dǎo)向圓法蘭型、導(dǎo)向方法蘭型、導(dǎo)向橢圓法蘭型、加長圓法蘭型 等。遠(yuǎn)小于材料 45 號鋼的許用力 ??? =100MPa,強(qiáng)度足夠。同時(shí)又考慮到材料解約,避免裝置過于笨重等原因,可采用空心處理。經(jīng)過對氣缸廠家的搜索,資料查詢,老師推薦等 綜合考慮,最終選取了 SMC 公司所生產(chǎn)的的一種標(biāo)準(zhǔn)型單桿雙作用氣缸,具體型號 為 CG1BN32150ZW,樣式如圖 。 表 系列 4 5 6 8 10 12 14 16 18 20 25 28 32 40 45 50 56 63 70 80 氣缸筒壁厚 ? 的計(jì)算: 一般情況下,氣缸壁厚與缸徑的比值小于十分之一時(shí),可按下公式 ( ) 進(jìn)行計(jì)算: ? = ???2sDp ( )其中: ? ? nb??? ( ) D 為氣缸內(nèi)直徑; ps 為實(shí)驗(yàn)壓力 ,一般取 ps 為工作壓力的 倍, ??? 為缸筒材料的許用應(yīng) 力, b? 為缸筒材料的抗拉強(qiáng)度, n 為安全系數(shù),一般取 n=6~8。當(dāng)用公式 進(jìn)行計(jì)算時(shí),活塞桿的直徑可以先估定,一般取缸徑的四 分之一。 表 負(fù)載率 ? 與氣缸工作壓力 p的關(guān)系 P( MPa) ~1 ? ~ ~ ~ ~ ~ ~ ~ ~ ? 的最佳值為 ~,氣缸高速運(yùn)轉(zhuǎn)取 ? =,低速時(shí)取 ,根據(jù)本設(shè)計(jì)安裝要求 ,氣缸低速運(yùn)轉(zhuǎn),氣缸工作壓力為 ,所以選取 ? = 。 這種氣缸也是應(yīng)用最為廣泛的一中氣缸,相對來說技術(shù)比較成熟。有的安裝有緩沖裝置來對活塞接近終點(diǎn)時(shí)進(jìn)行 降速調(diào)節(jié) , 以免過大載荷的沖擊。當(dāng)活塞式氣缸借助彈簧復(fù)位時(shí) 。 1組合防塵圈; 2前端蓋; 3軸用 YX 密封圈; 4活塞桿; 5缸筒; 6活塞; 7孔用 YX 密封圈; 8緩沖調(diào)節(jié)閥; 9后端蓋 圖 單作用氣缸一般可分為 活塞式與膜片式兩大類,而活塞式又可分為單活塞與雙活塞兩類,單活塞又可分為有桿氣缸跟無桿氣缸兩類,其中有桿氣缸又分為單作用與雙作用之分,同樣雙活塞桿也是有這兩種。因此綜上分析,再根據(jù)一般氣缸的行程,決定選取氣缸的行程在 150mm 左右,因而, 滑動軸 與套筒相滑動的部分為 150mm,因而 滑動軸 定為270mm(因?yàn)檫€一部分要安裝電批頭 ),套筒定為 200mm。氣缸伸縮的行程不能太長也不能過短。 再根據(jù)彎扭條件進(jìn)行校核: 對于連接軸 2,其直徑 10mm,長度 100mm,進(jìn)行彎扭結(jié)合強(qiáng)度校核: 湖南 大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì) (論文 ) 第 9 頁 他的扭矩圖如下圖( ) : 圖 連接軸 2的扭矩圖 其彎矩可進(jìn)行估算得,并畫出彎矩圖如下圖 ( ) : 圖 連接軸 2的彎 矩圖 根據(jù)第三強(qiáng)度理論進(jìn)行強(qiáng)度校核計(jì)算,如下式: ? ???? 221 TMW () 可得 221 TMW ? =。 mm WT— 軸的抗扭截面系 數(shù) n— 軸的轉(zhuǎn)速, r/min P— 軸傳遞的功率 d— 計(jì)算截面處軸的直徑, mm ??T? — 許用扭轉(zhuǎn)切應(yīng)力, MPa 再由: TW 316d?? ( ) 由上公式可以導(dǎo)出 : ?d 316??TT ( ) 根據(jù)材料參數(shù),選用 45號鋼, ??T? =30MPa,帶入數(shù)據(jù)可得許用直徑為: mmd ? 因考慮到,軸的一部分會以空心形式存在,因此初步定軸的直徑為 10mm。螺釘擰緊后 ,再通過 PLC 發(fā)送信號給氣缸與電批,氣缸收縮,電批停止旋轉(zhuǎn)。 萬向節(jié)部分總體設(shè)計(jì) 萬向節(jié)部分 主要是用來延長電批,實(shí)現(xiàn)軸線不在同一條直線上得旋轉(zhuǎn)運(yùn)動,并有行程緩沖環(huán)節(jié),能保證電批頭的行程與螺釘擰進(jìn)的行程一致。 湖南 大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì) (論文 ) 第 7 頁 第三章 各部分設(shè)計(jì)與計(jì)算 總體布局 設(shè)計(jì) 氣缸放在最上端驅(qū)動電批上下往復(fù)運(yùn)動, 完成擰螺絲所需要的進(jìn)給。廢氣排放處理簡單,無污染,成本低。 因此,綜 湖南 大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì) (論文 ) 第 6 頁 上所述,液壓也不是本設(shè)計(jì)的最佳傳動方案。液壓傳動與機(jī)電傳 動相比具有大致以下優(yōu)點(diǎn):液壓傳動的各種元件可以依靠我們的需要,空間的局限等要求 來自由安放,靈活性大; 他的體積不大,從而重量也很輕,占用空間小、運(yùn)動慣性小、反應(yīng)速度較其他傳動方式較快;操縱控制方便,調(diào)速范圍可達(dá)2020:1;同時(shí)依據(jù)他自身的優(yōu)越性,可以實(shí)現(xiàn)過載保護(hù);一般采用礦物油為介質(zhì),相對運(yùn)動可自行潤滑,使用壽命長;很容易實(shí)現(xiàn)直線運(yùn)動;同時(shí)他還可以很容易的 實(shí)現(xiàn)遙控[2]。況且,對于機(jī)電傳動來說,還要進(jìn)行電動機(jī)等器件的選取,體積大、占地面積多,不利于本機(jī)構(gòu)的簡化。 下面就這幾種 傳動 方式 在本設(shè)計(jì)中 的利弊進(jìn)行分析并 從中選取最適合本設(shè)計(jì)的傳動方式: 機(jī) 電傳動 機(jī)電傳動(又稱電力傳動或電力拖動) 顧名思義就是 以電動機(jī)為原動機(jī) , 驅(qū)動 生產(chǎn)機(jī)器的 系 統(tǒng)總體概括。 電批下降 傳動方案的設(shè)計(jì) 經(jīng)分析,明確電批下降所需要的運(yùn)動方式為直線上 的 往復(fù)運(yùn)動。 但是考慮到,電批頭的下降運(yùn)動要符合擰緊螺釘?shù)男谐?,因此還要設(shè)計(jì)一緩沖環(huán)節(jié)來 時(shí)限電批下降速度與螺釘擰入速度之間的緩沖讓其 行進(jìn)的速度距離符合螺絲的擰緊,通過實(shí)驗(yàn)論證,最終選擇用一彈簧來完成緩沖作用。一個(gè)是送螺絲機(jī)構(gòu),一個(gè)是擰緊螺絲機(jī)構(gòu)。 可對裝配過程的零部件 位置進(jìn)行自動檢測、定位和供料,微機(jī)通過相關(guān)接口驅(qū)動氣缸、電動螺絲刀完成裝配動作并實(shí)現(xiàn)計(jì)數(shù),裝置并行完成 3~4 顆螺絲的鎖定工作,對裝置要求具有 安全保護(hù)功能。研究的主要內(nèi)容為控制器件的選型、檢測器件的選型、控 湖南 大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì) (論文 ) 第 3 頁 制方式的確定、控制系統(tǒng)原理圖的設(shè)計(jì),采用分析、電路模擬等方式來確定控制方案的合理性。整個(gè)設(shè)計(jì)的前半段時(shí)間是用來完成機(jī)械部分的設(shè)計(jì), 研究的內(nèi)容主要有電批延長部分的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、行程控制、動力輸入、傳動方式、整體結(jié)構(gòu)等問題的研究與設(shè)計(jì)。通過 分析 、 計(jì)算 、 運(yùn)動模擬等 ,完成打螺絲機(jī)的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。但吹氣式本身收到螺絲外形和長徑比的限制,并不是每一種 鎖螺絲機(jī) 都適用于吹氣式 。整列單元主要是將散裝的螺絲進(jìn)行整齊排列并單個(gè)輸出。同時(shí)隨著 國內(nèi)勞動力成本的不斷提高以及用工荒的不斷加劇,制造企業(yè)對全自動打螺絲機(jī)的需求不斷上升,產(chǎn)品應(yīng)用前景進(jìn)一步得到了穩(wěn)定 。當(dāng)時(shí),德國、美國日本等國的技術(shù)處于領(lǐng)先水平,這些國家的產(chǎn)品大量涌入國內(nèi)市場。由此可見,多頭自動螺絲裝配設(shè)備的生產(chǎn)與普及能給當(dāng)今各大企業(yè)帶來高效率,提高生產(chǎn)水平。 在 家電、手機(jī)、 電腦、 塑膠等古老勞動力居多的企業(yè)中,手動 擰 緊螺釘(栓)做占用的時(shí)間占到至少三成,當(dāng)被打螺釘?shù)牟牧蠟橛捕雀叩漠a(chǎn)品時(shí)所用掉是時(shí)間更多,況且,如今的產(chǎn)品設(shè)計(jì)都很復(fù)雜,螺釘(栓)的工位也是非常的多,因此手動擰緊螺釘在如今這樣 的市場競爭環(huán)境中 , 在 提高效率與利潤的上明顯占盡劣勢。 control system 湖南 大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì) (論文 ) 第 III 頁 目 錄 第 1 章 緒論 ............................................................................................................................ 1 課題背景及目的 ............................................................................................................ 1 國內(nèi)外研究狀況 ............................................................................................................ 1 設(shè)計(jì)和研究方法 ..............................
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