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1、自动涂胶机的设计摘要 自动涂胶机是一种拟人的密封机械装置，它综合了人类和机器的特长，是工业和非产业界的重要生产和服务性设备，也是先进制造技术领域的不可缺少的自动化设备。本课题研制的数控涂胶机是为一汽集团变速箱厂设计的涂胶样机，要求自动涂胶机的X、Y两轴由交流伺服电机驱动，可实现直线插补和圆弧插补；Z轴气动，主要用于作业工位的转换，以调整涂胶枪嘴与涂胶平面的距离，并且编写数控程序完成对变速箱前壳体的涂胶工作。该系统是一个典型的机电一体化系统。因而，本系统设计成为主要由机械、电气、控制三大部分组成。其机械部分主要是控制行程的X-Y-Z轴机械装置，它主要由驱动滚珠丝杠进行X-Y轴方向运动的执行装置、
2、气缸、导轨等执行机构组成。电气部分是由交流伺服电动机、光电编码器、各种检测传感器、电磁控制阀等组成。控制部分主要由日本FANUC公司研制的FANUC 0数控系统组成。关键词 密封装置 变速箱 X-Y-Z FANUC 0The Design of the Automatic Gluing MachineAbstract Automatic coating machine is a mechanical device intended to seal people, which combines the strengths of humans and machines, industrial an
3、d non-industrial sector is an important production and service equipment, advanced manufacturing technology is also indispensable automation equipment.The topics developed by the NC coating machine is designed FAW Group gearbox factory prototype glue, requiring automatic coating machine X, Y two-axi
4、s driven by AC servo motors can achieve linear and circular interpolation; Z axis pneumatic, mainly for the job of converting the station to adjust the distance between the muzzle and the adhesive glue plane, and write the NC program to complete the work of gluing the front gearbox housing. The syst
5、em is a typical mechatronic systems. Thus, the system designed to be mainly composed of mechanical, electrical, control of three major components. The mechanical part is a mechanical device control XYZ axis travel, it is mainly driven by ball screw XY-axis motion actuators, cylinders, rails and othe
6、r executive agencies. Electrical part by AC servo motors, optical encoders, various detection sensors, solenoid control valve. Control of some of the major developed by the Japanese company FANUC 0 FANUC CNC system.Keywords Sealing means Transmission X-Y-Z FANUC 0目 录第1章 绪论11.1引言11.2用于密封涂胶的发展概况11.3课题
7、的来源、研究及意义21.4课题研究的内容3第2章 自动涂胶机的总体设计方案42.1 概述42.2 系统的组成42.3 系统功能42.4 密封胶类型选择4第3章 自动涂胶机机械系统的设计63.1 传动部件的设计63.1.1 概述63.1.2 滚珠丝杠副的设计73.1.3滚珠丝杠副的选择方法73.2 导向部件的设计93.2.1 概述 93.2.2 滚动导轨的设计103.2.3滚动直线导轨副的安装尺寸103.3 支承件的设计113.3.1 概述113.3.2 支承件的选择113.4 涂胶系统的设计123.4.1 Z轴驱动装置的设计 123.4.2 涂胶装置的设计 123.5 夹具的设计123.5.1
8、 概述123.5.2 夹具的设计133.5.3 定位误差的计算133.5.4 气动系统图14第4章 自动涂胶机伺服系统的设计154.1 概述154.1.1 伺服系统及其分类154.1.2 伺服系统电机的分类及其特点164.2 电机的选择174.3 伺服系统的计算194.3.1.主要参数设定194.3.2 X向伺服进给系统的计算194.4 伺服电机计算224.4.1惯量计算224.4.2转矩匹配计算234.4.3 检测装置的选用23致 谢25结 论 26参考文献 第1章 绪论1.1 引言现今，国民经济的各个领域都离不开胶接技术，胶粘剂已经进入工业、农业、交通、医学、国防、以及人民生活各个方面，它
9、们在国民经济中起着越来越重要的作用。在许多领域内，胶接已经逐渐替代传统的连接技术焊接、铆接和螺栓连接，成为一门独立的学科。随着科技的发展，新产品不断出现，产品的市场寿命日益缩短，使大量的生产方式遇到挑战，这就要求提高制造业的生产设备柔性和对产品更新的适应性，以缩短生产周期，保证产品质量和降低生产成本，从而导致制造业出现一系列变化。因而机械部件中的密封面涂胶技术和异种材料部件间的粘接剂涂胶技术的自动化和柔性化成为必然。当今世界汽车生产数以千万计，是耗能大户。国外对所生产汽车的耗油量逐年都有明确的限制。又随着汽车制造工艺水平的提高、新材料新技术的应用，以及客户对汽车经济性、舒适性要求的提高，粘接剂
10、、密封胶的新品种、新工艺在汽车上的应用越来越广泛。为了汽车的轻量化，汽车厂尽量采用各种工程塑料、复合材料等代替部分金属材料。而采用胶接密封技术不但有利于减轻车重，并能提高耐腐蚀性和降低生产费用。1.2 用于涂密封胶的涂胶机发展概况密封在汽车、摩托车、拖拉机、飞机、化工设备等产品的机械部件中具有极其重要的作用。它的主要作用是使得部件在装配后与外界隔绝并防止泄漏。此作用不仅对零部件的良好性能至关重要，而且是评价设备的质量和完整性的一个重要标志。最初的通用密封垫或密封圈是由诸多材料按着预定的形状切割成型并安装到特定的装配表面。密封垫或密封圈直接承受振动载荷、温度变化、液体浸泡等各种恶劣工况，尤其在发
11、动机和齿轮箱这样的应用场合，环境最为恶劣。通用密封垫或密封圈最明显的缺点如下:应用此种密封的场合，法兰间不会产生金属一金属间的直接接触，因此这种密封不会使作用于法兰上的夹紧力达到最大值。只有当作用在密封垫或密封圈上的压缩载荷高于“最小密封应力”时，联接螺栓才能被拧紧。这个“最小密封应力”的值是封堵微结构孔隙并防止液体外漏的最小许用应力。随着时间的推移，密封垫或密封圈就会松弛并呈现一种由于密封垫或密封圈原始厚度变化引起的永久变形。而且，由于密封垫或密封圈在载荷的作用下不能产生弹性，密封垫或密封圈有破裂的可能。为了解决这些对产品的寿命和质量至关重要的问题，研究人员渐渐地将目光投向利用液体胶的涂胶技
12、术，经过长时期的研究和尝试，最终研制成功一种在无空气环境中可以固化的液体胶，通常称为厌氧胶。这种液体胶可以通过一个很细的涂胶头喷涂到法兰密封面上，不会出现胶液沉降而且法兰装配前胶液不会流。只有在法兰装配后，此胶液将流向呈现在法兰密封面上的微观不规则区域，而后在短时间内，胶液开始反应而形成一种坚固的聚合物。它的这一性质为涂胶工艺提供了有利条件。固化后的密封胶将两法兰紧紧地密封在一起，既不能相互移动又不能有泄漏。研究人员发现此聚合物对发动机运行工况下的润滑油及其它液体具有极强的耐蚀性。因此，它在发动机场合的应用尤为合适。涂胶密封是应用在特定的场合、只有法兰装配后才产生效果的一种密封工艺。作用于此类密封上的夹紧力可以达到最大值，增大了法兰间的金属一金属的接触。与通用密封垫或密封圈相比，此密封无永久变形和破裂现象的发生。所以，涂胶技术为刚性法兰间的密封提供了最有效的、功能最强的方法。70年代初期，涂胶工艺以人工或涂胶枪涂胶的形式出现在法国，随着单、双组分密封胶的进一步开发和电子产品的不断发展，自动涂胶机很快就出现在欧美的汽车制造业中。与人工涂胶或涂胶枪涂胶相比，自动涂胶有许多优点:更加安全的工作环境，更高的精度及复用性，更高的处理能
