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標題: 請教大牛，工業用的點膠機的結構設計（畢業設計） [打印本頁]

作者: dawanglin 時間: 2013-4-29 00:34
標題: 請教大牛，工業用的點膠機的結構設計（畢業設計）
論文設計要求

利用物體的重力作用，使圓形工件從斜面上滾動，在滾動過程中，進行點膠，到一定位置，再自動封裝。在此先注明一點，與廠方的技術部門溝通，調查到，廠方的加工工件外形，均為光滑的圓柱面，直徑在10mm—30mm,內部結構穩固，允許滾動，不會對內部產生影響。
　　1、設備類型
　　　工件和封裝蓋的平行滑槽+氣缸蓋帽機構＋徑向和Z軸可移動機構＋加熱控溫壓力料桶＋點膠閥門
　2、樹脂式樣
單組份環氧樹脂(2kg塑料桶包裝)
　3、點膠要求
1）、點膠工件示意圖

附圖

2）、黑色部份為點膠示意圖
機構裝置
工件和封裝蓋的平行滑槽(結構簡圖)

附圖

工件的平行滑槽
氣缸蓋帽機構

徑向和Z軸可移動機構

附圖

4）加熱控溫壓力料桶（與一方案相同）
5)點膠閥門
6)控制系統

　　該方案實現了自動點膠和封裝的一體化，把兩道工序變成了一道工序，能進行自動連續加工,人工只需要放上工件，接著按控制開關，就行了。方便，簡單。且實現了點膠的均勻性和一致性。整個系統實現的是全自動化生產。但制造工藝復雜，成本相對第一種方案，要高一點。
　　　與廠方溝通后，廠方愿采用第二種方案，盡管設備成本高點，但自動化程度高，大大降低了人力成本。
　　　以第二種方案為本圓形點膠設備的具體實施設計方案。
　　　2.4 具體實施方案的設計內容
　　　根據上面的方案選擇，主要完成兩大部分的設計:
設備的機械部分設計
工件和封裝蓋的平行滑槽
氣缸蓋帽機構
徑向和Z軸可移動機構
加熱控溫壓力料桶＋點膠閥門及運動機構
　　　（2）設備的控制部分設計
　　　運用PLC和傳感器完成，整個過程控制
　　　 2.5 總體造型
　　　插圖
　　　
　　　2.6 設備的總體參數
行程：X600×y300(mm)
最大速度：400mm/s
驅動方式：步進電機
外形尺寸：約L660×W650×H590mm
電壓：220V
重量：45kg

1、工作原理圖:
附圖

如圖所示，工件和封裝蓋分別在一平行滑槽中，第一個工件和第一個封裝蓋隨擋塊移動，保證工件是成滾動狀態，在滾動過程中，完成自動點膠。第二個工件和封裝蓋同時被固定不動。當第一個工件到B點時，運動停止。此時封裝蓋也運動B點，氣動蓋帽機構完成自動封裝。擋塊升起，工件離開滑槽。擋塊回到原位A點，第二個工件和封裝蓋解動，自動運動到A點。又開始新一輪的自動點膠和封裝。整個過程由PLC控制完成。
工作流程圖:

2、擋塊的徑向和Z軸移動
擋塊的主要作用是通過它實現工件的勻速滾動。在滾動過程中，輔助點膠同時保證封裝蓋也在相應的位置，做好封裝準備。對工件和封裝蓋做徑向定位。
　附圖
　　　如圖，擋板1和擋板2同時運動，可進行沿滑槽徑向運動，也可以做垂直槽面的z向上下移動。當擋板1、2位于A點低位時，工件和封裝蓋進入槽內。接通電源，擋塊勻速運動，帶動工件滾動，到B點停止。等完成封裝后，擋塊沿Z軸上升到高位，工件離開。擋塊再次回到A點低位，重復上一運動。
　　　擋塊的運動軌跡路線（見下圖）為1→2→3→4→1。
　　　

3、點膠頭的徑向和Z移動
　　　點膠頭,同擋塊一起沿斜面徑向移動，同時沿Z軸向下移動，完成自動點膠，再回位。見圖。點膠頭的運動軌跡路線：1→2→3→4→5→6. 在3→4，完成自動點膠。
　　　
　　　附圖

　　　4、氣缸蓋帽機構的工作流程圖如下附圖

作者: zerowing 時間: 2013-4-29 00:40
首先建議你把圖穿插到文字中，方便閱讀。方法很簡單，很WORD相似。先上傳圖片，然后光標點到需要位置，打開上傳框，點擊已上傳圖紙即可。其他的，我得慢慢看看。

作者: dawanglin 時間: 2013-4-29 00:49

這是我的初步的思路，很多地方還不成熟，我就把這個設計拿出來和大家一起討論完成

1 點膠機的概述
2 點膠機的總體設計方案，把上面的內容自己在重新闡述一下，總的需要什么東西。

3 氣缸的選用和真空發生器的選擇問題

   氣缸使用雙作用，盒式真空發生器的吸盤
4 斜面滑槽的設計，中間需要幾塊擋板。斜面上方兩邊需要擋板，使用氣缸來推動擋板的升起來阻止后面的工件繼續運動。
  下方裝配的時候蓋子需要一塊擋板，工件使用一個氣爪來固定工件。
5點膠機的選用考慮兩個方面  X軸的運動  步進電機- ->絲桿運動-- >x軸運動
                                             Z軸的運動空壓機（？？）-->氣缸（電磁閥）-->z軸運動

6膠料桶和點膠閥（附帶一塊擋板）的選用

7點膠機控制系統我考慮的是簡單的敘述下PLC原理

傳感器，膠水，選用什么方式點膠。

導師給我們的畢業設計，大學的學習讓我對設計很吃力。希望前輩對我這種新人多多指點，多和大家交流下技術，對我們的幫助也是很大的。
謝謝。。。

作者: dawanglin 時間: 2013-4-29 00:50

zerowing 發表于 2013-4-29 00:40 n; I. M6 L- x
首先建議你把圖穿插到文字中，方便閱讀。方法很簡單，很WORD相似。先上傳圖片，然后光標點到需要位置，打開 ...

請問我可以上傳word 附件嗎？

作者: dawanglin 時間: 2013-4-29 00:52
這是我上傳的word附件，謝謝。

作者: zerowing 時間: 2013-4-29 06:12
本帖最后由 zerowing 于 2013-4-29 09:19 編輯

看了看，搞復雜了。不知道這是你們導師的意思還是你自己的想法。那一些列的檔塊機構完全沒必要那么搞，搞到最后既容易磨損，也容易產生振動。斜面機構可以用，而且能節省不少能源。沿斜面做一個帶垂直定位的叉架的傳送帶就行了。見過臺階式斜面電梯吧。參照那個結構來就行。合蓋機構用吸氣式？這也大可不必，一個簡單的曲柄滑塊機構推過去就解決了。至于你的點膠頭，按照上面的結構可以繼續那么用。所不同的是，叉架結構記得在斜面上設置一些列的輥子，或者叉架本身有主動驅動輥，保證你的筒體下降過程中仍保持迅速旋轉就行了。

這樣一來，可以大大簡化你的控制回路。可以使用低針腳數PLC或者不適用PLC的純機械結構自動化控制。節約成本也方便問題查找和解決。
我一直是這樣一個觀點，自動化程度高不代表這個設備里運用的電子控制部分就多。而且，記得某前輩曾經這么說過，能機不用電，能電不用氣液。

作者: dawanglin 時間: 2013-4-30 12:41

zerowing 發表于 2013-4-29 06:12
" U" N+ y2 Q' Z看了看，搞復雜了。不知道這是你們導師的意思還是你自己的想法。那一些列的檔塊機構完全沒必要那么搞，搞到 ...

謝謝你的回復。
前面的設計是有點復雜，是我們導師的意思。只是在理論上面設計的，這個論文題目離實際應用還是很多差距的。
擋板的設置也是她要求弄的，理論上面是不考慮成本的。只是怎么更好的把這個設備設計出來就可以的，磨損的話只有后期考慮下更換了。  這樣的話帶垂直定位的叉架可能就得取消了，工件在斜面滾動一圈也就完成了圓周的點膠運動。
如果叉架里面帶有輥子的話，點膠就很快完成了運動，但是設計要求中點膠機需要斜面運動（徑向運動），以及垂直運動（z軸運動）  ，所以這個方法可能取消。

蓋帽機構的設計，還是得需要。你所說的曲柄連桿是很不錯的建議，因為要對工件的位置定位。氣缸自帶有傳感器，到達安裝位置的時候可以自動檢測。
控制回路簡化后，論文的總體就簡化，無法完成規定的字數。

低針腳數PLC可以采用吧。

我的思路還是很少老師的影響，缺乏設計靈活性。
在學校設計的實踐是很少的，教育和實際生產差距很大。我們以后也只有在實踐中才可以學習經驗。

作者: zerowing 時間: 2013-4-30 23:32
你導師的這個思路有問題。理論設計不是不考慮成本的階段。機械設計遵循一條原則，即實現同樣的功能，結構越簡單設計就越可靠。而越簡單的結構也就變相意味著低成本。把成本控制和物流控制放到原理設計之后，本身是一種不符合現代工業的表現。
至于擋板的設計，按照目前的情況看，一，整個設備屬于間歇運動，二，擋板是準備吊裝。這里存在一個問題，即吊裝的精確定位問題，在一個大的空間內，在吊裝形式上保證一個較高精度的定位，整個支架、懸架和驅傳裝置的位置精度都需要保證在一個相當高的水平上。這不是一個單純的成本問題，而是用什么加工方法保證的問題。我曾經課設的時候做過自行車的四連桿驅動結構，原理設計本身很成功，唯一的問題就是其中一個支點的定位。到實際加工階段，一個焊接變形量就能整死你。因此，驅傳同體，盡量減小機構尺寸是保證你功能實現的精度實現的前提。
關于我說得叉架部分，取舍在你。不過使用叉架或者帶棍子的叉架，并不影響你的基礎設計思路，即通過斜面滾動一周完成點膠。帶輥叉架的目的是減少工件同叉架本身的摩擦，同時保證二者之間的相對位置精度。當然，這個結構也可以完全使用在平面上，輥驅轉動點膠，完成后，收叉放件，利用斜面收集工件。所以從一種思考角度上講，依靠物體在斜面上的自重滾動來做旋轉點膠，思路很好，目的是為了充分利用重力勢能來節能。但是這種方式增加了點膠機的定位難度，增加控制復雜度，反而增加了成本，換句話說，目前階段屬于“雞肋”設計。注意：所謂的設計要求點膠機需要沿斜面運動和垂直運動，這個要求本身不是實現點膠合蓋換工位這一套功能的必要要求，屬于你們導師一廂情愿的設計要求，或者換句話說，是先有的這個要求，然后套上去的功能。
吸氣式蓋蓋法，結構更復雜，這不是拍腦袋空想，我認為一吸氣他就合上了。被吸物體的質量、體積、兩工件間的距離、氣流速度、漏氣程度等都會影響最終結果。或者說，這不是一個簡單的定位問題，而是設計眾多的流體問題。同樣，這種設計往往需要增加配合工件的自定位裝置，以保證吸合過程的自定位，而非人為定位。因為流體運動的軌跡即時是現在的軟件模擬也不能達到100%的重合。

當然，如果你們的論文就是個空殼子，那么你可以無視我說的這些，繼續你們的所謂“原理設計”。但是如果要我來給你們這一整套思路來做一個評價或者一個評分，我是連及格都不會給的。
總的來說，按現在的這個設計思路來看，更像是看軟科幻小說，只要每個設計點能有出處，拼在一起，不用考慮能不能實現，只要所用都是實際科學就行。就是這種感覺。

作者: zerowing 時間: 2013-4-30 23:36
另外，如果你以后真得打算干機械這行，我勸你趁早收起這種“明日復明日”的態度。隨著社會發展，已經越來越沒有機會和單位給你時間去適應和實踐了。國外用人單位有專門的學生崗（summer work)，但是絕對沒有給一個已經畢業的人的實習崗。如果你不能在很短的時間內從這種脫離實際的思維框架中跳出來，那么要么你沉寂在以后的所謂畫圖工或者其他工作里，要么就是主動轉行改做其他。這樣的人和事，我見得也不少。

作者: dawanglin 時間: 2013-5-2 18:28

zerowing 發表于 2013-4-30 23:36
' M/ i) r! o& Z2 e5 e另外，如果你以后真得打算干機械這行，我勸你趁早收起這種“明日復明日”的態度。隨著社會發展，已經越來越 ...

我覺得你在國外工作，對機械設計研究這方面就更加深入的了解，你就很容易一針見血的之初問題的所在。我的框架也是建立在老師的指導下一步步來的，我最初對于設計也是丈二和尚摸不著頭腦的那種。網絡上面的信息又太零散了，自己不好拼裝。
總的來說只要每個設計點能有出處，拼在一起，不用考慮能不能實現，只要所用都是實際科學就行。就是這種感覺。
很那種云里霧里的，更別說找到設計的感覺。
來討論下我對于你的意見整改的思考，用心的觀點來代替以前的，就要有論點來支持論據，后面你的理論才會成立，設計出來的東西老師才會認同。

這個設備的設計覺得重要部分是放在點膠的設計這塊，通過你這一講解，就不那樣認為。因為整個工作的空間比較大，就不能光是考慮到點膠設計的這一部分來，這是一個整體的設備。

圓筒在斜面有一大段的運動距離，這方面產生的問題也就相應的增加。所以說斜面設計，蓋帽設計，點膠機設計他們是一體的，重心都是一樣的。
圓筒在滾動的時候，槽兩邊的距離不能過大,保證了它運動不發生偏移，點膠機的點膠針頭同時在點膠路徑之內點膠要同進行，就很難操作。不能單單考慮斜面的純滾動這種新奇的設計，在實際生產過程中是不符合常規的。關于擋板來隔離后面圓筒的設計，我最初使用氣缸從底部推動擋板上升來阻止運動，或者上面設計一個彈簧來壓縮。你也提到的有磨損的，擋板是從底部升起來是有點多余。
蓋帽機構下面裝配的時候，預先設定也是要一邊一個擋板把工件和蓋子擋起，然后又才裝配。如果不用氣缸，用曲柄滑塊裝配需要注意哪些東西了，直接合蓋穩定怎么控制了？我的想法是兩頭你要抓住穩定后封蓋吧。
垂直定位叉架傳送帶這個裝置我不了解，我覺得是可以采用的。一個不懂的部件我怎么想辦法把他安裝進去？利用網絡搜索啊。現在去充電是來不及。
斜面控制臺要安裝一臺點膠機，這個怎么和斜面配合。論文設計中需要安裝說明嗎？* t, b$ M) _* b) |

設備的選擇應該怎么配合總體設計要求，后面還有點膠機的選用，膠料桶應該怎么選擇，符合什么原則。

現在討論的同時，論文開始框架設定。不好意思，新人就是問題多多,思維也是有點亂。現在我還是好好弄論文吧，后面自己要拿出東西去給別的公司展示，證明自己的能力才行的。

作者: xh403146718 時間: 2013-5-2 22:08
如果單純擋塊只起阻隔作用不如用小氣缸之際推動，準確度和效率都會好。如果按這種設計點膠頭也移動，工件也移動準確性和重復性的保證也是問題，膠料粘合的時候是否有要求？旋轉的點膠對膠液按稠度和工件表面附著程度都有要求，否則很容易造成點膠的溢漏或重疊，造成不良，我還是覺得工件至少保證點膠附著面的位置比較理想。

作者: zerowing 時間: 2013-5-3 00:11
我上面已經說了。如果你是單純的做論文，那么大可不必討論。按著你們導師的指導弄完即可。所有機構你們導師能認可，那論文就過關了。如果你是真想干活，干實際點的東西，趁早離開那些牛角尖，考慮問題別單線，考慮考慮周邊環境等。沒有經驗不重要，重要的是思考過程和方向不能簡單。
我不想就一個問題反復的說。說一點，你用擋板靠斜面機構讓滾筒轉動，靠滾筒轉動點膠。滾筒會按照你的想象勻速運動？擋板運動速度太低，滾筒的滾動就是頻振，同樣，點膠機的出膠量就得頻振。擋板太快，滾筒就是運加速，點膠機也得運加速，出膠量就得按勻加速計算。擋板什么速度能正好保證你的滾筒勻速？對于這個斜面，光這一個問題你半篇論文就過去了。
其他的，諸如，滾筒如何在斜面上保證不偏斜的滾動，保證不偏斜的滾筒的同時不能影響其速度波動，所有這些真開始較真全是反饋控制系統。先不說控制精度和反應時間，就一個反饋順序你PLC這種順序控制器能不能吃下來都是問題。
另外，從開始到現在，我沒有給你任何一個設計理論，所有的說法只是按照你的設計思路的一些建議，目的是減小你的設計控制量。因為，如果這個設備讓我來做，我是肯定不會在斜面上做任何文章的。受控機構的運動越簡單，設備效率和可靠性才越高。也就是說，真的要做，所有的滾動、點膠、合蓋工步全部在平面完成，斜面就是一個自動卸料的平臺。當然，這么搞，你的導師是不會同意的。他就是想利用斜面體現所謂的“節能”。
關于你的3、5問題，合蓋機構的立身靠接機構可以參考震動盤的導槽機構，充分利用物體重心位置，保證既不倒，又基本立起靠近。或者干脆就別讓它站起來，直接吸盤機械手吸起轉向，合蓋。原則上這個機械手3軸內能搞下來。關于點膠機和斜面配合論文設計中寫不寫安裝說明，這個你根據你導師要求，一般來說，寫不寫沒必要，但是連接結構什么的你總得說明白。不然就成了純粹的原理設計，和實際一點邊都不占的原理設計。

作者: dawanglin 時間: 2013-5-6 12:13

zerowing 發表于 2013-5-3 00:11 : ~" L# R9 [( q, I/ S8 F2 O
我上面已經說了。如果你是單純的做論文，那么大可不必討論。按著你們導師的指導弄完即可。所有機構你們導師 ...

剛開始寫論文的時候，我不知道怎么寫。老師每次和我們都是討論思路，具體落實怎么寫沒有講。讓我們自己看著辦。不知道寫論文的方法，然后就知道混跡網絡找高手幫幫忙。只好一個個小問題挨著解決。犯了一個錯誤，就是曲解了論文的寫作方法，我用自己本來就學到不多的知識去和你們討論什么高深的細節問題，閱讀的資料不多，難免鉆牛角尖啊。后面整理下思路，我不能這樣，大家給我的指導也只能給讓自己少走點彎路，具體落實還是靠自己。重新改變了方法，我的大體的結構也是出來了（費力，應該是后面弄的）。到圖書館去查機械資料有關聯的資料，查找我需要的設計部分做好筆記摘抄下來，然后閱讀論文文獻資料。在學校圖書館cnki下載。打算看一周，基本我要的資料就能出來了，思路就成熟。上網查找資料很容易擾亂，太多東西會分散注意力。最后在花上兩天的時間集中寫論文。預計能花40個小時左右吧。
下面就只有幾個細節敲定下。

"使用叉架或者帶棍子的叉架，并不影響你的基礎設計思路，即通過斜面滾動一周完成點膠。帶輥叉架的目的是減少工件同叉架本身的摩擦，同時保證二者之間的相對位置精度。當然，這個結構也可以完全使用在平面上，輥驅轉動點膠，完成后，收叉放件，利用斜面收集工件。" 好像就是這個不是太清楚了
1傳送帶的設計方案（參考自動扶梯？）
2吸盤機械手吸起來轉向，點膠過程是不是就完成？（這里就是圓筒的轉動和點膠運動的設計）

現在看來，我把點膠機改裝了不能垂直斜面，點膠有問題的。我的想法是直接把點膠機垂直于地面就好辦，找一個普通的點膠機做參考就可以搞定。
今天就這么多了，還要在cnki下載論文資料先看看。

作者: dawanglin 時間: 2013-5-19 18:09

zerowing 發表于 2013-5-3 00:11 3 L0 x$ \+ s/ z, ~2 U7 j2 A2 [9 W) `
我上面已經說了。如果你是單純的做論文，那么大可不必討論。按著你們導師的指導弄完即可。所有機構你們導師 ...

馬上就到交稿的時間，老師讓我把設計參數補上。
請問在設計叉架的時候需要考慮哪些問題？
[attach]283765[/attach]

怎么具體設計這個叉架，現在需要參數，怎么計算。是不是要把主動輥直徑，被動輥直徑要算出來。主動輥與電機的傳動比，傳送帶長？
選擇什么樣的材料合適
箱體的尺寸怎么設計合理，
- Q" M( P4 L; B J% J6 x# O+ ]

作者: zerowing 時間: 2013-5-20 01:16
2。確保你的管體在叉架上升后能靠自重與主動輥有效貼合，且貼合后摩擦力足夠驅動轉動。
3。根據管子的自重，點膠速度，計算需要的軸功率，根據軸功率確定你的傳動比，已及齒輪強度，計算電機功率和轉速。
4。是否使用帶傳動可以靈活，如果需要的減速比不大，可以改成直接純齒輪傳動。
5。叉架的材料，因為這里基本不涉及什么高載荷等環境，因此HT200或Q235等常用碳鋼即可。但具體安裝尺寸需要保證叉架上升前，管子的重心在斜面外，叉架左側頂尖在管子左側切線或稍微靠外的地方。上升后，管子重心可正好落在斜面上。
6。棍子的接觸強度需要保證，可根據計算選用高強度鋼采取表面淬火回火工藝。
7。箱體尺寸根據之前計算的齒輪大小，棍子大小，電機型號等結構尺寸確定。注意，箱體尺寸主要通過你的齒輪減速組的潤滑條件確定。因為這里基本是低速輕載，可以使用油脂潤滑，大大減小箱體尺寸。畫過減速器把，大體上按照那個步驟確定即可。記得設計電機安裝位置。
8。備注：如果想要讓你論文看著科技含量高一點，可以把我給你畫的下面的間歇頂起機構直接改成氣缸推動。

作者: dawanglin 時間: 2013-5-20 10:17

zerowing 發表于 2013-5-20 01:16 9 X* F8 o3 K) s2 w- u& w- _: `5 ?
2。確保你的管體在叉架上升后能靠自重與主動輥有效貼合，且貼合后摩擦力足夠驅動轉動。# l) A. ^3 F' L9 `5 q: z. m1 R2 W
3。根據管子的自重 ...

我想你現在應該在吧，大哥。晚上十點鐘了。

作者: dawanglin 時間: 2013-5-22 14:36

zerowing 發表于 2013-5-20 01:16
i0 P* B) V5 P0 U' |* x2。確保你的管體在叉架上升后能靠自重與主動輥有效貼合，且貼合后摩擦力足夠驅動轉動。
% E! d6 s) O# Q# g$ m3。根據管子的自重 ...

你好，我就是把你在論文里面給我的材料結合搜索到的資料拼湊起來，老師也沒有說什么了。慶幸啊，主要看我的格式，完成的進展怎么樣。。
剩下的就是讓我畫一張裝配圖，和三個零件工程圖。
總裝圖就是把你給的在cad中修改了下（三維的實在惱火要設計參數，根本畫不出來），剩下的就是叉架，曲柄連桿，斜面弄個工程圖就可以了。

今天和明天要畫圖，明天下去給老師看我的畫圖情況。 27號就打印了。。時間還是緊的。。
感謝你的幫助，還是終歸搞起了一篇論文。

PS：昨天去圖書館翻閱下，找到本機械設計手冊，來不及了，計算的工作不寫了怎么就不曉得剛開始就把這些資料找齊，走了好多的彎路。

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