企业专用设备“自动点胶机”的结构设计.docx

成都理工大学2013届毕业设计（论文） 企业专用设备“自动点胶机”的结构设计 姓名 : 王林 学号 : 3200906040402 学院 : 核技术与自动化学院 专业 ： 机械工程及自动化 导师 : 刘艳华摘要点胶机以就是将定量的胶体以行走速度和出胶量受控的方式，按照预定轨迹分配到指定位置的自动化机器。传动企业生产食品包装盒采用的是点胶个封盖分开的形式来生产，这样生产线就变长，增加了原来的操作。本文着重研究了工业用点胶机的机构设计方案， 包括斜面平台的设计，叉架的设计，曲柄滑块机构的设计，点胶机的设计。矚慫润厲钐瘗睞枥庑赖。针对传统点胶系统工作效率低和难以操控的问题,设计一种新型点胶机设备。所设计的这个点胶设备，引入一个叉架，就能大大提高点胶的效率。点胶头在点胶的位置就不需要做x和y方向的运动。它的主要功能是把工件的点胶，封装，卸料三个分散的功能结合到了一起，这样就大大提高产品的生产效率。聞創沟燴鐺險爱氇谴净。 关键词：点胶机 包装 叉架 设计AbstractDispensing system is a system that dispenses quantitative glue to an assigned position along the reserve trajectory in a way to control its working speed and dispensing volume. Transmission enterprise production of food packaging box with a dispensing closure separate form to produce, so that the production line becomes long, and an increase of the original operation. This paper focuses on the industrial dispenser institutional design, including the slope platform design, the design of the fork slider-crank mechanism design, dispenser design.残骛楼諍锩瀨濟溆塹籟。Traditional dispensing system efficiency is low and difficult to control the problem, design a new type of dispenser equipment. The design of the dispensing equipment, the introduction of a fork, you can greatly improve the efficiency of dispensing. The dispensing head in the dispensing position you do not need to do the movement of the x and y directions. Its main function is the workpiece dispensing, packaging, unloading three decentralized function, thus greatly improving the efficiency of production.酽锕极額閉镇桧猪訣锥。Key words: dispensing machine Package Fork Design 彈贸摄尔霁毙攬砖卤庑。目录第一章前言51.1设计的主要任务51.2 课题研究主要内容51.3课题设计的目的5第二章点胶机设备总体设计的主要方案62.1 机电一体化设计总述62.2点胶机总体方案设计72.3点胶机设备的工作原理图92.4传感器102.5设备的总体参数10第三章平台机构的设计113.1传送带输送机的选择113.1.1胶带的选择113.1.2托辊113.1.3驱动装置123.1.4拉紧装置123.1.5 电动机选用及运行参数123.1.6 电力拖动系统及变频调速133.1.7传送带的运动控制133.1.8带式输送机的主要参数计算143.2斜面平台的设计163.3叉架的设计17第四章盖帽机构的设计194.1滑块连杆机构的设计194.2不完全齿轮的间歇传动机构194.3电动机的选择204.4吸盘机械手的设计20第五章点胶机的选用215.1点胶机和点胶的定义215.2点胶机的传动方式215.3步进电机225.4电机的脉冲控制235.4.1必要脉冲数的计算245.4.2驱动脉冲速度的计算245.5点胶机的主要参数25第六章点胶机压力桶和点胶阀的选用266.1 AB胶压力桶266.2 点胶阀276.3 双液点胶的人性化设计28第七章PLC控制系统317.1 PLC的选择317.1.1 PLC设计的原则327.2 PLC系统设计的一般步骤327.3 总装调试34外文文献35结论37致谢38参考文献39附录1 AB胶压力桶41第一章 前言1.1设计的主要任务针对电子企业的产品，涂胶和封装工序。设计一专用设备“自动点胶机”，实现自动点胶和封装作业，实现连续化生产。謀荞抟箧飆鐸怼类蒋薔。要求我们吸收市场上点胶机的原理，利用自动化控制原理和机械创新技术，设计自动点胶机，把涂胶和封装两道工序，变成一道工序。既提高了效率，又节省了操作时间。厦礴恳蹒骈時盡继價骚。1.2 课题研究主要内容自动点胶机是一个复杂的系统，需要精确控制点胶流量和点胶的位置。针对课题的需要，通过高性能的运动控制器和高精度的运动平台实现点胶系统的准确定位。利用工控机、运动控制器，全自动点胶机数控系统，系统能对点胶整个加工过程进行控制，该系统具有加工仿真可视化，人机交互界面的友好型，系统高可靠性等优点。茕桢广鳓鯡选块网羈泪。1.3课题设计的目的企业通过使用专用设备“自动点胶机”，可连续化完成自动点胶和自动封装，大大提高生产效率。通过我们的设计， 圆筒工件在生产线上的运动，并且在运动期间根据控制系统的命令自动完成任务。向客户提交最满意的产品。鹅娅尽損鹌惨歷茏鴛賴。第二章 点胶机设备总体设计的主要方案2.1 机电一体化设计总述机电一体化设计要突出的特点。在设计产品时，只依赖一种技术无法实现的隋况下要进行电子与机械技术有机的结合开展设计在设计产品中实现了机电一体化时要对技术方案开展评估在电子元件与机械设备匹配的情况下选择最优的技术方案。籟丛妈羥为贍偾蛏练淨。机电产品的性能必须通过机电配合才能实现这两种技术相互联系、相互补充。只依靠电子元件或者机械装置无法完成要考虑机械装置和电子元件控制即软、硬件相互结合，才能实现多种技术共存。另外，在设计产品的同时要考虑产品成本、可靠性、精度、市场需求情况等要求。預頌圣鉉儐歲龈讶骅籴。机电一体化的设计通常要经过开发设计阶段和适应性设计阶段等。开发设计是在没有任何参照的情况下开发设计产品，并满足性生能要求设计人员要有丰富的想象力和扎实的理沦基础及市场经验。适应性设计阶段，对原有的产品设计，进行修改。完善功能和局部改进，使开发设计产鼎的肚能、功能有所提高。另外，通过改变外型尺寸、速度、精度等参数来增加产品肚能比，来满足用户的需要，在进行机电一体化设计时要充分利用计算机技术如用AutoCAD程序设计及借助计算分析、模拟、优化等设计方案来提高产品设计的效率及精度。在设计时要充分考虑产品的用途、性能能、成本等因素，要设计出经济实用、可靠、技术新、消耗少的产品来满足市场需求。渗釤呛俨匀谔鱉调硯錦。另外产品的设计功能多复杂程度就越高往往成本加大在设计时要充分考虑要满足使用效能最大化。在市场需求和成本均能兼顾的条件下，尽可能能的采用新技术来提高产品的技术含量等不断推新产品迎接未来产品发展和市场的需要。未来的机电产品正朝着功能化、智能化方向发展冈此在未来产品设计时要不断融入新技术以提高产品的竞争能力。铙誅卧泻噦圣骋贶頂廡。在设计实施机电一体化工程中,要把握好成本与质量的关系，不能忽视哪一方。在满足市场需要的前提下，根据实际情况,保持产品在市场的竞争力，通过技术优势，来获得市场效益和社会效益。擁締凤袜备訊顎轮烂蔷。2.2点胶机总体方案设计 总装车间生产线布置规划设计。在总装车间生产线规划过程中，根据你的设计需要，厂房作业面积等因素来综合考虑，完成生产线布置规划设计。在布置规划达到最短的，物流配送路线，输送中便捷顺畅。在总体方案设计的时候，我们要明白设计这套设备的目的是什么，为什么要设计，它要简单的作一个说明。两种方案的比较：贓熱俣阃歲匱阊邺镓騷。图2-3方案1: 如图2-3工件在传送带的输送下到达斜面的时候，用挡板挡住后面的工件运行，前面的工件在斜面向下运动的时候由一块挡板来引导它在斜面台的滚动运动，同时点胶机跟随工件一同运动，对其进行点胶。到达封装位置的时候，由同时从斜面运动下来的盖子在真空吸盘作用下先吸住，然后气缸再推动吸盘上的盖子封装，吸盘停止吸住盖子在气缸的作用下回到原来的位置准备下一次的封装运动。点胶机在完成点胶的位置升起来，同时工件前面的挡板运动到原来的位置，点胶机沿着斜面返回到初始点胶的位置准备下一次的点胶。坛摶乡囂忏蒌鍥铃氈淚。在这个方案中，依靠物体在斜面上的自重滚动来做旋转点胶，目的是为了充分利用重力势能来节能。考虑的问题就是挡板引导工件在斜面的运动具有设计的复杂性，用挡板靠斜面机构让工件转动，靠圆筒工件转动点胶。圆筒的运动不能保证匀速运动。如果说挡板运动速度太低，圆筒的滚动就是频振，同样，点胶机的出胶量就得频振；挡板太快，滚筒就是运加速，点胶机也得运加速，出胶量就得按匀加速计算。挡板的速度与点胶机运行的速度不容易达到一致性的。一系列的档块机构完全没必要那么加装，搞到最后既容易磨损，也容易产生振动。理论设计不是不考虑成本的阶段。机械设计遵循一条原则，即实现同样的功能，结构越简单设计就越可靠。而越简单的结构也就变相意味着低成本。把成本控制和物流控制放到原理设计之后，本身是一种不符合现代工业的表现。还有就是圆筒如何能保证斜面运动的时候不偏斜滚动，而且同时不能影响它的速度的波动，这是反馈系统设计需要考虑的。蜡變黲癟報伥铉锚鈰赘。方案2 :工件先是通过传送带传动，圆筒工件到达斜面的时候，由下方的叉架升起来。支架的距离是根据圆筒的直径可以进行自行调整的。电机带动主动辊转动，带动工件转动，被动辊也随着一起转动。工件转动一周的时间和点胶机工作的时间是相同的。点胶结束后，根据一致性原则。把封盖机构与叉架设计在一个水平位置，这样就大大地节省了生产空间。封盖完了之后，叉架收起来，工件就很好的利用斜面做到卸料的目的，直接滚动下去。 这本方案中点胶机，叉架，盒盖机构在同一平面摆放。缩短了工作的距离，简化了机械结构零件，生产效率就相应的提高了。如图2-4所示。買鲷鴯譖昙膚遙闫撷凄。图2-41.点胶机 2.圆筒和盖子 3.主动辊 4.电机 5.叉架箱体结构6.滑块 7.连杆机构 8.不完全齿轮 9.带轮齿轮 10.电机通过比较得出，我们可以选择方案2为最优方案。避免了更加复杂的步骤，斜面上的滚动加上斜面上的点胶增加了不确定因素。 綾镝鯛駕櫬鹕踪韦辚糴。2.3点胶机设备的工作原理图机械设备总的原理总图叉架主动辊带动工件圆周运动点胶机点胶曲柄滑块机构封盖收起叉架工作结束传送带输送工件设备总控制系统图2-52.4传感器侍感器是机电一体化设计方法中可以确实降低成本的地方，因为设计可以将他们的传感器直接集成到系统机械结构中。例如，角度传感器能够监控伺服器控制的输出值。一般的设计会将光学编码器或电位计连接到轴上，然后监控计数器或模数转换器ABC的输出值。驅踬髏彦浃绥譎饴憂锦。在位置检测的过程中选择光电传感器， 它具有的红外线检测功能，有较高的识别判断能力。2.5设备的总体参数1) 圆筒重量： 2kg；2) 圆筒直径：100-200mm；3) 圆筒高度：400mm；4) 行 程：X1000y300(mm)；5) 最大速度：2s/个；6) 外形尺寸：约L660W650H590mm；7) 电 压：220V；8) 重 量：45kg。第三章 平台机构的设计在实际生产线中利用斜面的倾角可以自动卸料，材料的选择就很多，倾角设定在30o到450左右.机械设备斜面的设计主要包括几个部分， 水平传送带，斜面平台，叉架。猫虿驢绘燈鮒诛髅貺庑。3.1传送带输送机的选择图3-1 传送带3.1.1胶带的选择胶带可分为普通胶带、钢丝绳芯胶带、花纹胶带、耐热和耐寒胶带及耐酸、耐碱、耐油胶带等。目前，在我们使用普遍的输送机上面使用普通胶带。锹籁饗迳琐筆襖鸥娅薔。普通胶带一般用天然胶作胶面，由棉帆布或维尼龙帆布作带芯制成。以棉帆布作带芯制成的普通型胶带，其纵向扯断强度为56kN/（m层）,一般用于固定式和移动式带式输送机；以维尼龙作带芯制成的强力型胶带，其纵向扯断强度为14000N/（m层），用于输送量大、输送距离较长的场合。随着电力工业的迅速发展，为满足大容量机组的需要，强力型胶带必将得到更为广泛的应用。構氽頑黉碩饨荠龈话骛。3.1.2托辊托辊是用来承托胶带并随胶带的运动而作回转运动的部件。托辊的作用是支承胶带，减小胶带的运动阻力，使胶带的垂度不超过规定限度，保证胶带平稳运行。輒峄陽檉簖疖網儂號泶。托辊按其用途可分为槽形托辊、平形托辊、缓冲托辊和自动调心托辊。目前较常用的托辊直径有89、133、159三种。3.1.3驱动装置驱动装置是带式输送机动力的来源，电动机通过联轴器、减速器带动传动滚筒转动，借助滚筒与胶带之间的摩擦力使胶带运转。尧侧閆繭絳闕绚勵蜆贅。S4=S1e；S4胶带与滚筒相遇点的张力，N；S1胶带与滚筒分离点的张力，N；e自然对数的底，e=2.71828；胶带与滚筒之间的的摩擦系数；胶带在传动滚筒上的包角，代入计算式时用弧度。3.1.4拉紧装置输送机拉紧装置的作用是：保证胶带具有足够的张力，使滚筒与胶带之间产生所需要的摩擦力，并限制胶带在各支承托辊间的垂度，使带式输送机能正常运行。识饒鎂錕缢灩筧嚌俨淒。3.1.5 电动机选用及运行参数电动机功率计算： ；K功率备用系数。对于功率大于5.5千瓦的JO2型电动机取值1.4，其他电动机取1；N0传动滚筒轴功率，kw；总传动效率。对于光面滚筒取值0.88，对于胶面滚筒取值0.9；由计算得电机功率0.167kw，查表2-5-23，选用电机型号JO3-L802-6，额定功率0.75kw，转速1000r/min。如下表所示：凍鈹鋨劳臘锴痫婦胫籴。表3-1-5 电动机主要技术参数滚筒转速：；所以需要传动比为；选择传动比为16的ZQ型减速器，型号为ZQ35，功率4.6kw 。3.1.6 电力拖动系统及变频调速电动机是电力拖动系统中的原动机,它将电能转化为机械能,去拖动各种类型生产机械的工作机构运动,以实现各种生产工艺的要求,如驱动轧钢机的轧锟,起重机的提升机包括本次设计所实现的传送带传动系统等等。电力拖动系统的组成如下图所示:恥諤銪灭萦欢煬鞏鹜錦。电源工作机 械传 动 机 构电动机电气控制设备图3-1-63.1.7传送带的运动控制圆筒和盖子是采用的两条流水线，相互平行。 工件在进入传送带的时候，有拨盘自动调整好了圆筒和盖子的间隔距离。现设计间隔距离为：圆筒件为0.2m，盖子为0.3m。这样设计的目的是为了让圆筒件和盖子能够在安装的时候两者同步运行。这样的话传送带就可以连续运输，在封装的时候不需要暂停生产线，生产线照样可以继续运行。鯊腎鑰诎褳鉀沩懼統庫。工件受到向后的摩擦力，所以没有向前的加速度，工件和皮带之间有足够的摩擦，皮带尽可能选择摩擦系数大的材质天然胶作胶面。这样，工件就可以平稳的到达叉架的位置，不会出现误差。 这个是目前来说是可以做到的。硕癘鄴颃诌攆檸攜驤蔹。水平传送平台和斜面平台是分开组装的连接在一起的 水平传送带是负责把工件传送到水平与斜面交接的位置。 斜面上是开孔的， 使得叉架可以升起来。 孔也就比叉架宽一点， 叉架可以刚好从孔中穿过去，主动辊可以和圆筒接触就可以， 电机开始运动，从而带动工件转动了。阌擻輳嬪諫迁择楨秘騖。表3-1-7 传送带参数否加工定制是输送带类型环形输送带材质天然胶作胶面应用范围机械制造适用环境防静电是否标准件否拉力强度普通重量100kg宽带500mm规格L2m*W0.5m速度0.1m/s倾角00电压220V3.1.8带式输送机的主要参数计算带式输送机主要参数的计算包括生产率（输送量）、带宽、输送带运行速度、最大张力等。1、输送带宽度的计算输送带宽度取决于带式输送机速度和输送量。在一般情况下，输送量是根据生产规模而给定的。输送带宽度（mm）可由下式确定，氬嚕躑竄贸恳彈瀘颔澩。 Bh 其中 h为圆筒高度。2、胶带运行速度的确定胶带速度是带式输送的一个重要参数。对于同样的输送量，带速的高低决定胶带的宽窄。从带式输送机的使用情况看，提高带速是胶带输送机的发展方向。TD75系列中推荐选用的带速为0.14.0m/s。对于较长的水平运输机，应选取较高的带速；输送机倾角愈大，输送距离愈短，则带速应愈低。釷鹆資贏車贖孙滅獅赘。3、输送量的确定输送机的带宽、带速确定后，输送量Q（t/h）可按下式计算 Q=KB2C；输送松散物料时，在带宽、带速确定的条件下，也可按表6-11来选取输送量。4、带式输送机的功率计算（1）传动滚筒功率计算式为N0=（K1Lh+K2QLh0.00273QH）K3K4+K5+K8 ；当输送机采用尾部滚筒驱动时，则传动滚筒的轴功率为N0=（K1Lh+K2QLh0.00273QH）K6K7+K5+K8；中Lh输送机水平投影长度，m；H输送机垂直提升高度，m；Q输送量，t/h； 输送带运行速度，m/s；物料堆积密度，t/m3；K1输送带及托辊转动部分运行功率系数；K2物料水平运行功率系数 ；K3尾部改向滚筒功率系数；K4中部改向滚筒功率系数；K5犁式卸料器、清扫器、导料槽的功率系数 ；K6尾部传动时，头部改向滚筒功率系数；K7尾部传动时，中部改向滚筒功率系数；K8进料处物料加速功率系数。3.2斜面平台的设计图3-2上图所示为斜面轮廓大体图外观，顶部平台为简化的传送带， 在靠近斜面的位置的下面有个叉架的箱体结构。辅助圆筒转动，并且点胶，吸盘夹住圆筒底部封盖。斜面的设计是为了利用成型工件自身的重力势能转化为动能，工件就可以自动卸料。由于工件是刚完成盒盖，所以斜面角度尽可能的小，斜面距离尽可能的短，为了防止斜面运动中震动对工件产生有害影响。怂阐譜鯪迳導嘯畫長凉。表3-3斜面长度170cm-180cm倾斜角度350-400宽度50cm高度140-150cm材料普通铝合金材料摩擦系数0.09-0.123.3叉架的设计 图3-3圆筒运动到叉架轴线的位置时候，光电传感器给系统发送信号，叉架就在控制器的作用下升起来，圆筒件进入两支架之间的位置。在叉架中设置有主动辊和被动辊。在支架的两边设计有并列排布的被动辊，它是起到一个协助主动辊转动工件的作用。叉架中的主动辊与被动辊的表面为化学纤维材料，具有弹性结构，保证它们与圆筒接触的时候有一定的摩擦力又不会和支架接触，同时保证二者之间的相对位置精度。两支架的距离略微大于圆筒的直径，因为被动辊可以起到缓冲的作用。与主动辊相连接的电机开始工作，皮带带动辊转动。圆筒在叉架里面就可以匀速的转动，点胶机点胶。谚辞調担鈧谄动禪泻類。1. 空间尺寸计算。通过被点圆筒体尺寸确定叉架尺寸。被动辊子的作用主要是减少摩擦，因此需要设计成弹性结构，且弹簧刚度小，可轻易压开。嘰觐詿缧铴嗫偽純铪锩。2. 确保圆筒在叉架上升后能靠自重与主动辊有效贴合，且贴合后摩擦力足够驱动转动。3. 根据圆筒的自重，点胶速度，计算需要的轴功率，根据轴功率确定你的传动比，已及齿轮强度，计算电机功率和转速。熒绐譏钲鏌觶鷹緇機库。4. 是否使用带传动可以灵活，如果需要的减速比不大，可以改成直接纯齿轮传动。5. 叉架的材料，因为这里基本不涉及什么高载荷等环境，因此HT200或Q235等常用碳钢即可。但具体安装尺寸需要保证叉架上升前，圆筒的重心在斜面外，叉架左侧顶尖在管子左侧切线或稍微靠外的地方。上升后，圆筒重心可正好落在斜面上。鶼渍螻偉阅劍鲰腎邏蘞。6. 棍子的接触强度需要保证，可根据计算选用高强度钢采取表面淬火回火工艺。7. 箱体尺寸根据之前计算的齿轮大小，棍子大小，电机型号等结构尺寸确定。注意，箱体尺寸主要通过你的齿轮减速组的润滑条件确定。因为这里基本是低速轻载，可以使用油脂润滑，大大减小箱体尺寸。设计电机安装位置。纣忧蔣氳頑莶驅藥悯骛。第四章 盖帽机构的设计按照设计要求来，机构之间应该保持连续传动结构。所以在封装的叉架保持位置不变，圆筒底部的机械手吸盘吸气，使得圆筒的位置固定在封装的时候不发生位置变化。电机通过皮带转动带轮齿轮，齿轮与不完全齿轮啮合，利用连续间隙传动，滑块的运动发生了来回的往复。控制系统给电机发出信号指令，电机运动。颖刍莖蛺饽亿顿裊赔泷。根据滑块的推程，滑块运动的距离。在开始点胶1秒后，盖子距离封装位置0.2m的时候，滑块机构的点胶转动开始推动滑块运动。 机械手抓住圆筒底部，机械手抓住圆筒，对圆筒进行一个定位，封装就精确进行。濫驂膽閉驟羥闈詔寢賻。4.1 滑块连杆机构的设计 图4-1连杆传动是机械传动中的一种重要形式，由于具有传递传动，放大位移、改变位移等重要性质，在工程中广泛应用。銚銻縵哜鳗鸿锓謎諏涼。满足设计要求，尽可能的节约空间，就必须让整个结构在空间总的布置灵活。部件以杆为主，同时考虑到制动和启动带来的误差会使得传动装置的变形，优先采用连杆机构。挤貼綬电麥结鈺贖哓类。4.2不完全齿轮的间歇传动机构在许多设备中，特别是自动化程度高的自动机器中，设计要求下，要在机械传动中停歇一段时间间隔，完成动作。在视频封装的生产线中要停歇一定的时间来完成封盖的动作。所以我们在设计中要添加不完全齿轮间隙推动滑块运动的过程。 在很多机械设备中，都有构件呈周期性的间歇运动。赔荊紳谘侖驟辽輩袜錈。控制器开始工作， 发出指令来后，电动机带动皮带驱动带轮齿轮组合，齿轮转动配合不完全齿轮，大齿轮转一周后，不完全齿轮转动半周。在大齿轮的带动下，曲柄连杆四杆机构就作用于滑块，滑块推动盖子进行封装。随着不完全齿轮上的锁止凸轮弧与大齿轮上的锁止凹弧啮合，滑块被锁定在原来的位置当中。塤礙籟馐决穩賽釙冊庫。在我们对点胶机的设计过程中，传动精度高，冲击小，运动平稳等特点。设计中才用不完全齿轮机构来实现这一技术要求，利用其停止和转动时间，完成连杆的间隙传动和盖子的间隙封装。裊樣祕廬廂颤谚鍘羋蔺。4.3电动机的选择合理选择电动机是使用电动机的前提。电动机的规格，品种繁多。所以我们要全面考虑电压，频率，使用环境等因素来考虑。主要注意三个方面:功率的大小,选择的防护形式,电动机的转速。仓嫗盤紲嘱珑詁鍬齊驁。4.4吸盘机械手的设计 机械手由机座、机柱、机臂和吸盘组成，立柱可以转动，吸盘部位为浮动头，可以适当的上下活动机臂可以伸缩，其伸出长度可根据需要，一次调整完毕。封盖结束之后，机械手和工件分离，气缸拉动机械手回复到原来的位置。绽萬璉轆娛閬蛏鬮绾瀧。机械手在什么时候启动， 点胶完成后开始抓取圆筒定位。盖子到达封装之前的位置的时候点胶差不多马上就要结束，这时候滑块也开始运动了。 启动还是根据盖子位置精确传感器来启动的， 因为滑块的推程和机械手的运动的距离都很短，也都是在段时间内进行的。 点胶，盖子，滑块，机械手四者可以说是一体化的。可以进行实际操作工作。骁顾燁鶚巯瀆蕪領鲡赙。第五章 点胶机的选用点胶机的机械部分就是一个三自由度的传动机构平台。胶头可以通过机械的移动定位到空间的任意一个（X，Y，Z）坐标。运动控制卡实际上相当于一个智能的电子计算机。它发脉冲给电机的驱动器，使电机带动机械运动。它可以控制机械走出各种各样的轨迹，灵活的控制运动速度、加速度，进行高精度的定位。为了适应工业点胶设备快速向自动化方向的发展，人们在多年运动控制系统研究成果的基础上，全新推出面向企业应用的工业点胶机器人产品。根据实际生产需要，在满足运动性能指标的前提下，对产品结构进行了优化设计，适应在点胶过程中的灵活快速的要求，提高了产品的可靠性，并有效降低了产品成本。瑣钋濺暧惲锟缟馭篩凉。 5.1点胶机和点胶的定义压缩空气送入胶瓶(注射器)，将胶压进与活塞室相连的进给管中，当活塞处于上冲程时，活塞室中填满胶，当活塞向下推进滴胶针头时，胶从针嘴压出。滴出的胶量由活塞下冲的距离决定，可以手工调节，也可以在软件中控制。鎦诗涇艳损楼紲鯗餳類。点胶机就是专门对流体进行控制，冰将液体点滴，涂覆、封装、灌装与产品表面或产品内部的自动化机器。点胶机主要用于产品中工艺的胶水，尤其以及其他液体的精确点，灌、注、涂、点滴到每个产品精确位置，可以用来实现大点，画线、圆型或弧型。栉缏歐锄棗鈕种鵑瑶锬。点胶机就是将胶体作相应的控制，并将胶体以其特定的形态分布/涂覆/灌封于特定的产品“之上”或“之内”的专业的自动化控制设备。辔烨棟剛殓攬瑤丽阄应。5.2点胶机的传动方式描述复杂的多轴协调运动轨迹的最简单的方法是利用坐标系。由于在坐标系内能够方便地描述运动对象的运动轨迹，所以多轴协调运动又称为坐标系运动。在坐标系运动控制模式下可以实现单段轨迹运动、多段轨迹连续运动。 峴扬斕滾澗辐滠兴渙藺。一个典型的控制进给系统，由运动控制器、驱动单元、机械传动装置和执行元件等几部分组成。其中，机械传动装置是位置控制中的一个重要环节。机械传动装置，是指将驱动源的旋转运动变为工作台的直线运动的整个机械传动链。詩叁撻訥烬忧毀厉鋨骜。控制器接口电路执行部件传动机构点胶头的三轴运动图5-25.3步进电机步进电机在整套系统中为X、Y、Z轴提供精确的位置控制。使用三相混合式步进电机的推出解决了上述问题，本产品具有如下特点：低噪音;运行平稳;振动小;高力矩。则鯤愜韋瘓賈晖园栋泷。步进电机是将电脉冲信号转变为角位移或线位移的开环控制元件，在数控系统中得到广泛应用。在非超载的情况下，电机的转速、停止的位置，只取决于脉冲信号的频率和脉冲数，而不受负载变化的影响，即给电机加一个脉冲信号，电机则转过一个步距角。这一线性关系的存在，加上步进电机只有周期性的误差而无累积误差等特点，使得在速度、位置等控制领域用步进电机来控制，变得简单精确。步进电机的调速，一般是改变输入的脉冲频率来实现的。运动控制器每给一个脉冲，步进电机就转动一个固定的角度。这样就可以通过控制步进电机的一个脉冲到下一个脉冲的时间间隔，来改变脉冲的频率，用延时长短具体控制步进角，来改变转速，从而实现对步进电机的调速。胀鏝彈奥秘孫戶孪钇賻。由步进电机组成的步进传动系统具有如下优点： (a)步进电机是一种离散运动的执行装置，它和现代数字控制技术有着内在的联系，很容易和其他数字器件进行接口；鳃躋峽祷紉诵帮废掃減。(b)步进电机，位置误差无积累；(c)步进电机可以位置开环方式进行控制，位甓开环，不需要位置反馈，系统结构简单，不存在系统稳定性的问题； 稟虛嬪赈维哜妝扩踴粜。(d)永磁式或混合式步进电机，除停转期间消耗的电能较小以外，它们还具有记忆转矩的功能。可以在停电的条件下将转子锁定在特定的位置上。陽簍埡鲑罷規呜旧岿錟。步进电机主要应用在开环、控制精度及响应速度要求不太高的运动控制场合。如数字控制系统、工具控制系统、程序控制系统等。 步进电机最简单的运行方式是与控制脉冲组成开环系统，如图34表示由步进电机、驱动控制器和控制脉冲组成的开环系统。 沩氣嘮戇苌鑿鑿槠谔應。脉冲分配器主要通过一个脉冲输入控制步进电机的速度，一个输入端控制电机的转向，并有与步进电机相数相同数目的输入端分别控制电机的各相。这种硬件脉冲分配器通常直接包含在步进电机驱动器内。在数控系统中，通过插补运算，得到每个坐标轴的位移信号，通过输出接口，步进电机驱动器发出高速脉冲信号和正反转信号，可以控制步进电机的运行。钡嵐縣緱虜荣产涛團蔺。5.4电机的脉冲控制指令脉冲电源步进电机功率方法脉冲分配驱动器在控制系统的设计过程中要综合考虑控制要求、成本等多方面的因素，选用适当的控制电机。点胶机执行机构功能主要包括点胶轨迹控制、胶枪上下移动定位两部分，对于精度的要求并不是很高，在工作中对电机的要求也相对于数控机床宽松很多。考虑到运动控制器的选取和系统的实际要求，本课题选用步进电机作为执行元件，接受运动控制器的控制。懨俠劑鈍触乐鹇烬觶騮。步进电机作为一种控制精密位移及大范围调速专用的电机,由于控制方法简单，成本低廉，广泛应用于各种开环控制。步进电机的运行需要有脉冲分配的功率型电子装置进行驱动, 这就是步进电机驱动器。它接收控制系统发出的脉冲信号，按照步进电机的结构特点，顺序分配脉冲，实现控制角位移、旋转速度、旋转方向、制动加载状态、自由状态。控制系统每发一个脉冲信号, 通过驱动器就能够驱动步进电机旋转一个步距角。步进电机的转速与脉冲信号的频率成正比。角位移量与脉冲个数相关。謾饱兗争詣繚鮐癞别瀘。5.4.1必要脉冲数的计算必要脉冲数是指传动装置将物体从起始位置传送到目标位置所需要提供给步进电机的脉冲数。必要脉冲数按下面公式计算：呙铉們欤谦鸪饺竞荡赚。 N:必要脉冲数；S1:物体移动的距离；S2：距离电机旋转一周移动的距离；a步进角。5.4.2驱动脉冲速度的计算驱动脉冲速度是指在设定的定位时间中电机旋转过一定角度所需要的脉冲数。驱动脉冲数可以根据必要脉冲数、定位时间和加/减速时间计算得出。（1）自启动运行方式自启动运行方式是指在驱动电机旋转和停止时不经过加速、减速阶段，而直接以驱动脉冲速度启动和停止的运行方式。莹谐龌蕲賞组靄绉嚴减。自启动运行方式通常在转速较低的时候使用。同时，因为在启动/停止时存在一个突然的速度变化，所以这种方式需要较大的加/减速力矩。麸肃鹏镟轿騍镣缚縟糶。自启动运行方式的驱动脉冲速度计算方法如下：V驱动脉冲速度N必要脉冲数T定位时间（2）加/减速运行方式加/减速运行方式是指电机首先以一个较低的速度启动，经过一个加速过程后达到正常的驱动脉冲速度，运行一段时间之后再经过一个减速过程后电机停止的运行方式。其定位时间包括加速时间、减速时间和以驱动脉冲速度运行的时间。納畴鳗吶鄖禎銣腻鰲锬。5.5点胶机的主要参数表5-5 三轴点胶机技术参数型号SEC-300ED工作范围300(X)300(Y)100(Z)mm最大速度500mm/s解析度0.01mm重复精度0.03mm操作系统液晶面板/教导盒传动方式伺服马达+导轨+滚珠丝杆传动电源AC220V 50-60HZ 0.5KW机器尺寸500580629cm重量约25KG工作环境湿度：20-90%度， 温度0-40度第六章 点胶机压力桶和点胶阀的选用6.1 AB胶压力桶为了防止胶水的固化，目前点胶机形式大都采用AB双液点胶，其中A料桶用于装本胶，B料桶用于装催化剂，当A胶遇到催化剂时，胶水才开始固化。風撵鲔貓铁频钙蓟纠庙。用来装AB胶的压力桶并且用不锈钢的材质生产，耐腐蚀，易清洗。压力桶如图6-1所示。图6-1 AB胶压力桶表6-1 压力桶参数规格1加仑15加仑5加仑12加仑容量(KG)462050重量(KG)15182850材质钢钢钢钢壁厚(mm)4488内径(mm)185210260400内高(mm)240240350400外径(mm)260280370520总高(mm)380380480520调压(Mpa)0.1-0.70.1-0.70.1-0.70.1-0.7AB胶的使用：A胶和B胶分别从压力桶接到胶枪A、B进胶口，A、B胶分别通过三通到混合管时开始混合，胶水混合程度由混合管长度决定，只需控制压杆即可控制胶水通断。混合管的混合方式为静态混合，由一连串左右旋叶片相互垂直排列在套管内组成，A、B胶水经过混合管时进行连续的切割与重合为均匀的混合液。混合管出口部可接转接头，方便使用任何口径的针头，以保证出胶量精确。附录1。灭嗳骇諗鋅猎輛觏馊藹。1.产品特点固化后粘接部位粘接强度高、抗冲击，耐震动，硬度较好，有较好的韧性；固化物耐酸碱性能好，防潮防水、防油防尘性能佳，可耐250度高温10分钟和大气老化；固化物具有良好的绝缘、抗压、粘接强度高等电气及物理特性。2.适用范围凡需要粘接固定的电子类或其它类产品均可使用；广泛应用于电子元器件及工艺品、礼品的粘接固定，对于金属、陶瓷、木材、玻璃、纤维制品及硬质塑胶之间的封装粘接，有优异的粘接强度；铹鸝饷飾镡閌赀诨癱骝。不适用于弹性或软质材料类产品的粘接。3.外观及物性型号：607A、607B；粘度257000250cps、7104cps；顔色、灰色粘稠液体、淡黄色粘稠液体；保存期限2512个月。6.2点胶阀要使用AB胶同时涂胶，点胶阀如图6-2所示：图 6-2 点胶阀它具有两个胶水进口并配有各自的真空回吸口，前端胶管配有调节阀对胶水的混合情况进行调节。胶水储量：查看AB储料罐要有足够的胶水。加热搅拌及真空脱泡：如需要加热，一般不要加热A料，直接加热B料即可，加热的时候必须打开搅拌；同样如真空脱泡，需打开抽真空阀门，此过程需在第3步之前完成。攙閿频嵘陣澇諗谴隴泸。阀门状态：先打开进气阀（出胶压力来源），然后打开出料阀，预留抽真空阀门关闭；测试吐胶阀门，看阀门是否灵活。趕輾雏纨颗锊讨跃满賺。测试及启动：测试吐胶阀门，看阀门是否灵活。6.3 双液点胶的人性化设计1、AB胶桶均装有上下液位传感器，溢胶及缺胶都会使蜂鸣器报警并于触摸屏中提示。2、双液混合阀前装有溢流阀，当混合阀出现堵塞，阀体内压力瞬间上升，当达到打开溢流阀压力时，溢流阀打开，胶液回流至胶桶中，不会造成管路破裂及管路溢胶。夹覡闾辁駁档驀迁锬減。3、加入了自动清洗桶，点胶结束后可通过打开清洗阀门，通过清洗液完全混合阀的自动清洗，从而防止胶阀堵塞。视絀镘鸸鲚鐘脑钧欖粝。6.4 如何有效而快速的排除点胶阀的问题下列为解决胶阀使用时经常发生的问题的有效方法：1.胶阀滴漏此种情形经常发生予胶阀关毕以后。95%的此种情形是因为使用的针头口径太小所致。太小的针头会影响液体的流动造成背压,结果导致胶阀关毕后不久形成滴漏的现象过小的针头也会影响胶阀开始使用时的排气泡动作.只要更换较大的针头即可解决这种问题。偽澀锟攢鴛擋緬铹鈞錠。液体内空气在胶阀关毕后会产生滴漏现象, 最好是预先排除液体内空气, 或改用不容易含气泡的胶.或先将胶离心脱泡后在使用。緦徑铫膾龋轿级镗挢廟。2.出胶大小不一致当出胶不一致时主要为储存流体的压力筒或空气压力不稳定所产生。进气压力调压表应设定于比最低压力低10至15psi.压力筒使用的压力应介于调压表中间以上的压力, 应避免使用压力介于压力表之中低压力部分。騅憑钶銘侥张礫阵轸蔼。胶阀控制压力应至少60psi以上以确保出胶稳定。3.流速太慢流速若太慢应将管路从1/4”改为3/8”。管路若无需要应愈短愈好。4.流体内的气泡过大的流体压力若加上过短的开阀时间则有可能将空气渗入液体内. 解决方法为降低流体压力并使用锥形斜式针头。疠骐錾农剎貯狱颢幗騮。5.瞬间胶(快干胶)在胶阀接头及管路上堵塞此种情形主要因过多的湿气或重复使用过的瞬间胶. 应确保使用新鲜的瞬间胶将管路以未含湿气的Aceton丙酮彻底清洗过,使用的空气应确定完干燥且于厂内空压与胶阀系统间加装过滤器(以上方法如仍然无效,则应使用氮气)。镞锊过润启婭澗骆讕瀘。7.针头一般而言比20号小的针头都可能产生空气问题,滴漏或垂流。尽量使用较大号一般金属针头或锥形斜式针头避免使用绕性或铁弗龙针头。榿贰轲誊壟该槛鲻垲赛。8.环氧树脂的清洗可能的话尽量每一个用一般甲苯溶剂的储存压力筒自动清洗一次, 愈常清洗越好。9将压力桶内的胶水换成清洗液（清水/天那水/酒精/丙酮），高压力将清洗液从胶枪打出，可清除枪内残余胶。邁茑赚陉宾呗擷鹪讼凑。第七章 PLC控制系统世界PLC主要生产厂家有西门子，施耐德，三菱，欧姆龙公司， 他们的销售额占全球销售额的2/3，占的比例是非常之大的。我们国家是从20世纪80年代开始使用PLC产品的，但是国内市场一直是被外国巨头控制着的，我们势必要做出一番努力来扭转这种不利于我国点胶机发展的趋势。嵝硖贪塒廩袞悯倉華糲。PLC是一种工业控制机，相对于一般的微机，PLC并不仅仅是具有计算机内核，还配置了许多使其适用于工业控制的器件。PLC的实质上经过了一次开发的工业控制用的计算机，另一方面，他是一种通用机，一旦不经过二次开发，就不能在任何具体的工业设备上面使用。PLC的特点是体积小，可靠性高，抗干扰能力强，控制功能比其他替代品完美。 适应性强，安装和接线简单，在它问世的这十几年中的时间得到了飞速的发展，在工业控制方面得到了极其广泛应用。该栎谖碼戆沖巋鳧薩锭。7.1 PLC的选择自PLC结构和工作方式与通用微型计算机不完全样，目此在设计PLC自动控制系统时，需要根据PLC的特点来进行系统设计PLC控制系统与传统的继自器控制也有本质区别，硬件和软件可独立运行进行设计是PLC系统设计时的一大特点。设计任何种PLC控制系统其目的为了通过控制被控制象（生产设备或生产过程）来实现工艺艺要求，以提生产效率和产品质量。劇妆诨貰攖苹埘呂仑庙。PLC的选择是PLC应用设计中很重要的一步。目前来说，国内外生产的PLC种类繁多，选择PLC机型的基本原则应是在功能满足要求的情况下，保证可靠、维护使用以及最佳的性能价格比。臠龍讹驄桠业變墊罗蘄。对于开关量控制的工程项目，若控制系统应速度要求不高，一般选用低档的PLC。对于以开关量控制为主、带少量模拟量控制的工程项目，可选用含有A/D转换的模拟量输入模块和含有D/A转换的模拟量输出模块，以及具有加减乘除运算和数据传输功能的低档PLC。鰻順褛悦漚縫冁屜鸭骞。对于控制比较复杂、控制功能要求较高的工程项目，如要求实现PLC运算、闭环控制、通信联网等，可根据控制规模及复杂的程度，选用中档或高档机，其中高档机主要用于大规模过程控制、全PLC的分布式控制系统和整个工厂的自动化等。穑釓虚绺滟鳗絲懷紓泺。当系统的各个控制对象分布在不同地域时，应根据各部分的具体要求来选择PLC，以组成一个分布式的控制系统。隶誆荧鉴獫纲鴣攣駘賽。7.1.1 PLC设计的原则在进行PLC控制系统设计时，应遵循以下几个基本原则：（1） PLC控制系统的被控对象最大限度地满足工艺要求，系统设计前，应深入现场进行调查研究、搜集资料，并与机械部分设计人员和实际操作人员密切配合，共同拟定电气控制方案，商讨实际运行中可能出现的各种问题，并尽可能在设计阶段解决这些问题。浹繢腻叢着駕骠構砀湊。（2） 系统结构力求简单 在满足控制要求的前提下，力求是PLC控制系统结构简单、经济实用、实用及维修方便。（3） 保证控制系统安全性和可靠性 控制系统的稳定，产品质量的必要保证，也是衡量控制系统好坏的主要因素之一。鈀燭罚櫝箋礱颼畢韫粝。（4） 控制系统方便地进行功能扩展、升级。7.2 PLC系统设计的一般步骤1 对于较复杂的控制系统，应先绘制系统控制流程图，这样可以清楚表明动作的顺序和条件。对于简单的控制系统，可以省去这一步。惬執缉蘿绅颀阳灣熗鍵。2 设计梯形图是程序设计的关键一步，也是比较困难度的一步。要设计好梯形图，首先需要十分熟悉控制要求，同时还要有一定的电器设计的实践经验。贞廈给鏌綞牵鎮獵鎦龐。3 用PLC程序设计开发环境或者编程将程序输入到PLC，并检查输入的程序是否正确。4 对程序进行调试和修改，直到满足要求。5 待控制台及现场施工完成后，就可以进行联机调试。如不满足要求，再修改程序或检查接线，直到满足要求。6 编程技术文件7 交付使用。工艺过程分析控制要求确定用户I/O设备S选择PLC分配I/O点，设计I/O连接图绘制流程图设计梯形图编制程序清单输入程序并检查调试满足要求？联机调试满足要求？绘制技术文件交付使用设计控制台现场连线修改现场施工NNPLC程序设计图7-27.3