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PCBHJ-300数控锡丝点焊机设计[双头]【7张CAD高清图纸和文档】【YC系列】
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双头
7张CAD高清图纸和文档
YC系列
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- 内容简介：
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任务书要求：1）要求结构设计方案合理、结构紧凑；2）绘制总装图、主要零件工程图，完成3张A0图纸工作量（折合）；3）撰写设计说明书。内容包括：课题的目的、意义、国内外研究动态；研究的主要内容；总体方案的拟定和主要参数的设计计算；设计主要零部件并进行强度计算，条理清楚，计算有据；格式按宁波大红鹰学院机电学院机自专业全日制普通本科生毕业论文（设计）规范化要求。文字不少于1万字。设计主要内容：1）整体方案设计；2）机架设计；3）工作台设计；4) 焊接机构设计；5）送丝机构设计。设计参数电压，功率：220V, 1.0KWXY轴可移动范围：X=1000mm Y=200mmZ轴可移动范围：Z=100mm重复精度：0.05mm焊锡参数：点焊2组温度设定范围：0-500个人当前要求：传送物件用传送带 使物件能自动往前运输。焊枪使用2个滚珠丝杠，能实现前后上下移动。1013电焊机部分功能方案选择和结构设计1 PCD板移动方案选择和设计1 皮带传动 优点：中心距变化范围广，结构简单，传动平稳，有缓冲载荷和安全保护作用缺点：外径尺寸大，效率低，传动比不准确2 齿型产品传送带传动 优点：产品在带上定位方便准确 缺点：不能适用与多种尺寸规格的PCD板的传送图1-1齿形传送带对比以上两种方案的优缺点，考虑到PCD板的定位由其他功能部件完成不需要太精确的传动，而且生产中PCD板的规格不固定，所以采用皮带传动的结构皮带传动结构设计如图1-2所示图1-2皮带传动整体结构皮带由两端的传动轮带动，为了防止皮带由于自身及运送的板件的重力作用而产生的皮带中部高度有所下降对生产造成的不良影响，在皮带的下方增加了高度一致的皮带传动辅助轮，辅助轮的应用也能增加皮带的承重能力。为了便于传动带轮的安装调试，或者防止在使用过程中皮带产生的松弛，设计了如图1-3所示的滚轮微调装置，用于调节滚轮的位置和皮带轮的张紧。图1-3滚轮微调装置2 托架的移动方案选择1 普通皮带传动带动托架优点：成本低缺点：传动比不准确，容易打滑，定位不精确2 链传动带动托架优点：传动无弹性滑动和打滑现象,能保持准确的平均传动比,传动效率较高;轴上的径向压力较小;链传动较于摩擦传动的带传动,还具有结构较为紧凑.能在高温及速度较低的情况下工作.在与齿轮传动相比较,链传动的制造与安装精度要求较低,成本低廉;在远距离传动时,其结构比齿轮传动轻便.缺点：运转时不能保持恒定的瞬时传动比；磨损后易发生跳齿；工作时有噪音；不宜在载荷变化很大和急速反向的传动中应用。3 同步带带动托架同步带的优点：无滑动,能保证固定的传动比。预紧力较小,轴和轴承上所受的载荷小。带的厚度小,单位长度的质量小,故允许的线速度较高。 带的柔性好,故所用带轮的直径可以较小。 传动效率高,节能效果好。传动比范围大,结构紧凑。 维护保养方便,运转费用低。 恶劣环境条件下能正常工作。 缺点：安装时中心距的要求严格。综合以上各方案优缺点，由于同步带兼有普通带传动和链传动的优点，结构也较链传动轻便维护方便，所以采用同步带传动带动托架的方式。3 支承托架方案选择和设计1 滑杆支承方式，两根平行滑杆一根固定，另一端可调优点：调节方便，移动平稳，造价相对较低2 本机构设计采用滑杆支承方式滑竿、同步带机构与床身托架的配合如图1-4、1-5所示图1-4滑竿、同步带机构与床身托架配合示意图图1-5滑竿、同步带机构与床身托架配合示意图（另一侧）为了调节两根滑杆的平行度，设置了如图1-6所示的两个滑杆微调装置，并且为了方便安装和调节操作将此调节装置设计在与同步带不同侧的滑杆上，而与同步带同侧的滑杆则是固定的。图1-6 滑杆位置调节装置4 床身与底座安装方案选择1 床身与底座固连方式 优点：设备总体结构刚度好 缺点：带轮难以安装和调节2 床身与底座分开方式 优点：带轮和床身都能便于调节 自动电焊机设计方案目前，市场上存在着各式各样的电焊机设备，如：MZ自动埋弧焊机，可以焊接开坡口或不开坡口的对接焊缝、搭接焊缝、角焊缝及容器密封焊。此种焊缝可位于水平面或水平面成10度角的斜面上，但是，焊机需要人工输送板料，而且每次只能焊接一个点；DNZ单面双点焊机虽然可以一次加工两个焊点，但是板料的输送依然需要工人手工完成，焊接的人工利用率不高。由于存在着上述的各项问题，因此，设计一种自动电焊机设备是必要的，本项目以惠州（公司名）PCB板上电池焊接为背景，设计了一款自动电焊机，各功能模块如下：一、 PCB板加工（电焊）前的位置粗调为了实现PCB板电池的自动焊接，在其进入电焊前，必须对板的摆放位置进行粗调，使板的摆放方向与电焊加工时的精确位置大致相同。1、 方案一：人工放板目前，该公司都是用人工放板的形式，每名工人既是板的拾放着，又是板的焊接着，若在电焊工序采用机械自动化设备后，工人只需负责拌料的上架、下架（工作台），劳动力利用率低下，不利用减员增效。2、 方案二：V型缩口装置调整滇池安装在PCB板上工序与电焊工序间采用传递带连接，前道工序完成后，只需把PCB板放到传递带上即可。在板的传输过程中，由于V型缩口的作用，板的方向不断调整，当板进入缩口的平行槽装置时，板的朝向与加工时的要求已经大致相同。为实现一机多用的功能，要求加工不同尺寸规格的PCB板，所以，V型缩口的大小必须可调节，V型缩口采用如图1-1所示结构。 图1-1 V型缩口装置二、 电焊加工前后PCB板的输送装置参考目前手工电焊加工过程，焊枪头与焊点之间有一个相对接近运动，焊接完成后，在相对离开的过程。因此，在设计自动焊接机时，可分为焊枪头下降和PCB板上胜两种方案。1、 方案一：PCB板上升的自动电焊方案本项目中，PCB板上安装电池面水平，所以，可以以电池母线构成的平面为基准，加工焊接。考虑到“有相对运动的两个机构，尽可能把结构简单机构装置为活动件”的原则，本项目中，安装有焊枪的装置较复杂，而PCB板的顶升装置相对较简单。因此，在本方案设计时采用焊枪Z向不动，而升降PCB板的思路，在升降PCB板方案设计时，由于现场观测的PCB板又可分为支托电池的顶升装置与支撑PCB板边沿顶升装置两种。2.1.1 支持电池的顶升装置传输带设计 通过加工前位置粗调装置后，PCB板在传输带上的位置摆放精度已经与电焊加工所需精度十分接近，因此，在该方案中，采用两根平行带传输方式。 在该设计方案中当传感器检测到有PCB板时，控制系统停止传输带的运动，托架向上运动，PCB板进入托架内。2.1.2 支撑PCB板边沿顶升装置的设计由工厂的现场调研，PCB板上电池安装好后，外边缘仍然还有一段余量，因此，可以采用两根平行条支撑板边沿上升的方式。在该方案设计中当传感器检测到有PCB板时，控制系统停止传输带的运动，托板上升，顶升PCB板。方案分析：2.1.1节设计方案中，当传感器感应到有PCB板到来后，传输带运动停止，U型托架上升，由于V型斜面的作用，PCB板再托架中下滑过程中，X向不断调整，当PCB板滑落到槽底时，X向以达到设计为止，Y轴方向需要采用外部装置实现调整，在方案设计中如采用此种结构当托架上升到设计高度时，气缸运动，实现PCB板Y方向的调节。优点：电焊过程中，焊枪Z向不运动，只是升降PCB板，结构相对较简单。缺点：PCB板的X向调整完全取决于V型块的斜面，对斜面的精度要求太高，有时会出现PCB板一端已到达托架内底，而一端仍搭在斜面上的情况，成功率难以保证。2.1.2节设计方案中，当传感器感应到有PCB板到来后，传输带停止运动，边沿托板上升顶升PCB板，此方案中，PCB板的X、Y向安装调整装置，可以采用气缸调节装置：优点：不需要设计高精度斜面的V型托架，在设计工程中，调节如气缸的位置就可以精确定位PCB板。缺点：加工件的PCB板是由12块小板接成的一块大板，该方案只是对大板的两条外边沿支撑，在气缸撞击，焊枪电焊过程可能会把大板压开。上述两种方案在设计思路上都需要用顶升装置，升降PCB板，然后通过汽缸调节板的位置精度。2、 方案二：焊枪头下降的自动电焊方案采用焊枪头Z向运动，而PCB板不升降运动的装置，虽然焊枪头固定部分的装置较简单，但是引入了PCB板传输带的设计与顶升装置的设计。而且，由于顶升装置的不同，气缸调整装置的设计难度也会改变，总体上说，采用“有相对运动的两个机构，尽可能把结构简单机构装置为活动件”原则在本项目中并没有发挥出它的优势，所以，在本项目中采用PCB板相对不动，而焊枪头升降运动的装置。在设计方案中采用的传输带装置如图2-1所示：图2-1 齿形带传送装置当PCB板经过V型缩口装置后，被送上齿形带，合理设计齿形带上向邻齿间的距离，使两齿间距刚好为一节电池的宽度，当PCB板运动到齿形带上后，板的X向精度已经调好，Y向的精度仍需用气缸调节，由于X向已经受齿固定，所以，轴向只需一次即可调节到位。齿形带上两齿间的距离也可以设计成一整块PCB板的长度，这样，两齿间正好容纳一块PCB板块。比较上述齿形带的两种设计方案可知，当齿间距为一整块PCB板时，需要严格控制板上带的位置，否则，会出现整块板是在一个齿上的情况，精度不容易控制，采用两齿间距刚好为一节电池的宽度的设计方案，每节电池均由两个齿定位，向定位精度较高。采用齿形带可以实现向的定位，减小结构复杂度，但是，因为齿形带在此方案中也既是加工平台，因此，需要带上摆放一平台，防止在电焊过程中，受力影响发生齿形带变形，影响焊接精度。三、 焊枪自动化设计3.1 焊枪沿传输带方向传动设计（向）在本项目设计中，当PCB板到达设计位置停止运动后，焊枪装置安装在龙门架上，在控制系统的作用下，向下运动完成一次焊接动作，提升，然后沿方向前进一定距离，由向下运动进行焊接，直到整块PCB板上的焊点加工完成为止。3.1.1 方案一：平带传动设计龙门架横跨在传送带两端， 在机床的平行轨道上，一条设计成内嵌平带机构，一条蛇集成导轨装置，龙门架一端固定在平带上，另一端与导轨圆柱配合，当平带运动时，龙门架既即可沿传输带方向（向）左右移动，采用平带装置，结构设计较简单，但是由于平带与带轮之间会发生相对滑动，而龙门架的运动位置是由带轮控制。因此，会发生运动不到位的情况，影响加工精度。3.1.2 方案二：齿轮齿条结构设计由3.1.1分析可知，采用平带结构，会由于平带的相对滑动，导致运动精度不高。因此，在本方案中，采用齿轮齿条传动。齿轮轴固定在龙门架上，齿条固定在机座上，通过控制电机驱动齿轮转动即可实现龙门架沿向的运动。由于是齿轮齿条传动，龙门架的运动精度较高，但是由于齿轮齿条机构没有引入导轨平衡装置，由于另一侧是圆柱配合，若龙门架绕轴的倾覆力矩会导致龙门架发生倾斜，齿轮齿条分离。3.1.3 方案三：同步带传动设计 由3.1.1和3.1.2节分析可知，平带传动虽然能实现龙门架在轴绕向上不发生倾斜，但是传动位置精度上不精确，而齿轮齿条传动方案虽然解决了传动精度问题，但是却引入了龙门架倾斜的问题。因此，结合上述两种方案思路，本项目中采用同步带传动的思想，吸收了平带传动和齿轮齿条传动的优点，同时较好的克服了上述两种方案的缺点。同步带结构的示意图如图3-1所示：图3-1 同步带传送示意图如图3-1所示，滚轮装置保证即使龙门架受到绕轴的倾覆力矩仍然能保持水平。同步带装置在传动过程中不打滑，从而能精确控制龙门架的运动位置。3.2 焊枪沿龙门架横梁方向的运动设计（向）在本项目中，一块PCB板一行需要焊接的地方有四点，而只用一把焊枪在工作节拍上就被否定了。所以采用龙门架上四把焊枪头并联的设计方案。目前，工厂代加工的PCB板上都是一行四个焊点。因此，可以采用四把焊枪并联的机构，焊枪装置每次运动能对四个焊点同时加工，提高了加工效率，焊枪的装置可以考虑如下的设计方案。3.2.1 四把焊枪头分别与龙门架连接的设计方案考虑到PCB板上电池的间隙可能变化，因此，四把焊枪间的距离应该设计为可调的。四把焊枪即可单独实现下移焊接，又可以通过控制系统控制四把焊枪同时运动，同时，在PCB板上焊接一行焊点，但是由于四把焊枪分开控制，需要四个下移装置，加大了成本的投入。3.2.2 四把焊枪做成整体后与龙门架相连的设计方案由3.2.1节所述的方案需要四个移动装置，不仅加大了成本投入，而且，为了达到四把焊枪下移高度一致，需要很高的安装精度。在本方案中，把四把焊枪做成一个整体，然后与龙门架线连，只需要一个下移驱动装置，而且，四把焊枪的下移距离能够保证始终一致，示意图如图3-2： 图3-2 焊枪与龙门架的相连装置如图3-2所示，四把焊枪安装在同一个滑块上，滑块通过夹紧装置连接在龙门架上，通过此种结构，当下移装置向下移动一段距离时，四把焊枪移动距离始终一样，提高了加工精度。微调装置（通过安装弹簧片，可以分别实现四个焊枪头的微调）为了实现焊枪之间的距离可以随意调节，焊枪与龙门架的相连装置采用弹簧片卡盘装置。装置的结构示意图如图3-3所示： 图 3-3 弹簧片卡盘装置 如图3-3所示，手动拉动卡子，卡盘装置上的卡子在弹簧片的作用下可以实现左右移动，当卡盘安装到工字梁上后放开卡子卡子在弹簧里的作用下扣紧工字梁实现固定。3.3 焊枪升降传动方案设计（向）由第二章的分析，确定了PCB板沿Z向不运动，所以，为了实现焊接，必须是焊枪能够上下移动。目前，市场上流行直线运动的驱动装置有气缸和丝杆机构传动等。331气缸传动下移装置设计方案 在3.2.2节中设计的滑块装置与焊枪间安装一气缸，滑块装置与焊枪分别连接在气缸与活塞上，控制压力源输送的气体可以实现焊枪的升降运动。示意图如图3-4所示：图3-4 气缸控制焊枪的上下运动装置如图3-4所示。控制系统通过控制气体的进出实现活塞的升降，从而实现焊枪的升降运动。采用气动装置能够快速实现焊枪的升降运动，但是启动很难控制焊枪的移动精度，而且气动装置易发生漏气，如图3-6所示机构，活塞下端还安装有焊枪等，在重力作用下，易发生下滑现象，导致控制不精确。即使在焊接不需要时，气源仍需要开启，否则，活塞在重力作用下运动到最下端，下次很难把活塞上拉。（抽/压真空了底部）3.3.2丝杆机构传动下移装置设计方案设计由3.3.1节中气缸气压驱动可知，装置到气源，密封性要求极高，而且运动精度难以控制。在本方案中，丝杆机构示意图如图3-5所示： 图 3-5 丝杆控制焊枪上下运动装置如图3-5所示，控制系统控制丝杆机构中电机的启停，实现焊枪的升降运动，已知螺距后，通过控制电机的旋转圈数可以精确的控制焊枪移动的距离，而且，丝杆机构相比于气动装置不会有突然冲击现象。四、 辅助装置设计4.1 废气处理装置设计方案由于焊接过程中存在高压作业，而焊丝内有松香等助焊剂，因此，在焊接过程中有废气产生，若不及时把废气排除会恶化工作环境。由于整套焊机结构尺寸不是很大，可以采用一密封罩套住焊机的方案。然后用管子把密封罩与诗外连通，通过此方法可以把废气导出室外。但是，由于密封罩会阻碍工作人员的观察，不易及时排除电焊机内部的隐患，而且，废气直接排放到室外会污染环境。因此，本项目采用在电焊焊接点处加一抽气装置，把焊接过程产生的废气抽入一容器，经处理后再排放到大气中的方案。装置示意图如图4-1所示： 图4-1 废气抽除装置图4-1中，通过调节铰铰点，可以控制抽气管的位置，实现废气的完全抽出。4.2 焊枪头上废渣处理装置设计方案焊枪在焊接过程中，并不能保证焊丝能够全部附在管脚上，经常会出现焊锡附在焊枪头上的情况，时间久了，焊枪头上附上一层焊锡，影响焊枪头的导热性，浪费电能。因此，目前在人工电焊过程中，经常在焊接一定数量后擦拭焊枪头，除掉依附焊锡。在本项目中，由于采用自动化电焊，若停机下来擦拭焊枪头，不仅浪费劳动力，而且影响加工效率。因此，本方案中采用高压气吹方式除掉焊枪头上的依附物。装置示意图如图4-2所示：图4-2 废物吹除装置如图4-2所示，通过调节铰链点，可以控制吹气管与焊枪头之间的夹角。在焊接一定数量的焊头后，启动吹气管装置，吹除依附物。4.3 焊丝输送装置设计方案目前，工厂内工人电焊时，采用的是一手推汉强烙铁，一手输送焊丝的方式实现焊接。采用自动电焊后，需要在每次电焊后，焊丝自动进给一段，便于下次电焊。在本项目中，采用滚轮装置驱动焊丝的进给运动，在通过导管输送到焊枪头实现电焊。焊丝输送装置示意图如图4-3所示：图 4-3 焊丝输送装置如图4-3所示，控制系统控制滚轮装置运动，实现焊丝的自动进给，由第三章可知，焊枪能够上下运动（Z向移动）。但焊枪头的运动位移很小，焊丝的伸出量不大，不会妨碍到焊枪头的运动，因此可以把焊丝卷与滚轮装置分别装在龙门架与焊枪上。即将焊丝卷固定在龙门架上。4.4 焊枪装配体方案设计综合第4章中辅助装置的结构分析，为了实现各个装置在整机焊接过程中能够协调工作，需要把各辅助装置装配到一体，下面给出几种装配方式，通过分析各种方式的优缺点，最后采用最优方式。装配体示意图如图4-44-5所示：图4-4焊枪装配体方式一图4-5 焊枪装配体方式二 比较图4-4和4-5可以知道，在PCB板上的焊点间距比较小，所以采用图4-4所示的方式较好。5.整体设计方案 5.1工作台的设计方案 在本方案设计中，为了便于传送带和传动轮安装，需要把工作台设计成可以拆卸的活动机构，机构示意图如图5-1所示：、图5-1活动机座示意图在工作台上安装好传送带、龙门架、滚轮后，把工作台固定在基座上，基座示意图如图5-2所示：图5-2 基座示意图5.2焊枪摆放位置设计方案 在本方案中，考虑到每块板电焊的时间在6s之内，结合电焊和待焊接PCB板的特点，因此，需要四把焊枪同时运动，焊枪的摆放位置可以采用四把焊枪朝一个方向倾斜、三把焊枪同边与另一把焊枪异边或者四把焊枪交替摆放的方式，摆放示意图如图 5-35-5 所示：图5-3 三把焊枪同边与另一把焊枪一边的安装方式 图5-4 四把焊枪同边的安装方式图5-5 四把焊枪两两交错安装的方式5.3 PCB板固定方案设计 在第二章已经讨论过几种PCB板的传送、定位方式综合各种方法的优缺点，设计如下的PCB板固定方案。 设计思路如下：工人在板料上安装好电池后，把PCB板电池朝下放置在传送带上，PCB板经过V型缩口后到达Y向定位块，同时PCB板接触X向的定位挡板，当PCB板完全触发X向挡板上的传感器后（此时PCB板的X向已经位置调整准确），传送带停止转动，Y向气缸运动夹紧PCB板从而把板料固定。 为了方便加工完成后的PCB板能够顺利的传送到下道工序，X向的挡板必须能够在PCB板加工完成后自动让开的功能，在本设计方案中，采用气缸控制的旋转装置。装置示意图如图 5-6 所示。 图5-6 PCB板位置调整、固定装置5.4 同步带滑动丝杆方案设计 本方案中，龙门架的X向传动由同步带驱动，为了提高同步带的控制精度，需要把整个龙门架的重量转移到基座上，所以在基座的两边设计采用平行的光杆承担龙门架的重量，由于对两光杆的平行度要求很高，因此在本方案中设置微调装置实现对光杆平行度的微调。机构示意图如图 5-75-8 所示： 图5-7 光杆安装装置一图5-8 光杆安装装置二5.5 自动电焊机整体机构设计 自动电焊机能够实现PCB板料的位置调整、板料固定、自动电焊、板料输送等功能，综合上述各种功能的设计模块，得到自动电焊机的整体设计方案，整体方案示意图如图5-9所示： 图5-9 整体装配机构传送带的设计采用平带传动。PCB板在进入传送带之前，先人工安装好电池，通过一块平板装置，限制电池Z方向的运动，防止电池脱离PCB板，固定好后，人工（或滚筒自动翻转）将其转到与传送带水平的位置上，用右手将PCB板推到传送带上。经过V型缩口，慢慢调整PCB板的位置。当传感器检测到PCB板到焊枪头下方的时候，对角线上的两个气缸作用，活塞推动（）对PCB板进行X、Y向精确定位。自动电焊机焊枪Z向传动和焊枪与龙门架连接装置设计方案一、 Z向传动方案设计在本项目中，焊枪的Z向运动能够实现焊枪的焊接功能，要实现焊枪的Z向运动，可以采用气动装置、液压装置、丝杆装置等。1.1气动装置设计方案 气动装置如图1-1所示，具有运动快速，气源安装方便等优点，如今在各类型工厂中得到广泛的运用，但是，由于气动装置气压难以保证稳定，很难实现微量调节，而且，对气缸的密封性要求很高，增加了成本的投入。所以，在需要对装置实现微调的机构中一般不采用气动装置。 图1-1 气动阀1.2 液压装置设计方案液压装置如图1-2所示，具有径向尺寸小、重量轻、扭矩大，输出轴较大的径向与轴向外力，起动效率高（0.87-0.9），低速稳定性好，传动效率高，低噪音，经济性好等特点，但是液压装置运动速度较小，而且，液压油容易泄露，污染工作台，所以液压装置一般用在输出力较大的场合。图1-2 液压阀1.3 丝杆装置设计方案 滚珠丝杠如图1-3所示，能够将回转运动转化为直线运动，或将直线运动转化为回转运动。滚珠丝杠的特点：1、与滑动丝杠副相比驱动力矩为1/3 由于滚珠丝杠副的丝杠轴与丝母之间有很多滚珠在做滚动运动,所以能得到较高的运动效率。与过去的滑动丝杠副相比驱动力矩达到1/3以下,即达到同样运动结果所需的动力为使用滚动丝杠副的1/3。在省电方面很有帮助。 2、高精度的保证 滚珠丝杠副在制造过程中在研削、组装、检查各工序的工厂环境方面,对温度湿度进行了严格的控制,由于完善的品质管理体制使精度得以充分保证。 3、微进给可能 滚珠丝杠副由于是利用滚珠运动,所以启动力矩极小,不会出现滑动运动那样的爬行现象,能保证实现精确的微进给。 4、无侧隙、刚性高 滚珠丝杠副可以加予压,由于予压力可使轴向间隙达到负值,进而得到较高的刚性(滚珠丝杠内通过给滚珠加予压力,在实际用于机械装置等时,由于滚珠的斥力可使丝母部的刚性增强)。 5、高速进给可能 滚珠丝杠由于运动效率高、发热小、所以可实现高速进给(运动)。 图1-3 丝杆机构 综合上述各种装置的优缺点，结合本方案中焊枪的运动控制，所以，在本方案中采用丝杆传动实现焊枪的上下电焊动作。图1-4 Z向丝杆传动示意图如图1-4所示，龙门架和下面的焊枪连接装置通过丝杆机构连接，在丝杆的两边安装两根导向柱，可以保证下面的焊枪机构只是沿Z向的平动，而不产生绕Z轴的转动。二焊枪机构与丝杆机构连接装置方案设计为了使焊枪机构有更大的柔性，在设计连接机构时应该尽可能的使各把焊枪之间的距离能够方便的调节，为了达到焊枪之间的距离能够实现调节可以采用丝杆机构、螺栓连接机构、卡盘机构等。2.1 采用丝杆机构的连接装置设计丝杆机构具有高精度保证、无侧缝隙、刚度高、微进给的优点，如果4把焊枪都分别采用丝杆机构来实现间距调节，可以实现间距的精确调节，而且调节较方便，但是，由于制造高精度的丝杆机构成本很高，当所需机构精度没有达到微米级别时，采用丝杆机构的使用成本太高；如果每把焊枪分别采用丝杆机构调节，则会使4把焊枪在空间中摆放占据很大的空间，安装难度加大。2.2采用螺栓连接的装置设计螺栓连接具有安装、组装方便、制造成本低等优点，在使用精度要求不是很高的情况下，使用螺栓装置在成本控制上具有很大的优势，而本项目中需要焊枪之间的距离能够实现毫米级别的调节，如果采用螺栓装置由于螺纹孔之间的距离不能太小，否则在连接装置上钻孔容易产生破坏。所以，在需要微距调节的装置中一般不使用螺栓连接装置。2.3采用卡盘装置的连接装置为了节约成本、安装调节方便的角度出发，在本项目中可以采用卡盘装置，卡盘装置示意图如图1-5所示： 图1-5 卡盘装置示意图如图1-5所示，卡盘装置上的卡子在外力的作用下可以在卡盘上左右移动，卡盘装置一般和工字梁配合使用，当卡盘套在梁上时，放开卡子，卡子在弹簧片的作用下，扣紧工字梁达到安装固定。安装示意图如图1-6所示： 图1-6 卡盘安装示意图卡盘与焊枪的安装示意图如图1-7所示：图1-7 卡盘与焊枪的安装示意图如图1-7所示，T字梁与丝杆机构焊接在一起，焊枪机构与卡盘机构的卡盘通过螺栓连接在一起，沿T型梁的长度方向移动卡盘就可以调节4把焊枪之间的距离，然后放开卡盘装置上的卡子，卡子在弹簧力的作用下，压紧T型梁，从而实现卡盘与T型梁的连接。线性直线导轨副一、 结构滚动直线导轨副是由导轨、滑块、钢球、返向器、保持架、密封端盖及挡板等组成。当导轨与滑块作相对运动时，钢球就沿着导轨上的经过淬硬和精密磨削加工而成的四条滚道滚动，在滑块端部钢球又通过返向装置（返向器）进入返向孔后再进入滚道，钢球就这样周而复始地进行滚动。返向器两端装有防尘密封端盖，可有效地防止灰尘、屑末进入滑块内部。二、特点滚动直线导轨副是在滑块与导轨之间放入适当的钢球，使滑块与导轨之间的滑动摩擦变为滚动、静摩擦力之差很小，随动性极好，即驱动信号与机械动作滞后的时间间隔极短，有益于提高数控系统的响应速度和灵敏度。驱动功率大幅度下降，只相当于普通机械的十分之一。与V型十字交叉滚子导轨相比，摩擦阻力可下降约40倍。 适应高速直线运动，其瞬时速度比滑动导轨提高约10倍。 能实现高定位精度和重复定位精度。 动摩擦，大大降低二者之间的运动摩擦阻力，从而获得：能实现无间隙运动，提高机械系统的运动刚度。 成对使用导轨副时，具有“误差均化效应”，从而降低基础件（导轨安装面）的加工精度要求，降低基础件的机械制造成本与难度。 导轨副滚道截面采用合理比值的圆弧沟槽，接触应力小，承接能力及刚度比平面与钢球点接触时大大提高，滚动摩擦力比双圆弧滚道有明显降低。 导轨采用表面硬化处理，使导轨具有良好的可校性；心部保持良好的机械性能。简化了机械结构的设计和制造。分 类 号 密 级 宁宁波大红鹰学院毕业设计(论文)PCBHJ-300数控锡丝点焊机设计所在学院专 业班 级姓 名学 号指导老师 2015 年 3 月 31 日诚 信 承 诺我谨在此承诺：本人所写的毕业设计（论文）PCBHJ-300数控锡丝点焊机设计均系本人独立完成，没有抄袭行为，凡涉及其他作者的观点和材料，均作了注释，若有不实，后果由本人承担。 承诺人（签名）： 年 月 日摘 要市场上存在着各式各样的锡丝点焊机，但是，焊机需要人工输送板料，而且每次只能焊接一个点，焊接的人工利用率不高。由于存在着这些问题，因此，设计一种PCB数控锡丝点焊机是必要的。本次设计的PCBHJ-300数控锡丝点焊机焊枪能够在Y、Z向横向运动，并且通过传送带能够实现自动输送物件；其主要由步进电机、滚珠丝杆、滑杆、滑块、门架、传送带、焊枪、送丝机构等构成。本次设计首先，通过对点焊机研究现况、结构及原理进行分析，在此分析基础上提出了点焊机个机构的结构方案；接着，对各主要零部件进行了设计与校核；最后，通过AutoCAD制图软件绘制了该数控锡丝点焊机总装图及主要零部件图。通过本次设计，巩固了大学所学专业知识，如：机械原理、机械设计、材料力学、公差与互换性理论、机械制图等；掌握了普通机械产品的设计方法并能够熟练使用AutoCAD制图软件，对今后的工作于生活具有极大意义。关键词：数控，点焊，焊枪，设计IIIAbstractExists on the market a wide range of solder wire spot welding, but the need for manual welding delivery sheet, but you can only weld one point, manual welding efficiency is not high. Because of these problems, therefore, to design a PCB CNC tin wire welder is necessary. The design of the PCBHJ-300 CNC tin wire welder torch able to lateral movement in the Y, Z, and the automatic transmission can be achieved through the belt thing; it is mainly composed of a stepper motor, ball screw, slider, slider, door racks, conveyors, welding torch, wire feeder and the like.The design is first, by conducting research on the spot welding current situation, structure and principles of analysis, the analysis presented in this spot welding structure of the program on the basis of an agency; then, for the main components were designed and verification; Finally, through the AutoCAD drawing software to draw the CNC spot welding tin wire assembly diagram and main parts diagram.Through this design, the consolidation of the university is expertise, such as: mechanical principles, mechanical design, mechanics of materials, tolerances and interchangeability theory, mechanical drawing, etc; mastered the design method of general machinery products and be able to skillfully use AutoCAD drawing software for the future work of great significance in life.Key Words: CNC, Welding, Torch,Tesign目 录摘 要IAbstractII目 录III第1章 绪论11.1选题的背景及意义11.2研究现状及发展趋势1第2章 数控锡丝点焊机总体设计42.1设计参数要求42.2方案设计42.2.1 Y轴和Z轴方案42.2.2 X轴及传送装置方案52.2.3焊枪安装方案62.2.4送丝机构72.2.5机架方案8第3章 Y向结构设计93.1丝杠螺母导程的确定93.2确定丝杠的等效转速93.3 丝杠的等效负载93.4 确定丝杠所受的最大动载荷93.5 计算轴承动载荷103.6 丝杠拉压振动和扭转振动的固有频率验算103.7 丝杠的扭转刚度113.8 传动精度计算113.9 电动机的计算选择11第4章 Z向结构设计134.1 Z向精度设计134.2 滚珠丝杠疲劳强度134.3选用滚珠丝杠134.4 滚珠丝杠稳定性验算144.5 滚珠丝杠刚度验算154.6 滚珠丝杠效率验算164.7 Z向电机选型16第5章 传送装置（X向）设计185.1传送装置结构设计185.1.1 带型选择185.1.2 滚筒设计195.2 滚筒电机选型20第6章 其他辅助机构设计226.1送丝机构设计226.1.1 送丝滚轮226.1.2 焊丝卷料装置226.2 焊枪固定装置设计236.2 机架设计24结论26参考文献27致 谢28第1章 绪论第1章 绪论1.1选题的背景及意义随着社会和科学技术的发展，工业生产的操作方式也发生着革命性的变化，从手工作坊式的劳动，逐渐演变成自动化、智能化的生产方式，人类也逐渐无法完成某些 生产过程，所以为了适应生产的需要出现了特殊的生产工具点焊机。与此同时也出现了一些新的生产活动，在这些生产活动中，有些是属于高危险的，对人体伤 害较大，有些领域不适宜人类工作长时间的工作，点焊机则正好适应这类工作。防止了一些化学物品对人类的伤害5。在当今大规模制造业中，企业为 提高生产效率，保障产品质量，普遍重视生产过程的自动化程度，工业机器作为自动化生产线上的重要成员，逐渐被企业所认同并采用。工业机器的技术水平和应用 程度在一定程度上反映了一个国家工业自动化的水平，目前，工业焊接机主要承担着焊接、喷涂、搬运等重复性并且劳动强度极大的工作，工作方式一般采取示教再 现的方式。点焊机是按照给定程序、轨迹和要求实现自动移动、焊接的操作的自动机械装置6。实现了自动化的工作并减少了很多不必要的人工劳动。本文对多工位点焊机利用PLC的控制进行了详细的研究。点焊机的工作原理是利用正负两极在瞬间短路时产生的高温电弧来熔化电焊条上的焊料和被焊材料，来达到使它们结合的目的7。点焊机是由焊头、点焊枪等组成。点焊枪是四工位点焊机电气控制系统的核心。利用电磁阀控制点焊枪的伸缩及温度。通过完成该课题，即设计出自动点焊机及对其进行运动学分析，能够解决在焊接过程中焊枪不能随波形的变化调整与焊枪速度的夹角这个问题，使得在直线段与在波内斜边段焊接时，焊枪与焊缝都保持垂直，相对于焊缝的焊接速度都恒为同一速度，进而能够提高在直线段与在波内斜边段的焊缝成形的一致性，提高的生产质量。1.2研究现状及发展趋势随着工业水平的发展,重要的大型焊接结构件的应用越来越多,其中大量的焊接工作必须在现场作业,如大型舰船舱体、甲板的焊接、大型球罐(储罐)的焊接等。而这些焊接场合下，自动点焊机要适应焊缝的变化，才能做到提高焊接自动化的水平。无疑,将自动点焊机技术和焊缝跟踪技术结合将有效地解决大型结构件野外作业的自动化焊接难题。当前国内外在自动点焊机方向研制的几个典型自动点焊机如下：(1) 韩国Pukyong国立大学的Kam B O 等研制的舱体格子形构件焊接自动点焊机这种自动点焊机能够在人比较难以达到的狭窄空间自主地实现焊接过程,能够自动寻找焊缝的起始点。在遇到格子框架的拐角焊缝时,在保证焊接速度不变且焊炬准确对准焊缝的情况下,能够自动调整自动点焊机本体和十字滑块的位置4。(2) 日本庆应大学学者 Suga 等为平面薄板焊接研制的自主性自动点焊机该自动点焊机能够直线前进,还可以利用两个轮的差速控制小车的转弯,它装焊枪的臂可以伸缩，可以检测焊缝的位置并精确的识别焊缝的形状,如是直线焊缝、曲线焊缝、还是折线焊缝等5。(3) 日本庆应大学学者 Suga 等研制了管道焊接自主自动点焊机该自动点焊机可以沿着管道 ,根据 CCD 摄取的图象信息,在焊前可以自动寻找并识别焊缝,然后使自动点焊机本体沿管道方向达到正确的焊接位置5。(4) 清华大学机械工程系与北京石油化工学院装备技术研究所联合研制的球罐磁吸附轮式自动点焊机该自动点焊机的焊炬跟踪精度可达0.5mm,能够满足实际工程应用3。(5) 上海交通大学研制的具有自寻迹功能的焊接自动点焊机该自动点焊机在焊前,小车能够自动寻找焊缝并经过轨迹推算后自动调整小车本体和焊炬的位姿到待焊状态；在焊接过程中能够进行横向大范围的实时焊缝跟踪8。当前绝大多数自动点焊机还能焊缝跟踪,焊前必须通过人为的方式,把自动点焊机放到坡口附近合适的位置,并且通过手动将自动点焊机本体、十字滑块等调整到合适的待焊状态 ,也就是说自动点焊机的自主性还很低,基本上还不具有自主的运动规划能力。未来的发展趋势为三个方面：选择视觉传感器来进行传感跟踪，因为与图象处理方面相关的技术得到发展；采用多传感信息融合技术以面对更为复杂的焊接任务；由于控制技术由经典控制到向智能控制技术的发展，这也将是自动点焊机的控制所采用。在当前，自动点焊机的机构设计绝大部分还是采用依据具体的情况来设计专用自动点焊机，称之为固定结构的传统自动点焊机，其运动特性使特定自动点焊机仅能适应一定的范围,不利于自动点焊机的发展。解决这一问题的方法就是利用关节模块和连杆模块,根据具体的要求开发可重构自动点焊机系统。下面为当前一些人所做的研究：(1) Benhabib等人建立的自动点焊机库,将模块分成模块单元连接器、连杆模块、主关节模块和末端关节模块四类13；(2) 1999年DanielaRus等提出了一种由晶体结构“分子”组成的可自重构自动点焊机系统13；(3) 上海交通大学的费燕琼和沈阳航空工业学院的张艳丽等对模块化自动点焊机的构形设计进行了研究13。27第2章 数控锡丝点焊机总体设计第2章 数控锡丝点焊机总体设计2.1设计参数要求电压，功率：220V, 1.0KWX轴可移动范围：X=1000mm Y轴可移动范围：Y=200mmZ轴可移动范围：Z=100mm重复精度：0.05mm焊锡参数：点焊2组温度设定范围：0-500其他要求：传送物件用传送带，使物件能自动往前运输；焊枪使用2个滚珠丝杠，能实现前后上下移动。2.2方案设计2.2.1 Y轴和Z轴方案在本项目设计中，当PCB板到达设计位置停止运动后，焊枪装置安装在龙门架上，在控制系统的作用下，向下运动完成一次焊接动作，提升，然后沿方向前进一定距离，由向下运动进行焊接，直到整块PCB板上的焊点加工完成为止。丝杆传动能够将旋转运动通过丝母转化为直线运动，刚性较好，能够传递较大的扭矩，位置准确。但是，由于丝杆机构属于高精度装置，使用成本很高，而且，丝杆在使用过程中容易磨损，造成运动不准确，因此为了增加抵抗磨损消耗，需要采用更好的材料制造丝杆，导致成本更高。Y轴和Z轴采用丝杠传动加滑杆导向，结构方案如下图：图2.1 Y轴和Z轴方案简图支撑滑块及其上面装置在本项目中采用直线导轨装置，因为在设计方案中，滑块是两相对可动的板料，所以在数控加工中心上一次钻孔能够保证导轨在Z向的平行度；直线导轨在Y向上的平行度可以通过安装垫片的形式调节达到精度。图2-3所示的滑杆微调装置实际上是采用标准件直线导轨的支撑座，由于在Z向上采用数控加工已经能够保证加工精度，因此，滑块上两边的滑杆的Y向的平行度可以通过安装垫片的形式达到。直线导轨的安装示意图如图2-4所示：图2.2 直线导轨安装示意图2.2.2 X轴及传送装置方案根据设计要求：X轴可移动范围X=1000mm，传送物件用传送带，使物件能自动往前运输，因此本次采用带传动传送物件并实现X轴方向的移动，结构方案如下图：虽然平带传动由于带的弹性形变会传动比不稳定；张紧力和轴向力较大；轴向尺寸较大比、不易安装等缺点，但是考虑到在本方案的设计中带传动的作用是实现PCB板的传送，不需要在带上实现板的定位，因此，在此方案中可以采用平带装置。在装置中采用伺服电机控制可以实现带的及时启停。图2.3 平带传动示意图 在使用平带传动时，由于平带会因为自身的重量在整根平带的中间发生凹陷，如果不采取措施减少这种变形，当加工的PCB板传送到中间时会因为带的变形使板中间悬空，所以，在本方案设计中，采用滚轮装置减少平带的变形。2.2.3焊枪安装方案在本方案中，焊枪设计思路是能够实现方便装卸，所以需要设计一个机构，将焊枪与卡盘连接在一起。该机构设计有两种方案。一种方案是设计为不动的，但是由实际情况得知焊枪的位置需要实时调节，所以此种方案不适合；方案二是设计焊枪可以在ZX平面内可调节的，机构如图3133所示：图3-1 焊枪的旋转机构一（a）如图3-1焊枪的旋转机构所示，与焊枪的连接销在连接板与旋转槽的内侧，焊枪的旋转机构与焊枪的连接销在连接板与旋转槽的外侧，焊枪旋转机构可以绕旋转装置中的连接销转动，至适当的角度后，用螺栓把旋转机构固定住，一般焊枪的倾斜角度在45度之内，而本装置能够在180度范围内调整，完全满足设计的要求。焊枪与旋转机构的连接如图34所示：图3-4 焊枪与旋转机构的连接图2.2.4送丝机构目前，在手工焊接中，焊丝是手动进给的。采用的是一手推焊枪烙铁，一手输送焊丝的方式实现焊接。而在自动化电焊机中，要求机器能够实现焊丝自动进给，则需要设计一个自动送丝机构。在本项目中，采用滚轮装置驱动焊丝的进给运动，在通过导管输送到焊枪头实现电焊。在本方案设计中，焊丝卷料安装在龙门架上，焊丝经过滚轮装置输送到焊枪加工处。焊丝在龙门架上的安装方式如图3-5所示。图3-5 卷料架在龙门架上的安装示意图 如图3-5所示，由前面的分析可以知道焊枪采用两两交错的方式安装，因此在布置焊丝卷料时采用两边各放置两卷焊丝的方式。每边的卷料通过安装架上的悬挂杆串接，卷料之间用一个宽度为5mm的套筒隔开。控制系统控制滚轮装置运动，实现焊丝的自动进给，焊枪能够上下运动（Z向移动）。但焊枪头的运动位移很小，焊丝的伸出量不大，不会妨碍到焊枪头的运动，因此可以把焊丝卷与滚轮装置分别装在龙门架与焊枪上。2.2.5机架方案在本项目中，焊枪的升降设备支架采用的是固定式龙门架结构。固定式龙门架结构布局简单，结构紧凑，易于安装，快速轻巧，易于移动， 更具活性、顺畅、短距、连续等特点，是高效自动电焊机上的焊枪支架设备。龙门架的材料为型材。如图3-6所示是龙门架的安装位置示意图。第3章 Y向结构设计第3章 Y向结构设计3.1丝杠螺母导程的确定本设计中，电机与丝杠直接相连，传动比i=1，选择电机Y系列异步电动机的最高转速，则丝杠的导程为3.2确定丝杠的等效转速最大进给时，丝杠的转速为 最慢进给时，丝杠的转速为 则得到丝杠的等效转速（估计3.3 丝杠的等效负载工作负载是指机床工作时，实际作用在丝杠上的轴向压力，它的数值可用进给牵引力的实验公式计算。选用导轨为滚动导轨，而一般情况下，滚动导轨的摩擦系数为0.0025-0.005，取摩擦系数f为0.005，则丝杠所受的最大牵引力为故其等效负载可按下式计算（估算 t1=t2 ;n2=2n1）由以上确定进给运动的总阻力F=12N3.4 确定丝杠所受的最大动载荷 查表，取丝杠的工作寿命Th为15000h，同时取精度系数fa=1，负荷性质系数fw=105，温度系数ft=0.95，硬度系数fh=1，可靠性系数fk=0.53；平均转速为1000r/min。选用滑动丝杠螺母传动，丝杠公称直径为，基本导程，丝杠螺母的接触刚度为1692N/，螺旋升角丝杠的底径26mm，螺母长度为210mm，取丝杠的精度等级为1级。3.5 计算轴承动载荷寿命系数为： 式中 寿命系数： 可靠性为90%的额定寿命，取为10000h；转速系数：；计算转速取最高转速，取；故能满足要求。3.6 丝杠拉压振动和扭转振动的固有频率验算已知：轴承的接触刚度，丝杠螺母的接触刚，丝杠的最小拉压刚度：当导轨运动到两极位置时，有最大和最小拉压刚度，其中，L植分别为750mm和100mm。螺母座刚度。轴向拉压总刚度为：丝杠拉压振动的固有频率由计算可知，丝杠拉压振动的固有频率远远大于1500r/min，所以能满足要求。3.7 丝杠的扭转刚度丝杠的扭转刚度：由机械设计手册得平移物体的转动惯量为：丝杠的转动惯量为：丝杠扭转振动的固有频率为：显然，丝杠的扭转振动的固有频率远远大于1500r/min，所以，能满足要求。3.8 传动精度计算丝杠的拉压刚度： 由以上的各条件可知最小机械传动刚度为：最大机械传动刚度：因此得到由于机械传动装置所引起的定位误差为：其中，F0为空载时导轨的静摩擦力3.9 电动机的计算选择下面的计算结果所以选用反应式步进电动机，输出功率0.2kw，同步转速1500r/min，电动机的参数如下表一所示：表3.1 电动机的各种参数电动机型号步距角最大静转矩（N.m）运行频率最高空载启动频率轴径长度55BF0030.75/1.50.68618006mm70mm第4章 Z向结构设计第4章 Z向结构设计4.1 Z向精度设计 假设设计要求：进给精度， 快速进给精度4.2 滚珠丝杠疲劳强度 丝杆的最大载荷为主轴重量加摩擦力，最小载荷为主轴重量减最大进给力的Z向分力。主轴重量为300kg,则：1）摩擦力根据机电一体化设计基础计算载荷查表2-6取 查表2-8取 查表2-7取 查表2-4取D级精度则：2）计算额定动载荷取丝杠的工作寿命为, 4.3选用滚珠丝杠由表2-9得丝杠副数据：公称直径 导程 滚珠直径 按表2-1种尺寸公式计算：滚道半径：偏心距：丝杠内径 4.4 滚珠丝杠稳定性验算丝杠一端轴向固定，采用深沟球轴承和双向球轴承，可分别承受径向和轴向的负荷。另一端游动，需要径向约束，采用深沟球轴承，外圈不限位，以保证丝杠在受热变形后可在游动端自由伸缩，如下图。 由于一端轴向固定的长丝杠在工作时可能会发生失稳，所以在设计时应验算其安全系数S,其值应大于丝杠副传动结构允许安全系数S 丝杠不会失稳的最大载荷称为临界载荷 式中，E为丝杠材料的弹性模量，对于钢E=206Gpa；l为丝杠工作长度（m）；为丝杠危险截面的轴惯性矩（）；为长度系数，取。 安全系数 查表2-10，S=2.53.3，SS，丝杠是安全的，不会失稳。 高速丝杠工作时有可能发生共振，因此需验算其不发生共振的最高转速临街转速。要求丝杠的最大转速。 临街转速按下式计算： 式中：为临界转速系数，见表2-10，本题取， 即：，所以丝杠工作时不会发生共振。 此外滚珠丝杠副还受值的限制，通常要求4.5 滚珠丝杠刚度验算滚珠丝杠在工作负载F(N)和转矩T()共同作用下引起每个导程的变形量(m)为： 式中:A丝杠截面积,；为丝杠的极惯性矩，；G为丝杠切变模量，对钢；T为转矩。 式中：为摩擦角，其正切函数值为摩擦系数；卫平均工作载荷 按最不利的情况取（其中） 则丝杠在工作长度上的弹性变形所引起的导程误差为： 通常要求丝杠的导程误差小于其传动精度的1/2，即 该丝杠的满足上式，所以其刚度可以满足要求。4.6 滚珠丝杠效率验算 滚珠丝杠副的传动效率为 要求在90%95%之间，所以该丝杠副合格。 经上述计算验算，FC1-4010-2.5各项性能均符合题目要求，所以合格。4.7 Z向电机选型最大静转矩选择依据文献实用机床设计手册上，有：（1）对于在最大工作条件下工作时所需要电机最大静转矩为：（2）对于空载起动时所需要的电机最大静转矩为：由（1）和（2）可知，以计算得：恒大于 所以就以作为选取步进电机最大静转矩的依据。而初选的步进电机为110BF003 ，它的最大静转矩为：所以初选的步进电机型号符合要求。（3）步进电机动载荷矩频特性和运行矩频特性：由数控技术得：动矩频特性：=4167Hz运行矩频特性： 其中： -最大工作条件下的进给速度，可取最高进给速度 的，现取中间值，即。所以：=2431由步进电机110BF004的矩频特性和运行矩频特性参数可以看出所选步进电机在起动时力矩是满足要求的。所以最终就确定步进电机的型号为：110BF004反应式步进电动机。第5章 传送装置（X向）设计 第5章 传送装置（X向）设计5.1传送装置结构设计5.1.1 带型选择本设计为了实现自动化，节省人力、物力和提高效率，在板料输送方面拟采用带传动。在实际工作环境下有平带传动、齿形带和同步带等形式。齿形带在传送有几何规则轮廓的零件时有很大的优势，而且当带高速运动时，采用齿形带能够较好的定位所传送的零件保证零件不会在带上移动，齿形带不是标准件，一般需要在平带上自己安装齿形，制造不方便；同步带传动，属于啮合传动，高速、高精度，适合在高精度仪器装置中使用，带比较薄，比较轻，同步带一般采用伺服电机驱动。平带传动具有如下的特点：（1）结构简单，传动平稳，具有过载保护的作用（2）有缓冲吸震的作用（3）运动平稳无噪声（4）适用于远距离传输（Smax=15m）（5）制造、安装精度要求不高 虽然平带传动由于带的弹性形变会传动比不稳定；张紧力和轴向力较大；轴向尺寸较大比、不易安装等缺点，但是考虑到在本方案的设计中带传动的作用是实现PCB板的传送，不需要在带上实现板的定位，因此，在此方案中可以采用平带装置。在装置中采用伺服电机控制可以实现带的及时启停。传送皮带（尺寸1100430mm）的示意图如图5.1所示。图5.1 平带传动示意图5.1.2 滚筒设计本次传送装置采用滚筒确定平带的结构，在使用平带传动时，由于平带会因为自身的重量在整根平带的中间发生凹陷，如果不采取措施减少这种变形，当加工的PCB板传送到中间时会因为带的变形使板中间悬空，所以，在本方案设计中，采用中间增加辅助支撑滚轮装置减少平带的变形。滚轮装置布置示意图如图5.2所示：图5.2 滚轮装置示意图滚筒采用灰铁铸造后机加工成型，主滚筒结构尺寸如图5.3所示：图5.3 主滚轮5.2 滚筒电机选型依据文献实用机床设计手册上，有：（1）对于在最大工作条件下工作时所需要电机最大静转矩为：（2）对于空载起动时所需要的电机最大静转矩为：由（1）和（2）可知，以计算得：恒大于 所以就以作为选取步进电机最大静转矩的依据。而初选的步进电机为110BF003 ，它的最大静转矩为：所以初选的步进电机型号符合要求。（3）步进电机动载荷矩频特性和运行矩频特性：由数控技术得：动矩频特性：=4167Hz运行矩频特性：其中： -最大工作条件下的进给速
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