33搪锡自动化系统

搪锡自动化系统

研制方案汇报人：徐海波机械手结构设计方案1总体设计外观图总体设计外观图控制系统人机界面成品容器手臂伸缩电机托盘直线导轨手爪电机翻转电机直线导轨电机电磁阀与真空传感器焊锡池助焊剂池送料机制该方案中可以在直线导轨的镜像位置安装相同的结构，使用同一控制系统，可以提高效率。横梁架构及横向移动拖板电机驱动滚珠丝杠运动，手臂部分将安装在托板上跟随托板做直线运动拖板上固定滑台托板安装手臂，通过电机驱动滚珠丝杠使手臂做上下伸缩运动机械手上下移动驱动电机滑块带动机械手移动手爪采用夹取方式，通过电机带动丝杆旋转，改变夹子的松紧状态，并且爪内侧安装橡胶垫，防止夹伤元件。驱动手爪翻转电机分路控制电磁阀真空度传感器计算机集中控制计算机控制窗口，可以人工调用数据库参数，使机构实现不同元件的工作程序。操作界面控制计算机机械手组合安装方式机械手指安装底座对角线两个孔为紧定孔对角线两个孔为定位孔单个吸盘安装定位座上只安装一个吸管的状态多个吸盘安装为了适应集成块大小的变化，吸盘座需要垫块调整间距垫块按8脚、14(16)脚、20(24)脚、28脚等规格设置不同厚度多个吸盘安装吸盘根据元件尺寸可更换吸盘的尺寸和形状根据元件规格不同而不同。操作时通过人工更换元件搪锡为了满足工艺要求，所以将原件倾斜一定角度进行搪焊锡。元件搪锡锡锅和助焊剂锅镶嵌在工作台上自备加热温控系统直插件的弹簧夹紧机构弹簧夹紧方式适合于不能吸附的元件夹紧弹簧释放动作驱动电机元件的排列方法电阻、集成元件可以采用吸盘直立电容，三极管，接插件等元件采用手爪方式旋钮可以调整定位片的间隙活动定位片固定定位片弹簧夹紧方式弹簧夹紧方式夹紧加力方式电机未工作时弹簧夹子处于夹紧的工作状态，电机工作时带动丝杠，使弹簧压缩，夹子松开。真空吸附分路控制分路控制可以避免某个元件吸附不好而破坏了整个系统的真空度，如果某路形成不了真空度则关闭该路真空度传感器电磁阀电磁阀和真空度传感器真空吸附连接方式采用软管连接用于抽真空的真空泵锡锅焊锡氧化层刮刀锡锅的焊锡氧化层在搪锡过程的间隔中自动刮净刮片元件上料机不同元件采用不同送料机上料吸附过程电机驱动同步齿形带运动。人工干预，手动布置元件吸附排列上料手动调整定位片旋钮，使元件有效夹在送料台上机械手结构设计方案2方案(2)总体外观方案(2)顶示图方案(2)总体外观送料机构旋转电机旋转平台成品容器真空泵翻转电机手臂伸缩电机电机控制器吸盘助焊剂池四个机械手按节拍动作方案(2)总体外观方案(2)总体外观手爪末端根据元件种类尺寸不同可以为吸盘或者弹簧夹子方案(2)总体外观元件上料机构电阻或者集成块元件可以通过槽上的送料口批量到达齿形传送带上。计算机控制计算机系统可以安装到平台上或者安装到控制柜中，安放在平台系统旁边方案2的优缺点优点：

●四个机械手同时动作，效率高。

●转盘结构形式，体积小。缺点：

●转动惯量太大，定位精度不高。

●信号、动力等需要集电环安装在机架上的真空泵安装在机架上的伺服控制器搪锡自动化系统控制方案

45内容提要

工作流程及控制要求1控制系统的硬件结构3控制系统的软件结构4结构分析21.机械手----工作流程机械手的主要工作过程：46机械手——控制要求要求：基座移动到指定位置，机械手实现抓取（吸取），翻转，摆动等动作。检测：真空吸管上真空测试传感器，实时检测是否将元件吸牢。动作：机械手手臂高度、吸盘或者手爪角度调整由控制电机转动的角度实现。472.机械手——结构分析机械手整体结构框图控制系统组成49X轴Z轴手爪送料驱动备用备用控制信号50

内容提要控制系统硬件方案3

电气机构3.4执行机构3.2辅助机构3.3

控制机构3.13.1控制机构方案

控制机构方案（一）方案一集成控制器控制方式控制器控制ADT-TP3860是一台高性能的现场6轴步进/伺服触摸屏运动控制器，10.4寸真彩色液晶显示屏，采用嵌入式实时操作系统，ADS1.2EVC并提供库文件系统，提供GUI图形界面库，运动控制函数库，以及键盘，触摸屏相关操作函数库。控制器尺寸图控制器方案这种方案的优点是控制可靠性高，无需编程,动作模式依法预先设定,省去了客户繁琐的编程工作；缺点是功能扩展性弱。

控制系统方案（二）方案二

一体化工作站控制方案一体化工作站一体化工作站：855◆8U高、19"上架式工作站◆高强度铝合金面板、备有安全门锁◆前面板72键薄膜工业键盘和触摸板◆前置USB×1、5.25"×1、3.5"×1◆弹性机械设计、支持STDPS/2电源◆10槽插卡空间、支持长卡◆重量：16kg一体机化工作站一体化工作站方案这种方案的优点是将PC机与外部设备接口集成，通过外接多个运动控制卡满足多个控制要求，功能比较强大。这两个方案还要根据具体的控制要求，如控制精度，反馈时间等进行具体选择。61

内容提要执行机构3.2

电气连接电磁阀选择

电机选择3.2执行机构---电机选择选择电机的一般条件：负载的性质（如水平还是垂直负载等）转矩、惯量、转速、精度、加减速等要求上位控制要求（如对端口界面和通讯方面的要求），主要控制方式是位置、转矩还是速度方式。据此以确定电机和配用驱动器或控制器的型号。3.2执行机构---电机选择三菱公司推出的MELSERVO-J2-Super伺服电机系统，采用高分辨率编码器实现低速稳定性，并且可以实现高速定位。其中的HC-KFS系列伺服电机，是一款超小型电机，负载惯性增大适合用于皮带驱动装置中可以用于送料带的驱动。用于丝杠驱动的电机电机选择条件：精度高，稳定性好，输出扭矩足够大。因此选择HC-SFS系列的中惯量电机满足条件。送料带驱动电机电机选择条件：低速转动，惯性扭矩大，稳定性高。因此选择HC-KFS系列低惯量适应扭矩变化大的电机。吸盘翻转驱动电机电机选择条件：体积小，安装位置受到限制。因此选择HC-UFS系列小型电机，满足安装要求。手臂伸缩驱动电机电机选择条件：反应灵敏，精度高，惯性小，稳定性好。因此选择HC-RFS低惯量反应速度快的电机。电机周边设备连接图位置控制电路图速度控制模式图3.2执行机构---电磁阀选择10毫米SRS系列微型气体电磁阀,由美国Pneutronics出品。可以将数字电子信号转变为数字气动信号。特点：

·设计结合了耐腐蚀性金属

·设计了多种安装形式，可以便利的安装在电路板上

·重量低，仅0.23盎司

3.2执行机构---电气连接73

内容提要辅助系统4

液位传感器4.3真空度传感器4.2

温度传感器4.14.1辅助系统——温度传感器

采用北京华夏日盛科技有限高温温度传感器产品特性：

★高精度进口日本德国铂电阻元件芯片；

★测温范围-50℃～300℃；

★每只传感器的差值精度≤0.1℃；

★在0℃时阻值100Ω／1000Ω，温度每变化1℃阻值变化0.38Ω／3.8Ω；

744.1辅助系统——温度传感器★探头保护管直径Φ4mm以上；

★德式球型接线盒出线或电缆直接出线；

★公称压力1.6MPa；

★耐高温200℃～300℃，稳定性好；

★良好的防震动和防冲击性；

★能承受高电压、有良好的绝缘性；

★精度与等级：A±（0.15＋0.002t）；B±（0.3＋0.005t）；

★0℃时阻值允许偏差：A±0.06Ω；B

±0.12Ω；真空度测试传感器（1）MD-GA型高精度绝压传感器是铭动科技开发研制的一种新型绝对压力传感器。该系列产品精度高、响应快、体积小、重量轻、稳定可靠、抗过载能力强的特点。真空度传感器（2）美国西特SetraModel720电容压力计是专为精确测量真空装置而设计的压力计，全焊接结构消除了其他设计中由于不同金属之间的摩擦接触而导致的非稳定性因素。具有结构设计简洁，高精度和稳定性高的特点。性能对比两种产品分别为国产和美国制造，但是各有优点，前者响应时间短，精度高，使用寿命长，后者体积小，长期稳定性高。两者之间的选择还要根据机械结构的设计和控制系统的要求，因此提出两种方案。4.3辅助系统——液位传感器UQZ-55系列顶（底）装式磁性浮子液位计原理：是以浮球为测量元件，通过连杆上磁钢将液位变化传递给现场指示器，使指示醒目地指示出液位的高度。4.3辅助系统——液位传感器UQZ-55系列顶（底）装式磁性浮子液位计可以和液位控制开关和液位远传变送装置配套使用，可实现液位的上、下极限报警及限位控制，可将液位变化转换成电流信号，实现远距离的指示、检测、控制和记录。

结构特点及外形尺寸

结构特点接液材质温度（℃）压力（MPa）密度g/cm3

外型无护管型3042502.5≥0.75图１碳钢护管型Q2352502.5≥0.75图2不锈钢护管型3042502.5≥0.75图2防腐型PTFE1502.5≥0.75图3轻比重型3041502.5≥0.55图4