全自动端盖点胶设备研制及关键技术研究

发布时间：2020-07-15 22:04

【摘要】：端盖电感点胶是雨刮器电机生产过程中的重要工序,点胶的质量直接影响到电机的可靠性与使用寿命,实现精确稳定的自动点胶可以大大提高电机端盖的质量与生产效率。目前,时间—压力型点胶是工业生产领域应用最广泛的自动点胶技术,该技术结构简洁、操作方便且成本低廉,普适性极强。但是时间—压力型点胶仍存在大量影响出胶量的因素,主要包括胶体流动过程复杂,胶滴一致性差,难以实现精确定量点胶等问题。国内外学者针对这一问题提出了一些胶体流动模型,但对出胶量影响因素的研究尚不全面。论文从实际生产需求出发,以研制高效稳定的全自动点胶设备为目的,设计全自动点胶设备的机械结构和控制系统,并针对定量出胶这一问题,利用理论分析、模型建立和仿真分析等手段对胶体流动过程进行深入的研究。论文首先介绍本课题的研究背景和研究意义,阐述了点胶技术的发展历史,对比分析了当前工业生产领域主要的点胶技术类型及优缺点,重点探讨了时间—压力型点胶应用过程中存在的问题,列举了国内外学者针对时间—压力点胶过程提出的流量模型和过程控制方法,并深入剖析了各种模型的特点及存在的问题。其次针对合作方对点胶设备提出的技术要求进行了整机机械结构设计。论文采用模块化的设计思路,将整机按功能分解为混胶、点胶、上料盘和输送四大模块,并针对每个模块的具体功能进行结构设计。然后从胶体的流体特性出发,对全自动点胶设备点胶模块的定量出胶问题进行了深入研究。基于合理假设建立了点胶过程的流态模型和胶体运动模型,得出了胶体运动过程的传递函数,同时基于CFX建立了胶体流量模型,通过建立合理的边界条件求解出实际工况下胶体流场的速度分布情况,并通过控制变量法分析出胶量与入口气压、针头内径和针头长度三个参变量之间的关系,实现精确控制胶量的时间。最后设计了基于PLC的全自动点胶设备的控制系统。通过介绍PLC的发展历史及主要特点,选择合适的PLC和电机,并完成设备控制部分硬件系统的设计,进一步梳理了全自动点胶设备的动作流程,完成了设备控制部分软件系统的设计和人机界面设计。
【学位授予单位】：东南大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2018
【分类号】：U468.2
【图文】：

点胶,接触型,方式

第一章绪论.2.2 点胶技术分类近十年来，随着制造业和封装工艺的发展，点胶技术也进入了发展的黄金时期，涌现出许多的点胶方式。总体来看，这些点胶方式可以分为接触型点胶和非接触型点胶，主要区别在于点过程中胶液是否与工件直接接触。（1）接触型点胶接触式点胶是指在点胶过程中，由机械臂带动胶筒及针头靠近工件待点胶位置，然后通过气压塞或者螺旋杆等方式挤压胶筒内的胶体，使得胶筒内的胶液由于受到压力而向下移动，通过针出而接触到待点胶位置，然后针头抬起离开拉断胶丝，从而使胶滴停留在待点胶位置的点胶方式种点胶方式中影响出胶量的因素很多，不仅包括针筒中空腔气压的大小、剩余胶量的多少、温点胶系统内部因素，也与针头长度及内径、针头同工件间的距离、针头停留时间等因素有关[11见的三类接触型点胶如图 1-1 所示。

东南大学硕士学位论文速度较慢，设备清洗维护也很麻烦。（2）非接触式点胶非接触型点胶是针对接触型点胶存在的问题而研究出的一种新的改良型点胶方式。非接触过程中针筒只需在水平面上寻找待点胶位置，不需在竖直方向上靠近工件。非接触点胶主要速运动的撞针或者压电陶瓷等方式在极短时间内向胶体提供极大的动能，使胶体挣脱胶体的粘而喷射在工件待点胶位置。相比接触式点胶而言，非接触式点胶在竖直方向没有运动，所以短了点胶周期，提高了点胶的效率，同时由于非接触点胶的特性使得这种点胶方式的稳定性较胶速度快，出胶量准确，胶滴一致性也很高。但是喷射过程中喷嘴尺寸限定了胶滴尺寸，在，如果需要得到不同的胶滴尺寸只能改变在某一点的喷射次数，比较不方便。常见的非接触有喷射型点胶和压电型点胶[12][13]，如图 1-2 所示。

端盖,电感,电机,位置

机械结构设计是根据技术要求确定原理方案，并在总体设计的基础上，按照原理方案，确定并绘制出具体的结构模型的过程。所以设计过程中首先应该考虑如何实现预期功能，因为产品设计的主要目的就是实现预期功能要求。在满足预期功能的基础上还要使得结构的强度和刚度满足工作要求，因此需综合考虑零件的加工工艺、装配、疲劳、震动、人因等问题，使得机械结构更合理。本章根据合作方提出的技术要求，完成全自动点胶设备机械结构的设计与实现。因为设计要满足产能要求，所以根据技术要求中关于日产量的要求进行计算，确定生产效率和生产节拍；而后根据产能要求选择合适的点胶方式和输送方法，再以此为基础展开进一步的设计[19]。本章设计按照模块化原则进行设计，每个模块是一个提供独立功能的有机单元，模块化的设计理念有利于高效地完成复杂的机电结构设计。2.2 技术要求根据合作方的需求，本课题需完成的点胶装置应满足如下功能指标：（1）实现端盖电感固定的自动精确定量点胶，电感点胶的每滴胶量为 0.008—0.0012g。雨刮器驱动电机端盖结构和电感位置如下图 2-1 所示，需要点胶的位置如下图 2-2 所示。

【参考文献】