自動涂膠機(jī)的設(shè)計（整體結(jié)構(gòu)及電路設(shè)計
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第一章 緒 論
近年來，伴隨著生產(chǎn)和技術(shù)的發(fā)展，機(jī)電一體化有了很大的發(fā)展,自動涂膠機(jī)在我國機(jī)械設(shè)備的裝配與維修中得到了廣泛的應(yīng)用，不僅提高了勞動生產(chǎn)率，同時也節(jié)省了能源和材料。尤其是汽車行業(yè)，對汽車零部件的結(jié)合面有一定的密封性要求,其結(jié)合面都需要涂膠，涂膠的精度對汽車的性能至關(guān)重要，自然對自動涂膠機(jī)提出了更高的要求。以往涂膠都是依靠工人的手工來完成，涂膠的效率極低，而且很難保證涂膠的均勻性和膠體的厚度。自動涂膠機(jī)既能保證涂膠的均勻性又能有效的節(jié)省材料，大大提高了工作效率和工作質(zhì)量，減少了工人的勞動強(qiáng)度。因此針對不同的工作需要,自動涂膠機(jī)可以采用框架式機(jī)器人或多自由度機(jī)器人來實現(xiàn)對結(jié)合面進(jìn)行涂膠，同時，這項技術(shù)的應(yīng)用也意味著每天給國家企業(yè)帶來巨大的經(jīng)濟(jì)效益。
本次設(shè)計的目標(biāo)是為第一汽車集團(tuán)設(shè)計一臺自動涂膠的設(shè)備（軸承座與減速器間的密封圈）使它能在實現(xiàn)日常工作目的的基礎(chǔ)上，盡量使機(jī)械結(jié)構(gòu)合理的簡化，降低成本，增加其實用性和性價比。此機(jī)構(gòu)采用框架式機(jī)械手操作機(jī)，由步進(jìn)電機(jī)作為驅(qū)動裝置,X,Y軸聯(lián)動可合成各種平面的各種曲線,XYZ軸聯(lián)動并可合成空間曲線或直線(但必須考慮膠的流動)。,保證系統(tǒng)可靠性及涂膠精度的前提下降低造價,提高性能/價格比。
本次設(shè)計的自動涂膠機(jī)硬件控制采用的是MCS-51單片機(jī)進(jìn)行三坐標(biāo)聯(lián)動運(yùn)動進(jìn)行控制，通過匯編語言編程來實現(xiàn)涂膠機(jī)的X向、Y向、Z向運(yùn)動的數(shù)據(jù)量，來控制涂膠的速度和均勻性。
隨著數(shù)控技術(shù)、機(jī)電行業(yè)的不斷發(fā)展及對機(jī)器性能的高要求，自動涂膠機(jī)一定會有著更廣泛的應(yīng)用前景。
第二章 自動涂膠機(jī)的總體結(jié)構(gòu)設(shè)計
一、 設(shè)計任務(wù)和內(nèi)容
設(shè)計一臺自動涂膠機(jī)，對汽車密封圈進(jìn)行自動涂膠，利用步進(jìn)電機(jī)進(jìn)行驅(qū)動控制，保證涂膠的范圍、速度和均勻性。
1、機(jī)械系統(tǒng)設(shè)計包括機(jī)械結(jié)構(gòu)設(shè)計和各種標(biāo)準(zhǔn)件的選取。
2、自動涂膠機(jī)的控制系統(tǒng)設(shè)計包括硬件系統(tǒng)和軟件系統(tǒng)設(shè)計。
3、硬件系統(tǒng)設(shè)計就是用單片機(jī)及驅(qū)動電路來控制X向、Y向、Z向電機(jī)的正常工作。
4、軟件系統(tǒng)設(shè)計就是控制程序設(shè)計，利用MCS-51單片機(jī)控制，采用匯編語言進(jìn)行程序設(shè)計。
二、設(shè)計要求
機(jī)械部分要考慮整體布局，工作行程要能滿足要求，傳動裝置要平穩(wěn)且準(zhǔn)確，還要兼顧速度，另外需考慮經(jīng)濟(jì)性，該設(shè)備要求成本低，盡量選用標(biāo)準(zhǔn)件，減少額外的工作量。設(shè)備的使用壽命不低于15年，每年工作330天，每天工作12小時，載荷持續(xù)率為90%，需要批量生產(chǎn)。
電路部分主要是芯片的選取和電路的擴(kuò)展連接，及三個電機(jī)控制電路的設(shè)計。由于涂膠屬于輕載荷工作。對電機(jī)功率要求不是太高，所以采用步進(jìn)電機(jī)。設(shè)計電路控制電機(jī)的運(yùn)轉(zhuǎn)和方向 以達(dá)到設(shè)計要求。
執(zhí)行程序要考慮到不同拐點(diǎn)處涂膠量問題，可通過改變X、Y向運(yùn)動速度調(diào)節(jié)也可單一Z向運(yùn)動調(diào)節(jié)，以保證涂膠均勻，此次設(shè)計采用后者方式，原因是一個電機(jī)工作方式比較好控制。
三、自動涂膠機(jī)總體方案的擬定
結(jié)構(gòu)的詳細(xì)說明：由于涂膠過程中存在拐點(diǎn)涂膠量的控制，本設(shè)計采用了在X.Y
向運(yùn)動速度不改變的前提下，調(diào)整Z向擠膠活塞速度的方式，三向運(yùn)動的形式不盡相
同，所以共用了三個電機(jī)，通過程序控制分別做相應(yīng)運(yùn)動，來保證涂膠的厚度和均勻
性。
Z向是用來控制出膠的量的，且要求傳動平穩(wěn)，故選用絲杠螺母工作，絲杠螺母有自鎖能力，可保證涂膠的厚度和均勻性。 通過改變Z向絲杠螺母的轉(zhuǎn)速，以保證Z軸的升降速度，來達(dá)到涂膠的要求。
由于X，Y向運(yùn)動要求平穩(wěn)、準(zhǔn)確，所以采用了滾珠絲杠傳動，滾珠絲杠傳動效率高、剛度好、傳動精度高且使用壽命長。
導(dǎo)向機(jī)構(gòu)承載大，且需要平穩(wěn)，所以X 、Y向采用滾動導(dǎo)軌，滾動導(dǎo)軌承載較大，且導(dǎo)向準(zhǔn)確。為了滿足傳動比和結(jié)構(gòu)簡化的要求，采用齒輪系統(tǒng)進(jìn)行變速，齒輪的結(jié)構(gòu)緊湊、工作可靠、壽命長且傳動比穩(wěn)定。
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