马赛克贴纸涂胶机设计VIP

目 录1. 绪论11.1课题来源 11.2目的及意义 11.3国内外技术的发展现状 12. 马赛克自动铺贴机及自动刷胶系统的介绍12.1马赛克自动铺贴机12.2自动刷胶系统13. 马赛克自动刷胶系统的设计13.1自动刷胶系统方案的拟定13.2卷纸传输机构设计13.3自动刷胶机构设计13.4废边纸回收机构设计14. 马赛克自动刷胶系统Solidworks建模及模拟装配14.1Solidworks软件介绍14.2马赛克自动刷胶系统Solidworks建模及模拟装配1 4.2.1马赛克自动刷胶系统零件的三维建模14.2.2马赛克自动刷胶系统零部件的模拟装配15. 结论1参考文献1致谢11.绪论1.1课题来源 该课题的灵感来源于由与广东科达机电有限公司共同申报的项目“多颜色复杂图案马赛克自动铺贴装备的研发及产业化”。目前该自动铺贴装备已设计完成，并初步形成了产品。而为了使整个马赛克纸贴的生产过程都能实现自动化，智能化，故提出了此课题“马赛克纸贴自动刷胶系统原型设计”。本论文的重点是对马赛克铺贴纸涂胶部分作的设计，进而为为后续的铺贴纸剪裁部分做前期准备。1.2目的及意义曾几何时，作为瓷砖的附庸，起源于希腊且拥有几千年历史的马赛克在建筑材料市场中一直处于一种尴尬的地位。但正由于其产品本身的特性以及在国内经济快速发展的大环境下，受到成熟而趋向饱和的陶瓷行业的提携，我国的马赛克行业迎来了如雨后春笋般的高速发展期。而如今，马赛克产品已俨然成为国内外建材市场中一道十分亮丽的“风景线”。马赛克属于陶瓷产业所衍生出来的一个密集型劳动产业，需要大量的人手劳动力和机械化生产。但是纵观整个马赛克生产行业，并没有多少的工厂真正实施机械化生产，而相反，很多马赛克企业还相当排斥使用马赛克铺贴机械，或者涂胶机械；而仍然使用传统的人手铺贴和人手涂胶。主要原因就在于国内对于马赛克自动生产线的相关设备及技术的研究还处于起步阶段，而公司之间仿冒抄袭严重、无序竞争激烈、生产标准不完善，就是导致技术研发进展缓慢的重要原因，因此主要设备的使用还必须依靠国外进口，又受限于成本的控制，故很多企业放弃使用自动铺贴设备和自动涂胶设备。1.3 国内外技术的发展现状马赛克是一种艺术，色彩的搭配有着无限的可能性，能够做出比瓷砖更加富有变化的美感；但同时马赛克也是一个工业，需要大量的劳动力和机械化生产。这就造成了一个矛盾：马赛克的艺术性来源于它的个性化和细腻感，人工铺贴能够最大限度的保留马赛克的设计感，而不至于落入千篇一律的同质化之中。但是存在的问题是效率很低，传统的人工铺贴方式铺一板1515的马赛克大约需5-8分钟，想要提高产能就只能投入大量的工人，费时费力而且工人的工资也是一笔不少的投入。而且在很多时候，即使是出高薪，也请不到工人，手工化就大大限制了产能的提升。机械化是提高产能的最有效的方法，工业化大生产的核心就是机械代替人手，实现便捷的快速化自动化生产。但是在马赛克行业，我们并没有看到多少的工厂实施机械化生产，相反，很多马赛克企业还相当排斥使用马赛克铺贴机械，仍然使用传统的人手铺贴为主。为何在全社会都在提倡机械化代替人手的同时，国内马赛克行业却反而对其表现出一种消极，甚至是表现出排斥的态度呢？1、马赛克的艺术来自于巧手确实，对比起用玻璃或者陶瓷马赛克每个颗粒只能表现单一的色彩，石材马赛克在材质上是有优势的，能够表现出更加灵活的渐变效果。但是每个颗粒都是独一无二的话，除了经由人工挑选出适合拼贴的颗粒之外别无他法，这个过程是很难被机械所代替的。“这样一幅1500mm2400mm的精剪画需要4到6个工人工作十几天才能生产出来。”很多时候企业并非是不想提高产量，缩短订单完成时间，而是在速度和质量之间只能选择后者。这也就是部分马赛克企业抗拒马赛克铺贴机械的原因并非是不想提高产量，而是提高产量换来的是质量的下滑，致使马赛克铺贴的自动化在马赛克拼画和部分材质的企业里面难以推广，只能继续用人手来换产量。另一方面，也有认为马赛克产品的艺术价值很大一部分是来自于无可替代的人的脑力和体力附加，启用机械化生产之后就会失却其应有的价值。2、设备投入大，收益不明朗马赛克铺贴机械的价格动辄十几万到几十万，对于马赛克行业大量存在的中小企业来说可以算是一笔不少的投入。但是相对于投入，企业希望设备带来的收益却是并明朗的：在生产销售的旺季和人手短缺的节后等时间，机械设备确实能够帮助企业缓解生产压力，减少订单完成时间。但是在淡季或者人手充裕的情况下，机械设备却只能长时间的闲置，造成产能的浪费。而且马赛克铺贴机械虽然已经有过先例，但是技术还是处于摸索阶段，操作和维护的成本和技术要求也比较高，往往会使企业产生使用困难，所以很多购买了铺贴机的企业的普遍反应并不良好。3、产能超越销能，机械化造成滞销国内马赛克行业进入门槛低，造成的现状是中小企业密布，经营混乱，整个行业的环境十分的无序。中小企业为主的马赛克企业本身不能接到太多的订单，对产能的需求并不是很大，所以对铺贴机械的需求几乎为零，这也是阻碍马赛克铺贴机械推广的阻力。对于小企业来说，接到订单远比生产速度要重要的多，生产过多的产品，销售能力却跟不上去，只能造成产品滞销。更加长远的考虑是滞销导致资金紧张，进而引起价格战导致削弱彼此的利润空间，损害的是整个行业的利益。国外马赛克铺贴行业的态度：1、机械代替人手，节约人力资源不单是马赛克或者是陶瓷行业，相信很多的生产制造业的企业都会很苦恼一个问题用工难。随着经济不断发展，外来务工人员对于薪酬和待遇甚至是良好的工作环境的要求越来越高，很多中小马赛克企业对他们根本不具备吸引力。因此，别说很难找到一个不用培训就能上岗的熟手工人，连肯花心思去接受培训的年轻劳动力都不可能能够廉价的、轻易的得到。对于依赖人手的马赛克行业来说，劳动力短缺和成本增加确实是极为头痛的问题。其实，西方国家早早推行生产的机械化就是为了把劳动力从繁重的体力劳动解放出来，投入到更加需要创造力的地方去。机械化生产是生产制造行业的必由之路，尽管现在在开始的时候可能会遇到一些困难，但是尽早提倡和适应机械化是有利于企业的长远发展的。2、产能提升有助拓宽销售“外商看中了我们的特色产品，但是由于交货日期比较紧，生产赶不上，只能遗憾的拒绝了订单。”不少已经有一定规模的马赛克企业都会有自己的特色产品作为销售的主打，销售情况往往不错。很多外商大客户都很可能会看中这些特色产品，而且一次的订货量往往比较多，交货日期比较紧，很多对产能没有自信（又或者霎时间不能找到合适的工人）的企业只能白白浪费掉机遇，又或者只能和商户协商，减少货量，以免违约，既失去了金钱，也没了信用。实现机械化之后能够灵活调整产能，生产的可控性大大增强，即使是面对突然增加的订单数和货量都能够对付得了，企业的销售面更广。3、结合数字化，便于设计与生产未来的社会是数字化的社会，在国外的马赛克销售有很大一部分都被电商所占据。国内虽然目前搞电商销售的马赛克企业仍然很少，但是经记者调查，很多企业其实对于电商销售这个模式十分的感兴趣，都表示这块的前景十分的广大。目前国内的其他行业很多都实现了商务线上化，消费者也普遍接受了这种网上购买东西的习惯。如果马赛克行业进入了电商时代，顾客的个性化定制和相关的设计软件肯定会被大量需求。铺贴机械能够识别设计软件里面的数据，直接进行铺贴，那么经由顾客定制的马赛克式样将会实现完全的自动化生产，而不需要在经过专业设计师的“二次翻译”（铺贴工人往往需要设计师进行指导才能进行铺贴）。如果企业能够提供这样快速、一站式的家装购物流程，一定能够受到消费者的青睐。2.马赛克自动铺贴机及自动刷胶系统的介绍2.1马赛克自动铺贴机全自动马赛克拼图铺贴机，用于在模板上铺贴拼图，包括机架和分别依次排列设在机架上的自动摇摆装置、自动排序装置、自动翻面装置和吸取装置，自动摇摆装置在同一平面垂直于拼图传送方向上摇摆以拨动拼图，于自动排序装置设置有可检测拼图正反的检测装置，可使得呈反面的拼图实现翻面的自动翻面装置连接自动排序装置，吸取装置包括由驱动机构所驱动的吸头以吸取所述拼图铺贴于所述模板上；自动化程度高，结构简单，其工作效率是以往生产效率的25倍以上，用一个人工即可操作，工人只需负责加料即可，其它工作都是由全自动马赛克拼图铺贴机来自动完成，降低了劳动强度。2.2自动刷胶系统自动涂胶机由于使用场合的不同，国内外出现了各种形式，无论哪种形式，都是为了完成涂胶的功能，所以涂胶机的结构一般由电气控制系统、供胶系统、运动行走机构、工装机体系统以及气动系统组成。 1、供胶系统：目前一般来说，用于涂胶机的供胶系统是根据胶的包装形式来区别的，胶一般有小针筒式、300ml小胶桶包装式、 5GAL/20KG包装以及55GAL特大桶包装。一般中间2种多，300ml小胶桶包装选用气压小泵供胶，节约成本又实用，5GAL可摆脱频繁换胶的烦 琐，但要多用个柱塞泵，成本大大提高。而另外一端涂胶阀的选用也是很关键的元件，对于小胶筒、黏度低采用低压供胶的胶来说，基本上使用进口或者国产或者某 些设备厂家自己设计制造的涂胶阀都没有太大的问题，可能随着使用时间的长短不同更换相应的密封件就可以再次使用，但对于高压供胶的涂胶阀来说则不同，需要 涂胶阀有着可耐受供胶压力的能力，还要有快速开阀与快速关断的能力，否则会出现不尽人意的麻烦。我们公司选用的都是在各自场合下安全可靠的可迅速开关的、 且具有良好密封性能的进口胶阀，可以满足各种场合下各种胶的使用。 2、控制系统：控制系统是自动涂胶机的核心部分，它如同一个人的大脑，里面存储着所有轨迹的数据，所有外部的动作一般都由它来发号施令。我们公 司目前可以制造各种形式的涂胶机，如小台式电子或微型件目小范围涂胶机、2/3轴数控系统自动涂胶机、多轴自由度机器人涂胶机。所用系统均为可靠的国际知 名品牌，如德国西门子系统、韩国ROBOSTAR机器人系统、韩国多司机器人系统、日本IAI机器人系统、安川机器人等系统。控制系统这个大脑性能的好 坏，决定了你的涂胶机存储程序的多少，操作性能的优良，使用稳定性如何，以及最后涂胶效果的好坏等，是保证所涂产品密封性能的最基本的保障。 3、工装机体与外观选择：这个方面就要与用户协作，根据用户的使用场所与所涂工件的大小、重量等来进行设计适合于用户的外观形状，根据用户工件的具体来设计工件的定位形式工装夹具等。 4、气动系统：这部分系统在整个涂胶机内是个辅助系统，主要完成工装夹具的夹紧与释放，涂胶阀的开、关以及供胶系统的气源使用等。 5、运动行走机构：该机构就如同人的双腿一般，也就是各厂家所说的工业机器人。一般是由伺服电机作为动力源，根据控制系统发送来的指令进行轨迹 的行走，来完成速度与位移的变化。伺服驱动系统是一个闭环或半闭环的系统，所以其定位精度相对比较高，成本造价也比较高，但其运动速度与响应能力强。但在 一些要求简单的场合，有些小的设备可以采用步进电机来完成，这种驱动源虽不如伺服效果好，但也可以完成一定速度下的定位轨迹行走，但成本低廉。这些不同的 选择要根据用户的具体需求来定。3.马赛克自动刷胶系统的设计 本章重点论述刷胶系统的原理设计，包括胎模定位机构，卷纸传输机构，自动滚刷胶机构，废边纸回收机构，每个机构初定分成独立组件，各个部件间功能实现通过气动元件和机械配件实现，目标设计方向定位于非标设计，所以各种元件考虑使用市场上常规自动化配件。3.1胎模定位机构胎膜板经过排版机构排版后，会由输送带输送到贴胶工位，由于用光电感应器定位存在反馈信号延时和输送带缓冲，所以在输送带信号送出的时候必须外加一个机械在定位位置限位。定位机构需要快速响应，而且具备自动退回特性，固考虑使用气缸机构，气缸需要带磁环感应，去到定位点发出信号给PLC.气缸行走过程未保证行程精确，虽带导杆定位。固设计草图如下：3.2卷纸传输机构设计 纸卷机构为从动机构，由于纸卷具有拉伸性，为保证纸卷的平直和刷胶的效果，需要增加一组张紧辊子，辊子带可以上下调节的机构，先考虑丝杆手动调整。纸卷为了方便安装换卷，转轴必须是活动的，需要换卷的时候要有机构动作松开卷轴，装好后合上压住纸卷，经过分析，夹卷一般使用锥盘，优点在于转动时候有自回中心特性。3.3自动刷胶机构设计 涂胶的部分，在涂胶辊上包裹一层海绵泡沫，然后涂胶辊浸泡在涂胶箱中，通过滚动从而使海绵沾上胶水，再涂到纸卷上。胶箱补充胶水有带感应气缸的设计阀门供胶，保证胶水稳定：3.4废边纸回收机构设计 采用步进电机，利用步进控制器的加减速调节，同时也实行同步控制，带张力控制，回收辊两端带T5同步齿轮，分别与刷胶辊，卷纸辊连接，实现运行同步。4马赛克自动刷胶系统Solidworks建模及模拟装配4.1 Solidworks软件介绍SolidWorks软件是世界上第一个基于Windows开发的三维系统，由于技术创新符合CAD技术的发展潮流和趋势，SolidWorks公司于两年间成为CAD/CAM产业中获利最高的公司。良好的财务状况和用户支持使得SolidWorks每年都有数十乃至数百项的技术创新，公司也获得了很多荣誉。该系统在1995-1999年获得全球微机平台CAD系统评比第一名；从1995年至今，已经累计获得十七项国际大奖，其中仅从1999年起，美国权威的CAD专业杂志CADENCE连续4年授予SolidWorks最佳编辑奖，SolidWorks2010启动页面以表彰SolidWorks的创新、活力和简明。至此，SolidWorks所遵循的易用、稳定和创新三大原则得到了全面的落实和证明，使用它，大大缩短了设计时间，产品快速、高效地投向了市场。由于SolidWorks出色的技术和市场表现，不仅成为CAD行业的一颗耀眼的明星，也成为华尔街青睐的对象。终于在1997年由法国达索公司以三亿一千万美元的高额市值将SolidWorks全资并购。公司原来的风险投资商和股东，以一千三百万美元的风险投资，获得了高额的回报，创造了CAD行业的世界纪录。并购后的SolidWorks以原来的品牌和管理技术队伍继续独立运作，成为CAD行业一家高素质的专业化公司，SolidWorks三维机械设计软件也成为达索企业中最具竞争力的CAD产品。由于使用了Windows OLE技术、直观式设计技术、先进的parasolid内核（由剑桥提供）以及良好的与第三方软件的集成技术，SolidWorks成为全球装机量最大、最好用的软件。资料显示，目前全球发放的SolidWorks软件使用许可约28万，涉及航空航天、机车、食品、机械、国防、交通、模具、电子通讯、医疗器械、娱乐工业、日用品/消费品、离散制造等分布于全球100多个国家的约3万1千家企业。在教育市场上，每年来自全球4，300所教育机构的近145，000名学生通过SolidWorks的培训课程。据世界上著名的人才网站检索，与其它3D CAD系统相比，与SolidWorks相关的招聘广告比其它软件的总和还要多，这比较客观地说明了越来越多的工程师使用SolidWorks，越来越多的企业雇佣SolidWorks人才。据统计，全世界用户每年使用SolidWorks的时间已达5500万小时。Solidworks软件功能强大，组件繁多。 Solidworks有功能强大、易学易用和技术创新三大特点，这使得SolidWorks 成为领先的、主流的三维CAD解决方案。SolidWorks 能够提供不同的设计方案、减少设计过程中的错误以及提高产品质量。SolidWorks 不仅提供如此强大的功能，而且对每个工程师和设计者来说，操作简单方便、易学易用。对于熟悉微软的Windows系统的用户，基本上就可以用SolidWorks 来搞设计了。SolidWorks独有的拖拽功能使用户在比较短的时间内完成大型装配设计。SolidWorks资源管理器是同Windows资源管理器一样的CAD文件管理器，用它可以方便地管理CAD文件。使用SolidWorks ，用户能在比较短的时间内完成更多的工作，能够更快地将高质量的产品投放市场。在目前市场上所见到的三维CAD解决方案中，SolidWorks是设计过程比较简便而方便的软件之一。美国著名咨询公司Daratech所评论：“在基于Windows平台的三维CAD软件中，SolidWorks是最著名的品牌，是市场快速增长的领导者。”在强大的设计功能和易学易用的操作（包括Windows风格的拖/放、点/击、剪切/粘贴）协同下，使用SolidWorks ，整个产品设计是可百分之百可编辑的，零件设计、装配设计和工程图之间的是全相关的。用户界面SolidWorks 才提供了一整套完整的动态界面和鼠标拖动控制。“全动感的”的用户界面减少设计步骤，减少了多余的对话框，从而避免了界面的零乱。 崭新的属性管理员用来高效地管理整个设计过程和步骤。属性管理员包含所有的设计数据和参数，而且操作方便、界面直观。用SolidWorks资源管理器可以方便地管理CAD文件。SolidWorks资源管理器是唯一一个同Windows资源器类似的CAD文件管理器。特征模板为标准件和标准特征，提供了良好的环境。用户可以直接从特征模板上调用标准的零件和特征，并与同事共享。SolidWorks 提供的AutoCAD模拟器，使得AutoCAD用户可以保持原有的作图习惯，顺利地从二维设计转向三维实体设计。配置管理配置管理是SolidWorks软件体系结构中非常独特的一部分，它涉及到零件设计、装配设计和工程图。配置管理使得你能够在一个CAD文档中，通过对不同参数的变换和组合，派生出不同的零件或装配体。协同工作SolidWorks 提供了技术先进的工具，使得你通过互联网进行协同工作。通过eDrawings方便地共享CAD文件。eDrawings是一种极度压缩的、可通过电子邮件发送的、自行解压和浏览的特殊文件。通过三维托管网站展示生动的实体模型。三维托管网站是SolidWorks提供的一种服务，你可以在任何时间、任何地点，快速地查看产品结构。SolidWorks 支持Web目录，使得你将设计数据存放在互联网的文件夹中，就像存本地硬盘一样方便。用3D Meeting通过互联网实时地协同工作。3D Meeting是基于微软NetMeeting的技术而开发的专门为SolidWorks设计人员提供的协同工作环境。装配设计在SolidWorks 中，当生成新零件时，你可以直接参考其他零件并保持这种参考关系。在装配的环境里，可以方便地设计和修改零部件。对于超过一万个零部件的大型装配体，SolidWorks 的性能得到极大的提高。SolidWorks 可以动态地查看装配体的所有运动，并且可以对运动的零部件进行动态的干涉检查和间隙检测。用智能零件技术自动完成重复设计。智能零件技术是一种崭新的技术，用来完成诸如将一个标准的螺栓装入螺孔中，而同时按照正确的顺序完成垫片和螺母的装配。镜像部件是SolidWorks 技术的巨大突破。镜像部件能产生基于已有零部件（包括具有派生关系或与其他零件具有关联关系的零件）的新的零部件。SolidWorks 用捕捉配合的智能化装配技术，来加快装配体的总体装配。智能化装配技术能够自动地捕捉并定义装配关系。工程图SolidWorks 提供了生成完整的、车间认可的详细工程图的工具。工程图是全相关的，当你修改图纸时，三维模型、各个视图、装配体都会自动更新。从三维模型中自动产生工程图，包括视图、尺寸和标注。增强了的详图操作和剖视图，包括生成剖中剖视图、部件的图层支持、熟悉的二维草图功能、以及详图中的属性管理员。使用RapidDraft技术，可以将工程图与三维零件和装配体脱离，进行单独操作，以加快工程图的操作，但保持与三维零件和装配体的全相关。用交替位置显示视图能够方便地显示零部件的不同的位置，以便了解运动的顺序。交替位置显示视图是专门为具有运动关系的装配体而设计的独特的工程图功能。4.2马赛克自动刷胶系统Solidworks建模及模拟装配4.2.1马赛克自动刷胶系统零件的三维建模定位U槽参数设计定位机构卷纸输送锥轴张力调节辊刷胶辊射胶泵废纸回收主动辊4.2.2马赛克自动刷胶系统零部件的模拟装配结论本次马赛克贴纸涂胶机构的设计从选题、设计、到指导工作都是在XX老师