自动供螺钉装置设计与研究

发布时间：2017-08-20 23:37

  本文关键词：自动供螺钉装置设计与研究

  更多相关文章： 自动化装配 自动供螺钉 静力学分析 运动学分析 电路设计

【摘要】：随着制造业迅速发展，自动化装配生产线在机械制造、模具制造、电子等行业中得到越来越广泛的应用。自动供钉装置是自动化装配生产线必不可少的设备，它为自动化装配提供所需要的零件，能让这个生产线快速有效的进行生产。其包括给料器，隔料机构，剔除器，定向机构，输料机构及驱动装置等。 在自动化装配中螺钉的供给方式一般有两种，第一种是已经排列好的带状螺钉传送；第二种是零散的螺钉自动选排传送，此螺钉传送方式目前被广泛应用。我国研发的自动供螺钉装置可靠性差、故障率高，因此大多数的自动化装配设备需要从国外引进。 本论文所研发的自动供螺钉装置，其设计的目的是将储存在储料器里杂乱无章的螺钉整齐、有序的排列在输料轨道上，然后分离螺钉并将其输送到轨道的末端，让自动装配生产线快速有效的进行生产，具体介绍如下： 首先，对供钉方式进行了比较与选择，了解给料器、隔料机构、输料机构的形式，分析了它们的优缺点，提出了结构设计方案，详细设计了自动供螺钉装置的隔料机构，对自动供螺钉装置关键件进行设计计算和强度校核，从计算的数值及校核的结果来看，此设计合理可行。 其次，应用ANSYS Workbench模块对曲柄连杆机构进行了静力学和运动学分析。在对曲柄连杆机构进行分析的时候，充分考虑到了曲柄连杆机构工作时的约束和载荷等与实际工作相吻合。对曲柄连杆机构进行静力学分析后，得到了它的位移、应力、应变图，由图中可以看出，曲柄连杆机构的上支撑座位移最大，底部的支撑座位移最小；最大应力和应变出现在两个连杆的夹角处；最小应力和应变分布在上下支撑座处。曲柄连杆机构材质为304不锈钢，，分析出来的最大应力2.4025Mpa，低于材料的许用应力，所以满足强度要求；最大应变值为8.4025×10-6mm/mm，低于材料的极限应变，所以满足要求。对曲柄连杆机构进行运动学分析后，得到了它的位移、角速度及角加速度和时间的对应关系，由图可以看出，曲柄连杆机构运动时的位移、角速度、角加速度与时间都按一定的规律变化，变化周期为0.5s，总体运动比较平稳，没有较大的冲击。 最后，了解并比较了电器控制元件的作用及功能，对自动供螺钉装置的控制电路进行了设计，并根据不同的功能对硬件的驱动电路进行归类，基本达到了装置对于硬件控制的需求。 总之，本文设计出的自动供螺钉装置可以将零散的螺钉输送到轨道末端，能让这个生产线快速有效的进行生产。另外应用ANSYS Workbench模块对此装置中的曲柄连杆机构进行了静力学和运动学分析，得出其总体运动比较平稳，没有较大的冲击，符合要求。
【关键词】：自动化装配 自动供螺钉 静力学分析 运动学分析 电路设计
【学位授予单位】：陕西科技大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2013
【分类号】：TP278;TH122
【目录】：

• 摘要5-7
• ABSTRACT7-11
• 1. 绪论11-21
• 1.1 课题研究背景及意义11-12
• 1.2 国内外研究现状及发展趋势12-18
• 1.2.1 装配技术及发展概况12-13
• 1.2.2 自动化装配生产线的发展现状13-16
• 1.2.3 装配生产线中的自动供钉技术的发展现状及应用16-18
• 1.3 本课题的研究内容18-19
• 1.4 本章小结19-21
• 2.自动供钉装置结构方案设计及布局21-53
• 2.1 供钉方式的比较与选择21-31
• 2.1.1 给料器形式比较21-26
• 2.1.2 隔料机构比较26-29
• 2.1.3 输料机构比较29-31
• 2.2 自动供钉装置的整体分析31-43
• 2.2.1 传动的类型及其优缺点比较31-38
• 2.2.2 螺钉的规格及种类38-41
• 2.2.3 自动供钉装置的总体结构41-42
• 2.2.4 自动供钉装置的设计要求42-43
• 2.3 自动供钉装置的总体结构设计43-51
• 2.3.1 自动供钉装置的结构方案比较43-47
• 2.3.2 自动供钉装置的结构方案确定及布局47-49
• 2.3.3 自动供钉装置工作的工艺流程49-50
• 2.3.4 自动供钉装置的隔料机构设计50-51
• 2.4 本章小结51-53
• 3 自动供钉装置关键件设计计算53-69
• 3.1 滚珠丝杠及电机选型计算53-60
• 3.2 曲柄连杆机构的设计计算60-67
• 3.3 本章小结67-69
• 4. 曲柄连杆机构的静力学和运动学分析69-79
• 4.1 有限元方法简介69
• 4.2 有限元分析软件 ANSYS WORKBENCH 的简介69
• 4.3 曲柄连杆机构的静力学分析69-74
• 4.3.1 曲柄连杆机构的三维建模70
• 4.3.2 曲柄连杆机构的静力学分析70-74
• 4.4 曲柄连杆机构运动学分析74-77
• 4.5 本章小结77-79
• 5 自动供钉装置控制部分设计79-87
• 5.1 控制系统设计要求79
• 5.2 控制系统设计思路79-80
• 5.3 AT89S52 简介80
• 5.4 硬件元件介绍80-81
• 5.5 开关量电路81-82
• 5.6 直流电机驱动电路82-83
• 5.7 报警装置驱动电路83-85
• 5.8 本章小结85-87
• 6.总结与展望87-89
• 6.1 总结87
• 6.2 展望87-89
• 致谢89-91
• 参考文献91-95
• 附录 A95-97
• 攻读学位期间发表的学术论文目录97-98

【参考文献】

中国期刊全文数据库 前7条

1 李军,王玉生;开关电源用电容批量自动分选装置[J];电测与仪表;2004年06期

2 李洋;桑龙;;浅谈飞机总装自动化装配生产线[J];装备制造技术;2011年10期

3 陈永方;陈明;;浅谈自动化生产线的发展[J];广西轻工业;2011年01期

4 李精华;;基于单片机的逻辑电路设计[J];广西水利水电;2012年01期

5 彭世警;管祥华;李滨城;;六杆推送机构的运动学及动力学分析[J];农业装备与车辆工程;2011年01期

6 李世环,刘洪明,万泉应,梁桂友;二次电池单体检测自动分选装置设计[J];天津理工学院学报;2000年03期

7 黄永雄;;COBLED全自动分选机研发设计[J];企业技术开发;2012年20期

中国硕士学位论文全文数据库 前2条

1 龚辉;基于工业机器人平台的自动供钉系统设计研究[D];浙江大学;2012年

2 张吉卫;卷烟吸阻测量仪自动分捡装置研究[D];山东大学;2006年

本文编号：709601