1、黑龙江工程学院本科生毕业设计目 录摘要IAbstractII第1章 绪论1第2章 自动涂胶机的总体结构设计32.1 设计任务和内容32.2 设计要求32.3 自动涂胶机方案的拟订32.4 技术参数42.5 本章小结6第3章 自动涂胶机机械部分设计73.1步进电机的选择73.1.1 Z相电机校核83.1.2 X、Y向电机校核93.2变速齿轮的设计103.2.1传动齿轮传动系统的设计103.2.2几何尺寸的计算103.3滚动导轨的选择113.3.1 X向滚动直线导轨副的选取113.3.2滚动体的尺寸和数量113.3.3滚动导轨的长度123.3.4额定寿命计算123.3.5滚动直线导轨动载荷计算133.3.6接触强度计算143.3.7 Y向导轨的选取153.4 滚珠丝杠副的选择153.4.1滚珠丝杠副的特点153.4.2滚珠丝杠螺母副类型选择163.4.3滚珠丝杠副的安装163.4.4滚珠丝杠副的保护173.4.5滚珠丝杠副的主要参数173.4.6滚珠丝杠螺母副的设计计算173.4.7最大动负载C的计算及主要尺寸初选183.4.8 Z向丝杠的选取223.4.9滚动轴承寿命校核223.5 本章
2、小结24第4章 自动涂胶机辅助设计254.1工件的夹具设计254.1.1确定定位方案,设计定位元件264.1.2自动夹紧机构的选取264.1.3 夹紧机构的设计274.1.4定位误差分析计算304.1.5 气动夹紧机构的计算314.2供胶系统中对胶棒夹具的设计334.3涂胶弯臂的螺栓强度校核：344.4 本章小结35第5章 硬件及接口电路的设计365.1概述365.2控制系统的基本硬件组成365.3 PLC的控制电路组成介绍365.4驱动电路的设计375.5 传感器的选择及与PLC接线说明395.5.1 光电传感器的选择395.5.2 压力传感器的选择395.5.3 传感器和PLC的接线说明405.6 本章小结40结 论41参考文献42致 谢43摘 要近年来，随着生产和技术的发展，机电一体化有了非常大的发展,自动涂胶机在我国机械设备的装配与维修中得到了广泛的应用，这不仅提高了劳动生产率，同时也节省了能源和材料。尤其是在汽车行业，对汽车零部件的结合面有一定的密封性要求,其结合面都需要涂胶，涂胶的精度对于汽车的性能至关重要，自然的对自动涂胶机提出了更高的要求。以往涂胶都是靠工人的手工来完成
3、，涂胶效率极低，而且很难保证涂胶的均匀性和胶体的厚度。自动涂胶机既能保证涂胶的均匀性而又能有效的节省材料，从而大大提高了工作效率和工作质量，减少工人的劳动强度。因此针对不同的工作需要,自动涂胶机可以采用框架式机器人或多自由度机器人来对结合面进行涂胶，同时，这项技术的应用也意味着，每天给国家企业带来巨大的经济效益。采用自动涂胶机可以快速准确、经济、清洁地完成涂胶工艺，提高产品质量，降低生产成本。关键词：密封；涂胶；框架式机器人；自动涂胶机IIIAbstract In recent years, with the development of production and technology, electromechanical integration has made great development, automatic glue machine in the assembly and maintenance of mechanical equipment has been widely used, not only raised the labor productivity, b
4、ut also save the energy and materials. The car industry, in particular, to auto parts joint sealing requirements to a certain extent, the joint surface need glue, glue the accuracy on the performance of the car is essential, natural puts forward higher requirements on automatic glue machine. Before coating is done rely on manual workers in, coating efficiency is extremely low, and it is difficult to guarantee the uniformity of coating and the thickness of the colloid.Automatic glue machine both
5、can guarantee the uniformity of coating and can effectively save materials, greatly improving the work efficiency and work quality, reduce the labor intensity of workers. Therefore in accordance with the need of different jobs, automatic glue machine frame type robot or more degrees of freedom robot can be used to implement the joint surface for coating, at the same time, the application of this technology means that every day to the state enterprise to bring the huge economic benefits. Adopts a
6、utomatic glue machine can be done quick, accurate, economic, clean coating process, improve product quality, reduce production costs.Key words：Tight；gluing；Frame type robot；Automatic glue machineIV第1章 绪论1.1课题背景及意义随着粘接材料、粘接剂施工技术的发展，很多产品生产工艺发生了变革，就以汽车为例，大多数机械固定的零件和装饰件已被改为粘接工艺，例如汽车的车灯罩、内饰件、扬声器等装配，新工艺的采用很好的提高了产品的质量。由于粘接技术的推广，手工涂胶劳动力密集，劳动率低，涂胶质量不稳定的问题愈加突出，尤其是在某些要求严格的场合，传统手工涂胶很难达到要求，而在竞争愈演愈烈的今天，人们对性能和质量的要求越来越高，企业已然不能再用降低要求以减少废品及废品费用，而采用技术先进的自动化涂胶设备是企业的唯一选择。于是，有些企业选择了用机器人，机器人为用户提供具有较大柔性化的自动化涂胶方式，但使用机器人
7、并非随意而为，它不但一次投资大，还需要专业人员来维护保养，尤其在调试初期，工程师有时不得不为一小段胶型进行上百次反复修改参数，调试工作量大，调试时间长，耗费大量人力物力，机器人的维护费用也相当高。实际上，尽管机器人具有较大柔性，但由于购买机器人的一般都是具有较大生产规模的专业生产厂，生产工艺相对确定，所购的机器人要在即定工艺要求下服役相当长的时间，机器人高柔性的优点并未充分体现，考虑到了成本和投资回报，如果不是切实需要的话，机器人不一定是最佳选择。而在实际生产中，我们仅有一小部分工作需要采用姿态灵活的机器人完成，很大一部分工作则完全采用专用的自动化机械，专用自动化设备投资少、效率高，往往能给企业带来较大利益回报，自动涂胶机便是基于这种分析而研制开发的。自动涂胶机是针对大型零件平面自动涂胶的专用设备，广泛适用于摩托车、汽车、工程农机及相关零部件生产领域的平面密封和曲面空间密封粘接。例如，大型柴油机油底壳或多种工件在一台机器上进行自动涂胶作业、汽车前后风窗玻璃涂胶粘接等。采用自动涂胶机可以快速、准确、经济、清洁地完成涂胶工艺，提高产品的质量，降低了生产成本。随着数控技术、机电行业的不断发展
8、及对机器性能的高要求，自动涂胶机一定会有着更广泛的应用前景。1.2国内外发展现状 目前，国外自动涂胶机的发展较快，尤其是在欧洲发达国家，美国、日本等国家，经过上百年的发展已经有了一套较为完整的体系。无论是自动化、精度化还是质量、经济成本上面都达到了领先水平,国外的生产商各自推出了自主的涂胶机，如日本的安川机器人、莫托曼机器人、美国ABB机器人等。反观我国涂胶机的发展尚存一些不足之处。我国的机器人发展比较晚，有北京工业机械自动化研究所的工业机器人与应用工程技术研究中心的“自动化涂胶工作站”，济南的未来之路工程有限公司的“金未来自动涂胶机”，此外，还有一些与国外合资的公司也推出了相应的产品。以上涂胶机器人都是在机器人的基础上面进行二次开发的，用机器人作为轨迹控制，附加了供胶系统。 国内台式涂胶机存在着一些缺点，比如机台内部散热系统不是非常好，时常会出现死机现象，会出现乱码，LCD反黑，机台位置出现偏差（运行一段时间后会出现此状况）与实际工件，静电处理不很理想（有大量的静电产生），三轴运行速度较缓慢，与厂家实际要求速度有差，CF卡的程序不稳定，工业计算机时常也会发生被烧掉的情况，机台的负载承
9、受的能力比较弱，驱动板接插件地方连接比较松，很容易导致主板与驱动板接触不良(都是塑料接插)。本次设计的目标是设计一台自动涂胶的设备（轴承座与减速器间的密封圈）使它能在实现日常工作的基础上，尽量让机械结构合理的简化，降低成本。此机构采用由步进电机作为驱动装置,X、Y轴联动可合成各种平面的各种曲线。保证系统可靠性及涂胶精度的前提下尽量降低造价,提高性能及价格比。第2章 自动涂胶机的总体结构设计2.1 设计任务和内容设计一台自动涂胶机，对汽车密封圈进行自动涂胶，利用步进电机进行驱动控制，保证涂胶的范围、速度和均匀性。1、机械系统设计包括机械结构设计和各种标准件的选取。2、自动涂胶机的控制系统设计包括硬件系统和软件系统设计。3、硬件系统设计就是用单片机及驱动电路来控制X向、Y向、Z向电机的正常工作。4、软件系统设计就是控制程序设计，利用MCS-51单片机控制，采用汇编语言进行程序设计。2.2 设计要求机械部分要考虑整体布局，工作行程要能满足要求，传动装置要平稳且准确，还要兼顾速度，另外需考虑经济性，该设备要求成本低，尽量选用标准件，减少额外的工作量。设备的使用寿命不低于15年，每年工作330天，每天工作12小时，载荷持续率为90%，需要批量生产。电路部分主要是芯片的选取和电路的扩展连接，及三个电机控制电路的设计。由于涂胶属于轻载荷工作。对电机功率要求不是太高，所以采用步进电机。设计电路控制电机的运转和方向以达到设计要求。执行程序要考虑到不同拐点处涂胶量问题，可通过改变X、Y向运动速度调节也可单一Z向运动调节，以保证涂
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