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1、河北工业大学2015届本科毕业设计说明书河 北 工 业 大 学毕业设计说明书作 者： 李振中 学 号： 112489 学 院： 机械工程学院 系(专业)： 机械设计制造及其自动化专业 题 目： 显示器生产线用胶粘带粘带机 定位及固定机构设计 指导者： 戴士杰 教授 评阅者： 2015 年 5 月 15 日毕业设计（论文）中文摘要显示器生产线用胶粘带粘带机定位及固定机构设计摘要：显示器生产线上，对于阴极摄像管，安装时需要先进行粘带，故用粘带机进行四周粘带处理。即显示器生产线用粘带机是显示器自动生产线所必须的设备，它主要用来完成显示器屏幕侧边四周的胶带的自主粘贴工作，也为后续防爆带安装做准备的工作
2、。粘带机的定位及固定机构主要实现显示器粘带前的回转中心定位以及固定显示器并为其转动提供动力。定位机构使用气缸驱动的多连杆机构，分别从四个方向夹紧显示器，使显示器的中心与回转中心重合。固定机构主要由真空吸盘，提供吸紧力，使显示器随显示器支架同时运动。显示器在定位机构与回转机构的垂直运动由气缸完成。粘带时需要的回转运动由减速电机完成。关键词：粘带机 固定机构 定位机构 气动驱动 多连杆机构 减速电机毕业设计（论文）外文摘要Title Tape sticking machine of display production line The design of positioning and fixi
3、ng mechanism AbstractWhen the display is manufactured on the production line, the adhesive tape is first glued around the monitor. So the adhesive tape machine is the necessary equipment in the production line. It automatically completes sticking adhesive tape, and prepares for the installation of t
4、he explosion proof device. The positioning and fixing mechanism of the adhesive tape machine are designed for locating the center of the monitor and fixing the monitor. And the machine also provides the power for monitor rotation. The positioning mechanism is a multi link mechanism which is driven b
5、y a cylinder, and it clamps the monitor from four directions. So it makes the center of the monitor coincide with the center of rotation. Fixed mechanism provides suction which makes the monitor rotate by vacuum suction. The vertical motion of the display is driven by the cylinder. And rotary motion
6、 is driven by the motor.Keywords： Tape sticking machine, fixed mechanism, positioning mechanism, pneumatic drive, multi link mechanism and deceleration motor目 录1 绪论11.1 功能分析11.2 定位及固定工作流程设计12 定位机构设计22.1 机构设计22.2气缸选型53 支架与吸盘机构设计63.1支架与吸盘结构63.2吸盘选型74 主气缸与回转驱动设计84.1 主气缸选择84.2 回转驱动机构94.3 主气缸与回转驱动的连接104.
7、3.1 连接用铝型材选型104.3.2 连接方案105 总装图125.1 装配零件的具体参数125.1.1 传感器的选择及参数125.1.2 回归反射型光电传感器135.1.3 滚珠摆杆型限位开关145.1.4 动力滚筒生产线145.1.5 托盘及支架的参数155.2 标准件在装配中的使用176 气压控制原理187 PLC控制原理198 用时计算20结 论22参 考 文 献23致 谢25191 绪论自显示器诞生以来，显示器（display）通常被称为监视器。显示器是属于电脑I/O设备，即输入输出的设备1。它是一种将电子文件通过特定的传输设备显示在屏幕上再经过反射到人眼的显示工具。根据制造材料的
8、不同，显示器可分为：阴极射线管显示器（CRT），等离子显示器PDP，液晶显示器LCD等等。而显示器生产线上，对于阴极摄像管，安装时需要先进行粘带，故用粘带机进行四周粘带处理。即显示器生产线用粘带机是显示器自动生产线所必须的设备，它主要用来完成显示器屏幕侧边四周的胶带的自主粘贴工作，也为后续防爆带安装做准备的工作。“显示器生产线用粘带机粘带封切机构设计”包括粘带固定直角坐标机器人、切带直角坐标机器人、上带机构以及支撑架体等部分。我们的设计要求实现显示器胶带首端及末端的固定，以及胶带末端的切断，胶带的上带等。其工作过程如下：当显示器固定后，首先，粘带固定直角坐标机器人将胶带首端固定在显示器上，旋转
9、一圈后，再由切带直角坐标机器人将胶带切断，最后粘带固定直角坐标机器人将胶带末端固定在显示器上。直角坐标机器人都由气动驱动。1.1 功能分析通过对课题所需解决问题的了解和查阅相关文献，对于粘带机的定位和固定机构设计有了新的认识。定位和固定机构主要分成两大部分：带吸紧功能的可上下移动的回转工作台和多连杆机构的定位机构。工作台主要由支架和吸盘构成，用来支撑显示器和提供显示器回转所需的动力。工作台的上下移动、回转分别由活塞杆不回转2的气缸和减速电机实现。定位机构用于定位显示器的回转中心，用多连杆机构既可以完成准确的定位，又可以节省空间和驱动元件，复合现代设计的要求。1.2 定位及固定工作流程设计显示器
10、在生产线上的传送依靠托盘和动力滚筒流水线实现。当粘带工序的上一个流程完成后，经由动力滚筒线传送至粘带工位，滚筒停止，支架气缸的作用下，将显示器托起至定位机构工作位置；定位机构工作，使显示器的中心与支架的回转中心重合，吸盘与显示器依靠真空吸紧，定位完成；气缸下降至粘带位置，粘带贴合后，吸盘带动显示器做回转运动，粘带切断；气缸下降至托盘位置，显示器复位回托盘上；流水线开始工作，显示器被传送到下一个工位。流程如下图：图1 定位及固定工作流程2 定位机构设计2.1 机构设计当显示器固定后，由粘带固定直角坐标机器人将胶带首端固定在显示器上，旋转一圈后，先由切带直角坐标机器人将胶带切断，再由粘带固定直角坐
11、标机器人将胶带末端固定在显示器上。直角坐标机器人都由气动驱动3。显示器定位过程在整个自动粘带过程中只占有很短的时间，但是定位工作本身对整个流程至关重要。定位机构如下：注：1. 显示器相对位置2. 铸直角连接件3. 多连杆定位机构摆杆4. 铝型材机架5. 驱动气缸6. 气缸连接底座图2 显示器定位机构俯视图注：1. 多连杆机构定位机构2. 连杆与机架螺栓连接3. 定位用橡胶压杆图3 显示器定位机构主视图选择多连杆机构作为定位机构，可以大幅减少定位机构的零件数量和驱动元件的数量。在完成同样的定位要求的情况下，多连杆机构能够节约更多空间，并且更加快捷。使用气缸作为驱动元件，气缸响应速度快，在保证足够
12、的驱动力的同时，体积小巧，容易控制。机构原理如下图： 图4 机构原理图驱动机构视为曲柄滑块机构，执行定位机构可以视为四连杆机构4，复合机构实现横纵两个方向上同时进行夹紧定位，使定位过程效率更高。考虑到显示器的形状，如机构简图所示，连杆机构一部分用圆环代替，使定位机构能在更合理的位置工作。使用Adams软件设置各项参数进行运动仿真分析得到如下数据：图5 机构简图图6 速度加速度分析2.2气缸选型定位机构中对气缸的要求比较低，有良好的反应速度，工作稳定即可。根据机构要求，选用SMC气缸CDM2系列表1 CDM2气缸参数表因气缸在机构中的运动为首先带负载气缸伸出，然后气缸无负载收回。故选择弹簧压回型
13、气缸5，当定位运动完成后，即可断开气压，气缸在弹簧作用下自动收回。两个气缸共同推动显示器，完成显示器定位工作。显示器与塑料摩擦系数取=0.35，显示器质量m=25kg，所需推力为=87.5N。根据气压传动的气压，取。求出缸径最小值=14.9mm。气缸的两个极限位置如下图：图7 气缸的极限位置 由上图可知气缸的行程近似为30mm，故气缸具体型号为CDM2B20F-50S，即缸径为20mm行程为50mm带弹簧压回的气缸。3 支架与吸盘机构设计3.1支架与吸盘结构支架与吸盘一同固定在回转伸缩气缸-电机机构上，完成对显示器的支撑与吸紧，并保持显示器的中心与机构的回转中心重合。如图所示:注：1. 显示器
14、支架塑料接触脚2. 金属显示器支架3. 固定显示器用真空吸盘4. 吸盘、支架与气缸之间的连接图7 显示器支架与固定用吸盘3.2吸盘选型真空吸盘，又称真空吊具，是真空设备执行器之一6。一般来说，利用真空吸盘抓取制品是最廉价的一种方法。真空吸盘品种多样，橡胶制成的吸盘可在高温下进行操作，由硅橡胶制成的吸盘非常适于抓住表面粗糙的制品；由聚氨酯制成的吸盘则很耐用。另外，在实际生产中，如果要求吸盘具有耐油性，则可以考虑使用聚氨酯、丁腈橡胶或含乙烯基的聚合物等材料来制造吸盘。通常，为避免制品的表面被划伤，最好选择由丁腈橡胶或硅橡胶制成的带有波纹管的吸盘材料采用丁腈橡胶制造，具有较大的扯断力，因而广泛应用于各种真空吸持设备上。在本机构上，吸盘的主要作用使显示器可靠的固定在支架上，并且为显示器回转提供动力。由于显示器的质量比较大，玻璃材质表面为不规则曲面，故选用SMC真空吸盘ZPX系列。ZPX系列真空吸盘主要参数如下图：图9 显示器用真空吸盘主要参数 根据显示器的尺寸500mm*380mm，显示器质量约为25kg，选择真空吸盘直径为125mm。参考真空吸盘选型表，选择ZPX125HN-B01-B12，即吸盘直径为125mm重载型丁腈橡胶吸盘，安
