自動(dòng)涂膠機(jī)的設(shè)計(jì)（整體結(jié)構(gòu)及電路設(shè)計(jì)
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第一章 緒 論
近年來(lái)，伴隨著生產(chǎn)和技術(shù)的發(fā)展，機(jī)電一體化有了很大的發(fā)展,自動(dòng)涂膠機(jī)在我國(guó)機(jī)械設(shè)備的裝配與維修中得到了廣泛的應(yīng)用，不僅提高了勞動(dòng)生產(chǎn)率，同時(shí)也節(jié)省了能源和材料。尤其是汽車行業(yè)，對(duì)汽車零部件的結(jié)合面有一定的密封性要求,其結(jié)合面都需要涂膠，涂膠的精度對(duì)汽車的性能至關(guān)重要，自然對(duì)自動(dòng)涂膠機(jī)提出了更高的要求。以往涂膠都是依靠工人的手工來(lái)完成，涂膠的效率極低，而且很難保證涂膠的均勻性和膠體的厚度。自動(dòng)涂膠機(jī)既能保證涂膠的均勻性又能有效的節(jié)省材料，大大提高了工作效率和工作質(zhì)量，減少了工人的勞動(dòng)強(qiáng)度。因此針對(duì)不同的工作需要,自動(dòng)涂膠機(jī)可以采用框架式機(jī)器人或多自由度機(jī)器人來(lái)實(shí)現(xiàn)對(duì)結(jié)合面進(jìn)行涂膠，同時(shí)，這項(xiàng)技術(shù)的應(yīng)用也意味著每天給國(guó)家企業(yè)帶來(lái)巨大的經(jīng)濟(jì)效益。
本次設(shè)計(jì)的目標(biāo)是為第一汽車集團(tuán)設(shè)計(jì)一臺(tái)自動(dòng)涂膠的設(shè)備（軸承座與減速器間的密封圈）使它能在實(shí)現(xiàn)日常工作目的的基礎(chǔ)上，盡量使機(jī)械結(jié)構(gòu)合理的簡(jiǎn)化，降低成本，增加其實(shí)用性和性價(jià)比。此機(jī)構(gòu)采用框架式機(jī)械手操作機(jī)，由步進(jìn)電機(jī)作為驅(qū)動(dòng)裝置,X,Y軸聯(lián)動(dòng)可合成各種平面的各種曲線,XYZ軸聯(lián)動(dòng)并可合成空間曲線或直線(但必須考慮膠的流動(dòng))。,保證系統(tǒng)可靠性及涂膠精度的前提下降低造價(jià),提高性能/價(jià)格比。
本次設(shè)計(jì)的自動(dòng)涂膠機(jī)硬件控制采用的是MCS-51單片機(jī)進(jìn)行三坐標(biāo)聯(lián)動(dòng)運(yùn)動(dòng)進(jìn)行控制，通過(guò)匯編語(yǔ)言編程來(lái)實(shí)現(xiàn)涂膠機(jī)的X向、Y向、Z向運(yùn)動(dòng)的數(shù)據(jù)量，來(lái)控制涂膠的速度和均勻性。
隨著數(shù)控技術(shù)、機(jī)電行業(yè)的不斷發(fā)展及對(duì)機(jī)器性能的高要求，自動(dòng)涂膠機(jī)一定會(huì)有著更廣泛的應(yīng)用前景。
第二章 自動(dòng)涂膠機(jī)的總體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)
一、 設(shè)計(jì)任務(wù)和內(nèi)容
設(shè)計(jì)一臺(tái)自動(dòng)涂膠機(jī)，對(duì)汽車密封圈進(jìn)行自動(dòng)涂膠，利用步進(jìn)電機(jī)進(jìn)行驅(qū)動(dòng)控制，保證涂膠的范圍、速度和均勻性。
1、機(jī)械系統(tǒng)設(shè)計(jì)包括機(jī)械結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和各種標(biāo)準(zhǔn)件的選取。
2、自動(dòng)涂膠機(jī)的控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)包括硬件系統(tǒng)和軟件系統(tǒng)設(shè)計(jì)。
3、硬件系統(tǒng)設(shè)計(jì)就是用單片機(jī)及驅(qū)動(dòng)電路來(lái)控制X向、Y向、Z向電機(jī)的正常工作。
4、軟件系統(tǒng)設(shè)計(jì)就是控制程序設(shè)計(jì)，利用MCS-51單片機(jī)控制，采用匯編語(yǔ)言進(jìn)行程序設(shè)計(jì)。
二、設(shè)計(jì)要求
機(jī)械部分要考慮整體布局，工作行程要能滿足要求，傳動(dòng)裝置要平穩(wěn)且準(zhǔn)確，還要兼顧速度，另外需考慮經(jīng)濟(jì)性，該設(shè)備要求成本低，盡量選用標(biāo)準(zhǔn)件，減少額外的工作量。設(shè)備的使用壽命不低于15年，每年工作330天，每天工作12小時(shí)，載荷持續(xù)率為90%，需要批量生產(chǎn)。
電路部分主要是芯片的選取和電路的擴(kuò)展連接，及三個(gè)電機(jī)控制電路的設(shè)計(jì)。由于涂膠屬于輕載荷工作。對(duì)電機(jī)功率要求不是太高，所以采用步進(jìn)電機(jī)。設(shè)計(jì)電路控制電機(jī)的運(yùn)轉(zhuǎn)和方向 以達(dá)到設(shè)計(jì)要求。
執(zhí)行程序要考慮到不同拐點(diǎn)處涂膠量問(wèn)題，可通過(guò)改變X、Y向運(yùn)動(dòng)速度調(diào)節(jié)也可單一Z向運(yùn)動(dòng)調(diào)節(jié)，以保證涂膠均勻，此次設(shè)計(jì)采用后者方式，原因是一個(gè)電機(jī)工作方式比較好控制。
三、自動(dòng)涂膠機(jī)總體方案的擬定
結(jié)構(gòu)的詳細(xì)說(shuō)明：由于涂膠過(guò)程中存在拐點(diǎn)涂膠量的控制，本設(shè)計(jì)采用了在X.Y
向運(yùn)動(dòng)速度不改變的前提下，調(diào)整Z向擠膠活塞速度的方式，三向運(yùn)動(dòng)的形式不盡相
同，所以共用了三個(gè)電機(jī)，通過(guò)程序控制分別做相應(yīng)運(yùn)動(dòng)，來(lái)保證涂膠的厚度和均勻
性。
Z向是用來(lái)控制出膠的量的，且要求傳動(dòng)平穩(wěn)，故選用絲杠螺母工作，絲杠螺母有自鎖能力，可保證涂膠的厚度和均勻性。 通過(guò)改變Z向絲杠螺母的轉(zhuǎn)速，以保證Z軸的升降速度，來(lái)達(dá)到涂膠的要求。
由于X，Y向運(yùn)動(dòng)要求平穩(wěn)、準(zhǔn)確，所以采用了滾珠絲杠傳動(dòng)，滾珠絲杠傳動(dòng)效率高、剛度好、傳動(dòng)精度高且使用壽命長(zhǎng)。
導(dǎo)向機(jī)構(gòu)承載大，且需要平穩(wěn)，所以X 、Y向采用滾動(dòng)導(dǎo)軌，滾動(dòng)導(dǎo)軌承載較大，且導(dǎo)向準(zhǔn)確。為了滿足傳動(dòng)比和結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)化的要求，采用齒輪系統(tǒng)進(jìn)行變速，齒輪的結(jié)構(gòu)緊湊、工作可靠、壽命長(zhǎng)且傳動(dòng)比穩(wěn)定。
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