自动涂胶机工作台的设计

1、摘 要涂胶机又称刮胶机.用以将胶浆涂在纺织品的表面上的一种机械设备.主要有:(1)卧式涂胶机或双作用涂胶机.纺织品通过涂胶刀和工作辊之间的狭缝,涂上一层薄膜,再通过用蒸汽加热的平台,使溶剂挥发而剩余胶层.(2)鼓式涂胶机.有一个用蒸汽加热的中空金属鼓代替干燥台.(3)立式或倾斜式浸浆机.纺织品浸过胶浆后,表面上过量的胶浆被涂刀和压紧辊刮去.再经过立式或倾斜式干燥台使溶剂挥发而剩余胶层.（4）桌面涂胶机是通过气压将胶水或者油漆等涂料喷涂到材料上。设备采纳了三轴联动，自动化操作，同时配有电脑编程控制路径喷涂。喷涂厚度和时间均可设定，简洁易操作。涂胶机时机器代替人工的一种应用，在行业中还被称做自动喷

2、涂机、自动喷胶机、喷胶机等。关键词：涂胶；自动涂胶机；三轴联动 abstractcoating machine is also called the scraping gum machine. to mucilage besmear is on textiles on the surface of a mechanical equipment. mainly include: (1) the horizontal coating machine or double-acting glue machine. textiles by coating knife and slit between t

3、he work roll, coated with a layer of thin film, again by using steam heating platform, make the solvent evaporation and the remaining sub. (2) drum coating machine. there is a steam heating hollow metal drum drying machine instead. (3) vertical or tilting leaching pulp machine. textiles after immers

4、ion mucilage, on the surface excess mucilage by knife and compaction roller away. again after vertical or tilting make solvent evaporation and the rest of the rubber drying. (4) coating machine is through the pneumatic desktop will glue or paint coating to the material. equipment used the three-axis

5、 linkage, automatic operation, equipped with computer programming control path spraying at the same time. coating thickness and time can be set, simple easy to operate.an application of the coating machine instead of manual machine, also called in the industry automatic spraying machine, automatic g

6、lue machine, glue machine, etc.key words: gumming ；automatic glue machine； three-axis linkage目 录摘 要1abstract2目 录3第一章 绪论6第二章 自动涂胶工作台的课题简介72.1课题简介72.2、设计要求72.3课题的主要技术参数7第三章 自动涂胶工作台的方案拟定93.1自动涂胶工作台的总体布局93.1.1自动涂胶工作台的组成93.1.2自动涂胶工作台动作循环的方案拟定93.1.3总体布局103.2移动装置的方案拟定103.2.1产品转动的驱动方式103.2.2电机的选择103.2.3 电机的

7、安装方式133.2.4工作台的结构设计153.2.5工作台的驱动方式153.2.6气缸的选择153.2.7工作台的导向173.3涂胶装置的方案拟定173.3.1涂胶头的结构设计173.3.2涂胶装置的运动方案183.3.3气缸的选择193.3.4点胶装置的示意图和气缸安装方式图203.4压实装置方案拟定20第四章 自动涂胶工作台的设计计算244.1移动装置电机的型号确定244.2移动装置轴承的计算和选择244.2.1计算轴向力244.2.2计算当量载荷254.2.3轴承寿命254.3移动装置导轨的计算和选择254.4移动气缸的计算和选择264.4.1选定气缸缸径264.4.2 选定气缸行程27

8、4.4.3 选定安装形式274.4.4 选定缓冲形式274.4.5 磁性开关的选定274.5涂胶装置水平、垂直气缸的计算和选择274.5.1选定水平气缸缸径274.5.2 选定气缸行程284.5.3 选定安装形式284.4.4 选定缓冲形式284.4.5 磁性开关的选定284.5.6选定垂直气缸缸径294.5.7 选定气缸行程294.5.8 选定安装形式294.4.9 选定缓冲形式304.4.10 磁性开关的选定304.6.1选定垂直气缸缸径304.6.2 选定气缸行程314.6.3 选定安装形式314.4.9 选定缓冲形式314.4.10 磁性开关的选定314.7气压系统的设计324.7.1

9、移动装置的气动控制324.7.2点胶装置的气动控制344.7.3压实装置的气动控制374.7.4 plc控制回路设计39第五章 结论42第六章 心得体会43致 谢44参考文献45第一章 绪论近年来，伴随着生产和技术的进展，机电一体化有了很大的进展,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，不仅提高了劳动生产率，同时也节省了能源和材料。尤其是汽车行业，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，涂胶的精度对汽车的性能至关重要，自然对自动涂胶机提出了更高的要求。以往涂胶都是依靠工人的手工来完成，涂胶的效率极低，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

10、胶的均匀性又能有效的节省材料，大大提高了工作效率和工作质量，减少了工人的劳动强度。因此针对不同的工作需要,自动涂胶机可以采纳框架式机器人或多自由度机器人来实现对结合面进行涂胶，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。本次设计的目标是为第一汽车集团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目的的基础上，尽量使机械结构合理的简化，降低成本，增加其有用性和性价比。此机构采纳框架式机械手操作机，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,xyz 轴联动并可合成空间曲线或直线(但一定考虑胶的流动)。,保证系统可靠性及涂胶精度的前提下降

11、低造价,提高性能/价格比。本次设计的自动涂胶机硬件控制采纳的是mcs-51 单片机进行三坐标联动运动进行控制，通过汇编语言编程来实现涂胶机的x 向、y 向、z 向运动的数据量，来控制涂胶的速度和均匀性。随着数控技术、机电行业的不断进展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。第二章 自动涂胶工作台的课题简介2.1课题简介产品由配件机芯和海棉组成的。本课题要求学生设计一自动粘贴海棉的工作台装置，以便完成产品的自动涂胶和自动压紧等工序。为确保该产品的自动粘贴的质量和精度，工作台应有自动移动装置、自动涂胶装置和自动压紧装置等重要部件组成。本课题要求学生对i型配件自动涂胶装置进行设计

12、和计算。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，所以采纳步进电机。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，以保证涂胶均匀，此次设计采纳后者方式，原因是一

13、个电机工作方式比较好控制。2.3课题的主要技术参数电源：220vac±10%，50hz气源：0.4mpa 0.8mpa 运行环境温度湿度：设备部分(equipment parts)：0 40测试电源输出：采纳高精度输出的程控线性恒压源。 恒压输出：直流0v-30v 输出电流：5a 纹 波：1 mv 输出精度：±0.1v 控制方式：可编程控制第三章 自动涂胶工作台的方案拟定3.1自动涂胶工作台的总体布局3.1.1自动涂胶工作台的组成 （1）涂胶装置 （2）移动装置（3）压实装置3.1.2自动涂胶工作台动作循环的方案拟定a）移动装置推动工作台至点胶装置正下方，在电机的驱动下开始

14、涂胶。b）涂胶完成后，手动添加海绵垫到工件的涂胶面上。c）移动装置将工件和海绵垫推动到压实装置的工作工位，进行压紧。d）完成压紧之后，将完成的产品取出，完成单个产品的生产过程。图3.1自动循环方块图3.1.3总体布局图3.2总体布局示意图3.2移动装置的方案拟定3.2.1产品转动的驱动方式产品底部安装到工作托盘上，托盘连接电机，按下气动按钮，电机带动托盘转动产品随之转动。3.2.2电机的选择伺服电机和步进电机的性能比较 步进电机作为一种开环控制的系统，和现代数字控制技术有着本质的联络。在目前国内的数字控制系统中，步进电机的应用十分广泛。随着全数字式交流伺服系统的出现，交流伺服电机也越来越多地应

15、用于数字控制系统中。为了适应数字控制的进展趋势，运动控制系统中大多采纳步进电机或全数字式交流伺服电机作为执行电动机。虽然两者在控制方式上相似（脉冲串和方向信号），但在使用性能和应用场合上存在着较大的差异。现就二者的使用性能作一比较。 一、控制精度不同 两相混合式步进电机步距角一般为 1.8°、0.9°，五相混合式步进电机步距角一般为0.72 °、0.36°。也有一些高性能的步进电机通过细分后步距角更小。如山洋公司（sanyo denki）生产的二相混合式步进电机其步距角可通过拨码开关设置为1.8°、0.9°、0.72°、0.

16、36°、0.18°、0.09°、0.072°、0.036°，兼容了两相和五相混合式步进电机的步距角。 交流伺服电机的控制精度由电机轴后端的旋转编码器保证。以山洋全数字式交流伺服电机为例，对于带标准2000线编码器的电机而言，由于驱动器内部采纳了四倍频技术，其脉冲当量为360°/8000=0.045°。对于带17位编码器的电机而言，驱动器每接收131072个脉冲电机转一圈，即其脉冲当量为360°/131072=0.0027466°，是步距角为1.8°的步进电机的脉冲当量的1/655。 二、低频特性

17、不同 步进电机在低速时易出现低频振动现象。振动频率与负载情况和驱动器性能有关，一般认为振动频率为电机空载起跳频率的一半。这种由步进电机的工作原理所决定的低频振动现象对于机器的正常运转非常不利。当步进电机工作在低速时，一般应采纳阻尼技术来克服低频振动现象，比如在电机上加阻尼器，或驱动器上采纳细分技术等。 交流伺服电机运转非常平稳，即使在低速时也不会出现振动现象。交流伺服系统具有共振抑制功能，可涵盖机械的刚性不足，并且系统内部具有频率解析机能（fft），可检测出机械的共振点，便于系统调整。 三、矩频特性不同 步进电机的输出力矩随转速升高而下降，且在较高转速时会急剧下降，所以其最高工作转速一般在30

18、0600rpm。交流伺服电机为恒力矩输出，即在其额定转速（一般为2000rpm或3000rpm）以内，都能输出额定转矩，在额定转速以上为恒功率输出。 四、过载能力不同 步进电机一般不具有过载能力。交流伺服电机具有较强的过载能力。以山洋交流伺服系统为例，它具有速度过载和转矩过载能力。其最大转矩为额定转矩的二到三倍，可用于克服惯性负载在启动瞬间的惯性力矩。步进电机因为没有这种过载能力，在选型时为了克服这种惯性力矩，往往需要选取较大转矩的电机，而机器在正常工作期间又不需要那么大的转矩，便出现了力矩浪费的现象。 五、运行性能不同 步进电机的控制为开环控制，启动频率过高或负载过大易出现丢步或堵转的现象，

19、停止时转速过高易出现过冲的现象，所以为保证其控制精度，应处理好升、降速问题。交流伺服驱动系统为闭环控制，驱动器可直接对电机编码器反馈信号进行采样，内部构成位置环和速度环，一般不会出现步进电机的丢步或过冲的现象，控制性能更为可靠。 六、速度响应性能不同 步进电机从静止加速到工作转速（一般为每分钟几百转）需要200400毫秒。交流伺服系统的加速性能较好，以山洋400w交流伺服电机为例，从静止加速到其额定转速3000rpm仅需几毫秒，可用于要求快速启停的控制场合。 综上所述，交流伺服系统在许多性能方面都优于步进电机。因此本次设计选用伺服电机3.2.3 电机的安装方式主要电机安装方式b3, b5, b

20、35一般伺服电动机的安装方式有 b3, b5, b35几种b3有底座，无直连安装法兰盘，b5无底座，有直连安装法兰盘，b35有底座，有直连安装法兰盘。电机的安装方式很多，主要分卧式和立式。在卧式中又分为b3、b35、b34、b5、b6、b7、b8、b9、b10、b14、b15、b20、b30；立式分为v1、v15、v2、v3、v36、v4、v5、v6、v8、v9、v10、v14、v16、v18、v19、v21、v30、v31；但最主要的、最常用的就是b3（一般卧式）、b5（带凸缘没底脚）b35（带底脚带凸缘）的安装方式。b3是卧式安装b35也是卧式安装最主要的区别是b3（一般卧式）、b5（带凸

21、缘没底脚）b35（带底脚带凸缘）本次设计选用的安装方式为v9，d端无端盖或轴承，借d端机座面安装，d端向上。3.2.4工作台的结构设计图3.4工作台的结构示意图3.2.5工作台的驱动方式工作的使用气缸驱动，气缸运动带动电机和滑板滑动。3.2.6气缸的选择1、类型的选择   根据工作要求和条件，正确选择气缸的类型。要求气缸到达行程终端无冲击现象和撞击噪声应选择缓冲气缸；要求重量轻，应选轻型缸；要求安装空间窄且行程短，可选薄型缸；有横向负载，可选带导杆气缸；要求制动精度高，应选锁紧气缸；不同意活塞杆旋转，可选具有杆不回转功能气缸；高温环境下需选用耐热缸；在有腐蚀环境下，需选用耐

22、腐蚀气缸。在有灰尘等恶劣环境下，需要活塞杆伸出端安装防尘罩。要求无污染时需要选用无给油或无油润滑气缸等。 2、安装形式    根据安装位置、使用目的等因素决定。在一般情况下，采纳固定式气缸。在需要随工作机构连续回转时（如车床、磨床等），应选用回转气缸。在要求活塞杆除直线运动外，还需作圆弧摆动时，则选用轴销式气缸。有格外要求时，应选择相应的格外气缸。 3、作用力的大小即缸径的选择。根据负载力的大小来确定气缸输出的推力和拉力。一般均按外载荷理论平衡条件所需气缸作用力，根据不同速度选择不同的负载率，使气缸输出力稍有余量。缸径过小，输出力不够，但缸径过大，使设备笨重，成本提高，又增

23、加耗气量，浪费能源。在夹具设计时，应尽量采纳扩力机构，以减小气缸的外形尺寸。4、活塞行程与使用的场合和机构的行程有关，但一般不选满行程，防止活塞和缸盖相碰。如用于夹紧机构等，应按计算所需的行程增加1020的余量。 5、活塞的运动速度主要取决于气缸输入压缩空气流量、气缸进排气口大小及导管内径的大小。要求高速运动应取大值。气缸运动速度一般为50800/s。对高速运动气缸，应选择大内径的进气管道；对于负载有改变的情况，为了得到缓慢而平稳的运动速度，可选用带节流装置或气液阻尼缸，则较易实现速度控制。选用节流阀控制气缸速度需注意：水平安装的气缸推动负载时，推举用排气节流调速；垂直安装的气缸举升负载时，推

24、举用进气节流调速；要求行程末端运动平稳幸免冲击时，应选用带缓冲装置的气缸。 因此，本次设计移动装置所选用气缸的型号：a-cy1b25l-5003.2.7工作台的导向工作台的导向为直线导轨，如图下图所示。图3.4移动装置示意图3.3涂胶装置的方案拟定3.3.1涂胶头的结构设计涂胶头的结构分为两部分：点胶筒和点胶头如图3.3所示图3.5 涂胶头3.3.2涂胶装置的运动方案涂胶装置动作，工件转动，对工件进行涂胶。z向气缸工作，将涂胶机构沿z方向提高， y向气缸工作，将涂胶机构沿y方向推动，使涂胶机构中心移动到涂胶面的指定位置正上方。z向气缸工作，将涂胶机构沿着z反方向下降，涂胶机构到达指定位置后停止

25、。打开涂胶机构，开始涂胶，同时装在工件下方的电机均匀速转动一圈，从而带动工件也转动一圈，均匀涂抹完一圈后，电机停止转动。各传动装置复位：先将机构沿z方向上升后，传动装置沿y反方向后退，然后机构下降到初始位置。涂胶的工作步骤（极限位置）如下图所示图示位置为机构的初始位置图3.6图示位置为z向推进气缸向上顶起机构以后，y向推进气缸向右推进，将点胶筒中心移动到涂胶面指定位置的正上方。图3.7图示位置z向推进气缸下降，涂胶机构到达指定位置后停止。图3.83.3.3气缸的选择根据本设计工件需求选择：y向气缸的型号：cdj2b 16-45z向气缸的型号：cdqmb 40-403.3.4点胶装置的示意图和气

26、缸安装方式图图3.9 点胶装置的示意图和气缸安装方式图3.4压实装置方案拟定传感器检测海绵的安置合格情况，检测到海绵放置到位之后，压紧装置将海绵和工件粘连在一起。对机械装置及工作步骤的拟定：采纳压紧装置移动，工件转动，对工件的海绵进行粘合。z向推进气缸工作，沿z方向下降，压紧装置到达指定位置后停止，将工件压实，压实后，z向推进气缸复位。压紧的工作步骤如图下图所示图3.10 图示位置为机构的初始位置下图示位置为压紧装置的工作位置，推动气缸动作将压紧装置向下推，完成海绵垫圈的压实动作图3.113.4.1压头的结构设计压头是由头部压环和压力传动件组成，头部压环是材质为橡胶。压力传动件头部压环图3.1

27、2 压头3.4.2压实装置垂直方向的驱动方式压实装置垂直方向选择用气缸上下推头压头来完成工作。3.4.3气缸的选择根据本次设计的需要选择垂直方向的气缸型号：cm2b20-30图3.13压实装置示意图第四章 自动涂胶工作台的设计计算4.1移动装置电机的型号确定根据本次设计的要求选用电机型号为：松下msmd022p1u+maddt1207003电压根据输出功率200v。最大转速为6000rpm（但在750w以下）。输出功率范围为50w15kw。 此次设计选用电机的特点： 功率： 50w5kw 小惯量:200w 特性改善： 槽定位转矩0.5以下 小型超轻化： 行业最轻（1kw5kw） 高分解率： 肯

28、定式17bit、增量式20bit 耐环境性能升级： ip67构造 连接： 全容量连接化4.2移动装置轴承的计算和选择4.2.1计算轴向力 初步取滚动轴承，查机械设计手册第2卷第7-367页表7-2-79选取标准精度级的单列圆锥滚子轴承 30208，其尺寸为：轴承内经 ，外径 ，宽度 ，内圈定位轴肩直径 ，外圈定位直径 ，查机械设计课程设计第311页表18-4，30208轴承的动载荷 ，静载荷 ，e =0.37，y =1.6轴承1、2内部轴向力分别为： （公式4.1） （公式4.2）外部轴向力 ，,故两轴承的轴向力为 （公式4.3）4.2.2计算当量载荷 （公式4.4） （公式4.5）轴承2的当

29、量载荷 因为 ，故只需校核轴承2，轴承在100 以下工作，查机械设计第320页表13-4，取。4.2.3轴承寿命 （公式4.6）工作台预期寿命由于，故轴承寿命足够。4.3移动装置导轨的计算和选择根据本次设计的移动装置的定载荷q=4kg，移动装置的自重5kg，平衡系数k=0.5计算：对重的重量 w=p+qk=4+5×0.5=6.5 （kg）在导轨x轴上的地震作用力 fx=0.25×w×gn=0.25×6.5×9.8=15.925（n）在导轨y轴上的地震作用力 fy=0.50×w×gn=0.5×6.5×9.8

30、=31.85（n）x轴上的挠度:y轴上的挠度:因此本次设计只需满足上述条件即可，本次设计选择的直线导轨型号：mgn15c4.4移动气缸的计算和选择4.4.1选定气缸缸径气缸选型一般是这样：首先先根据你需要的出力换算出气缸的活塞面积 f=n*p*s （公式4.7）公式中f所需要的输出力，本次设计所需的输出力为f=171.5knp系统压力，系统压力一般为（0.4mpa 0.8mpa）p=0.5mpas活塞面积了，n安全系数，一般气缸水平使用取0.7，垂直使用取0.5，根据公式4.7，得s=490mm2活塞面积出来了再换算成活塞直径。根据公式4.8，得公式4.9 s=r2 （公式4.8） r=s （

31、公式4.9）由公式4.9，得r=12.488mm因此本次设计选用的气缸的直径d=2r=24.976mm。由于气缸直径为标准参数因此选用气缸缸径为25mm。4.4.2 选定气缸行程根据气缸的操作距离及传动机构的行程比来预选气缸的行程。因此本次设计选用的气缸行程为500mm4.4.3 选定安装形式不同系列有不同的安装形式，而各系列亦有多种安装形式可供选择，应根据气缸的不同用途，来选择安装形式。安装形式有：基本型，脚座型，杆侧法兰型，无杆侧法兰型，单耳环型，双耳环型，杆侧耳轴型，无杆侧耳轴型，中央耳轴型。本次设计选用固定式气缸轴向支座ms1式4.4.4 选定缓冲形式按照用途所需，选择出气缸的缓冲形式

32、。气缸缓冲形式分为：无缓冲，橡胶缓冲，气缓冲，液压缓冲器。由于本次设计移动装置气缸的缓冲无特定要求，所以选择橡胶缓冲。4.4.5 磁性开关的选定安装于气缸上的磁性开关，主要是作位置检测之用。需要注意的是：气缸内置磁环，是使用磁性开关的先决条件。磁性开关的安装形式有：钢带安装，轨道安装，拉杆安装，真接安装。根据本次设计移动装置气缸的形式，所以选择钢带安装。4.5涂胶装置水平、垂直气缸的计算和选择4.5.1选定水平气缸缸径气缸选型一般是这样：首先先根据你需要的出力换算出气缸的活塞面积 f=n*p*s （公式4.10）公式中f所需要的输出力，本次设计所需的输出力为f=70knp系统压力，系统压力一般

33、为（0.4mpa 0.8mpa）p=0.5mpas活塞面积了，n安全系数，一般气缸水平使用取0.7，垂直使用取0.5，根据公式4.7，得s=200mm2活塞面积出来了再换算成活塞直径。根据公式4.11，得公式4.12 s=r2 （公式4.11） r=s （公式4.12）由公式4.9，得r=7.978mm因此本次设计选用的气缸的直径d=2r=15.956mm。由于气缸直径为标准参数因此选用点胶装置水平气缸缸径为16mm。4.5.2 选定气缸行程根据气缸的操作距离及传动机构的行程比来预选气缸的行程。因此本次设计选用的点胶装置水平气缸行程为45mm4.5.3 选定安装形式不同系列有不同的安装形式，而

34、各系列亦有多种安装形式可供选择，应根据气缸的不同用途，来选择安装形式。安装形式有：基本型，脚座型，杆侧法兰型，无杆侧法兰型，单耳环型，双耳环型，杆侧耳轴型，无杆侧耳轴型，中央耳轴型。本次设计选用点胶装置水平气缸固定式气缸前法兰mf1式4.4.4 选定缓冲形式按照用途所需，选择出气缸的缓冲形式。气缸缓冲形式分为：无缓冲，橡胶缓冲，气缓冲，液压缓冲器。由于本次设计点胶装置气缸的缓冲无特定要求，所以选择橡胶缓冲。4.4.5 磁性开关的选定安装于气缸上的磁性开关，主要是作位置检测之用。需要注意的是：气缸内置磁环，是使用磁性开关的先决条件。磁性开关的安装形式有：钢带安装，轨道安装，拉杆安装，真接安装。由

35、于本次设计点胶装置水平气缸移动前端带有点胶头触发红外控制的，所以水平气缸无需磁性开关控制。4.5.6选定垂直气缸缸径气缸选型一般是这样：首先先根据你需要的出力换算出气缸的活塞面积 f=n*p*s （公式4.13）公式中f所需要的输出力，本次设计所需的输出力为f=314knp系统压力，系统压力一般为（0.4mpa 0.8mpa）p=0.5mpas活塞面积了，n安全系数，一般气缸水平使用取0.7，垂直使用取0.5，根据公式4.7，得s=1256mm2活塞面积出来了再换算成活塞直径。根据公式4.11，得公式4.12 s=r2 （公式4.14） r=s （公式4.15）由公式4.9，得r=19.994

36、mm因此本次设计选用的气缸的直径d=2r=39.988mm。由于气缸直径为标准参数因此选用点胶装置垂直气缸缸径为40mm。4.5.7 选定气缸行程根据气缸的操作距离及传动机构的行程比来预选气缸的行程。因此本次设计选用的点胶装置垂直气缸行程为40mm4.5.8 选定安装形式不同系列有不同的安装形式，而各系列亦有多种安装形式可供选择，应根据气缸的不同用途，来选择安装形式。安装形式有：基本型，脚座型，杆侧法兰型，无杆侧法兰型，单耳环型，双耳环型，杆侧耳轴型，无杆侧耳轴型，中央耳轴型。本次设计点胶装置垂直气缸选用固定式气缸自由法兰式4.4.9 选定缓冲形式按照用途所需，选择出气缸的缓冲形式。气缸缓冲形

37、式分为：无缓冲，橡胶缓冲，气缓冲，液压缓冲器。由于本次设计点胶装置气缸的缓冲无特定要求，所以选择橡胶缓冲。4.4.10 磁性开关的选定安装于气缸上的磁性开关，主要是作位置检测之用。需要注意的是：气缸内置磁环，是使用磁性开关的先决条件。磁性开关的安装形式有：钢带安装，轨道安装，拉杆安装，真接安装。根据本次设计点胶装置垂直气缸的形式，所以磁性开关的安装形式选择轨道安装。4.6压实装置垂直气缸的计算和选择4.6.1选定垂直气缸缸径气缸选型一般是这样：首先先根据你需要的出力换算出气缸的活塞面积 f=n*p*s （公式4.16）公式中f所需要的输出力，本次设计所需的输出力为f=78knp系统压力，系统压

38、力一般为（0.4mpa 0.8mpa）p=0.5mpas活塞面积了，n安全系数，一般气缸水平使用取0.7，垂直使用取0.5，根据公式4.7，得s=312mm2活塞面积出来了再换算成活塞直径。根据公式4.11，得公式4.12 s=r2 （公式4.17） r=s （公式4.18）由公式4.9，得r=9.966mm因此本次设计选用的气缸的直径d=2r=19.932mm。由于气缸直径为标准参数因此选用压实装置垂直气缸缸径为20mm。4.6.2 选定气缸行程根据气缸的操作距离及传动机构的行程比来预选气缸的行程。因此本次设计选用的压实装置垂直气缸行程为30mm4.6.3 选定安装形式不同系列有不同的安装形

39、式，而各系列亦有多种安装形式可供选择，应根据气缸的不同用途，来选择安装形式。安装形式有：基本型，脚座型，杆侧法兰型，无杆侧法兰型，单耳环型，双耳环型，杆侧耳轴型，无杆侧耳轴型，中央耳轴型。本次设计压实装置垂直气缸选用固定式气缸自由法兰式4.4.9 选定缓冲形式按照用途所需，选择出气缸的缓冲形式。气缸缓冲形式分为：无缓冲，橡胶缓冲，气缓冲，液压缓冲器。由于本次设计压实装置气缸的缓冲无特定要求，所以选择橡胶缓冲。4.4.10 磁性开关的选定安装于气缸上的磁性开关，主要是作位置检测之用。需要注意的是：气缸内置磁环，是使用磁性开关的先决条件。磁性开关的安装形式有：钢带安装，轨道安装，拉杆安装，真接安装

40、。根据本次设计压实装置垂直气缸的形式，所以磁性开关的安装形式选择钢带安装。4.7气压系统的设计4.7.1移动装置的气动控制图4.1 移动装置气动回路图表4.1移动装置气动设备元件表：标号元件名称1.0双作用气缸1.1双电控2位5通换向阀图4.2 移动装置电气控制回路图表4.2 电气设备元件表：标号元件名称1s1限位开关1s2限位开关s1控制开关k1继电器k2继电器1y1电磁阀线圈1y2电磁阀线圈控制说明：通过启动控制开关s1，使继电器k1的回路闭合，触点k1动作。电磁阀线圈1y1的回路接通，2位5通电磁阀开启，双作用气缸的活塞杆运动至前端并使限位开关1s2闭合。活塞杆离开末端后，通过限位开关1

41、s1的作用使继电器k1的回路断开，触点k1回到初始位置。通过限位开关1s2使继电器k2的回路闭合，触点k2动作。电磁阀线圈1y2闭合，2位5通电磁阀回到初始位置，双作用气缸的活塞杆退回到末端并使限位开关1s1闭合。活塞杆离开前端后，通过限位开关1s2的作用使电磁阀线圈1y2的回路断开。在控制开关s1导通的情况下，继电器k1的回路通过限位开关1s1的作用而闭合，触点k1动作。电磁阀线圈1y1的回路接通，2位5通电磁阀开启，双作用气缸的活塞杆重新运动至前端。4.7.2点胶装置的气动控制图4.3 点胶装置位移步骤图图4.4点胶装置气动回路图表4.3点胶装置气动设备元件表标号元件名称1.0双作用气缸1

42、.1单电控2位5通换向阀2.0双作用气缸2.1单电控2位5通换向阀图4.5点胶装置电气控制回路图表4.4点胶装置设备元件表标号元件名称st按钮开关1s1电信号行程开关1s2电信号行程开关2b1电容式传感器2b2电容式传感器k1继电器k2继电器k3继电器k4继电器1y1电磁阀线圈2y1电磁阀线圈控制说明：步骤1 通过按下按钮开关st使继电器k1的回路闭合，触点k1动作。松开按钮开关s1后，通过k1的自锁回路使继电器k1的回路仍然闭合。通过触点k1使电磁阀线圈1y1的回路闭合，2位5通电磁阀(1.1)换向，气缸(1.0）的活塞杆运动到前端并接通电信号行程开关1s2。步骤2 继电器k2的回路闭合，触

43、点k2动作，并通过k2的自锁回路使继电器k2的回路仍然闭合。电磁阀线圈2y1回路闭合，2位5通电磁阀(2.1)换向，气缸(2.0)的活塞杆运动至前端并作用于电容式传感器2b2。步骤3 继电器k3的回路闭合，触点k3动作，电磁阀线圈2y1的回路断开，2位5通电磁阀(2.1)回到初始位置，气缸(2.0)的活塞杆回缩至末端并作用于电容式传感器2b1。活塞杆探头离开电容式传感器2b2后，通过k3的自锁回路使继电器k3的回路仍然闭合，电磁阀线圈2y1的回路依旧处于断开位置。步骤4 由于触点k3闭合，继电器k4的回路闭合，触点k4动作，使继电器k1的回路断开，触点k1回到初始位置。电磁阀线圈1y1的回路断

44、开，2位5通电磁阀(1.1)回到初始位置，气缸(1.0)的活塞杆回缩至末端。由于触点k1断开，使继电器k2的自锁回路断开，触点k2回到初始位置；同时由于触点k2断开，使继电器k3的回路断开，触点k3也回到初始位置。4.7.3压实装置的气动控制图4.6 移动装置气动回路图表4.5移动装置气动设备元件表：标号元件名称1.0双作用气缸1.1双电控2位5通换向阀图4.7 移动装置电气控制回路图表4.6 电气设备元件表：标号元件名称1s1限位开关1s2限位开关s1控制开关k1继电器k2继电器1y1电磁阀线圈1y2电磁阀线圈控制说明：通过启动控制开关s1，使继电器k1的回路闭合，触点k1动作。电磁阀线圈1

45、y1的回路接通，2位5通电磁阀开启，双作用气缸的活塞杆运动至前端并使限位开关1s2闭合。活塞杆离开末端后，通过限位开关1s1的作用使继电器k1的回路断开，触点k1回到初始位置。通过限位开关1s2使继电器k2的回路闭合，触点k2动作。电磁阀线圈1y2闭合，2位5通电磁阀回到初始位置，双作用气缸的活塞杆退回到末端并使限位开关1s1闭合。活塞杆离开前端后，通过限位开关1s2的作用使电磁阀线圈1y2的回路断开。在控制开关s1导通的情况下，继电器k1的回路通过限位开关1s1的作用而闭合，触点k1动作。电磁阀线圈1y1的回路接通，2位5通电磁阀开启，双作用气缸的活塞杆重新运动至前端。4.7.4 plc控制

46、回路设计多年来，可编程控制器（以下简称plc）从其产生到现在，实现了接线规律到存储规律的飞跃；其功能从弱到强，实现了规律控制到数字控制的进步；其应用领域从小到大，实现了单体设备简洁控制到胜任运动控制、过程控制及集散控制等各种任务的跨越。今天的plc在处理模拟量、数字运算、人机接口和网络的各方面能力都已大幅提高，成为工业控制领域的主流控制设备，在各行各业发挥着越来越大的作用。plc与继电器控制系统比较有以下几个方面的不同：a） 控制方式：继电器的控制是采纳硬件接线实现的，是利用继电器机械触点的串联或并联极延时继电器的滞后动作等组合形成控制规律，只能完成既定的规律控制。plc采纳存储规律，其控制规

47、律是以程序方式存储在内存中，要改变控制规律，只需改变程序即可，称软接线。b） 控制速度：继电器控制规律是依靠触点的机械动作实现控制，工作频率低，毫秒级，机械触点有抖动现象。plc是由程序指令控制半导体电路来实现控制，速度快，微秒级，严格同步，无抖动。c） 延时控制：继电器控制系统是靠时间继电器的滞后动作实现延时控制，而时间继电器定时精度不高，受环境影响大，调整时间困难。plc用半导体集成电路作定时器，时钟脉冲由晶体振荡器产生，精度高，调整时间便利，不受环境影响。市面上现有的plc有西门子、欧姆龙和三菱，相比较而言：西门子，价格昂贵，模拟量精确度高，编程复杂。模拟量简洁，主要用于高周密设备；三菱

48、，价格一般，编程简洁，模拟量复杂，模拟量精确比西门子差，主要用于一般设备;欧姆龙 ，价格一般，编程简洁，模拟量不如西门子三菱3。在本试验中采纳欧姆龙控制，编程如下。表4-4为接口安排列表。表4.7 plc接口表代号状态备注00000输入sb启动按钮00001输入气缸1初始位置a000002输入气缸1极限位置a100003输入气缸2初始位置b000004输入气缸2极限位置b101000输出yaa0得电01001输出yaa1得电01002输出yab0得电01003输出yaa1得电20000中间继电器ka1得电20001中间继电器ka2得电20002中间继电器ka3得电plc控制回路图如图4.8所示。图4.8 plc控制回路图4.9为plc程序图。图4.9 plc控制图 第五章 结论1、此次设计的涂胶机体积小，结构简洁，操作便利，有利于它的通用性。2、此次设计的自动涂胶机完全脱离了手工涂胶，实现了全自动涂胶，使工人从繁琐的劳动中解脱出来，减少了工人的劳动强度，这将大大的提高劳动生产效率。3、在涂胶的过程中，保证了涂胶的厚度和胶的均匀性，这样，不仅提高了机器零件的密封性，而且机器的性能将更加良好。涂胶机的