(整理)《拧螺丝机结构设计毕业设计(论文)word格式》

..................................前言自动拧螺丝机是现代工业中不可或缺的一种提高工人工作效率的机器，在许多领域都广泛应用。自动拧螺丝机是许多大型设备的辅助设备，可大大的降低工人的劳动强度。目前自动拧螺丝机的结构复杂，科技含量高国产化难度大，自动拧螺丝控制实现了对拧螺丝过程的全自动控制，可根据操作人员预先编制的程序而进行准确螺钉的分离、传送、拧紧螺钉等一些列动作的控制。控制器可以对电源作全面的检测即对显示电压，频率，功率因数，输出电流等参数并自动进行补偿。同时控制器可以设置自动分步补偿功能。当有一个孔未拧螺钉时，机器通过检测自动重新输送螺钉，保证了工件的质量。而且还实现了不同尺寸的螺钉均可使用目的。目前，许多大型汽车制造商为了为提高汽车零部件制造水平，针对汽车车门玻璃升降器的生产而设计的自动化设备。采用模块化多轴设计，可任意设定扭矩的改锥由伺服电机驱动并经精密万向节传动；有可靠的螺钉自动整理、分路供给系统，螺钉直径范围适应性广、通用性强，可满足柔性化生产的需要。主要进行分螺丝机构和改锥设计。螺钉尺寸范围：（直径）fai4---fai8、长度小于25mm各类螺钉。在拧螺钉过程中，影响螺纹连接质量的因素有：电动改锥的电流、传感器的检测、工件的定位等。特别是PLC对伺服电机的驱动和气缸动作有很高的要求，如果这两个动作不能协调就很容易出现废品。因此为了减少废品的出现，在螺钉经过气管到达螺钉喷嘴时要检测是否三根管中都有螺钉，借此来降低废品率。因此，传感器是很重要的，一定要谨慎选择。..................................第一章绪论1.1锁螺丝机研究的目的和意义螺丝机是一种非传统的机器，是为了提高汽车零部件的制造水平针对汽车玻璃升降器的生产而设计的自动化设备。针对经电磁振动给料器整理后在螺钉输送槽中有序排列的分离问题，提出一种由螺钉分离板、档钉板、固定斜槽板及圆柱销相配合的螺钉自动分离装置。利用气缸驱动螺钉分离板、挡钉板，利用挡钉板上固定的圆柱销受固定斜槽板上的起移动凸轮作用的斜槽限制，将位于螺钉输送槽最前端的一只螺钉分离开，并仅将一只螺钉推入螺钉分离板侧面的落钉口。经传感器判断后，控制高压喷气口喷出高压气流，将螺钉通过螺钉输送软管吹向电动旋具。锁螺丝机采用模块化多轴设计，可任意设定扭矩的改锥由伺服电机驱动并经精密万向节传动；有可靠的螺钉自动整理、分路供给系统，螺钉直径范围适应性广、通用性强，可满足柔性化生产的需要。主要进行分螺丝机构和改锥设计。螺钉尺寸范围：（直径）fai4---fai8、长度小于25mm各类螺钉，是一台非标准设备。目前关于锁螺丝机的研究国外处于领先地位，我国关于螺丝机的研究起步比较晚，与世界发达国家之间还有较大的差距，但是国家在这方面给与了很大的支持，目前正在飞速的发展中。本毕业设计主要设计锁螺丝机的整体结构设计，主要是机械部分，电器和控制方面有别的同学负责。通过对总体结构方案的探讨，选择最合适的结构形式；绘制整体装配图和部分装配图，对一些重要的零件进行设计计算和选择，1.2论文的主要工作本文的主要工作是研究三头全自动锁螺丝机的螺钉输送槽中有序排列的分离问题、和电动改锥在气缸的带动下如何实现螺钉的下放、拧紧等过程。具体内容如下：（1）详细介绍了三头全自动锁螺丝机的整体情况（2）介绍了螺钉自动分离装置的原理和动作情况。（3）对有要求的气缸、传感器等进行了选择。..................................第二章方案选择2.1总体的方案选择汽车升降器需要用螺栓将各个件连接起来，有三个螺纹孔，因此需要三个电动改锥，在进行拧螺丝前需要将螺栓分离开来并输送到指定位置，因此要先设计分料机构和下料机构。根据工艺要求，需要电动螺丝刀上下移动调节距离，以方便更换工件和调节不同工件间的误差，因此需要一个气缸来控制电动螺丝刀的上下移动。为了提高生产效率，需要夹具来给工件定位。为了降低返修率可以在螺栓传动管间加传感器来检查三个管是否都有螺栓通过，如果有则可以进行下一步工作，如果没有就需要将信号传送给PLC，PLC通过分析计算给分料机构和下料机构的气缸下达命令重新输送螺栓。因此为了实现三头全自动锁螺丝机的自动功能，就必须PLC、电控箱、控制器和控制面板。而这些所有的机构都安装在机架之上。三头全自动锁螺丝机的整体方案为：方案一：气压传动气压传动以空气压缩机为动力源，以压缩空气为工作介质，进行能量和信号传递，是实现传动与控制的重要手段之一。选用气压传动进行螺栓分离并用气压把螺栓压到指定位置，气压传动工作介质是取之不尽的空气流动损失小可集中供气，且气动装置简单轻便，安装维护简单，压力等级低使用安全；气动元件结构简单制造容易，适合标准化，系列化，通用化，气动元件可靠性高，使用寿命长有效动作最大可达到一亿次可以很好的满足螺丝机上下移动的使用要求；气动执行元件响应速度高，、动作较快，对冲击负载和过负载有较强的适应能力；同时气动装置具有防火，防爆，耐潮的能力，能适应高温，强电磁干扰，粉尘的等恶劣工作环境。且电动螺丝刀上下移动所需力不是很大，气动执行元件的输出力能满足工作要求。方案二：液压装置使用液压系统进行传动定位，与机械传动，电气传动相比液压传动具有以下优点：液压传动的各种元件可根据需要方便，灵活的来布置：重量轻，体积小，运动惯性小，反应速度快；操作控制方便，可实现大范围的无级调速；可自动实现过载保护；容易实现机器的自动化，当采用电液联合控制后，不仅可实现高程度的自动控制过程，而且可以实现遥控。由于流体流动的损失和泄露较大，传动效率较低，而此三头全自动锁螺丝机要求其效率高的进行上下移动，此为不选择液压系统的原因之一；同时从经济型方面考虑液压元件的制造精度要求较高因而价格较贵，液压传动出故障时不易找出原因和维修要求有较高的技术水平。故综合以上性能，经济，安全各方面考虑不选用液压传动系统。综合比较以上两种传动方案，在满足工作性能，经济性，及结构外观等要..................................求下综合考虑选择气压传动方案在低成本结构简单即可实现同一直线上的移动功能要求，同时选择PLC实现中间动作调整。将分料机构、下料机构、PLC、控制面板和电动螺丝刀放在机架之上，把电控箱和控制装置放在机架内部，将整体机器立起来放，这样既节省了空间又使得整个机器显得紧凑、美观。PLC使各个机构之间协调动作。其机构方框图如图2-1所示图2-1结构图2.2、机架的方案选择机架是用来支撑和连接各个零部件的，因此他需要具有较高的强度和较大的承载能力。机架可以采用铸造和焊接等形式来制造。铸造机架可以得到很高的承载能力，制造出很复杂的形状，而且可以吸收震动等优点，但是铸造也有本身质量大，不可修改等缺点。焊接机架具有自身质量小，制造方便，制作周期短，成本低，修改简单，承载能力强等优点，但其吸震能力较差。考虑到三头全自动锁螺丝机的工作状况平稳，不需要机架有很强的吸震能力，且本身的质量不大，又考虑到易于修改和制作成本等因素，本设计采用焊接机架。机架的组成方框图如图2-2所示。机架电控箱控制装置下料机构分料机构夹具汽缸电动螺丝刀成品钢材螺栓、铆接、焊接等连接机架图2-2机架制作方框图..................................第三章总体设计3.1、总体机构：三头全自动锁螺丝机的总体图如上图3-1，由控制面版和控制器来控制电动改锥的转速，顶端的气缸控制螺丝刀的升降，后面的机架上面的两个机构是螺钉自动分离及输送装置。动作原理：顶端气缸固定在上滑动架上，上滑动架通过滑块和导向柱连接，导向柱固定在主支架上，在上滑动架和下滑动架之间有一根限位杆。当气缸杆伸出时，带动上滑动架和下滑动架向下移动，当下滑台架撞到下挡块时停止向下移动，而上滑台架继续向下移动，当上滑动块撞到上挡块时，电动改锥开始转动，螺钉拧进工件。螺钉拧进工件的这段距离由万向节部分的螺钉提供。然后，在plc的控制下，气缸杆缩回去，上滑台架升上去，当限位杆的下螺母碰到下滑台架时，上滑台架和下滑台架同时升起，拧螺丝的动作完成。这就是三头全自动锁螺丝机的机械动作原理。3.2、螺钉自动分离及输送装置螺钉自动分离及输送装置是一种应用在手机及各类数码产品的自动组装线上，可自动完成螺钉分离和输送的装置。在手机及各类数码产品的自动组装线上，通常要通过手工拧紧细小螺钉的方法，实现产品的组装。因螺钉直径一般在2mm以内，过于细小，人工分离和拧紧困难很大，故速度较慢、效率较低。本设计提供的自动螺钉分离和输送装置，可以自动地实现螺钉分离和输送，达到自动装配的目的。针对经电磁振动给料器整理后在螺钉输送槽中有序排列的分离问题，提出一种由螺钉分离板、档钉板、固定斜槽板及圆柱销相配合的螺钉自动分离装置。利用气缸驱动螺钉分离板、挡钉板，利用挡钉板上固定的圆柱销受固定斜槽板上的起移动凸轮作用的斜槽限制，将位于螺钉输送槽最前端的一只螺钉分离开，并仅将一只螺钉推入螺钉分离板侧面的落钉口。经传感器判断后，控制高压喷气口喷出高压气流，将螺钉通过螺钉输送软管吹向电动旋具。技术方案：散乱的螺钉在电磁振动给料器的亚共振状态下，被有序、整齐的排列在螺钉输送槽内。同螺钉输送槽相接触的螺钉分离板侧面的螺钉分离口宽度能容一只螺钉头、而挡钉板侧面的螺钉分离口则仅能容一只螺钉杆的直径。螺钉分离板和挡钉板被气缸驱动移动时，可仅将一只螺钉由螺钉输送槽分离出来，并使螺钉头挂在挡钉板侧面的螺钉分离口上。当螺钉分离板和挡钉板被气缸驱动继续移动时，挡钉板上固定的圆柱销受固定斜槽板上的起移动凸轮作用的斜槽限制，带动挡钉板向左移动，最终脱离对螺钉的控制，使螺钉通过落钉口送到螺钉输送软管上方。..................................经传感器判断后，控制高压喷气口喷出高压气流，将螺钉通过螺钉输送软管吹向电动旋具将其旋入工件。本设计是一种应用在手机及各类小型数码产品的自动组装线上，可自动完成螺钉分离和输送的装置。本设计提供的螺钉分离和输送装置解决了通常由手工进行微小螺钉拾取和拧紧时速度慢、效率低的问题。可以自动地实现细小螺钉的供给和输送，可实现自动装配。3.3、万向节部分装配体万向节部分装配体由电改锥连接轴、万向联轴器（2个）、六角轴、连接轴、六角滑动轴、联轴器连接块、弹簧、连接杆、螺丝刀头夹持杆、螺丝头和电动改锥组成。如下图3-4。图3-4、万向节部分装配体..................................工作原理：螺钉经螺钉自动分离及输送装置和气管进入上图左图右侧的管口，在气压和重力的作用下螺钉掐在下面的螺钉嘴上，当传感器检测到三个喷嘴的螺钉都到位时给电控箱发射信号，由电控箱控制电动改锥转动，电动改锥带动螺丝刀转动把螺钉拧在工件上。3.3.1、电动改锥拧螺钉时，锥头的轴向运动被传递给装在齿轮减速器上的开关，使之接通或断开，该齿轮减速器与电动机的转轴相啮合．在此改锥中，开关与承受锥头推力的离合器之间的距离很小，借以消除开关行程的偏差，而构成开关操作机构的各零部件的累积轴向误差便是可能导致这种偏差的原因。因此，锥头的运动可以准确地传给开关，电动机的起动和停止都非常稳定。推动式电动改锥，包括：电动机、电动机配用的齿轮减速器、用以传递和阻断电动机驱动力的离合器、适应与螺钉、螺帽及类似零件啮合的传递力矩的锥头；用以接通和断开电动机的开关、包容电动改锥全部零件的外壳、当有压力施于锥头时，开关拉杆即行运动，使开关动作，电动机开车。特征如下：齿轮减速器包括若干正齿轮，每个正齿轮都可以绕中心轴线旋转，但不能在同一轨道运动；开关置于齿轮减速器的附近；开关操作机构与齿轮减速器相结合；在锥头沿轴向运动时，开关操作机构动作，使开关开合。3.3.2伺服电机的选择在伺服系统中控制机械元件运转的发动机.是一种补助马达间接变速装置。作用：伺服电机可使控制速度,位置精度非常准确。将电压信号转化为转矩和转速以驱动控制对象。分类：直流伺服电机和交流伺服电机。伺服电机工作原理