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点胶机周转机构改进设计

更新时间:2009-03-28

点胶封装是通过点胶阀或喷头,把胶水涂覆于产品表面,起到固定及保护产品的一种工艺.由于人工点胶很难控制流量,经常把产品弄脏,甚至造成废品,产品的质量不稳定,生产效率低下等因素,已经不能满足电子产业快速发展的要求,目前常用点胶封装设备有半自动和全自动.本文介绍一种全自动点胶封装机送料机构的改进设计.

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1 现状

目前有一款全自动点胶封装机,主要用于智能手机触摸屏的点胶封装工艺,可对接上、下游生产线,生产效率较高,产品销路也不错.但设备使用过程中,经常发现待加工产品位置出现偏移,摆放位置不准确,影响到下一道工序操作.产生这种现象主要原因是固化台料盘输送机构工作不理想,该机构采用液压升降机构,如图1所示.

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由于液压缸运动速度太快,送料机构在取料盘和放料盘时,存在冲击和振动现象,容易造成料盘上的待加工产品出现振动、位移,影响到下道工序的正常工作.因此需要对料盘输送机构的工作特性进行改进.

根据功率、总转矩及载荷特性,选择伺服步进电机型号为:863S22.

生产工艺流程要求:生产工艺流程简图如图2所示.手机触摸屏经过点胶机上胶封装后,由机械手夹持并准确有序地摆放在周转料盘上.按照工艺要求,上胶封装后的产品需要有25~30分钟左右的固化时间,胶水才能完全固化,进入下一道工序的操作.因此在封装机固化台上,共有60个周转料盘,分两边叠放.通过送料机构的作用,左边一叠料盘每次下行并放下一个料盘,由输送带把放下的一个料盘送到右边后,托起叠加到右边料盘的下部再上行.料盘从下行到上行一个周期结束,需要25~30分钟左右.完成这一任务的送料机构,其工作原理简图如图3所示.

  

图1 液压升降机构

  

图2 生产工艺流程简图

  

图3 工作原理简图

工作原理:在料盘两端均安置有2个1号液压缸和1个2号液压缸组成升降机构.工作时先由1号液压缸上升至最高点前3 mm时,抬起料盘至最高点,此时挡销液压缸动作并退出工作位置,料盘即随着1号液压缸下降25 mm后,改由2号液压缸支撑,同时挡销液压缸再次动作,挡销进入工作位置并卡住料盘,阻止料盘下降,只留最下面一个料盘随2号液压缸下降,最后放置在输送带上送往另一侧,送料机构完成一次工作循环.

2 不足方面

(1)由于液压缸活塞运动速度较快,在抬起和放下料盘时均会产生振动,容易造成料盘上待加工物品,在振动中出现位移偏差,严重影响下道工序的工作精度.

改进后滚珠丝杆升降机构如图6所示.

3 解决思路及方案

硬度系数 KH=1.0,

  

图4 滚珠丝杆滑块升降机构

新方案工作原理:伺服步进电机通过齿形皮带驱动滚珠丝杆转动,丝杆上的螺母滑块沿轨道作上下运动.当螺母滑块上的升降杆由最低点B位置,上移37 mm到A1位置时,抬起料盘上升3 mm到达最高点A位置;此时液压缸动作带动挡销外移,30个料盘随着升降杆下降20 mm,液压缸再次动作带动挡销内移并挡住上面29个料盘,只让最下面1个料盘随着升降杆继续下降,停放在输送带上并送走,升降杆继续下降2 mm后到达最低点B位置,升降机构完成一次工作行程.根据固化台工艺要求,升降机构25~30秒完成一次工作行程.为提高液压缸工作的精确度,采用可编程控制器来控制[1-3].

4 传动机构参数计算

根据工艺要求,30个料盘总重量在200 kg左右,由两端的两个滚珠丝杆支撑,单个滚球丝杆平均工作载荷:Fm=100×9.80=980(N),使用寿命取 Lh=15000(h),丝杆有效工作长度 Lm=40(m),初定丝杆导程[4],Pm=5(m)滚珠丝杆螺母滑块运动速度为30秒完成一次上、下送料任务,则丝杆平均转速:nm=2Lm/(Pht)=32(rpm),丝杆材料选用 CrWMn钢,丝杆滚道硬度 58~62HRC.

4.1 确定滚珠丝杆的计算载荷

 

式中各参数:根据表11-1-35~37[4]查得

载荷系数 KF=1.2,

产品出现位移是由于工作速度太快,料盘振动引起产品的位移.因此必须降低升降机构在取料盘及放料盘时的工作速度,可采用滚珠丝杆滑块升降机构,如图4所示,通过控制伺服步进电机的转速,降低升降机构在取、放料盘时的工作速度.用机械传动代替液压传动,还可提高机构传动精度及工作稳定性问题.

精度系数KA=0.8(按7级精度).

各系数代入(1)式则得计算载荷

 

4.2 根据使用寿命计算额定动载荷

丝杆螺旋角:

 

4.3 根据额定动载荷,选择滚珠丝杆型号

根据查表 11-1-30[4],可选用 FFZD2505-3型号滚珠丝杆,主要参数:Ca=10.6(KN),公称直径 D0=25(mm),导程 Ph=5(mm),丝杆内径 d2=21.9(mm).

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地质雷达是可以进行无损检测的地球物理探测方法,利用高频电磁脉冲波(频率范围5~2000MHz)来反射所探测的地下目标分布形态及特征。

4.4 伺服步进电机型号选择

4.4.1 运动速度曲线设定

根据工艺流程要求,每25~30秒输送一个料盘,以及所选用丝杆的型号尺寸,设定丝杆螺母的加减速运动速度曲线图,如图5所示.

  

图5 丝杆螺母加减速运动速度曲线图

升降杆采用间歇运动方式,加、减速所用时间均为1秒,每28秒完成一次送料任务.升降杆完成一次送料任务分为三个阶段:(1)在前4秒时间内,分别作加速、均速和减速运动上升到最高点A;(2)在第二个4秒时间内,分别作加速、均速和减速运动下降到最低点B;(3)升降杆停歇运动20秒.

目前,从新三板企业挂牌情况来看,首先是数量保持增长。宋彬说:“自2013年底新三板向全国扩容以来,新三板日益成为资本市场关注的重点,多层次资本市场结构已取得初步成果。”分析历届新三板挂牌企业数量,从2012年的200家到2017年的11633家,截至2018年10月8日已经达到10949家。“其中,2014年到2016年是新三板发展的黃金期,挂牌企业数量增长较快。”

4.4.2 运动速度计算

根据升降杆工作行程L=40(mm),t0=1秒,t=4秒,V0=0,代入(4)式:

 

(2)丝杆转动惯量:

同理可计算得升降杆在A1点取料盘及放料盘时的运动速度为:VA1=0.009(m/s).

由此可知,升降杆在取料盘和放料盘时运动速度已经很小,接近停止,不会出现冲击振动造成产品位移等现象.

4.4.3 负载所需转矩(传动效率取 η=0.90)

 

4.4.4 起动所需转矩

(1)升降平台与负载惯量:

 

其中,L0为升降杆在t0时间内所移动距离.

转述引语是新闻语篇报道模式中的主要手段,它可以使新闻报道显得更加真实、客观,增强了新闻报道的科学性。费尔克拉夫将转述引语分为三类:直接引语(direct discourse)、间接引语(indirect discourse)和非直接引语(direct discourse slipping)。直接引语通常用引号括起来,一字不漏的直接引用他人的原话;间接引语是用自己的话转述他人的话;而非直接引语则介于两者之间,用直接引语的形式通过改变人称来转述他人的话。

 

式中:L0——丝杆长度;D0——丝杆直径;ρ=7900(kg/m3)材料密度[5].

创新的实质是发挥每个人的特质,而千篇一律就没有新而言,因此创新人才培养更需要个性化教育,以此来促进学习者个体的发展。大数据的出现与应用为个性化教育的实现提供了可能。

(3)总负荷转动惯量:

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式中:β——丝杆角加速度.

1)博物馆模式在文化传承方面发挥倡导作用。博物馆作为非物质文化遗产保护的载体,要充分发挥其作为社会资源的承载保护作用。博物馆在社会中的主要是对政府的推动作用,博物馆可以通过非物质文化遗产的建议和相关提案引起政府的重视,协助政府相关部门制定针对性的保护措施。在对社会公众宣传领域,可以通过定期举办展览,加强非物质文化遗产的宣传推动作用,将非物质文化遗产的相关文化知识传递给公众,可以强化民众对非物质文化遗产的保护意识。

4.4.5 正常工作所需总转矩计算

 

式中:n=2——安全系数.

4.4.6 选择伺服步进电机型号

通过深化完善“两制”,不仅极大地提升了新兴铸管的市场竞争力和品牌影响力,而且在提升经济技术指标、增强盈利能力、转变员工观念等诸多方面产生了深远影响。“在学习中成长,在创新中发展”已深入职工的心里。

4.5 滚珠丝杆升降机构稳定性验算[4]

根据,

式中:Fc—临界压缩载荷;K1—安全系数,丝杆垂直安装取0.5;K2—固定方式,取K2=2;d2;Lc—丝杆最大受压长Lc=95(mm);Fmax′—丝杆所受最大轴向压缩载荷.

各系数代入(2)式则得:

 

则升降机构稳定性符合要求.

4.6 传动效率验算

额定动载荷Ca′:

 
 

符合要求.

(2)所用8个液压缸较多,控制系统复杂,影响工作稳定性.

  

图6 滚珠丝杆升降机构

(1)采用滚珠丝杆机构代替液压缸传动机构,工作稳定性好,运动精度较高.

(2)通过控制伺服步进电机转速,在取料盘和放料盘时,降低垂直运动速度,避免料盘上的元件因受到冲击振动而出现位置偏差,机构工作特性良好.

(3)简化工作机构,降低制造成本约1500元/台.

(4)实践表明,该工改方案达到设计要求,受到设备使用厂商的青睐,具有较好的市场推广应用价值.

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参考文献:

[1]张淑红,陶自春.基于PLC的端子自动切割机控制系统设计[J].液压与气动,2012,253(9):17-19.

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[2]汪欢欢,胡国清,周青辉.基于PLC的气动机械手控制系统设计与研究[J].液压与气动,2012,253(9):38-40.

[3]郝 屏,仵 征.基于PLC的料仓自动取料气动装置设计[J].液压与气动,2014,271(3):61-63.

[4]成大先.机械设计手册[M].北京:化学工业出版社,2004.

[5]吴宗泽.机械零件设计手册[M].北京:机械工业出版社,2003.

 
林和德,温明生
《闽南师范大学学报(自然科学版)》2018年第01期文献

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