铁基表面产品标识刻制设备设计【含9张CAD图】
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铁基表面产品标识刻制设备设计【含9张CAD图】
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- 内容简介：
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充 值 购 买 -下 载 设 计 文 档 后 ， 加 Q-1459919609 免 费 领 取 图 纸I铁基表面产品标识刻制设备设计摘 要根据产品标识标注管理规定，产品标识是指用于识别产品及其质量、数量、特征、特性和使用方法所做出的各种表示方法的统称。机械及其相关产品在生产过程中需要对其零部件实现有效可行的管理，进入市场后需要对其进行质量追踪和监控，标识刻制设备可以很好地实现产品管理。标识刻制设备大概分为三类：金属电印标识刻制设备、激光标识刻制设备、气动标识刻制设备。三种标识刻制设备各有其优缺点，其中，气动标识刻制设备作为机电一体化产品，集成机械、电子、计算机等技术于一体。因其应用范围广、功能性强大、普遍适应性良好以及刻制出的标识难以被仿造等优势，所以近几年能够迅速占领标识刻制设备的市场，得到了广泛的应用和普及。虽然标记质量的好坏一般不会影响机械零部件的使用寿命及其性能，但是，因起作为产品综合质量的一个重要方面仍不容忽视，尤其是在当前竞争激烈的市场经济条件状况下，企业若要追求可观的经济效益和良好的市场口碑，必须重新审视产品标识的意义并提高标记刻制的质量。气动标识刻制设备的系统组成主要包括：控制系统、传动系统、气动系统、标记系统。它的基本工作原理是联通来自计算机的控制信号，当计算机接到来自 Y 原点控制开关和 X 原点控制开关的信号后，带动标记头在驱动气源的配合下高速冲击，形成字符或图形点阵。通过对气动标识刻制设备的组成和工作原理的了解，本文主要介绍的工作为气动标识刻制设备传动系统的设计，包括运动简图的设计、步进电机的选择、导轨、滚珠丝杠螺母副、同步带轮的设计和整体结构的设计，以及气动系统设计和打字程序的数控编程。关键词：气动标识刻制设备；传动系统；气动系统；数控编程充 值 购 买 -下 载 设 计 文 档 后 ， 加 Q-1459919609 免 费 领 取 图 纸IIABSTRACTAccording to the “ product identification label management regulations“ product identification refers to the identification of products and their quality, quantity, characteristics and methods of use made by all kinds of representations. Mechanical products in the production process need to carry out effective management of parts, after entering the market need to carry out quality tracking monitoring, marking equipment can be very good to achieve product management. Marking engraving equipment is generally divided into three categories: metal electrical marking engraving equipment, laser marking engraving equipment, pneumatic marking engraving equipment. Three kinds of marking engraving equipment have their own advantages and disadvantages, among them, pneumatic marking engraving equipment as an electromechanical integration products, mechanical, electronic information, computer technology in one. Because of its advantages such as wide application, strong function, high universality and difficult to be imitated, it has rapidly occupied the market of marking and engraving equipment in recent years, and has been widely used and popularized.The system composition of pneumatic marking and engraving equipment mainly includes: control system, transmission system, pneumatic system and marking system. Its basic working principle is to connect the control signals from the computer, when the computer receives the signals from the y origin control switch and the x origin control switch, drive the marking head to impact at high speed under the cooperation of the driving air source to form the character or graphics lattice.Through the understanding of the composition and working principle of pneumatic marking engraving equipment, this paper mainly introduces the design of pneumatic marking engraving equipment transmission system, including the design of motion diagram, selection of stepper motor, guide rail, ball screw nut pair, synchronous belt wheel design and overall structure design, as well as pneumatic system design and numerical control programming of typing program.Keywords: pneumatic marking and engraving equipment ；transmission agent ；pneumatic system ；Nc programming充 值 购 买 -下 载 设 计 文 档 后 ， 加 Q-1459919609 免 费 领 取 图 纸目 录摘 要 .IABSTRACT .II1.绪论 .21.1 铁基表面产品标识刻制设备设计的背景意义 .21.2 气动标识刻制设备的研究现状与发展趋势 .31.3 本课题所要研究的主要内容 .52.气动标识刻制设备的组成与工作原理 .52.1 气动标识刻制设备的组成 .52.2 气动标识刻制设备的工作原理 .63. 气动标识刻制设备的传动系统设计 .63.1 气动标识刻制设备的机构运动简图 .63.2 步进电机的选择 .73.3 导轨的设计 .93.4 同步带轮的设计 .113.5 滚珠丝杠螺母副的设计 .134.气动标识刻制设备的整体结构设计 .224.1 整体机构的简述 .224.2 装配图 .225.气动标识刻制设备的气动系统设计 .245.1 气动系统的简述 .245.2 气动系统原理图设计 .246.气动标识刻制设备打字程序的数控编制 .256.1 数控技术的简述 .256.2 编程实例 .25参考文献 .27附录 1：外文翻译 .28附录 2：外文原文 .33致 谢 .39充 值 购 买 -下 载 设 计 文 档 后 ， 加 Q-1459919609 免 费 领 取 图 纸21.绪论1.1铁基表面产品标识刻制设备设计的背景意义依据产品标识标注管理规定，产品标识是指用于识别产品及其质量、数量、特征、特性和使用方法所做出的各种表示方法的统称。机械及其相干产品在生产制造过程中需要对其零部件实现有效可行的管理，对其进行质量追踪和监控在进入市场后也十分必要，标识刻制可以很好地实现产品管理。标识刻制设备大概分为三类：金属电印标识刻制设备、激光标识刻制设备、气动标识刻制设备。三种标识刻制设备各有其优缺点，其中，气动标识刻制设备作为机电一体化产品，集成机械、电子、计算机等技术于一体。因其应用范围广、功能性强大、普遍适应性良好以及刻制出的标识难以被仿造等优势，所以近几年能够迅速占领标识刻制设备的市场，得到了广泛的应用和普及。尽管标识质量的好坏通常不会影响机械零部件的使用寿命及性能，但依旧是一个不容忽视的产品综合质量的重要方面，尤其是在当前竞争激烈状况下的市场经济条件，要追求可观的经济效益和良好的市场口碑的企业，必须重新定义产品标识的意义并提高标记刻制的质量。产品标识刻制设备主要分为三类，由于本次设计主要设计的是气动标识刻制设备，所以下面简单介绍下其余两类标识刻制设备的特点 1：1 . 金属电印标识刻制设备金属电印标识刻制是一种经济且精巧的刻制标识方法,技术来源于国外,约十几年前由美德日的三家厂商引入国内市场。金属电印标识刻制设备的工作原理是运用低电压在打标液的帮助下使金属表面局部离子化，几乎可以在任何导电的金属表面印上永不脱落的图案或文字。金属电印标识刻制设备刻制出的标识精度非常高，且工件表面的平整度不会被破坏，刻制出的标记为黑色或白色，但它的刻制深度较浅，对工件的表面的平整度有较高的要求，且只能在导电的金属表面上进行标记刻制。另外，金属电印标识刻制设备需要消耗模板、打标液等，这些条件都限制了它在国内市场的发展、普及。2. 激光标识刻制设备激光标识刻制设备是自上世纪九十年代中期逐渐发展起来的标识刻制技术。激光标识刻制设备采取零接触、零污染、零磨损的标记工艺。运用的原理为高能量密度的激光束对目标作用，使目标产品表面发生物理或化学变化，由此获得目标图案。高能充 值 购 买 -下 载 设 计 文 档 后 ， 加 Q-1459919609 免 费 领 取 图 纸3量的激光束在材料表面聚焦，使材料迅速汽化，形成凹坑，在材料表面有规律地移动激光束，同时控制开断激光，就在材料表面由激光束加工成一个指定的图案。激光标识刻制设备的特点是标记速度快、字迹清晰、保存永久、采用非接触式加工、污染小、无磨损、刻印深度较深、性能稳定、低噪音等特点。但激光标识刻制设备设计工艺复杂、成本较高。全球标识刻制设备行业的排名现状：美国位列第一，日本高居第二，欧洲第三，中国排名第四。随着我国科技产业发展势头迅猛，我们已经超过日本，成为全球第二大标识刻制设备市场。国内产品标识刻制设备产业历经十多年的严冬，严酷的产业竞争促使了行业整合，显著提升了成本控制能力。但是在竞争中，气动标识刻制设备全行业赢利能力低下、自主发展动力不足，没有充足的资本积累用于解决关键性的问题等日益显现，关键性问题如预制棒技术以及生产规模化、开发标识刻制设备新产品等都未得到良好的解决。全行业的赢利能力以及参与国际竞争能力长期被这些技术瓶颈制约着，行业被动陷入低价竞争的恶性循环。从长远看，这种结果非常不利于我国标识刻制设备产业的发展。然而由于逐年下降的产业链增值能力，越来越多的资本被迫撤离标识刻制设备行业，这种不良循环无疑会使产业链更加脆弱。当前国内标识刻制设备市场正保持稳步增长态势，显著提高了气动标识刻制设备业集中度，进一步向大企业集中供货方向。逐步发展向行业布局合理的新的局面：几个大型产业集团不断完善。发展动力源于国家实施信息化战略，宽带和移动网络大力推动并迅猛发展，此为其一；其次源于电信运营商转型战略的实施促进增长了农村市场和宽带商务市场；除此之外，技术的进步和市场对带宽需求增加的双重作用也推动了我国标识刻制设备市场的内在繁荣。特种标识刻制设备的需求在电力、军队和石油化工等领域也非常大，对标识刻制设备的技术、设备和工艺提出了更高的要求。虽然标识刻制设备市场需求前景光明，但是就目前而言，标识刻制设备企业的发展并不乐观。虽然总量在逐步增加，但整体利润却始终在下滑，这说明我国的标识刻制行业的整体发展依旧存在很多问题，对生产成本的控制上存在问题，归根结底就是我们的技术还不过硬，还不具备和外国的那些高科技的企业竞争的能力，这对气动标识刻制设备的发展来说是非常危险的。针对这些现象我国打标行业必须采取一系列措施，来解决我们的不足，首先要加强自主创新能力，增强产品核心竞争力，改变依靠低成本劳动力，和低价发展的现状，其次要重视企业的整体发展，企业组织结构要合理化，产业规模要集中化，最后要使技术对产出的贡献率占比增大，并提高资源利用率。充 值 购 买 -下 载 设 计 文 档 后 ， 加 Q-1459919609 免 费 领 取 图 纸41.2气动标识刻制设备的研究现状与发展趋势本次设计主要研究的是气动标识刻制设备，它的基本工作原理是经由计算机控制，按照计算机编辑好的文字或图形轨迹带动刻制针头运行同时刻制针头往复冲击，在压缩空气的作用下做调整，从而点阵式字符或图表就可以在工件表面形成。该产品的主要特点是自动进行打标过程，刻制的标识规范、美观；刻制针冲击频率较高，打标速度很快，能满足大批量的生产需要；刻制针的作用力较大，打标深度可达 1m m，能满足各种深度的要求；性能稳定，安全可靠；操作简单，维护方便。由于气动标识刻制设备的特点突出，所以它的应用范围很广泛，主要包括：1、汽车、摩托车行业：对车身、车架、底盘、大梁、发动机、连杆、汽缸、活塞、缸套、齿轮、水泵、弹簧钢板等标记出厂编号、生产编号、生产日期、名称、商标等内容；2、机械行业：对各种机械零部件、五金制品、机床工具、钢管、接箍、套管、泵体阀门、牙轮、法兰盘、紧固件等标记刻印；3、仪表、机电设备的标记刻印；4、塑料制品、皮革制品的标记刻印；5、在铝、铜、不锈钢、PVC 等材质的标牌（铭牌）上刻印数据、出厂编号、生产日期等；6、刻印刻度盘追溯气动标识刻制设备的发展历史 2：1973年，美国的TELESIS公司研发出了全球第一台气动标识刻制设备；1984年，法国的TECHNIFOR公司研制出全球第一台手持式气动标识刻制设备； 1997年，石家庄德邦数控技术有限公司从加拿大引进标识刻制设备系统，并在国内开始生产组装，当是主要应用于发动机，活赛打标进行打标目前在国内市场上占据着主导地位。加拿大的伊斯沃（EASTWARD）公司是最大的专业生产标识刻制设备的公司，拥有50多年历史，随着中国机械工业界增多与世界同行的各种合作，随着国外的机械加工理念的进入，伊斯沃产品也来到中国。1995年1月，伊斯沃公司在中国生产出第一台气动标识刻制设备，中国最著名的合资企业如上海大众，上海通用，武汉富康，南京依维柯，嘉陵本田，建设雅马哈等从创建开始就引进了伊斯沃工业标记设备。源于发达国家的气动标识刻制设备技术是当时世界上最先进的。虽然，这些进口品牌的标识刻制设备质量较好，国内的广大中小企业对其价格和售后服务却只能望而却步；反观国内的气动标识刻制设备，虽然生产商制造出的产品价格相对较低，但只是单纯地模仿功能，在很多技术达不到实际的生产要求，质量无法保证。因此，在中国生产和推广拥有全套自主知识产权的气动标识刻制设备，让国内广大企业能用上物充 值 购 买 -下 载 设 计 文 档 后 ， 加 Q-1459919609 免 费 领 取 图 纸5美价廉且售后服务保障完善的气动标识刻制设备成为一项迫切需求。在研制气动标识刻制设备方面，国外依然处于比较领先的地位，从上个世纪80年代开始，气动标识刻制设备的技术在国外已经日趋成熟，目前的研究主要集中在优化标识刻制设备软件和硬件上，在打标行业内技术领先的公司近期取得的主要研究成果有以下几个方面 3：(1)曲面打标：随着El工业产品种类日趋丰益，需要标识刻制的工件表面形状开始由单一平面向曲面进化。TMPl700型标识刻制设备系统是由美国TELESIS公司开发研制的一种全自动打标系统，打标范围主要是钢铁及各种非金属材料。TMPl700不仅能够完美的实现在平面上的刻制，而且在复杂的曲面上刻制也实现的十分优秀。(2)多针头打标：单针头打标是目前气动标识刻制设备采用的主要刻制手段，随着科技飞速发展，控制系统也在不断地进行更新换代，多针头标识刻制设备已由国外厂商研制成功，极大提高了打标效率。其中，最具代表性的是美国TELESIS公司研制的TMM5400型标识刻制设备，该设备的主要原理是在原有单针头的基础上，增加电磁阀数量，每个电磁阀对应控制一个针头的动作，实现多针头打标。由于增加了需要控制的电磁阀的数量，所以控制程序也比单针头打标复杂了许多。(3)悬梁式打标：标识刻制设备在工业现场时基本上都是固定式安装的，打标的范围受到了极大的限制，工件进行大范围打标的需要不能被满足。奥地利NUMTEC公司开发研制的MX悬梁式气动标识刻制设备打破了这一固守形态。该系统具有速度快、精度高、移动范围大的特性，工作温度范围是01000，非常适合在高温环境下的工作，目前在热轧钢产品的标识刻制中占据十分重要的地位。外国的标识刻制设备和刻制技术十分先进，引进先进的国外设备和技术对我国标识刻制行业发展是好现象，但是，我们如果只注重 100的纯引进，而放弃开发我们自己的技术、设备，没有使标识刻制设备国产化，长此以往的发展下去，必定会阻碍我国标识刻制设备工业的发展，同时对我国经济也有不利影响。所以从现在的经济环境来看，我国要想发展好气动标识刻制设备工业，那么必须进行严格的技术管理，全面加强控制，加快步伐研发新材料、新结构，由高消耗、高成本逐步向低消耗、低成本转化，产品的设计和生产建立在更加科学合理的基础上，逐步的进行产品的更新换代，争取使更多的产品参加国际市场的竞争。1.3 本课题所要研究的主要内容(1): 气动标识刻制设备的传动系统方面的设计(2): 气动标识刻制设备的气动系统方面的设计(3): 气动标识刻制设备的打字程序的数控编制充 值 购 买 -下 载 设 计 文 档 后 ， 加 Q-1459919609 免 费 领 取 图 纸62.气动标识刻制设备的组成与工作原理2.1气动标识刻制设备的组成气动标识刻制设备的组成主要包括：控制系统、传动系统、气动系统、标记系统。控制系统：控制系统一般由开关电源、控制板、驱动器、PC 数控程序卡等部分组成，这一部分统称为控制箱。控制箱在接收到计算机发出的指令后控制步进电机运动，带动整个系统完成需要的动作。由于本篇文章主要介绍机械相关方面的设计，所以对控制系统就不做详细的介绍了。传动系统：主要包括了绘制运动简图，选择步进电机，设计计算导轨、滚珠丝杠、带轮等。具体的传动系统设计会在接下来的说明书中详细介绍。气动系统：主要包括了选择合理配合的气动执行元件和气动控制元件，以及设计最佳最简的气动回路。具体的气动系统设计会在接下来的说明书中详细介绍。标记系统：这一部分主要包括选择标记软件、标记针头以及设计合理的走刀路线。标记系统不作为本次设计重点，所以，本文只在最后做简单介绍。2.2气动标识刻制设备的工作原理需要气动标识刻制设备工作时，可以将其固定在产品刻制生产流水线上或是专用夹具上，并接通压缩空气源。选用合适的标记系统后，在标记软件上预设出需要打印的内容，将标记系统和控制系统相连接。当控制系统接收到计算机发出的指令时，控制Y行程步进电机、X行程步进电机配合运动，气动系统配合刻制头采用高速冲击的方式进入工作状态，根据需要打印出图形点阵或字符。这个过程就完成了气动标识刻制设备的标识刻制，完成预定的标识刻制目标。充 值 购 买 -下 载 设 计 文 档 后 ， 加 Q-1459919609 免 费 领 取 图 纸73. 气动标识刻制设备的传动系统设计3.1气动标识刻制设备的机构运动简图在前面的内容中已经介绍了气动标识刻制设备的主要应用、结构组成、和工作原理。接下来我们需要确定设备的主要运动形式和工作过程，基于以上内容设计出运动简图。气动标识刻制设备运动简图的传动原理：X 轴方向横向滚珠丝杠可以使用角接触球轴承在丝杠两端固定，将打标头连接在螺母副上，步进电机运行的时候同时带动同步带轮、滚珠丝杠、刻制头一起运动，刻制针就可以实现横向进给。Y 轴方向运动同理，也使用角接触轴承固定好纵向滚珠丝杠，让他的螺母副与横向进给装置相连接，纵向步进电机驱动起来时，同时带动同步带轮组、纵向滚珠丝杠
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