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1、毕业设计智能糖画机的设计学生姓名： 学号： 1系 部： 机械工程系 专 业： 机械设计制造及其自动化 指导教师： 二零一五年六月诚信声明本人郑重声明：本论文及其研究工作是本人在指导教师的指导下独立完成的，在完成论文时所利用的一切资料均已在参考文献中列出。 本人签名： 年 月 日 毕业设计任务书 设计题目： 智能糖画机设计 系部： 机械工程系 专业： 机械设计制造及其自动化 学号： 学生： 指导教师（含职称）： 1课题意义及目标本课题拟利用数控自动化控制系统和编写好的图案数控程序来进行糖画制作。糖画机通过机器的电磁系统把糖经过高温熔化为糖稀，由机器的电脑芯片系统读取机器中存储的各种糖画图形，绘制
2、出各种各样的人物、动物、风景的造型；然后通过机器的温度控制系统冷却糖画使得糖稀完全凝固。2主要内容该课题要求控制线条的位置和粗细；快速、一次成型；快速冷却后能够迅速顺利剥离。糖画制作步骤为：用融糖器熬糖稀；在画板（可用铝板）上制作图案（可考虑用电磁阀控制出糖量）；快速冷却；剥离画板。1）毕业设计论文一份；2）结构装配图；3）零件图若干张；4）糖画机外形尺寸图3主要参考资料1 濮良贵，纪名刚.机械设计M .北京：高等教育出版社，2006.52 郁汉琪.电气控制与可编程序控制器应用技术（第二版）.东南大学出版 社.20093 郑堤,唐可洪.机电一体化设计基础M.北京：机械工业出版社，20074进度
3、安排设计各阶段名称起 止 日 期1拟定并论证总体方案3月3日3月23日2进行传动设计及控制系统选型3月24日4月13日3结构设计及校核计算4月14日5月4日4绘制结构装配图及零件图5月5日6月1日5完成毕业论文及答辩工作6月2日6月22日 审核人： 年 月 日智能糖画机的设计摘要：本设计利用数控自动化控制系统和编写好的图案数控程序来进行糖画制作。糖画机通过机器的电磁系统把糖经过高温熔化为糖稀，由机器的电脑芯片系统读取机器中存储的各种糖画图形，绘制出各种各样的人物、动物、风景的造型；然后通过机器的温度控制系统冷却糖画使得糖稀完全凝固。该智能糖画机的设计包括出糖嘴传动系统的设计，电机的选择，糖画台
4、的设计，出糖嘴的结构设计以及控制系统的选择。该设计解决了出糖不均以及夏天糖画不能及时凝固的问题。关键词：智能糖画机，传动系统的设计，出糖嘴The design of the intelligent sugar painting machineAbstract：This design makes sugar painting production with the system which is under the numerical control and automation control and well designed NC program of drawing. Sugar pai
5、nting machine melt the sugar into syrup in high temperature by the electromagnetic systems in the machine. By reading various kinds of stored sugar painting through computer chips in the machine, it can draw landscape modeling of all kinds of people , animals and scenery. Then the machine curdle the
6、 sugar syrup completely by the temperature control system in the machine.Thedesignofintelligentsugarpaintingmachineincludingthedrivesystemdesigningofsugarmouth,thechoiceofmotor,thedesignofthesugar painting workbench, thestructuraldesignofthesugarmouthandthechoiceofcontrolsystem.Thedesignsolvesthepro
7、blemoftheunevensugarpainting,andtheinabilitytofrozenintimeinthesummer.Keywords: Intelligent sugar painting machine,designofTransmissionsysterm ，out of sugar mouthI目 录1 前言11.1 智能糖画机的特点11.2 传动系统的设计11.2.1 传动系统的组成11.2.2 糖画机的工作原理21.2.3 糖画机数控系统的主要工作过程22 智能糖画机传动设计32.1 传动系统32.1.1 须满足的设计要求32.1.2 出糖嘴传动系统的传动方式
8、32.2 糖画机传动系统的设计42.2.1 拟定传动方案42.2.2 选择电机52.2.3传动图62.3 轴系部件的结构设计72.3.1 I轴结构设计72.3.2 II轴结构设计112.3.3电磁摩擦离合器的计算和选择162.3.4 轴承配置型式223 智能糖画机结构设计253.1 出糖嘴的设计253.1.1 出糖嘴结构设计253.1.2 出糖嘴253.1.3 出糖嘴组件的性能要求263.2 出糖嘴组件设计273.3 糖画台条件的确定284 智能糖画机控制系统的选择29II5 总结30参考文献31致 谢32III太原工业学院毕业设计11 前言 智能糖画机是使用自动化控制系统、电磁系统,机电一体
9、化来实现与糖画民用机器生产的糖画设计。操作员不需要美术基础,由糖画机自动绘画,取代了手工糖画。我国智能糖画机的发展分为四个阶段：第一阶段：由普通刻字机改装成的皮带传动机器；第二阶段：开发版控制的糖画机；第三阶段：雕刻机手柄控制器的糖画机；第四阶段：双八核微电脑控制的终级版糖画机。1.1 智能糖画机的特点糖画机是由微电脑控制器、步进电机、步进电机驱动器、齿轮齿条、电磁系统、记录系统、中央处理器、存储器、输入设备、输出设备、数据通路/总线和外部资源接口等一系列软、硬件来实现全自动制作糖画的民用设备。1.2 传动系统的设计1.2.1 传动系统的组成 包括控制介质、数控装置、伺服机构和糖画机本体（机械
10、部件）组成，糖化加工简单，也不需要考虑精度问，采用开环控制系统。（1）控制介质控制介质是储存数控加工糖画所需要的全部动作和出糖嘴对于糖画位置信息的媒介物，它记载着糖画的加工程序。（2）数控装置计算技术数控装置， 利用通用的小型计算机或者微信计算机加工软件。它是糖画机的核心，一般由输入装置、控制器、运算器和输出装置等组成。这些控制信息中最基本的信号是：根据已经提前输入好的程序经过选择后输出个坐标的进给速度、进给方向和位移量指令、送伺服驱动系统驱动执行部件做进给运动；主要部件的变换、换向和启停信息；选择出糖嘴指令信息；控制冷却、糖画的拿取等辅助指令信号。（3）伺服系统由伺服驱动电路和伺服驱动装置组
11、成并与糖画机上的执行部件和机械部件组成智能糖画机的进给系统。它根据数控装置发来的速度和位移指令控制执行部件的进给速度、方向和位移，每个做进给运动的执行部件都配有一套伺服系统，该伺服系统属于开环系统。（4）机械部件运动部件，进给执行部件，如出糖嘴、齿条、齿轮、立柱等支撑部件，此外还有工糖画台、熔糖器等。1.2.2 糖画机的工作原理智能糖画机它工作原理是通过微电脑来控制机器的的熔糖器按照图案编好的程序运行，同时控制电磁系统把糖经过糖画机的熔糖器熔化的糖稀，由机器的电脑芯片系统读取机器中存储的几百种糖画图形，绘制出各种各样的造型。然后通过机器的温度控制系统冷却糖画使得糖稀完全凝固成为可观可食的糖画。
12、1.2.3 糖画机数控系统的主要工作过程 数控系统的主要任务是进行糖嘴与糖稀之间相对运动的控制。糖画机通电源后，微机数控装置和可编程控制器都将对数控系统各组成部分的工作状态进行检查和诊断，并设置初态。当数控系统具备了正常工作的条件时，开始进行加工控制信息的输入。2 智能糖画机传动设计2.1 传动系统 传动系统具有一定的变速范围，因为它是用来实现智能糖画机出糖嘴运动的传动系统，智能糖画机传动系统主要包括出糖嘴传动系统、电动机和主轴部件。和普通糖画机的主传动系统相比，智能糖画机在结构上比较简单，原因是变速功能全部或大部分是由糖浆漏斗电机来承担的，这样省去了复杂的齿轮变速机构。一般由动力源（如电动机
13、）、变速装置及执行件（如出糖嘴、工作台），以及开停、换向和制动机构等组成。2.1.1 须满足的设计要求（1）满足糖画机的使用性能要求；（2）糖画机传递动力要求；（3）糖画机工作性能要求；（4）产品设计经济性要求；糖画机的操作和控制要灵活、安全可靠、噪声小、准修方便。机床的制造要方便，成本要低。2.1.2 出糖嘴传动系统的传动方式 传动系统的全部传动和变速机构集中装在同一个箱体内，称为集中传动方式。其特点是结构方便，然而其缺点是运转的传动件在运转过程中所产生的振动、热量会使出糖嘴产生变形，使出糖嘴回转中心线偏离正确位置而直接影响加工精度。出糖嘴最大回转直径:;横向最大行程(X轴):,纵向最大行程(Z轴):最大作画长度:;X,Z轴的最小设定单位为:快速进给速度:纵向:,横向:2.2 糖画机传动系统的设计2.2.1 拟定传动方案 智能糖画机需要自动变速，,出糖嘴必须通过自动变速，以维持作画速度基本恒定。这些自动变速又是无级变速，以利于在一定的调速范围内选择理想的作画速度，这样有利于提高加工精度，又有利于提高切削效率。无级调速有机械、液压和电气等多种形式，智能糖画机采用由直流步进电机机作为驱动源的电气无级变速。由于智能糖画机的主运动的调速范围较大，而且调速电机的功率扭矩特性也难于直接与糖画机的功率和转矩要求相匹配。所以智能糖画机出糖嘴传动变速系统常常在无级变
