毕业论文终稿-家电喷漆机的设计[下载就送全套CAD图纸 答辩通过]

需要CAD图纸，Q咨询414951605或1304139763图纸预览请见文档前面的插图，原稿更清晰，可编辑本科生毕业设计（论文）（届）题目家电喷漆机的设计学生姓名学号专业班级系名称指导教师年月日需要CAD图纸，Q咨询414951605或1304139763I目录1绪论111研究背景及意义112喷漆机的作用及基本结构概述113国内外研究及发展现状22总体方案设计321喷漆对象及工艺要求322方案分析3221方案一框架式机构3222方案二门式机构3223方案三旋转横杆式机构423总体方案确定43横向结构设计531导轨的选型与计算532电机的选择6321脉冲当量和步距角6322步进电机上起动力矩的近似计算7323确定步进电机最高工作频率733同步带传动的设计7331同步带传动设计计算7332同步带的设计9333同步带轮的设计1034带轮支撑及张紧装置设计104纵向结构设计1141导轨的选型与计算1142电机的选择13421电机轴的转动惯量13422电机扭矩计算1343同步带传动的设计14431同步带的设计14432同步带轮的设计1544传动系统刚度分析15441工作台不出现爬行的刚度15442微量进给的灵敏度的刚度16需要CAD图纸，Q咨询414951605或1304139763II5其他结构及附件设计1751平台同步升降机构设计17511螺杆螺母副设计17512链传动设计1752工作台设计1853箱盖开启支撑设计19531旋转销19532气弹簧选用与连接1954气压设备与喷枪的选定20541高压泵20542蓄压器20543过滤器20544高压软管20545喷枪216控制系统设计2261硬件系统组成2262软件系统的设计23621控制系统的控制流程23622控制系统的程序流程23总结25参考文献26致谢27需要CAD图纸，Q咨询414951605或1304139763III摘要家电喷漆机主要用于家电的表面喷漆，也就就是将涂料喷射到家电表面以达到装饰目的，具有喷涂均匀，成本低等特点。本文主要针对家电喷漆机的机械结构进行设计。首先，通过对家电喷漆机结构及原理进行分析，在此分析基础上提出了家电喷漆机的总体结构方案；接着，对主要技术参数进行了计算选择；然后，对各主要零部件进行了设计与校核；最后，通过AUTOCAD制图软件绘制了家电喷漆机总装图及主要零部件图，并采用三维设计软件构建了其三维模型以便直观的观察其结构。通过本次设计，巩固了大学所学专业知识，如机械设计、材料力学、公差与互换性理论、机械制图等；掌握了普通机械产品的设计方法并能够熟练使用AUTOCAD制图软件，对今后的工作与生活具有极大意义。关键词家电喷漆机，结构，设计需要CAD图纸，Q咨询414951605或1304139763IVABSTRACTAPPLIANCESURFACEPAINTSPRAYMACHINEISMAINLYUSEDFORHOUSEHOLDAPPLIANCES,ITISSPRAYEDINTOTHEAPPLIANCESURFACECOATINGTOACHIEVEDECORATIVEPURPOSES,WITHSPRAYEVENLY,ANDLOWCOSTINTHISPAPER,THEMECHANICALSTRUCTUREOFAPPLIANCESFORPAINTINGMACHINEDESIGNFIRST,BYPERFORMINGAPPLIANCEPAINTINGMACHINESTRUCTUREANDPRINCIPLEANALYSIS,THISANALYSISPRESENTSTHEOVERALLSTRUCTUREOFTHEPROGRAMONTHEBASISOFAPAINTSPRAYERAPPLIANCESNEXT,THEMAINTECHNICALPARAMETERSWERECALCULATEDSELECTIONTHEN,FOREACHOFTHEMAINCOMPONENTSWEREDESIGNEDANDCHECKANDFINALLY,DRAWNBYAUTOCADDRAWINGSOFTWAREAPPLIANCEASSEMBLYDRAWINGANDPAINTINGMACHINEMAINPARTSDIAGRAM,ANDUSINGTHREEDIMENSIONALDESIGNSOFTWARETOBUILDA3DMODELINORDERTOVISUALLYOBSERVEITSSTRUCTURETHROUGHTHISDESIGN,THECONSOLIDATIONOFTHEUNIVERSITYISEXPERTISE,SUCHASMECHANICALDESIGN,MATERIALMECHANICS,TOLERANCEANDINTERCHANGEABILITYTHEORY,MECHANICALDRAWINGANDTHELIKEMASTEREDTHEDESIGNOFGENERALMACHINERYPRODUCTSANDBEABLETOSKILLFULLYUSEAUTOCADMAPPINGSOFTWARE,THEFUTURETHEWORKANDLIFEOFGREATSIGNIFICANCEKEYWORDSAPPLIANCEPAINTINGMACHINE,STRUCTURE,DESIGN需要CAD图纸，Q咨询414951605或1304139763V需要CAD图纸，Q咨询414951605或1304139763VI需要CAD图纸，Q咨询414951605或1304139763VII需要CAD图纸，Q咨询414951605或1304139763VIII需要CAD图纸，Q咨询414951605或1304139763IX需要CAD图纸，Q咨询414951605或130413976311绪论11研究背景及意义近年来，家电制造业在我国的高速发展促进了工业机器人的发展。自从2000年开始，受国家宏观政策调控及居民消费水平提高的影响，我国家电工业的发展进入了一个历史性的高速增长期。家电需求量飞速增长，人们对家电质量的要求也在不断提高。在这种局面下，国际家电巨头纷纷进入中国市场并不断扩大原有生产规模，国内家电自主品牌生产厂家也纷纷加大研发和投资力度，由此可见在未来几年，我国的家电生产量仍将持续增加，各种新型家电也会大量出现，家电工业对工业机器人等自动化家电生产装备的需求将会不断增加，但竞争也会更加激烈。家电表面涂装是家电制造中最主要的生产工艺之一，它不仅能够提高家电产品的耐蚀性，延长家电使用寿命，它还最直接地体现了家电外表面颜色、光泽和亮度等质量的优劣，是人们对家电质量最直观的评价，所以它对家电市场竞争力有着最直接的影响。家电喷漆机因其喷涂质量好，喷涂表面质量稳定，工人劳动条件好，能降低动力消耗，价格适中等特点深受中小规模家电涂装线青睐而广泛被采用。12喷漆机的作用及基本结构概述喷漆机其实就是喷涂机，使用原理都一样将涂料分散成雾状喷涂于被涂物表面的一种涂装设备。图11喷漆机喷漆机是人们对喷涂机的一种俗称。喷涂机是一种喷漆机的专业术语，但它与喷漆房、喷漆室是不相同的。喷漆房，喷漆室是一种为工件喷涂而设计制造的一个大型房间喷漆机及配件的类型很多有喷枪，涂胶机，电弧喷漆机，高压无气喷漆机（如SY2200型电动喷涂机），双组份喷漆机，喷漆枪，空气喷枪，气动式双隔膜泵，自动搅拌压力输送桶，静电喷粉设备，新型喷粉设备，火焰粉末喷漆系统等等。有些落后设备渐渐被新型喷涂机所替代。就拿现在的新型喷涂机来说，它跟过去传统的喷漆方法有着质的不同。传统的喷涂机是利用压缩空气将油漆涂料雾化，其涂料的喷速一般为10米/秒，如此快的喷速导致涂料的过量喷涂和严重的反弹现象，并带回大量的油漆分子造成涂料的四散飞扬，这样不仅浪费了大量的涂料，又对空气造成严重的污染，同时涂层表面容易出现瑕疵的现象。由于喷涂时反冲力很大涂料不易附着在工件的角落里和边缘上，因此要多喷上一些时间，造成附近的表面出现流挂现象。而无气喷涂很容易获得厚度为30微米的涂层，相对节省涂料2030。无气喷需要CAD图纸，Q咨询414951605机是利用特殊的电动、气动或其它动力驱动高压泵使油漆涂料形成150350KG/CM2的高压，通过特殊形状和结构的无气喷嘴瞬时喷出，形成极细的扇形雾状，其涂料的喷速为09米/秒。所有的涂料快速的喷到涂层表面而没有反弹和飞溅现象，这样不仅节约了40的油漆涂料，而且漆雾几乎没有，可不带口罩进行实地喷涂作业，因此减少了污染，起到保护环境的作用。由于高压的作用效率比传统喷涂机提高1050倍，喷涂速度高达200600平方米/小时，不仅可确保涂装质量，也可大大缩短和保证涂装周期。涂层质量光亮平整。同时可以喷涂高粘度涂料，还可以节约稀料或在喷涂时不加稀料，无气喷涂喷涂一遍即可达到005025MM的薄涂层，甚至是12MM的厚涂层。因为无气喷涂没有反弹力在喷涂角落和边缘时容易进入到角落里和边缘上，使其得到均匀光亮平整的涂层。由于其涂料雾化机理是依靠涂料自身的高压力形成为雾状，雾化状态的涂料不含压缩空气，所以称为无气喷涂。13国内外研究及发展现状喷漆机在国外是一项较成熟的技术，已经有三十多年的研究和发展历史。较早运用该技术的有美国的MINHIT公司、德国的HATE公司、美国的FUDGE公司等，对机器人和印刷业的发展产生过深远的影响。随着喷漆机的技术不断创新，喷涂精度空前提高，在世界发达国家喷漆机得到了广泛的应用。著名的国外喷漆机厂家有瑞士和瑞典的ABB和日本的安JILMOTOMAN公司，同时德国的KUKA公司、日本的FANUC公司以及美国的ADEPT公司均有生产喷漆机。同时还有很多小的生产企业，如瑞士金马股份有限公司生产和研发的静电粉末喷涂设备。到目前为止ABB公司是世界领先的喷涂自动化供应商，在全球范围内供应喷漆机，在喷漆机领域以及相关的喷涂技术领域都具有丰富的经验与技术，因此ABB的喷漆机在全世界被广泛的采用。在国内，喷漆机的研究始于上世纪八九十年代，最早开始喷漆机研究的是北京机械工业自动化研究所机器人中心，从七十年代初就开始了工业机器人及其应用的研究，一方面做为我国工业机器人行业归口单位，长期代销国外的喷漆机，同时在国外喷漆机的基础上开展研究，并研发周边技术，在喷漆机产品中先后开发出PJ系列电液伺服喷漆机PJ1、PJ1A、PJIB、PJ500和EP系列电动喷漆机EPS500、EPR一600等。近年来由于国内汽车制造业和大型的机械制造业的发展和需求，我国的许多汽车厂家和制造业公司也正在开发和研究适合自己的喷漆机。同时许多国外知名喷漆机厂家纷纷与国内企业合作或者在国内设立分公司。如MOTOMAN与国内首钢合作，生产和研发喷涂等工业机器人；ABB也在中国的上海和北京设立分公司，主要销售喷涂和非喷涂两类工业机器人。到目前为止，喷漆机己成为国内市场上最多的工业机器人之一，但国内自主研发和生产的喷漆机一般工作不够稳定，机器人重复精度低，使用寿命短，喷涂质量不理想，至今还未成功应用于汽车车身喷涂生产线。国内使用喷漆机的汽车制造厂家基本上都是采用国外的喷漆机，并且很多是照搬国外整条生产线，却普遍存在消化难、维修难、升级难等问题，从而难以真正发挥设备的作用，也有少数企业采用人工半自动喷涂，喷涂产品的质量难以保证，工人劳动强度大，而且涂料对人体健康有很大的损害，因而开发适合于国内生产实际的高精度的喷漆机系统显得非常迫切和必要。需要CAD图纸，Q咨询414951605或130413976332总体方案设计21喷漆对象及工艺要求喷漆对象家电通过调查发现我国的家电多为规则的方形结构，其尺寸大多不超过如下尺寸长宽高1000MM1000MM1500MM。工艺过程先喷顶面，再依次喷涂正面，右侧面，背面与左侧面。在每个工作面上的喷面漆过程为折返扫描式喷射，如图所示。图2喷射轨迹22方案分析在目前国内外的喷漆机中，爬壁机器人是较先进的一种，家电的尺寸较小，不适合采用爬壁机器人。本设计提出以下三种方案，它们各有优缺点，下面进行分析比较。221方案一框架式机构如图所示，本方案采用框架式机构，喷枪在盘架上做X向与Z向水平运动，同时盘架在坚杆上作Y向上下运动，这种机构设计思路简单，控制方便，但是占地面积大，耗材非常多，移动不便利，不便使用。222方案二门式机构该方案较方案一作了较大改进，也更具有可行性。本方案采用门式机构，如图1所示,自动喷漆机机械系统由主车行走机构、喷枪往复机分顶部、左、右侧三部分两部分组成。2主车行走机构，防爆电机通过减速箱直接驱动龙门架，行走时4轮可完全接触在轨道上，运行平稳，无级调速，无抖动、跳动现象。喷枪往复机构，此机构喷枪分别固定于顶部、左、右两侧复机构上，始终保持在最佳喷涂距需要CAD图纸，Q咨询414951605，并由电控系统确定喷涂点的设定，在高速往返行程中开合与关闭喷枪在喷涂范围内开，超出喷涂范围关。223方案三旋转横杆式机构采用如图示旋转横杆，喷枪机构在横杆上做水平X向及Z向运动，横杆通过旋转机构在竖架上旋转，同时移动底盘整体运动。本方案结构简便，控制方便，但是旋转机构的转向控制比较复杂。23总体方案确定由上面三种方案的工作过程及性能，可以作出比较，见下表表1方案比较优点缺点方案1控制简单，操作方便体积大，不便使用方案2结构比方案1简单多喷头，不便控制方案3结构简练，便于控制部分机构工能浪费由上表分析，最终确定采用方案3。如下图所示，该家电喷漆机由喷漆器、横向移动系统、纵向移动系统、平台升降机构、箱体、箱盖等组成。其中横向移动系统由步进电机带动同步带轮旋转，带轮旋转时带动同步带移动，喷漆发射器通过螺钉与同步带固定于一体，喷漆发射器在同步带的拉动下左右移动。纵向移动系统由步进电机带动同步带轮旋转，带轮旋转时带动同步带移动，横梁通过螺钉与同步带固定于一体，横梁在同步带的拉动下前后移动。平台升降机构通过手柄摇动主动螺杆旋转，四根螺杆通过链轮、链条链接从而同步旋转；螺杆旋转时再螺母的导向作用下上下移动，从而带动平台升降。图21家电喷漆机总体方案需要CAD图纸，Q咨询414951605或130413976353横向结构设计31导轨的选型与计算根据给定的工作载荷FZ和估算的WX和WY计算导轨的静安全系数FSLC0/P，式中C0为导轨的基本静额定载荷，KN；工作载荷P05FZW；FSL1030一般运行状况，3050（运动时受冲击、振动）。根据计算结果查有关资料初选导轨因系统受中等冲击，因此取40SLF,05OSLXYZCFPFWXYYOXSL2067158379N26FP41394C根据计算额定静载荷初选导轨选择汉江机床厂BGX系列滚动直线导轨，其型号为BGXH25BE，基本结构及参数如下导轨的额定动载荷N1750AC需要CAD图纸，Q咨询414951605据使用速度V（M/MIN）和初选导轨的基本动额定载荷KN验算导轨的工作寿命LNAC额定行程长度寿命HTCAWFSFK2045MF1,81,OTCHRDFFFF导轨的额定工作时间寿命331087521420958HTCAWFSFKKM3102SOLN331024958104971506SOTHLNHTH导轨的工作寿命足够导轨的静安全系数042163SLCFP静安全系数；基本静额定负载；工作载荷0P导轨寿命计算35748HTWCFLKMP32电机的选择321脉冲当量和步距角已知脉冲当量为1M/STEP，而步距角越小，则加工精度越高。初选为036O/STEP（二倍细分）。需要CAD图纸，Q咨询414951605或13041397637322步进电机上起动力矩的近似计算电机起动力矩12M式中M为滚珠丝杠所受总扭矩ML为外部负载产生的摩擦扭矩，有920025/2TG（291014）0062NM1/AFDTGM2为内部预紧所产生的摩擦扭矩，有2/2AOHKP式中K预紧时的摩擦系数，0103PH导程，4CMFAO预紧力，有FAOFAO1FAO2取FAO1004CA0041600640N故根据式M20098NM齿轮传动比公式为IPH/360P故步进电机输出轴上起动矩近似地可估算为360MP/PH/QTMI式中PLM/STEP00001CM/STEP；MM1M2016N；036O/STEP；Q085；PH04CM；0953则根据式TQ36001600001/360850404NM因TQ/TJM0866因为电机为五相运行。则步进电机最大静转矩TJMTQ/0866046NM323确定步进电机最高工作频率参考有关数控家电喷漆机床的资料，可以知道步进电机最高工作频率不超过1000HZ。根据以上讨论并参照样本，确定选取M56853S型步进电机，该电机的最大静止转矩为08NM，转动惯量为235G/CM233同步带传动的设计331同步带传动设计计算（1）电机额定输出功率估算716WTWP067184（2）确定计算功率电动机每天使用24小时左右，工作情况系数17。则计算功率为AK1217WKACA（3）小带轮转速计算需要CAD图纸，Q咨询414951605IN/9680710/RRVN（4）选定同步带带型和节距由同步带选型图41可以看出，由于在这次设计中功率转速都比较小，所以带的型号可以任意选取，现在选取H型带，节距PB712图41同步带选型图（5）选取主动轮齿数1Z查表42知道小带轮最小齿数为14，现在选取小带轮齿数为41。（6）小带轮节圆直径确定BPZD14372M8165表42小带轮最小齿数表（7）大带轮相关数据确定由于系统传动比为，所以大带轮相关参数数据与小带轮完全相同。齿数，节距129ZMPB12需要CAD图纸，Q咨询4149516058）带速V的确定SMDN/10160982743160AXV（9）初定周间间距根据公式2121DA得M3230现在选取轴间间距为600MM。（10）同步带带长及其齿数确定0LA21D172067MM2/81654362（11）带轮啮合齿数计算有在本次设计中传动比为一，所以啮合齿数为带轮齿数的一半，即20。MZ（12）基本额定功率的计算0P查基准同步带的许用工作压力和单位长度的质量表43可以知道120VMTPA210085N，M0448KG/MA所以同步带的基准额定功率为021KW0P10148522（13）计算作用在轴上力RF716NRFVPD10332同步带的设计在这里，我们选用梯形带。带的尺寸如表46。带的图形如图43。表46同步带尺寸型号节距齿形角齿根厚齿高齿根圆角半径齿顶圆半径H12740。61243102102图43同步带需要CAD图纸，Q咨询414951605或130413976310333同步带轮的设计（1）同步带轮的设计的基本要求A、保证带齿能顺利地啮入与啮出由于轮齿与带齿的啮合同非共规齿廓啮合传动，因此在少带齿顶部与轮齿顶部拐角处的干涉，并便于带齿滑入或滑出轮齿槽。B、轮齿的齿廊曲线应能减少啮合变形，能获得大的接触面积，提高带齿的承载能力即在选探轮齿齿廓曲线时，应使带齿啮入或啮出时变形小，磨擦损耗小。C、有良好的加了工艺性加工工艺性好的带轮齿形可以减少刀具数量与切齿了作员，从而可提高生产率，降低制造成本。（2）具有合理的齿形角齿形角是决定带轮齿形的重要的力学和几何参数，大的齿形角有利于带齿的顺利啮入和啮出，但易使带齿产生爬齿和跳齿现象；而齿形角过小，则会造成带齿与轮齿的啮合干涉。（3）同步带轮的设计结果同步带轮用梯形齿，其图形如图44。图44同步带轮结构34带轮支撑及张紧装置设计带轮支撑及张紧机构如下图示图45支撑及张紧机构需要CAD图纸，Q咨询414951605或1304139763114纵向结构设计41导轨的选型与计算根据给定的工作载荷FZ和估算的WX和WY计算导轨的静安全系数FSLC0/P，式中C0为导轨的基本静额定载荷，KN；工作载荷P05FZW；FSL1030一般运行状况，3050（运动时受冲击、振动）。根据计算结果查有关资料初选导轨因系统受中等冲击，因此取40SLF,05OSLXYZCFPFWXYYOXSL2067158379N26FP41394C根据计算额定静载荷初选导轨选择汉江机床厂BGX系列滚动直线导轨，其型号为BGXH45BE基本结构及参数如下导轨的额定动载荷N1750AC需要CAD图纸，Q咨询414951605或130413976312依据使用速度V（M/MIN）和初选导轨的基本动额定载荷KN验算导轨的工作寿命LNAC额定行程长度寿命HTCAWFSFK2045MF1,81,OTCHRDFFFF导轨的额定工作时间寿命331087521420958HTCAWFSFKKM3102SOLN导轨的工作寿命足够33102495849715060SOTHLNHTH导轨的静安全系数263SLCFP静安全系数；基本静额定负载；工作载荷SLF0导轨寿命计算35748HTWCFKM需要CAD图纸，Q咨询414951605或13041397631342电机的选择步进电机是一种能将数字输入脉冲转换成旋转或直线增量运动的电磁执行元件。每输入一个脉冲电机转轴步进一个距角增量。电机总的回转角与输入脉冲数成正比例，相应的转速取决于输入脉冲的频率。步进电机具有惯量低、定位精度高、无累计误差、控制简单等优点，所以广泛用于机电一体化产品中。选择步进电动机时首先要保证步进电机的输出功率大于负载所需的功率，再者还要考虑转动惯量、负载转矩和工作环境等因素。421电机轴的转动惯量A、回转运动件的转动惯量328MD42LJR上式中D直径，丝杆外径D495MML长度2MP钢的密度78002KG/经计算得0RJB、X向直线运动件向丝杆折算的惯量2MJL上式中M质量X向直线运动件M280KGP丝杆螺距（M）P0001M经计算得281049MKGJLC、联轴器的转动惯量查表得2/W因此28M08KG410940LRJJ422电机扭矩计算A、折算至电机轴上的最大加速力矩ATJNT602MXX上式中，J00028KG/M2IN/15XRTA加速时间KS系统增量，取15S1，则TA02SSK3TA经计算得MNT2MX需要CAD图纸，Q咨询414951605或130413976314B、折算至电机轴上的摩擦力矩IPFT20F上式中F0导轨摩擦力，F0MF，而F摩擦系数为002，F0MGF32NP丝杆螺距（M）P0001M传动效率，090I传动比，I1经计算得NTF750C、折算至电机轴上的由丝杆预紧引起的附加摩擦力矩I21200PT上式中P0滚珠丝杆预加载荷1500N0滚珠丝杆未预紧时的传动效率为09经计算的T0005NM则快速空载启动时所需的最大扭矩MNTTF820MAX根据以上计算的扭矩及转动惯量，选择电机型号为SIEMENS的IFT5066，其额定转矩为67。NMA43同步带传动的设计同步带传动的设计计算过程同321类似，在此不再复述。431同步带的设计在这里，我们选用梯形带。带的尺寸如表46。带的图形如图43。表46同步带尺寸型号节距齿形角齿根厚齿高齿根圆角半径齿顶圆半径H12740。61243102102图43同步带需要CAD图纸，Q咨询414951605或130413976315432同步带轮的设计同步带轮的设计结果，同步带轮用梯形齿，其图形如图44。图44同步带轮结构44传动系统刚度分析家电喷漆机XY工作台其实为一进给传动系统，其传动系统的刚度可根据不出现摩擦自振或保证微量进给灵敏度的条件来确定。441工作台不出现爬行的刚度传动系统中的当量刚度K或当扭转刚度C主要由最后传动件的刚度K0或C0决定的，在估算时，取KK0，CC0其变形主要包括丝杠拉压变形扭转变形丝杠和螺母的螺纹接触变形及螺母座的变形。轴承和轴承座的变形。在工程设计和近似计算时，一般将丝杠的拉压变形刚度的三分之一作为滚珠丝杠副的传动刚度K0，根据支承形式可得3/10/OKEFLKGFM式中E206104KGF/MM2F7548MM2LLS250MM则根据式（61）得K02032N/MM传动系统刚度较大，可以满足要求。需要CAD图纸，Q咨询414951605或130413976316442微量进给的灵敏度的刚度此时传动系统的刚度应满足KF0/式中K传动系统当量刚度F0部件运动时的静摩擦力N正压力，NW/G230KGFF静摩擦系数，取00030004部件调整时，所需的最小进给量，则F02300004092KGFA05P05M/STEP即满足微量进给要求的传动系统刚度为KF0/092/05184KGF/MM结合上述传动系统刚度的讨论可知满足微量进给灵敏度所需要的刚度较小，可以达到精度要求。需要CAD图纸，Q咨询414951605或1304139763175其他结构及附件设计51平台同步升降机构设计平台升降机构通过手柄摇动主动螺杆旋转，四根螺杆通过链轮、链条链接从而同步旋转；螺杆旋转时再螺母的导向作用下上下移动，从而带动平台升降。511螺杆螺母副设计螺杆螺母副结构如下图51螺母螺杆副512链传动设计已知主动链轮转速为，选用的传动比为MIN/6723RN1链I（1）链轮齿数取则19Z51Z链（2）设计功率3PKAZD由机械设计手册表1223查的，2AK31ZWD803511（3）选择链条型号和节距根据及查机械设计课本图911，可选10A。查表9PD803MIN/672RN1，链条的节距为P6（4）确定链条的链节数LP初定中心距，取则链节数为A854950MPA49530721216221010PZPZPL圆整为偶数取节8（5）确定链条长度及中心距MPL3210561MZZLZAPP250328412121中心距减少量A需要CAD图纸，Q咨询414951605或130413976318MAA0132042实际中心距M5（6）演算链速与假设速度相符SPZNV/24106597231010A滚子链规格和主要参数（MM）链号节距P滚子直径D1内链节内宽B1销轴直径D2内链板厚度排据10A16510106125155（7）链轮轮廓计算链轮基本参数和主要尺寸1）基本参数链轮齿数19Z配用链条的节距MP56配用链条的滚子外径D012）分度圆直径D取100MMZPD25198SIN610SI3）齿顶圆直径ADMPDA6250251MXZIN4）齿根圆直径FDDF9015）分度圆弦齿高AHMPZDPHA01685621MX230IN（8）链轮材料及热处理材料15、20钢，热处理渗碳、淬火、回火52工作台设计工作平台采用如下网状结构需要CAD图纸，Q咨询414951605或130413976319图52工作台53箱盖开启支撑设计531旋转销如下为箱体箱盖合页结构，采用旋转销图53旋转销532气弹簧选用与连接选用市场现有气弹簧，参数为关闭状态长度400MM，最大支撑力200KG，结构及链接方式如下图示图54气弹簧结构及链接方式需要CAD图纸，Q咨询414951605或13041397632054气压设备与喷枪的选定在空气喷涂场合，涂料雾化的动力是压缩空气，它直接参与喷涂，如果压缩空气的清洁度差，含油、含水超标，则直接影响油膜的质量，会产生针孔、缩孔等涂膜弊病，故本方案采用高压无气喷漆机构，其设备包括高压泵、蓄压器、过滤器、高压软管以及喷枪等。其结构示意图如图16所示。图55无气喷漆机构示意图541高压泵无气喷涂设备是利用压缩空气作动力，通过高压泵驱动活塞作往复运动。泵的上部为空气缸，内有压缩空气换向机构，使气缸上下交替进入压缩空气，活塞上、下运动带动高压部分上、下运动，使涂料吸入并排出一定压力的涂料。气动型喷涂机一般标有压力比，比值一般为30651，即当进入泵气缸内的压缩空气压力为1个大气压，涂料压力就达到3065个大气压（理论值）。542蓄压器蓄压器主要是起涂料液压稳定作用。因柱塞往复泵在上下两个死点时速度等于零，所以易产生压力波动。增设了蓄压器，可减少涂料在喷涂时的压力波动，提高喷涂质量。蓄压器结构比较简单，上、下有两个封头，涂料从底部进入，在进口处有一滚珠单向阀。543过滤器因为喷嘴的孔很小，稍有不洁就会堵塞。因此，涂料的过滤尤为重要。无气喷涂设备有两个过滤器,一是装在涂料吸入口的盘形过滤器，目的是除去涂料中的杂质污物；第二个过滤器装在蓄压器与高压软管之间，其作用是滤清残存在柱塞缸及蓄压器内的漆料。因为这些剩漆残存时间稍长，就会起皮结块，形成堵塞喷嘴的杂物。实践证明，若在喷枪的进漆处再装一个小型的管状过滤器，就可以确保喷嘴不被堵塞。过滤器的钼丝须经常清洗，以确保良好的喷漆效果。544高压软管蓄压器和喷枪之间用高压软管联接。对高压软管的要求是1应选择与涂料源相当的工作压力的耐高压软管，否则会不安全；2因为涂料中含有甲苯、二甲苯等溶剂，故要选择耐油、6需要CAD图纸，Q咨询414951605或130413976321耐强溶剂的软管，以保证其有一定的使用寿命；3轻便，柔软，便于携带和操作。545喷枪无气喷枪由枪体、涂料喷嘴、过滤器网、顶针扳机和密封垫连接部件等构成。无气喷枪与空气喷枪不同，它只有涂料通道，而没有压缩空气通道。由于涂料通道要承受高压，故无气喷枪需具有优异的耐压密封性，以防高压涂料泄漏。同时，枪体要轻巧，扳机启闭灵敏，与高压软管连接处其转动要灵活、操作要方便。图56喷射角与距离需要CAD图纸，Q咨询414951605或1304139763226控制系统设计61硬件系统组成喷漆机主要具有操作直观、控制精度高、抗干扰能力强等性能，因此很多控制系统中都采用喷漆机作为控制系统的核心。但喷漆机器人工作环境比较恶劣、复杂，又要受其工作空间范围的限制，因此在设计控制系统时，要求体积小、操作简便、工作可靠、抗干扰能力强。可编程逻辑控制器PLC是自动控制技术、计算机技术和通讯技术相结合的产物，是一种专门用于过程控制的现场设备。目前它已成为一种成熟的、商业化的工业控制产品，具有价格低廉、可靠性高、抗干扰能力强、无故障时间长等显著特点，因此在控制系统中采用PLC作为上、下位机进行运动控制，不仅使机器人控制系统轻巧灵活，并能使体积大大减小、成本大大降低。系统采用7SIMATIC的S7200系列的PLC，中央处理单元为CPU224，具有14输入10输出及1个RS485通讯接口。根据实际情况的使用，上位机需要输入扩展模块3个（即模块EM221，具有8位输入）、A/D扩展模块1个（即模块EM231具有4路模拟量输入）。下位机除了CPU224外，输出扩展模块4个（即模块EM222，具有8位输出），A/D扩展模个（也采用模块EM231）。控制系统结构如图61所示。图61控制系统结构图控制系统的原理如下上位机与操纵台相连，操纵台由一系列控制开关和电位器组成，用于接收操作者的信息，这些开关与上位机PLC和输入扩展模块的输入口相连，将开关信号传到PLC和输入扩展模块里，电位器将测量到的位置信号通过A/D模块将模拟量转化为数字量，并输入到上位机。通过上位机和下位机的通讯，将这些数据传输到下位机。同时上位机接收来自下位机的温度、位置、角度等状态信息，为了将这些数据显示，选用性价比较高的数码管通过与上位PLC进行相应的连接后，就能将这些数据准确的显示出来。机器人机体上的摄像头将机器人工作现场的画面实时传送到控制台的显示器上，在显示器上实时反映机器人的工作状态。需要CAD图纸，Q咨询414951605或130413976323下位机主要进行动作控制。它一方面要接收上位机传过来的运动指令，并和输出扩展模块一起通过继电器组对直流电机驱动器进行开关控制，达到对相应的直流电机进行运动控制的目的；另一方面，从工作现场采集温度、位置、角度等模拟信号，通过A/D模块将其模拟量转换为数字量。通过与上位机的通讯，将这些数据传送到上位PLC上。PLC的串行通信接口是RS485标准接口，包括两根差分数据线，抗干扰性好，通信距离长。与其相连接的数据信号传输媒介多用光缆和电缆，光缆传输容量大，传输距离长，抗电磁干扰能力强，但是安装技术要求高，最小弯曲半径要求严格，而且光纤扭绞易发生光缆断裂，给实际应用造成隐患，并且光缆价格相对昂贵。因此本系统选用电缆作为信号传输媒介，价格便宜，安装方便，而且因为本系统工作距离小，信号传输距离短。经试验，电缆完全能满足系统所需的8性能要求。62软件系统的设计621控制系统的控制流程如图62所示图62控制系统流程图系统控制过程为，用户将机器人参考输入信号通过操纵台输入到上位PLC中，PLC对这些指令进行处理，转换为控制信号，发送到下位的PLC上，下位的PLC将接收到上位的PLC的信号转化成开关控制信号，控制安装在机器人体上的直流电机。与此同时，下位机采集现场由传感器发来的信号，并进行处理转换成数据，传送到上位机上，上位机接收下位机反馈的现场数据，通过数码管将这些数据显示出来。622控制系统的程序流程根据移动机器人工作的要求，首先确定机器人各个电机工作的相互关系，然后画出程序流程图，最后由PLC的输入输出的逻辑关系编写梯形图，其上、下位机的程序流程图如图图63、64所示。需要CAD图纸，Q咨询414951605或130413976324图63上位机程序流程图图64下位机程序流程图需要CAD图纸，Q咨询414951605或130413976325总结毕业设计是大学学习阶段一次非常难得的理论与实际相结合的学习机会，通过这次对本家电喷漆机理论知识和实