點(diǎn)膠機(jī)點(diǎn)膠部分的機(jī)械結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)論文

施晶晶 點(diǎn)膠機(jī)械手的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 1 第一章 緒論 點(diǎn)膠機(jī)又稱涂膠機(jī)、滴膠機(jī)、打膠機(jī)、灌膠機(jī)等，專門對(duì)流體進(jìn)行控制。并將流體點(diǎn)滴、涂覆于產(chǎn)品表面或產(chǎn)品內(nèi)部的自動(dòng)化機(jī)器，可實(shí)現(xiàn)三維、四維路徑點(diǎn)膠，精確定位，精準(zhǔn)控膠，不拉絲，不漏膠，不滴膠。點(diǎn)膠機(jī)主要用于產(chǎn)品工藝中的膠水、油漆以及其他液體精確點(diǎn)、注、涂、點(diǎn)滴到每個(gè)產(chǎn)品精確位置，可以用來(lái)實(shí)現(xiàn)打點(diǎn)、畫線、圓型或弧型。 如今根據(jù)市場(chǎng)特定的需求，改進(jìn)現(xiàn)有點(diǎn)膠機(jī)，用于專業(yè)的不同的膠水點(diǎn)膠。 1.1 點(diǎn)膠機(jī)特點(diǎn) 可替代人工作業(yè)， 實(shí)現(xiàn)機(jī)械化生產(chǎn)；單機(jī)即可操作，簡(jiǎn)單便利、高速精確；SD 卡存儲(chǔ)方式，方便資料管理及機(jī)臺(tái)間文件傳輸；可搭載雙組分泵送系統(tǒng)，構(gòu)成雙液全自動(dòng)點(diǎn)膠機(jī)；可加裝點(diǎn)膠控制器及點(diǎn)膠閥等配件構(gòu)成落地式點(diǎn)膠設(shè)備；可搭載螺絲鎖付機(jī)構(gòu)，配置成自動(dòng)鎖螺絲機(jī)；可按需升級(jí)為在線機(jī)器人，用于各種自動(dòng)化裝配；承載能力強(qiáng)、加工空間大。 1.2 工作原理 伺服電機(jī)帶動(dòng)螺桿轉(zhuǎn)動(dòng)推進(jìn)各活塞 ，將膠壓進(jìn)與活塞室相連的進(jìn)給管中，當(dāng)活塞處于上沖程時(shí) 不擠膠 ，當(dāng)活塞向下推進(jìn)滴膠針頭時(shí)，膠從針嘴壓出。滴出的膠量由活塞下沖的距離決定，可以手工調(diào)節(jié)，也可以在 軟件 中自動(dòng)控制 。 1.3 常見問題 點(diǎn)膠機(jī)最常遇到的問題是閥門問題，下列為解決膠閥使用時(shí)經(jīng)常發(fā)生的問題的有效方法。 膠閥滴漏此種情形經(jīng)常發(fā)生予膠閥關(guān)畢以后。 95%的此種情形是因?yàn)槭褂玫尼橆^口徑太小所致。 太小的針頭會(huì)影響液體的流動(dòng)造成背壓， 結(jié)果導(dǎo)致膠閥關(guān)畢后不久形成滴漏的現(xiàn)象。過小的針頭也會(huì)影響膠閥開始使用時(shí)的排氣泡動(dòng)作 .只要更換較大的針頭即可解決這種問題。錐形斜式針頭產(chǎn)生的背壓最少， 液體流動(dòng)最順暢。液體內(nèi)空氣在膠閥關(guān)畢 后會(huì)產(chǎn)生滴漏現(xiàn)象， 最好是預(yù)先排除液體內(nèi)空氣，或改用不容易含氣泡的膠 .或先將膠離心脫泡后在使用。 施晶晶 點(diǎn)膠機(jī)械手的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 2 1、出膠大小不一致 當(dāng)出膠不一致時(shí)主要為儲(chǔ)存流體的壓力筒或空氣壓力不穩(wěn)定所產(chǎn)生。 進(jìn)氣壓力調(diào)壓表應(yīng)設(shè)定于比廠內(nèi)最低壓力低 10至 15psi.，壓力筒使用的壓力應(yīng)介于調(diào)壓表中間以上的壓力， 應(yīng)避免使用壓力介于壓力表之中低壓力部分。 膠閥控制壓力應(yīng)至少 60psi 以上以確保出膠穩(wěn)定。 最后應(yīng)檢查出膠時(shí)間 .若小于 15/1000 秒會(huì)造成出膠不穩(wěn)定 .，出膠時(shí)間愈長(zhǎng)出膠愈穩(wěn)定。 2、流速太慢 流速若太慢應(yīng)將管路從 1/4” 改 為 3/8”。 管路若無(wú)需要應(yīng)愈短愈好。 除了改管子，還要改出膠口和氣壓，這樣完全加快流速。 3、流體內(nèi)的氣泡 過大的流體壓力若加上過短的開閥時(shí)間則有可能將空氣滲入液體內(nèi) . 解決方法為降低流體壓力并使用錐形斜式針頭。 4、膠水堵塞 此種情形主要因過多的濕氣或重復(fù)使用過的瞬間膠。應(yīng)確保使用新鮮的瞬間膠。將管路以未含濕氣的 Aceton 丙酮徹底清洗過。使用的空氣應(yīng)確定完干燥且于廠內(nèi)空壓與膠閥系統(tǒng)間加裝過濾器。（以上方法如仍然無(wú)效，則應(yīng)使用氮?dú)猓?。 5、點(diǎn)膠時(shí)斷膠原因 第一：檢查膠水是不是有問題（比如膠水中含 有氣泡，有顆粒沉淀物之類等），這種情況下會(huì)使點(diǎn)膠機(jī)產(chǎn)生點(diǎn)膠斷膠的問題； 第二：點(diǎn)膠控制器是否工作正常，因其工作的不正?；蛘咂浔旧硇阅艿牟蛔悖矔?huì)出現(xiàn)點(diǎn)膠斷膠的問題。 施晶晶 點(diǎn)膠機(jī)械手的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 3 6、 UV膠 UV 膠即紫外線固化膠。 確定使用黑色的管路。 勿直接添加 UV 膠于壓力筒舊有的 UV 膠上。 先將原有 UV 膠放掉， 再膠 UV膠倒入空的壓力筒 . 壓力筒內(nèi)的 UV 膠往往經(jīng)過一段時(shí)間后會(huì)產(chǎn)生氣泡而造成出膠不穩(wěn)定。 1.4 廠商需點(diǎn)膠水類型 AB 膠兩個(gè)膠管外徑為 21.5、 21.5，內(nèi)徑為 19.3、 19.3，長(zhǎng)為104 （單位： mm） 1-4-1 1.5 廠商膠量要求 每次點(diǎn)膠膠水量誤差 0.1，膠水軌跡要求均勻 施晶晶 點(diǎn)膠機(jī)械手的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 4 第二章 點(diǎn)膠機(jī)械手設(shè)計(jì) 2.1 概念設(shè)計(jì) 2.1.1點(diǎn)膠方式選擇 點(diǎn)膠可以是氣動(dòng)點(diǎn)膠、螺桿推膠、噴膠等，此 AB 膠密封，不能倒出來(lái)，膠水粘度比較高，要求對(duì)膠水量的把握精度比較高，根據(jù)膠水的性質(zhì)和顧客的需求我們選用螺桿推膠！ 2.1.2模型設(shè)計(jì) 2-1-1 模型圖 2.1.3標(biāo)準(zhǔn)件的名稱確定 伺服電機(jī) *1 減速器 *1 滾珠絲桿 *1 氣缸 *1 混個(gè)膠管 *1 減速器 *1 施晶晶 點(diǎn)膠機(jī)械手的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 5 膠水開關(guān) *1 2.2實(shí)體設(shè)計(jì) 2.2.1 膠管夾具設(shè)計(jì) 膠管尺寸如下圖所示： 2-2-1 膠管圖 2-2-2 膠管 圖 2-2-3 膠管圖 根據(jù)膠桶的尺寸初步設(shè)計(jì)夾具為：長(zhǎng)寬高 =50 35 95 （ mm）槽的拉深深度為 4mm，以便于膠水放入，夾具分為兩部分，制造精度為 IT12，材料為鋁合金，鑄造成型，表面氧化處理。 施晶晶 點(diǎn)膠機(jī)械手的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 6 2-2-4 膠管夾具圖 2-2-5 膠管夾具圖 2-2-6 膠管夾具圖 邊上的凹槽是用來(lái)與另一零件配合，使其能掛起來(lái) ，切除深度為 3mm，寬度為 7.3mm， 初定孔距為 38.18mm，初定尺寸為自定義，倒角距離為 8mm（如需改進(jìn)按裝配時(shí)實(shí)際情況進(jìn)行數(shù)字調(diào)整），是為了裝配的時(shí)候不于氣缸發(fā)生干涉 。 利用 M4碟形螺絲固定到膠桶夾具固定件上，用 M4的蝶形螺絲鎖緊膠管夾具。 因?yàn)槭芰Σ淮?，所以用廉價(jià)鋁合金材料制作，表面氧化處理以保護(hù)表層。 施晶晶 點(diǎn)膠機(jī)械手的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 7 2.2.2混合膠管的選擇 混膠管又叫 AB 混膠管，雙液混合管，混合管，螺旋混合管，靜態(tài)混合管。 是專門用于雙組份膠水自動(dòng)混合。混合管是屬于靜態(tài)混合管，主要是應(yīng)用在 50ML的 AB 膠槍前端和 AB 膠點(diǎn) 膠設(shè)備的出膠口， AB 膠混合管其作用是使 AB 膠自動(dòng)混合均勻。接口是卡口形式或螺旋式，混合管內(nèi)管芯為螺旋狀，其工作原理與建筑上使用的攪拌機(jī)相似。當(dāng)膠水從 AB 膠筒出來(lái)流經(jīng)混合管時(shí)，被螺旋葉片多次的切割、重組后，分成若干個(gè)小份，這樣以達(dá)到混合均勻的目的。混合管適用 1：1和 2： 1的膠水混合， 4： 1和 10： 1 的膠水需用橙色管芯的混合管，其規(guī)格參數(shù)與其面相同，兩者不同的是管芯的材質(zhì)。根據(jù)不同的膠水特性，比如膠水的粘稠度、干膠時(shí)間、點(diǎn)膠速度和點(diǎn)膠量，混合管配備了不同的型號(hào)。 我們所用 AB 膠水是 1:1混合，出膠速度較低， 對(duì)膠量的把握精度要求較高，所以選擇出膠口徑最小的混合管，膠水接口外徑為 7mm，混合管尺寸數(shù)據(jù)： 出膠口內(nèi)徑 0.85mm、接口內(nèi)徑 7mm、螺旋節(jié)數(shù) 17、螺旋長(zhǎng)度 53mm、螺旋直徑 3mm、總長(zhǎng)63mm 2-2-7 混合膠嘴圖 施晶晶 點(diǎn)膠機(jī)械手的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 8 2.2.3 氣缸的選擇 如下圖所示，氣缸的作用是帶動(dòng)點(diǎn)膠閥開關(guān)，對(duì)于 點(diǎn)膠閥的開關(guān)所需的力幾乎可以忽略不計(jì)，但是需要有一定的飽壓力來(lái)保證膠水不溢出，開關(guān)需要往復(fù)行程，行程為 5mm。我們選用亞德客氣缸 SDA16*5-B 2-2-8 氣缸裝配圖 2-2-9 亞德客氣缸型號(hào) 2-2-10 型號(hào)說明 施晶晶 點(diǎn)膠機(jī)械手的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 9 2.2.4氣缸與 Y型點(diǎn)膠閥連接件的設(shè)計(jì) 兩個(gè) M5 的螺孔，一個(gè)是 用來(lái)緊定 Y型點(diǎn)膠閥開關(guān)的，另一個(gè)是用來(lái)與氣缸連接，小孔是 Y型點(diǎn)膠閥開關(guān)連接的，小孔內(nèi)徑要大點(diǎn)，于是實(shí)現(xiàn)氣缸與 Y型點(diǎn)膠閥之間的連接，力的傳動(dòng)，螺紋高度 19mm 的選擇是依據(jù)氣缸連接螺紋和Y型點(diǎn)膠閥開關(guān)總長(zhǎng)度而確定的，寬度 16mm 是依據(jù)螺絲 M5 8來(lái)確定的，精度要求 IT12，材料為鋁合金，鑄造成型，表面氧化處理。 2-2-10 氣缸與 Y 型點(diǎn)膠閥連接件 2-2-11 氣缸與 Y 型點(diǎn)膠閥連接件 施晶晶 點(diǎn)膠機(jī)械手的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 10 2.2.5點(diǎn)膠氣缸固定基座的設(shè)計(jì) 如下圖所示，選擇 M5 的螺紋孔，上面的那個(gè)是用來(lái)固定基座用的，下面是用來(lái)調(diào)節(jié)基座垂直度用的（用無(wú)頭螺絲），上坐臺(tái)四個(gè)螺紋孔的位置關(guān)系是由氣缸自身固定螺絲之間的距離來(lái)決定的， R=3.75 的孔是根據(jù) Y型點(diǎn)膠閥的大小來(lái)確定，孔徑大小要比閥的直徑達(dá) 1mm 左右即可，使其便于安裝，精度要求 IT12，材料為鋁合金，鑄造成型，表面氧化處理。 2-2-12 點(diǎn)膠氣缸固定基座圖 2-2-13 點(diǎn)膠氣缸固定 基座 2-2-14 點(diǎn)膠氣缸固定基座圖 施晶晶 點(diǎn)膠機(jī)械手的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 11 2.2.6點(diǎn)膠旋轉(zhuǎn)片的設(shè)計(jì) 此零件是用來(lái)固定 Y型點(diǎn)膠閥的，限制繞 Z軸的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，沉孔是固定點(diǎn)膠旋轉(zhuǎn)片的，孔距是任意定的，但與氣缸與 Y型點(diǎn)膠閥連接件上的螺紋孔要相對(duì)應(yīng)，精度要求 IT12，材料為鋁合金，鑄造成型，表面氧化處理。 2-2-15 旋轉(zhuǎn)片圖 2-2-16 旋轉(zhuǎn)片圖 施晶晶 點(diǎn)膠機(jī)械手的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 12 2.2.7點(diǎn)膠蠅嘴固定座的設(shè)計(jì) 兩個(gè) M4 的螺紋孔是用來(lái)與點(diǎn)膠安裝板連接，螺紋深度為 12mm，側(cè)面兩個(gè) M3 的螺紋孔是用來(lái)緊定 Y 型點(diǎn)膠閥用的， 6.5 的孔徑大小是根據(jù) Y 型號(hào)點(diǎn)膠閥來(lái)確定的，其位置確定是根據(jù) Y型點(diǎn)膠閥基座 R=3.75 來(lái)確定，并保持兩者之間的同軸度要，精度要求 IT12，材料為鋁合金，鑄造成型，表面氧化處理。 2-2-17 點(diǎn)膠蠅嘴固定座圖 施晶晶 點(diǎn)膠機(jī)械手的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 13 2.2.8 點(diǎn)膠安裝板的設(shè)計(jì) 跑道式的孔（ R=2.75mm）是起到板件在安裝的時(shí)候的調(diào)節(jié)作用的，因?yàn)闅飧着c膠管夾具之間出現(xiàn)干涉的情況，跑道式的孔可以調(diào)節(jié)上 下位置以消除干涉， U型孔功能一樣，板的材料為鑄鋁，所以大件中容易出現(xiàn)縮松的現(xiàn)象，所以中間開一個(gè) 25mm*27mm 的矩形孔以防止縮松現(xiàn)象的出現(xiàn)，兩個(gè) 4.5 的孔是用來(lái)安裝點(diǎn)膠蠅嘴固定座用的， M4 的螺紋孔是用來(lái)調(diào)節(jié)點(diǎn)膠安裝板與點(diǎn)膠蠅嘴固定座的垂直度的，精度要求 IT12，材料為鋁合金，鑄造成型，表面氧化處理。 2-2-18 點(diǎn)膠安裝板圖 施晶晶 點(diǎn)膠機(jī)械手的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 14 2.2.9 滾珠絲桿的選擇 擠膠水的工作原理：私服電機(jī)帶動(dòng)絲桿旋轉(zhuǎn)，絲桿帶動(dòng)推桿擠壓膠水?dāng)D壓 ,因此絲桿的精度會(huì)影響到膠水量的精度。 點(diǎn)膠機(jī)工作環(huán)境：因 為擠壓膠水的量是很少的，所以絲桿旋轉(zhuǎn)工作速度很慢（具體速度要根據(jù)點(diǎn)膠產(chǎn)品膠水需求量來(lái)確定）；經(jīng)過試驗(yàn)將 50mL 膠水?dāng)D壓出來(lái)的零界壓力為 N 滾珠絲桿簡(jiǎn)介： 滾珠絲杠是將回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)化為直線運(yùn)動(dòng)，或?qū)⒅本€運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)化為回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)的理想的產(chǎn)品。滾珠絲杠由螺桿、螺母、鋼球、預(yù)壓片、反向器、防塵器組成，功能是將旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)化成直線運(yùn)動(dòng)，是艾克姆螺桿的進(jìn)一步延伸和發(fā)展，滾珠絲杠的發(fā)展將軸承從滾動(dòng)動(dòng)作變成滑動(dòng)動(dòng)作。由于具有很小的摩擦阻力，滾珠絲杠被廣泛應(yīng)用于各種工業(yè)設(shè)備和精密儀器。 1、按照國(guó)標(biāo) GB/T17587.3-1998 及應(yīng)用實(shí)例，滾珠絲杠（已基本取代梯形絲桿，俗稱絲桿）是用來(lái)將旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)化為直線運(yùn)動(dòng)；或?qū)⒅本€運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)化為旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)的執(zhí)行元件，并具有傳動(dòng)效率高，定位準(zhǔn)確等 2、當(dāng)滾珠絲杠作為主動(dòng)體時(shí)，螺母就會(huì)隨絲桿的轉(zhuǎn)動(dòng)角度按照對(duì)應(yīng)規(guī)格的導(dǎo)程轉(zhuǎn)化成直線運(yùn)動(dòng)，被動(dòng)工件可以通過螺母座和螺母連接，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)應(yīng)的直線運(yùn)動(dòng)。 施晶晶 點(diǎn)膠機(jī)械手的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 15 主要特點(diǎn) 滑動(dòng)絲杠副和驅(qū)動(dòng)力相比 1/3 由于滾珠絲杠副的絲杠軸與絲杠螺母之間有很多滾珠在做滾動(dòng)運(yùn)動(dòng) ,所以能得到較高的運(yùn)動(dòng)效率。與過去的滑動(dòng)絲杠副相比驅(qū)動(dòng)力矩達(dá)到 1/3 以下 ,即達(dá)到同樣運(yùn)動(dòng)結(jié)果所需的 動(dòng)力為使用滾動(dòng)絲杠副的 1/3。在省電方面很有幫助。 高精度的保證 滾珠絲杠副是一般是用世界最高水平的機(jī)械設(shè)備連貫生產(chǎn)出來(lái)的，特別是在研削、組裝、檢查各工序的工廠環(huán)境方面 ,對(duì)溫度、濕度進(jìn)行了嚴(yán)格的控制，由于完善的品質(zhì)管理體制使精度得以充分保證。 微進(jìn)給可能 滾珠絲杠副由于是利用滾珠運(yùn)動(dòng) ,所以啟動(dòng)力矩極小 ,不會(huì)出現(xiàn)滑動(dòng)運(yùn)動(dòng)那樣的爬行現(xiàn)象 ,能保證實(shí)現(xiàn)精確的微進(jìn)給。 無(wú)側(cè)隙、剛性高 滾珠絲杠副可以加與預(yù)壓 ,由于預(yù)壓力可使軸向間隙達(dá)到負(fù)值 ,進(jìn)而得到較高的剛性 (滾珠絲杠內(nèi)通過給滾珠加予壓力 ,在實(shí)際用于機(jī)械裝置等時(shí) ,由于滾珠的斥力可使絲母部的剛性增強(qiáng) )。 滾珠絲杠選擇標(biāo)準(zhǔn)： 1-公稱直徑 即絲杠的外徑，常見規(guī)格有 12、 14、 16、 20、 25、 32、 40、 50、 63、 80、100、 120，不過請(qǐng)注意，這些規(guī)格中，各廠家一般只備 1650 的貨，也就是說，其他直徑大部分都是期貨（見單生產(chǎn)，貨期大約在 3060 天之間，日系產(chǎn)品大約是 22.5 個(gè)月，歐美產(chǎn)品大約是 34 個(gè)月）。公稱直徑和負(fù)載基本成正比，直徑越大的負(fù)載越大，具體數(shù)值可以查閱廠家產(chǎn)品樣本。這里只說明兩個(gè)概念：動(dòng)額定負(fù)荷與靜額定負(fù)荷，前者指運(yùn)動(dòng)狀態(tài)下的額定軸向 負(fù)載，后者是指靜止?fàn)顟B(tài)下 施晶晶 點(diǎn)膠機(jī)械手的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 16 的額定軸向負(fù)載。設(shè)計(jì)時(shí)參考前者即可。需要注意的是，額定負(fù)荷并非最大負(fù)荷，實(shí)際負(fù)荷與額定負(fù)荷的比值越小，絲杠的理論壽命越高。推薦：直徑盡量選1663。 2-導(dǎo)程 也稱螺距，即螺桿每旋轉(zhuǎn)一周螺母直線運(yùn)動(dòng)的距離，常見導(dǎo)程有 1、 2、 4、6、 8、 10、 16、 20、 25、 32、 40，中小導(dǎo)程現(xiàn)貨產(chǎn)品一般只有 5、 10，大導(dǎo)程一般有 1616、 2020、 2525、 3232、 4040（ 4 位數(shù)前兩位指直徑，后兩位指導(dǎo)程），其他規(guī)格多數(shù)廠家見單生產(chǎn)。導(dǎo)程與直線速度有關(guān)，在輸入轉(zhuǎn)速一定的情況下，導(dǎo)程越 大速度越快。推薦：導(dǎo)程盡量選 5 和 10。 3-長(zhǎng)度 長(zhǎng)度有兩個(gè)概念，一個(gè)是全長(zhǎng)，另一個(gè)是螺紋長(zhǎng)度。有些廠家只計(jì)算全長(zhǎng)，但有些廠家需要提供螺紋長(zhǎng)度。螺紋長(zhǎng)度中也有兩個(gè)部分，一個(gè)是螺紋全長(zhǎng)，一個(gè)是有效行程。前者是指螺紋部分的總長(zhǎng)度，后者是指螺母直線移動(dòng)的理論最大長(zhǎng)度，螺紋長(zhǎng)度 =有效行程 +螺母長(zhǎng)度 +設(shè)計(jì)裕量（如果需要安裝防護(hù)罩，還要考慮防護(hù)罩壓縮后的長(zhǎng)度，一般按防護(hù)罩最大長(zhǎng)度的 1 8計(jì)算）。在設(shè)計(jì)繪圖時(shí)，絲杠的全長(zhǎng)大致可以按照一下參數(shù)累加：絲杠全長(zhǎng) =有效行程 +螺母長(zhǎng)度 +設(shè)計(jì)余量 +兩端支撐長(zhǎng)度（軸承寬度 +鎖 緊螺母寬度 +裕量） +動(dòng)力輸入連接長(zhǎng)度（如果使用聯(lián)軸器則大致是聯(lián)軸器長(zhǎng)度的一半 +裕量）。特別需要注意的是，如果你的長(zhǎng)度超長(zhǎng)（大于 3米）或長(zhǎng)徑比很大（大于 70），最好事先咨詢廠家銷售人員可否生產(chǎn)，總體的情況是，國(guó)內(nèi)廠家常規(guī)品最大長(zhǎng)度 3米，特殊品 16米，國(guó)外廠家常規(guī)品 6米，特殊品 22米。當(dāng)然不是說國(guó)內(nèi)廠家就不能生產(chǎn)更長(zhǎng)的，只是定制品的價(jià)格比較離譜。推薦：長(zhǎng)度盡量選 6 米以下，超過的用齒輪齒條更劃算了。 4-螺母形式 各廠家的產(chǎn)品樣本上都會(huì)有很多種螺母形式，一般型號(hào)中的前幾個(gè)字母即表 施晶晶 點(diǎn)膠機(jī)械手的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 17 示螺母形式。按法蘭形式分大約 有圓法蘭、單切邊法蘭、雙切邊法蘭和無(wú)法蘭幾種。按螺母長(zhǎng)度分有單螺母和雙螺母（注意，單螺母和雙螺母沒有負(fù)載和剛性差異，這一點(diǎn)不要聽從廠家銷售人員的演說，單螺母和雙螺母的主要差異是后者可以調(diào)整預(yù)壓而前者不能，另外后者的價(jià)格和長(zhǎng)度大致均是前者的 2倍）。在安裝尺寸和性能允許的情況下，設(shè)計(jì)者在選用時(shí)應(yīng)盡量選擇常規(guī)形式，以避免維護(hù)時(shí)備件的貨期問題。推薦：頻繁動(dòng)作、高精度維持場(chǎng)合選雙螺母，其他場(chǎng)合選雙且邊單螺母。推薦：螺母形式盡量選內(nèi)循環(huán)雙切邊法蘭單螺母。 5-精度 滾珠絲杠按 GB 分類有 P類和 T類，即傳動(dòng)類和定位 類，精度等級(jí)有 1、 2、3、 4.幾種，國(guó)外產(chǎn)品一般不分傳動(dòng)還是定位，一律以 C0C10 或具體數(shù)值表示，一般來(lái)說，通用機(jī)械或普通數(shù)控機(jī)械選 C7（任意 300 行程內(nèi)定位誤差 0.05）或以下，高精度數(shù)控機(jī)械選 C5（ 0.018）以上 C3（ 0.008）以下，光學(xué)或檢測(cè)機(jī)械選 C3 以上。特別需要注意的是，精度和價(jià)格關(guān)聯(lián)性很大，并且，精度的概念是組合和維持，也就是說，螺桿的導(dǎo)程誤差不能說明整套絲杠的誤差，出廠精度合格不能說明額定使用壽命內(nèi)都維持這個(gè)精度。這是個(gè)可靠性的問題，與生產(chǎn)商的生產(chǎn)工藝有關(guān)。推薦：精度盡量選 C7。以上說的都是主要參數(shù)，在選用型號(hào)時(shí)還得用到以下參數(shù)：珠卷數(shù)，珠徑，制造方式代碼，預(yù)壓等級(jí)等。分別說明如下：珠卷數(shù)：這個(gè)參數(shù)一般標(biāo)注在型號(hào)的導(dǎo)程后，如 4010-4，這個(gè)“ -4”就是珠卷數(shù)，因?yàn)橛醒h(huán)方式的問題說起來(lái)比較復(fù)雜，用戶可以簡(jiǎn)單的理解為滾動(dòng)體的循環(huán)圈數(shù)，“ -4”就是 4 個(gè)循環(huán)，這個(gè)數(shù)值越大表示負(fù)載越大螺母長(zhǎng)度越長(zhǎng)。珠徑：這個(gè)參數(shù)是指滾動(dòng)體的直徑，型號(hào)中不會(huì)體現(xiàn)，但是在各廠家的技術(shù)參數(shù)表中會(huì)標(biāo)識(shí)，一般與公稱直徑和導(dǎo)程相關(guān)，用戶不必理會(huì)。但是有些用戶因使用不當(dāng)導(dǎo)致滾珠掉出螺母外需要重裝滾珠時(shí)這個(gè)參數(shù)是 要注意的，尺寸一般精確到 0.001，當(dāng)然，不推薦用戶自行安裝，否則廠家不會(huì)提供無(wú)償維護(hù)，即使產(chǎn)品仍在保修期內(nèi)。如有滾珠意外掉落的情況，應(yīng)通知供應(yīng)商協(xié)助安裝。制造方式代碼：滾珠絲杠的制造方式主要是兩種：軋制和磨制，前者也稱滾軋制造或轉(zhuǎn)造，一般用 F表示。后者也稱研磨制造。一般用 G 表示。因工藝的不同，兩者能達(dá)到 施晶晶 點(diǎn)膠機(jī)械手的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 18 的精度等級(jí)不同，目前，軋制方式能達(dá)到的最高精度是 C5 級(jí)，我所知的只有REXROTH 可以達(dá)到這個(gè)精度。而磨制可以成產(chǎn)出更高精度的產(chǎn)品。不過請(qǐng)注意，兩種制造方式與精度、性能沒有逆向必然性，也就是說如果你選用的精 度是 C7，那么與它是怎么制造出來(lái)的無(wú)關(guān)。事實(shí)上我碰到許多廠家的專業(yè)銷售人員都未必知道兩者之間的詳細(xì)區(qū)別，所以多說幾句：軋制屬于批量制造，磨制屬于精確制造，前者的生產(chǎn)效率遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于后者，但是前者的制造設(shè)備成本也遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于后者。換句話說，磨制絲杠的進(jìn)入門檻較低，軋制生產(chǎn)的進(jìn)入門檻較高，能生產(chǎn)軋制絲杠的廠家一般也能生產(chǎn)磨制絲杠，而能生產(chǎn)磨制絲杠的廠家不一定能生產(chǎn)軋制絲杠。所以，同精度產(chǎn)品如果該可以買到軋制品就不要買磨制品，原因很簡(jiǎn)單：便宜。另外說明一點(diǎn)，軋制和磨制僅指螺桿，螺母全是磨削制造。預(yù)壓：也稱預(yù)緊。關(guān)于預(yù)壓， 用戶不必了解具體預(yù)緊力和預(yù)緊方式，只需按照廠家樣本選擇預(yù)壓等級(jí)即可。等越高螺母與螺桿配合越緊，等級(jí)越低越松。遵循的原則是：大直徑、雙螺母、高精度、驅(qū)動(dòng)力矩較大的情況下預(yù)壓等級(jí)可以選高一點(diǎn)，反之選低一點(diǎn)。 滾珠絲桿品牌： THK 滾珠絲桿、 NSK 滾珠絲桿、 KSS 滾珠絲桿 、 臺(tái)灣 TBI 滾珠絲桿、 ABBA 滾珠絲桿、昆山絲桿（上銀） HIWIN 滾珠絲桿、（銀泰） PMI 滾珠絲桿 PVP 滾珠絲桿、 HSK 滾珠絲桿等 。 現(xiàn)公司所有絲桿都用上銀，考慮到采購(gòu)的方便，于是選用 THK 內(nèi)循環(huán)滾珠絲桿，因?yàn)槟z水高 96.5mm，所以絲桿長(zhǎng) 度要大于等于 96.5mm。 綜合各方面的因素選擇絲桿螺母型號(hào)： R12-5B1-FSW-160-230.008 2-2-19 R12-5B1-FSW-160-230.008 參數(shù) 施晶晶 點(diǎn)膠機(jī)械手的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 19 2-2-20 滾珠絲桿圖 2.2.10導(dǎo)柱的設(shè)計(jì) 材料： 45鋼（表面鍍鉻） 做 4 根 10h8 ，表面粗糙度為 0.2um 的軸，以起到導(dǎo)向與支撐的作用，選 10 這個(gè)尺寸是因?yàn)橛?10 的麻花鉆，鉆制與導(dǎo)柱相配合的孔，導(dǎo) 柱兩端各有 M3 的螺孔，其作用為，在螺絲的配合下實(shí)現(xiàn)與其他零件的緊固，導(dǎo)柱長(zhǎng)度為170mm，導(dǎo)柱導(dǎo)柱長(zhǎng)度與絲桿有效行程相對(duì)應(yīng)。 2-2-21 導(dǎo)柱圖 2-2-22 導(dǎo)柱圖 施晶晶 點(diǎn)膠機(jī)械手的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 20 2.2.11導(dǎo)套的設(shè)計(jì) 材料： cr12mov 特鋼（冷作模具鋼 主要特征：高碳、高鉻類型萊氏體冷作模具鋼） 導(dǎo)套和導(dǎo)柱是間隙或正好配合所以選擇 10H7，內(nèi)表面粗糙度為 0.1um。外徑大小為 12f6 表面 粗糙度為 0.2um。雖然材料是高硬度的，但是因?yàn)楹穸缺容^薄所以高度矮一點(diǎn)，選擇 15mm，倒角為 0.5mm。 2-2-23 導(dǎo)套圖 2-2-24 導(dǎo)套圖 3.2.12代號(hào)為 J004的零件是設(shè)計(jì) 其在固定機(jī)械手的時(shí)候起到固定作用。螺紋是 M5，圓柱直徑是 6， 1 長(zhǎng)192 慢慢，無(wú)螺紋部分是 165mm，比起導(dǎo)柱 170mm 短了 5mm，是為了方便安裝，倒角為 0.5，材料是 45 鋼，精度為 IT10，圓柱剛度有待驗(yàn)證。 2-2-25 J004 圖 施晶晶 點(diǎn)膠機(jī)械手的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 21 2.2.13 鎖緊座的設(shè)計(jì) 這個(gè)零件的作用是通過螺絲來(lái)鎖緊膠管夾具，用來(lái)固定在其他零件上。螺孔距是根據(jù)膠管夾具鎖緊螺孔距來(lái)定，其數(shù)值應(yīng)該一樣。其余數(shù)據(jù)是根據(jù)任意制定，只要能包住膠管夾具即可，未標(biāo)倒角的為 2mm。 2-2-26 鎖緊座圖 2-2-27 鎖緊座圖 2-2-28 鎖緊座圖 施晶晶 點(diǎn)膠機(jī)械手的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 22 2.2.14 代號(hào)為 J001 的零件是設(shè) 計(jì) 零件的作用：固定膠管夾具、連接導(dǎo)柱的作用。深為 22*62 的槽是用來(lái)固定膠水夾具用的，其尺寸是根據(jù) 2.2.1 上的尺寸為參照，設(shè)計(jì)準(zhǔn)則是間隙配合，再用螺絲鎖緊。 材料為鋁合金，精度為 IT12。具體圖紙見附件。 2-2-29 J001 圖 3-2-30 J001 圖 2-2-31 J001 圖 2-2-32 J001 圖 施晶晶 點(diǎn)膠機(jī)械手的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 23 2.2.15 推桿的設(shè)計(jì) 如圖所示，推桿大體在 162.5mm，但要考慮到還要安裝推塊、安裝方便，我就選取總長(zhǎng)度 165mm，螺紋高度為 15mm，選擇 M4的螺紋孔，倒角為 0.5mm， 材料為 45鋼。 2-2-33 裝配圖 2-2-34 推桿圖 施晶晶 點(diǎn)膠機(jī)械手的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 24 2.2.16推膠頭的設(shè)計(jì) 推膠頭是與推桿連接，通過推桿傳遞推力，達(dá)到擠壓膠水的作用。 根據(jù)膠管內(nèi)徑 R=9.65mm 來(lái)確定推膠頭 的尺寸為 R=9.5mm，厚度為 10mm，其內(nèi)部打沉孔 4 的定位是根據(jù)如圖 3-2-31 導(dǎo)柱孔距 30mm，與圖 3-2-1 孔間距22.5 來(lái)定 75.425.20305.9 其沉孔距離圓心偏移量為 4,75mm，材料為 45鋼，圓角半徑為 0.5mm。 2-2-35 推膠頭圖 施晶晶 點(diǎn)膠機(jī)械手的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 25 2.2.17代號(hào)為 J006的零件的設(shè)計(jì) 其中 M6 是根據(jù)推桿上螺紋尺寸來(lái)定，螺孔距離是根據(jù)圖 3-2-31 上的導(dǎo)柱孔距來(lái)確定，其距離尺寸相等 ， 12 是根據(jù) 12 的導(dǎo)套來(lái)確定， 22 是用來(lái)裝螺母的，切除 10mm是為了給鎖緊螺母的螺絲留有空間， R=10是為了給代號(hào)為給 J004的零件留有安裝空間，孔的倒角 0.5mm，未注圓角為半徑為 R=0.5mm，材料為鑄鋁，表面氧化處理。詳圖見附件。 2-2-36 J006 圖 2-2-37 J006 圖 2-2-38 J006 圖 施晶晶 點(diǎn)膠機(jī)械手的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 26 2.2.18代號(hào)為 J005的零件的設(shè)計(jì) 零件是作用是通過鎖緊代號(hào)為 J004 的零件來(lái)固定點(diǎn)膠機(jī)械手。材料為鋁板筋，精度為 IT12， 6.5 的孔是根據(jù)代號(hào)為 J004 的零件的直徑為 6來(lái)定的，兩者間存在間隙配合，用 M5 的緊定螺絲來(lái)緊定， 46mm 慢慢孔距是根據(jù)代號(hào)為 J001 的零件來(lái)確定的， 31mm 是根據(jù)安裝時(shí)來(lái)確定，未標(biāo)倒角為 1mm，圖紙請(qǐng)見附錄。 2-2-39 J005 圖 2-2-40 J005 圖 2-2-41 J005 圖 施晶晶 點(diǎn)膠機(jī)械手的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 27 2.2.19 代號(hào)為 J007的零件的設(shè)計(jì) 此零件與代號(hào)為 J005 的零件相安裝，起到加強(qiáng)剛度的作用。具體圖請(qǐng)看附件。 2-2-42 J007 圖 2.2.20 滑板的設(shè)計(jì) 4個(gè) M5 的螺紋孔是用來(lái)固定點(diǎn)膠機(jī)械手的， 6 個(gè)通孔是將整體固定在基座上的。材料為鋁板筋，表面氧化處理。 2-2-42 滑板圖 2-2-43 滑板圖 2-2-44 滑板圖 施晶晶 點(diǎn)膠機(jī)械手的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 28 2.2.21 電機(jī)的選擇 1、軸向力到扭矩的計(jì)算 dLTan :導(dǎo)程角 （度） L：滾珠中心直徑 （ mm） d:進(jìn)給螺桿導(dǎo)程 （ mm） tan1FF F：絲桿切向力 (N) F1：推膠零界力 (N) 21dFT T：扭矩 (N*m) d1:絲桿公稱直徑 (m) 2、 已知條件 L=10mm d=25mm F1=30N d1=0.022m 3、 計(jì)算扭矩 NdLT a n 85.7 12514.3 10 NFF 55.2385.730t a n 1 mNdFT *2 5 9 05.02022.055.232 1 施晶晶 點(diǎn)膠機(jī)械手的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 29 4、 電機(jī)的選擇 選擇松下的私服電機(jī) 根據(jù)松下的私服電機(jī)的選型手冊(cè)選擇扭矩為 0.32N*m 的電機(jī)。 2-2-45 私服電機(jī) 2.2.22 聯(lián)軸器的選擇 1、聯(lián)軸器的選擇標(biāo)準(zhǔn) 選擇聯(lián)軸器品種、型式 了解聯(lián)軸器（尤其是撓性聯(lián)軸器）在傳動(dòng)系統(tǒng)中的綜合功能，從傳動(dòng)系統(tǒng)總體設(shè)計(jì)考慮，選擇聯(lián)軸器品種、型式。根據(jù)原動(dòng)機(jī)類別和工作載荷類別、工作轉(zhuǎn)速、傳動(dòng)精度、兩軸偏移狀況、溫度、濕度、工作環(huán)境等綜合因素選擇聯(lián)軸器的品種。根據(jù)配套主機(jī)的需要選擇聯(lián)軸器的結(jié)構(gòu)型式，當(dāng)聯(lián)軸器與制動(dòng)器配套使用時(shí)，宜選擇帶制動(dòng)輪或制動(dòng)盤型式的聯(lián)軸器；需要 過載保護(hù)時(shí)；宜選擇安全聯(lián)軸器；與法蘭聯(lián)接時(shí)，宜選擇法蘭式；長(zhǎng)距離傳動(dòng)，聯(lián)接的軸向尺寸較大時(shí)，宜選擇接中間或接中間套型。 聯(lián)軸器轉(zhuǎn)矩的計(jì)算 傳動(dòng)系統(tǒng)中動(dòng)力機(jī)的功率應(yīng)大于工件機(jī)所需功率。根據(jù)動(dòng)力機(jī)的功率和轉(zhuǎn)速可計(jì)算得到與動(dòng)力機(jī)相聯(lián)接的高速端的理論轉(zhuǎn)矩 T ；根據(jù)工況系數(shù) K 及其他有 施晶晶 點(diǎn)膠機(jī)械手的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 30 關(guān)系數(shù)，可計(jì)算聯(lián)軸器的計(jì)算轉(zhuǎn)矩 Tc 。聯(lián)軸器 T 與 n 成反比，因此低速端 T 大于高速端 T 。 初選聯(lián)軸器型號(hào) 根據(jù)計(jì)算轉(zhuǎn)矩 Tc ，從標(biāo)準(zhǔn)系列中可選定相近似的公稱轉(zhuǎn)矩 Tn ，選型時(shí)應(yīng)滿足 Tn Tc 。初步選 定聯(lián)軸器型號(hào)（規(guī)格），從標(biāo)準(zhǔn)中可查得聯(lián)軸器的許用轉(zhuǎn)速 n 和最大徑向尺寸 D 、軸向尺寸 Lo ，應(yīng)滿足聯(lián)軸器轉(zhuǎn)速 n n 。 根據(jù)軸徑調(diào)整型號(hào) 初步選定的聯(lián)軸器聯(lián)接尺寸，即軸孔直徑 d 和軸孔長(zhǎng)度 L ，應(yīng)符合主、從動(dòng)端軸徑的要求，否則還要根據(jù)軸徑 d 調(diào)整聯(lián)軸器的規(guī)格。主、從動(dòng)端軸徑不相同是普遍現(xiàn)象，當(dāng)轉(zhuǎn)矩、轉(zhuǎn)速相同，主、從動(dòng)端軸徑不相同時(shí)，應(yīng)按大軸徑選擇聯(lián)軸器型號(hào)。新設(shè)計(jì)的傳動(dòng)系統(tǒng)中，應(yīng)選擇符合 GB/T 3852 中規(guī)定的七種軸孔型式，推薦采用 J 1 型軸孔型式，以提高通用性和互換 性，軸孔長(zhǎng)度按聯(lián)軸器產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)定。 選擇聯(lián)接型式 聯(lián)軸器聯(lián)接型式的選擇，取決于主、從動(dòng)端與軸的聯(lián)接型式，一般多采用鍵聯(lián)接，為統(tǒng)一鍵聯(lián)接型式及代號(hào)，在 GB/T 3852 中規(guī)定了七種鍵槽型式，四種無(wú)鍵聯(lián)接，用得較多的是 A 型鍵（平鍵單鍵槽）。 定聯(lián)軸器品種、型式、規(guī)格（型號(hào)） 根據(jù)動(dòng)力機(jī)和聯(lián)軸器載荷類別、轉(zhuǎn)速、工作環(huán)境等綜合因素，選定聯(lián)軸器品種，根據(jù)聯(lián)軸器的配套、聯(lián)接情況等因素選定聯(lián)軸器型式；根據(jù)公稱轉(zhuǎn)矩、軸孔直徑與軸孔長(zhǎng)度作校核驗(yàn)算，以最后確定聯(lián)軸器的型號(hào)。在軸系傳動(dòng)中一般均存在不同程度兩軸線相對(duì)偏移 ，應(yīng)選用撓性聯(lián)軸器；當(dāng)軸系傳動(dòng)中工作載荷產(chǎn)生沖擊、振動(dòng)時(shí)，則應(yīng)選用彈性聯(lián)軸器，從減振、緩沖效果和經(jīng)濟(jì)性考慮，宜選用非金屬?gòu)椥栽椥月?lián)軸器。 我國(guó)普遍存在聯(lián)軸器選用不當(dāng)?shù)默F(xiàn)象，例如在冶金機(jī)械和重型機(jī)械的軸系傳動(dòng)中廣泛選用齒式聯(lián)軸器。在冶金機(jī)械和重型機(jī)械低速重載軸系傳動(dòng)中沖擊、振動(dòng)和兩軸偏移是相當(dāng)突出的不利因素，只有選用減振、緩沖效果好的彈性聯(lián)軸器 施晶晶 點(diǎn)膠機(jī)械手的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 31 才能改善傳動(dòng)系統(tǒng)工作狀態(tài)，而齒式聯(lián)軸器無(wú)論是鼓形齒和直齒均為剛性可移式聯(lián)軸器。根據(jù)不具備減振、緩沖功能，而且還存在要潤(rùn)滑密封，需定期維修，制造工藝復(fù)雜，成本高等一系 列缺點(diǎn)，鼓型齒式聯(lián)軸器理應(yīng)所有齒都嚙合（點(diǎn)接觸），由于制造誤差的存在，全部齒都嚙合是不可能的，承載能力大是理論值。過去聯(lián)軸器品種少，選擇的余地小，如今有很多彈性聯(lián)軸器問世，其中扇形塊彈性聯(lián)軸器和彈性活銷聯(lián)軸器是代替齒式聯(lián)軸器的合理選擇之一。 2、 選擇聯(lián)軸器 扭矩為 0.32N*m,絲桿安裝軸直徑為 22mm，私服電機(jī)