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自動涂膠機的設計（整體結構及電路設計

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更新時間：2016-02-24
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自動涂膠機的設計（整體結構及電路設計）.rar
第一章緒論

近年來，伴隨著生產和技術的發展，機電一體化有了很大的發展,自動涂膠機在我國機械設備的裝配與維修中得到了廣泛的應用，不僅提高了勞動生產率，同時也節省了能源和材料。尤其是汽車行業，對汽車零部件的結合面有一定的密封性要求,其結合面都需要涂膠，涂膠的精度對汽車的性能至關重要，自然對自動涂膠機提出了更高的要求。以往涂膠都是依靠工人的手工來完成，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。自動涂膠機既能保證涂膠的均勻性又能有效的節省材料，大大提高了工作效率和工作質量，減少了工人的勞動強度。因此針對不同的工作需要,自動涂膠機可以采用框架式機器人或多自由度機器人來實現對結合面進行涂膠，同時，這項技術的應用也意味著每天給國家企業帶來巨大的經濟效益。
本次設計的目標是為第一汽車集團設計一臺自動涂膠的設備（軸承座與減速器間的密封圈）使它能在實現日常工作目的的基礎上，盡量使機械結構合理的簡化，降低成本，增加其實用性和性價比。此機構采用框架式機械手操作機，由步進電機作為驅動裝置,X,Y軸聯動可合成各種平面的各種曲線,XYZ軸聯動并可合成空間曲線或直線(但必須考慮膠的流動)。,保證系統可靠性及涂膠精度的前提下降低造價,提高性能/價格比。
本次設計的自動涂膠機硬件控制采用的是MCS-51單片機進行三坐標聯動運動進行控制，通過匯編語言編程來實現涂膠機的X向、Y向、Z向運動的數據量，來控制涂膠的速度和均勻性。
隨著數控技術、機電行業的不斷發展及對機器性能的高要求，自動涂膠機一定會有著更廣泛的應用前景。

第二章自動涂膠機的總體結構設計

一、設計任務和內容
設計一臺自動涂膠機，對汽車密封圈進行自動涂膠，利用步進電機進行驅動控制，保證涂膠的范圍、速度和均勻性。
1、機械系統設計包括機械結構設計和各種標準件的選取。
2、自動涂膠機的控制系統設計包括硬件系統和軟件系統設計。
3、硬件系統設計就是用單片機及驅動電路來控制X向、Y向、Z向電機的正常工作。
4、軟件系統設計就是控制程序設計，利用MCS-51單片機控制，采用匯編語言進行程序設計。
二、設計要求
機械部分要考慮整體布局，工作行程要能滿足要求，傳動裝置要平穩且準確，還要兼顧速度，另外需考慮經濟性，該設備要求成本低，盡量選用標準件，減少額外的工作量。設備的使用壽命不低于15年，每年工作330天，每天工作12小時，載荷持續率為90%，需要批量生產。
電路部分主要是芯片的選取和電路的擴展連接，及三個電機控制電路的設計。由于涂膠屬于輕載荷工作。對電機功率要求不是太高，所以采用步進電機。設計電路控制電機的運轉和方向以達到設計要求。
執行程序要考慮到不同拐點處涂膠量問題，可通過改變X、Y向運動速度調節也可單一Z向運動調節，以保證涂膠均勻，此次設計采用后者方式，原因是一個電機工作方式比較好控制。
三、自動涂膠機總體方案的擬定
結構的詳細說明：由于涂膠過程中存在拐點涂膠量的控制，本設計采用了在X.Y
向運動速度不改變的前提下，調整Z向擠膠活塞速度的方式，三向運動的形式不盡相
同，所以共用了三個電機，通過程序控制分別做相應運動，來保證涂膠的厚度和均勻
性。

Z向是用來控制出膠的量的，且要求傳動平穩，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。通過改變Z向絲杠螺母的轉速，以保證Z軸的升降速度，來達到涂膠的要求。
由于X，Y向運動要求平穩、準確，所以采用了滾珠絲杠傳動，滾珠絲杠傳動效率高、剛度好、傳動精度高且使用壽命長。
導向機構承載大，且需要平穩，所以X 、Y向采用滾動導軌，滾動導軌承載較大，且導向準確。為了滿足傳動比和結構簡化的要求，采用齒輪系統進行變速，齒輪的結構緊湊、工作可靠、壽命長且傳動比穩定。
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