氣動(dòng)式鋼管接箍打標(biāo)設(shè)備設(shè)計(jì)【畢業(yè)論文+CAD圖紙全套】

買文檔就送您 01339828或 11970985 - 1 - 摘 要 鋼管是一種用途廣泛的工業(yè)金屬材料， 其中鋼管生產(chǎn)產(chǎn)業(yè) 也是國民經(jīng)濟(jì)發(fā)展的一個(gè)重要支柱。國內(nèi)外鋼管生產(chǎn)線包括精整區(qū)測長、稱重、打 標(biāo)、涂色、噴標(biāo)等環(huán)節(jié)，其中打標(biāo)環(huán)節(jié)關(guān)系著一個(gè)企業(yè)的品牌的建立， 讓大家知道鋼管的型號(hào)，是鋼管生產(chǎn)中一個(gè)不可或缺的環(huán)節(jié)。本文著重研究了鋼管的接箍打標(biāo)設(shè)備 氣動(dòng)打標(biāo)系統(tǒng)。 對其中的關(guān)鍵技術(shù)進(jìn)行了深入的研究，分析了打標(biāo)系統(tǒng)的構(gòu)造和工作原理，以及在工業(yè)化生產(chǎn)中應(yīng)當(dāng)注意的一些問題 。 通過分析研究，本文主要完成的任務(wù)有： 第一章主要分析了現(xiàn)在市場上的氣動(dòng)打標(biāo)機(jī)的現(xiàn)狀以及研發(fā)情況，并且針對現(xiàn)在國內(nèi)的研發(fā)水準(zhǔn)提出展望。 第二章研究了鋼管生產(chǎn)線上打標(biāo)機(jī)系統(tǒng)的組成和運(yùn)行的簡要原理，從整體上進(jìn)行分析。 第三章把各個(gè)機(jī)構(gòu)剖開，逐個(gè)進(jìn)行了分析，研究了它的組成和工作原理，以及它在整體系統(tǒng)機(jī)構(gòu)上的作用、 第四章研究了氣動(dòng)打標(biāo)機(jī)的氣動(dòng)傳動(dòng)的回路，并且選擇了在升降機(jī)構(gòu)上的氣缸的型號(hào)，以及在機(jī)構(gòu)中所需要的氣動(dòng)回路元件。 第五章簡要分析了系統(tǒng)中所需要的 流程 第六章分析了在生產(chǎn)中所需要注意的硬件上的問題， 以及在 現(xiàn)在生產(chǎn) 車間中合理的布置。 第七章 總結(jié)了 在鋼管打標(biāo)生產(chǎn)中所需要做的工作 ，并對系統(tǒng)的改進(jìn)方向進(jìn)行了展 望。 關(guān) 鍵詞 ： 鋼管 ； 打標(biāo) ； 文檔就送您 01339828或 11970985 - 2 - is a is an at as a is of a n on of an of as as in to of to of on of to on on of II of on in on of V on of in to of by LC in I of of on in in a II in of to be of of 文檔就送您 01339828或 11970985 - 3 - 目 錄 參考文獻(xiàn) 1 緒論 . 1 . 1 . 2 . 4 2 打標(biāo)機(jī)系統(tǒng)的總體設(shè)計(jì) . 5 . 5 . 5 . 5 . 6 . 6 . 6 . 6 3 各機(jī)構(gòu)的選擇和設(shè)計(jì) . 7 梁的設(shè)計(jì) . 7 標(biāo)頭的設(shè)計(jì) . 14 型臺(tái)的設(shè)計(jì)計(jì)算 . 14 型塊定位元件的分類及其所能限制的自由度數(shù) . 14 型塊時(shí)，可按圖所示進(jìn)行相關(guān)尺寸計(jì)算 . 16 . 17 . 21 電傳感器的選擇 . 22 . 23 4 氣動(dòng)系統(tǒng)的設(shè)計(jì) . 25 壓傳動(dòng)方案的設(shè)計(jì) . 25 缸的選用 . 25 . 27 5 分的設(shè)計(jì) . 29 . 29 出點(diǎn)的確定 . 29 . 29 入一輸出響應(yīng)速度分析 . 30 標(biāo)流程設(shè)計(jì) . 31 6 打標(biāo)機(jī)系統(tǒng)運(yùn)行的調(diào)試 . 33 . 33 . 34 . 34 7 總 結(jié) . 36 致謝 英文翻譯 買文檔就送您 01339828或 11970985 - 4 - 買文檔就送您 01339828或 11970985 - 1 - 1 緒論 本文旨在研究一種氣動(dòng)打標(biāo)機(jī)系統(tǒng)及其字庫的關(guān)健技術(shù)。本章首先從打標(biāo)技術(shù)在現(xiàn)代工業(yè)中的應(yīng)用來闡述本課題研究的背景和意義 ， 然后介紹了氣動(dòng)打標(biāo)機(jī)的研究現(xiàn)狀和發(fā)展方向 ， 最后闡述了本論文的主 要內(nèi)容和完成的工作。 題研究的背景及意義 打標(biāo)又稱為標(biāo)記。指的是通過一定的技術(shù)手段在相關(guān)材料上標(biāo)記出圖案或文字。遠(yuǎn)古時(shí)期出現(xiàn)的手工纂刻及早期的字模沖印，就是一些典型的標(biāo)記手段。近年來，隨著自動(dòng)控制技術(shù)及計(jì)算機(jī)技術(shù)的飛速發(fā)展，涌現(xiàn)出來了多種新型的打標(biāo)技術(shù)。這些新興的打標(biāo)技術(shù)以其速度快，圖案精美、清晰，使用便捷等特點(diǎn)在市場上得到了廣泛的應(yīng)用。隨著國際上產(chǎn)品質(zhì)量認(rèn)證體系的推廣和普及，各類制造企業(yè)通過對打標(biāo)技術(shù)的應(yīng)用，提高了產(chǎn)品檔次，樹立了產(chǎn)品品牌形象，增強(qiáng)了產(chǎn)品的防偽作用，同時(shí)還為企業(yè)提供了產(chǎn)品的可追溯性 。目前，在以制造業(yè)為主的中國，隨著經(jīng)濟(jì)的高速增長，打標(biāo)產(chǎn)業(yè)市場已成為一項(xiàng)朝陽產(chǎn)業(yè)。隨著我國國民經(jīng)濟(jì)的飛速發(fā)展，近年來各種工業(yè)產(chǎn)品的制造量明顯上升，為了讓用戶能夠方便直觀地了解這些產(chǎn)品的基本信息，需要在這些產(chǎn)品的表面進(jìn)行信息標(biāo)示，因此，自動(dòng)化的工業(yè)標(biāo)記技術(shù)逐漸成為熱門的研究課題。 工業(yè)標(biāo)記技術(shù)具體是指在機(jī)械成品和半成品加工過程中，為了及時(shí)而準(zhǔn)確地識(shí)別產(chǎn)品的零部件、標(biāo)示出產(chǎn)品的相關(guān)信息，在產(chǎn)品上標(biāo)以明顯的標(biāo)志或字符的技術(shù)。隨著工業(yè)產(chǎn)品種類的增加，工業(yè)標(biāo)記成為機(jī)械制造過程的重要工序之一。過去，在工業(yè)產(chǎn)品上標(biāo)記字符 、圖形等大多靠手工操作。采用這一方式的最大缺點(diǎn)是速度慢，圖案單調(diào)，產(chǎn)品質(zhì)量難以控制，在復(fù)雜的環(huán)境下難以進(jìn)行操作，不利于現(xiàn)代化操作流程的實(shí)現(xiàn)。隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)、自動(dòng)控制技術(shù)、傳動(dòng)技術(shù)及 成批大量的現(xiàn)代化生產(chǎn)過程中，自動(dòng)化打標(biāo)技術(shù)己經(jīng)廣泛應(yīng)用于工業(yè)生產(chǎn)當(dāng)中 。 打標(biāo)工藝的基本要求是標(biāo)記字符清晰、時(shí)間持久。打標(biāo)的作用是能提高產(chǎn)品檔次，樹立品牌形象，有一定防偽作用，同時(shí)為企業(yè)提供產(chǎn)品的可追溯性 ( 從而更好地貫徹 標(biāo)主要應(yīng)用于機(jī)械、汽車及其零部件、摩托車 、電動(dòng)車及其零部件，電子、輕工、石化管件領(lǐng)域?？蓪︿?、鐵、銅鋁、塑料等材質(zhì)的產(chǎn)品零部件及各種銘牌進(jìn)行標(biāo)記。較早的工業(yè)打標(biāo)方法有字模沖壓、印刷、電腐蝕等，這幾種標(biāo)記方法，不僅效率低、不美觀，而且防偽性差，很難達(dá)到同一規(guī)格，尤其難以適應(yīng)現(xiàn)代化大生產(chǎn)的需要。這些方法各自的缺點(diǎn)有 : (1)字模沖壓由于是接觸式加工，加工后的零件容易產(chǎn)生內(nèi)應(yīng)力，字模的制作和改變比較困難，且一般只能用于金屬材料的標(biāo)記 ; (2)印刷的標(biāo)記其附著強(qiáng)度往往有限，因此其標(biāo)記的壽命往往不長 (特別是在金屬材料上 )，且其加工過程容易產(chǎn)生環(huán)境污染 ; 買文檔就送您 01339828或 11970985 - 2 - (3)電腐蝕加工方法只能對金屬材料進(jìn)行加工，加工過程容易造成環(huán)境污染，且加工速度較慢，不適于大批量和流水線加工方式。 基于以上原因，一種較為先進(jìn)的激光打標(biāo)技術(shù)，在西方一些工業(yè)先進(jìn)國家應(yīng)運(yùn)而生，隨后在我國也得到了發(fā)展應(yīng)用。激光打標(biāo)技術(shù)，雖然較好地克服了傳統(tǒng)工藝的許多缺點(diǎn)，但由于受到激光器自身缺點(diǎn)的制約，如 :激光器本身壽命低、在環(huán)境惡劣的生產(chǎn)現(xiàn)場不能長期穩(wěn)定地工作等，所以這一方法不能滿足生產(chǎn)實(shí)際的需要 ;同時(shí)，由于有色金屬對激光的吸收能力較差，所以打印深度淺，除在金剛石或硬質(zhì)合金這類特殊材料上應(yīng)用較多外，都未得到普 及推廣，為彌補(bǔ)上述方法的不足，適應(yīng)現(xiàn)代化大批量生產(chǎn)發(fā)展的需要，出現(xiàn)了一種全新的工業(yè)標(biāo)記打印技術(shù) 氣動(dòng)打標(biāo)方式。從 1988 年開始，這項(xiàng)工藝便被一些西方國家相繼采用，特別是在汽車、摩托車行業(yè)得到了迅速推廣。像美、日、意、德、法等國的通用、福特、克萊斯勒、豐田、本田、菲亞特、奔馳、標(biāo)致、雪鐵龍、雅馬哈等汽車、摩托車制造廠，均都大量采用。隨著我國經(jīng)濟(jì)的高速發(fā)展，國內(nèi)的生產(chǎn)企業(yè)也逐步采用了自動(dòng)控制的氣動(dòng)打標(biāo)技術(shù)來滿足大規(guī)模生產(chǎn)的要求，市場對打標(biāo)機(jī)的需求將越來越大，而且我國是以制造業(yè)為主的發(fā)展中國家，未來幾年內(nèi)打標(biāo)產(chǎn)業(yè) 的市場前景將非常廣闊。 動(dòng)打標(biāo)機(jī)研究現(xiàn)狀 氣動(dòng)打標(biāo)機(jī)是由計(jì)算機(jī)控制打印針運(yùn)動(dòng)的高速打印設(shè)備 , 目前共有標(biāo)準(zhǔn)型、便攜型和生產(chǎn)線型三種。前者適用于中小件其二適合大、特型件另則適用于流水線生產(chǎn)。它所用的高速電磁閥 , 能以每秒次的頻率開關(guān)壓縮空氣 , 從而可使打印針也按此頻率往復(fù)沖擊 , 使工件表面包括平面、弧形面、凸形或凹形表面打印出密集點(diǎn)陣構(gòu)成的字符或圖形。其打印深度最高可達(dá) , 速度為每秒個(gè)號(hào)符平均無故障工作時(shí)間達(dá)鋼針硬度高達(dá) , 具有靈活、可靠性高和易于掌握的特點(diǎn)。除應(yīng)用于汽車制造業(yè)、摩托車行業(yè)的生產(chǎn)流水線 外 , 對于航空、電器、電子、鋼鐵和模塑等工業(yè) , 也非常適用。 氣動(dòng)標(biāo)記打印工藝之所以受到廣大用戶歡迎 ,還在于它所獨(dú)有的防偽功能。首先是它所打印的標(biāo)記易于識(shí)別其次是打印設(shè)備和標(biāo)記本身的唯一性無法仿制。以上這些 , 對于辨別機(jī)件真?zhèn)?, 維護(hù)企業(yè)質(zhì)量信譽(yù) , 是相當(dāng)重要的。伴隨市場經(jīng)濟(jì)的發(fā)展 , 商品競爭已成為必然。因此 , 一些假冒偽劣產(chǎn)品 , 勢必要魚目混珠 , 乘隙而入。在生產(chǎn)中采用這種氣動(dòng)標(biāo)記打印工藝 , 則可便于識(shí)別真?zhèn)?, 是企業(yè)防偽打假的好幫手。先進(jìn)的工藝具有旺盛的生命力 , 先進(jìn)的工藝裝備也必將為廣大用戶所掌握。 氣動(dòng)打標(biāo)是電磁閥控制壓縮空氣（ 動(dòng)高硬度 (記針以較高頻率（ 300 次 /秒左右）上下震動(dòng)，同時(shí)，由計(jì)算機(jī)操作系統(tǒng)控制、驅(qū)動(dòng)器控制步進(jìn)電機(jī)帶動(dòng)標(biāo)記針做二維運(yùn)動(dòng)，從而實(shí)現(xiàn)在工件上的標(biāo)記。其標(biāo)記的內(nèi)容是由無數(shù)個(gè)標(biāo)記針在工件上沖擊的小點(diǎn)構(gòu)成。這一點(diǎn)，與針式打印機(jī)的打印過程有部分類似。氣動(dòng)打標(biāo)具有成本低（目前單機(jī)價(jià)格 1 萬元左右）、操作維護(hù)簡單、應(yīng)用領(lǐng)域廣泛，標(biāo)記深度深、便于計(jì)算機(jī)系統(tǒng)或網(wǎng)絡(luò)控制的特點(diǎn)。是目前應(yīng)用較為廣泛的一種標(biāo)記技術(shù)。 目前在氣動(dòng)打標(biāo)機(jī)的研制上，買文檔就送您 01339828或 11970985 - 3 - 國外還處于比較領(lǐng)先的 地位，從上個(gè)世紀(jì) 20年代開始，國外的打標(biāo)技術(shù)已經(jīng)日趨成熟，目前的研究主要集中在打標(biāo)機(jī)軟件和硬件的優(yōu)化上，在打標(biāo)行業(yè)內(nèi)技術(shù)領(lǐng)先的公司近期取得的主要研究成果有以下幾個(gè)方面 : （ 1） 曲面打標(biāo) 隨著工業(yè)產(chǎn)品種類的日趨豐富，需要打標(biāo)的工件表面形狀也開始由單一的平面變成了曲面。美國 司開發(fā)研制的 700 型打標(biāo)系統(tǒng)是一種全自動(dòng)打標(biāo)系統(tǒng)，主要用于鋼鐵及各種非金屬材料的打標(biāo)。 700 不僅能夠?qū)崿F(xiàn)在平面上打印，而且能夠在復(fù)雜的曲面上進(jìn)行打印，圖 1 700 系統(tǒng)的實(shí)物圖， 和 打標(biāo)機(jī)在圓弧工 件表面打標(biāo)的實(shí)物圖。目前在國內(nèi)著名的生產(chǎn)打標(biāo)機(jī)的廠家有嘉銘公司，主要生產(chǎn)有 M 系列的打標(biāo)機(jī)，包括氣動(dòng)型，電動(dòng)型打標(biāo)機(jī)，但多采用國外引進(jìn)的打標(biāo)頭。 圖 1700 系統(tǒng)實(shí)物圖 （本產(chǎn)品打標(biāo)速度可達(dá)到 50mm/s，打印深度為 印范圍 38 63密度為 4 /厘米） (2)多針頭打標(biāo) 打標(biāo)機(jī)目前主要采用單針頭打標(biāo)，隨著控制系統(tǒng)的飛速發(fā)展，國外廠商已經(jīng)研制出了多針頭打標(biāo)機(jī)，大大提高了打標(biāo)效率。其中以美國 打標(biāo)機(jī)最具代表 性，其主要原理是在原有單針頭的基礎(chǔ)上，增加電磁閥數(shù)量，每個(gè)電磁閥控制一個(gè)針頭的動(dòng)作，實(shí)現(xiàn)多針頭打標(biāo)。同時(shí)，由于需要控制的電磁閥數(shù)量增加，也使得控制程序比單針頭打標(biāo)復(fù)雜得多，其實(shí)物如圖 1文檔就送您 01339828或 11970985 - 4 - 圖 1針頭打標(biāo)機(jī) 此打標(biāo)機(jī)采用了 司的 理器，此處理器使用的是 16/32 位 核， 具有更快的運(yùn)行速度和更大的存儲(chǔ)容量，能夠更好的滿足復(fù)雜控制的需求。 與國外的技術(shù)相比，國內(nèi)氣動(dòng)打標(biāo)機(jī)的發(fā)展相對滯后，雖然從上世紀(jì) 90 年代開始，國內(nèi)己開展了這方面的研究開發(fā)工 作，但是在許多關(guān)鍵技術(shù)上仍然沒有突破性進(jìn)展，目前研究的成果主要還是集中在通用型的單針頭氣動(dòng)打標(biāo)機(jī)上。國內(nèi)的生產(chǎn)商也主要是仿造國外公司的產(chǎn)品，雖然這些產(chǎn)品在價(jià)格上相對較低，但是，國內(nèi)企業(yè)更多的是采用進(jìn)口設(shè)備，因?yàn)檫M(jìn)口打標(biāo)機(jī)具有技術(shù)成熟，運(yùn)行性能穩(wěn)定，機(jī)型品種多等優(yōu)勢，而國內(nèi)生產(chǎn)的機(jī)器在各方面還比較落后。 動(dòng)打標(biāo)機(jī)相關(guān)技術(shù)的發(fā)展 目前國際上正在開展通過離子表面注入技術(shù)實(shí)現(xiàn)對普通材料的變性研究如能實(shí)現(xiàn)，則可大幅度提高標(biāo)記針的性能及成本，屆時(shí)，氣動(dòng)打標(biāo)記的應(yīng)用將跨上一個(gè)新的臺(tái)階。近幾年來，隨著我國改革開 放的進(jìn)一步深入，經(jīng)濟(jì)建設(shè)取得了飛速的發(fā)展，伴隨著制造業(yè)的蓬勃興起，氣動(dòng)打標(biāo)行業(yè)也取得了突飛猛進(jìn)的發(fā)展。各打標(biāo)機(jī)生產(chǎn)企業(yè)將多種新技術(shù)、新成果不斷應(yīng)用于氣動(dòng)打標(biāo)系統(tǒng)中。相信在不久的將來，我國在這一領(lǐng)域中的技術(shù)水平將處于世界領(lǐng)先地位。 買文檔就送您 01339828或 11970985 - 5 - 2 打標(biāo)機(jī)系統(tǒng)的總體設(shè)計(jì) 本章具體分析了打標(biāo)機(jī)系 統(tǒng)的系統(tǒng)組成和功能需求，介紹了氣動(dòng)打標(biāo)機(jī)系統(tǒng)工作原理，分析了打標(biāo)機(jī)內(nèi)部的組成部分和打標(biāo)機(jī)的工作原理，列出了系統(tǒng)采用打標(biāo)機(jī)的性能指標(biāo)。 2 標(biāo)系統(tǒng)的設(shè)計(jì) 2 1 1 打標(biāo) 系統(tǒng)組成 打標(biāo)系統(tǒng)的示意圖如圖 2 1 所示，由 圖可以看出其組成如下： （ 1） V 型支架。 V 型支架用來放置待打標(biāo)的鋼管，由七個(gè)支柱組成， V 型面上固定有尼龍墊，可以減少?zèng)_擊，保護(hù)鋼管不被劃傷。 （ 2） 氣動(dòng)打標(biāo)機(jī)。打標(biāo)機(jī)包括支架、升降氣缸、打標(biāo)頭、打標(biāo)控制器、絲杠等。氣動(dòng)打標(biāo)機(jī)在鋼管外表面沿軸向打出所設(shè)定的字符。打標(biāo)機(jī)采用 司的新產(chǎn)品針氣動(dòng)打標(biāo)機(jī)，具有打標(biāo)速度快、字跡清楚、可靠性高的特點(diǎn)。 （ 3） 橫梁。用來安裝打標(biāo)機(jī)，同時(shí)實(shí)現(xiàn)打標(biāo)機(jī)的橫向進(jìn)給。 圖 22 1 2 打標(biāo)工作過程 鋼管到達(dá)打 標(biāo)工位時(shí)，氣缸下降，可調(diào)撐腳壓在鋼管上，可以調(diào)節(jié)打標(biāo)針鋼管的距離 ，以改變打標(biāo)字符的深度。打標(biāo)開始后，打印針按字符或圖形筆劃軌跡運(yùn)動(dòng)的同時(shí)，打印針高頻沖擊鋼管表面，從而形成由密集點(diǎn)組成的字符或圖形。打印針能自動(dòng)跟隨鋼管表面形狀而動(dòng)作，對鋼管表面平整度無要求。打標(biāo)字符和圖形可以通過計(jì)算機(jī)鍵盤輸入。 買文檔就送您 01339828或 11970985 - 6 - 2 標(biāo)機(jī)的基本功能及主要技術(shù)指標(biāo) 2 . 2. 1 打標(biāo)機(jī)的基本功能 工業(yè)現(xiàn)場使用的氣動(dòng)打標(biāo)機(jī)具體功能有以下幾點(diǎn) : (1)打標(biāo)針能夠在一定尺寸的平面內(nèi)運(yùn)動(dòng)并實(shí)現(xiàn)定位。 打標(biāo)針在平面內(nèi)能夠按打印軌跡運(yùn)動(dòng) ;能在需 要打點(diǎn)的坐標(biāo)處定位 ;打標(biāo)完成后，打標(biāo)針能自動(dòng)復(fù)位。 (2)快速打點(diǎn)。 打標(biāo)針移動(dòng)到需要打點(diǎn)的坐標(biāo)處定位后，能夠快速地在工件表面上打點(diǎn)，防止點(diǎn)的漏打，并且保證一定的打印深度。 (3)用戶操作界面友好，打標(biāo)字符多樣。 用戶通過操作界面可以方便地進(jìn)行系統(tǒng)參數(shù)的設(shè)定、打標(biāo)參數(shù)的設(shè)定、打標(biāo)字符的編輯等 ;軟件具備豐富的字庫文件供用戶調(diào)用，并提供字符生成器供用戶設(shè)計(jì)自定義字符圖樣使用。 (4)便于與上位機(jī)系統(tǒng)聯(lián)接。 打標(biāo)機(jī)能方便地與上位機(jī)通訊，使用通用的串行接口，并且確定上下位機(jī)之間的通訊協(xié)議。這一功能主要接收上位機(jī)設(shè)計(jì) 的字符文件信息。 (5)體積小，結(jié)構(gòu)緊湊，便于安裝維護(hù)。 為工業(yè)現(xiàn)場使用和安裝的方便，在滿足打標(biāo)功能需要的基礎(chǔ)上，打標(biāo)機(jī)應(yīng)盡量少占用工作空間，做到體積小，結(jié)構(gòu)緊湊，并便于安裝維護(hù)。 2 . 2. 2 打標(biāo)機(jī)的技術(shù)指標(biāo) 統(tǒng)的主要技術(shù)指標(biāo)如下 : 統(tǒng) 為單針打標(biāo)系統(tǒng)，打標(biāo)窗口為 283258163利浮針技術(shù)，可在高低不平達(dá) 6表面打標(biāo)，此外可選擇多種材料的打標(biāo)針，使用范圍廣 ，打標(biāo)深度為 壓需求為 最快打字速度為 4 字 /秒，可以打印圓弧字符，電源要求 220V，單相電，解析度為 4200接界面為 2 . 2. 4 打標(biāo)機(jī)的組成及工作原理 列 打標(biāo)機(jī)的組成 動(dòng)打標(biāo)機(jī)的組成部分主要 包括 控制器、上位機(jī)、打標(biāo)頭、打標(biāo)針、各部分主要功能如下 : 控制器 : 對系統(tǒng)參數(shù)和打標(biāo)參數(shù)進(jìn)行設(shè)置，控制打標(biāo)針的運(yùn)動(dòng)和動(dòng)作 ; 上位機(jī) : 瀏覽字庫文件、設(shè)計(jì)特殊字符、優(yōu)化字符打印 軌跡、向控制器發(fā)送字符文件信息 ; 打標(biāo)頭 : 安裝打標(biāo)針運(yùn)動(dòng)和動(dòng)作的機(jī)械部件 ; 買文檔就送您 01339828或 11970985 - 7 - 打標(biāo)針 : 通過對工件表面的沖擊打出點(diǎn)痕 ; 標(biāo)機(jī)的工作原理 對打標(biāo)機(jī)工作過程進(jìn)行分析，其工作原理分如下三個(gè)步驟 : 1）針頭的運(yùn)動(dòng) 當(dāng)工件被輸送到打標(biāo)工位后，控制器發(fā)出打標(biāo)指令，打標(biāo)針在步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)下沿著所需的打標(biāo)軌跡運(yùn)動(dòng) ; 2）打點(diǎn) 打標(biāo)針移動(dòng)到需要打點(diǎn)的坐標(biāo)處時(shí)，控制打標(biāo)針動(dòng)作的電磁閥打開，打標(biāo)針在驅(qū)動(dòng)氣壓的作用下沖擊工件表面打下點(diǎn)。然后電磁閥關(guān)閉，打標(biāo)針從工件表面抬起，縮回針套內(nèi)。重復(fù)步驟、，則在工件表 面連續(xù)打點(diǎn)，組成所需的字符圖樣 ; 3）復(fù)位 一個(gè)工件打標(biāo)完成后，打標(biāo)針復(fù)位到初始位置，等待下一個(gè)打標(biāo)指令的到來。 買文檔就送您 01339828或 11970985 - 8 - 3 各機(jī)構(gòu)的選擇和設(shè)計(jì) 打標(biāo)機(jī)及控制系統(tǒng)的主要組成部分部件有打標(biāo)機(jī)控制器 ，支撐機(jī)構(gòu)，升降機(jī)構(gòu)和打 標(biāo)機(jī)本體， 在此基礎(chǔ)上對打標(biāo)機(jī)系統(tǒng)總體方案進(jìn)行了設(shè)計(jì)，并對系統(tǒng)各部分采用的主要元器件進(jìn)行了參數(shù)計(jì)算和選型。 如圖 3紹了打標(biāo)機(jī)系統(tǒng)各機(jī)構(gòu)的組成情況 ： 圖 3統(tǒng)組成示意圖 梁的設(shè)計(jì) 1）機(jī)架的設(shè)計(jì)主要保證剛度，強(qiáng)度和穩(wěn)定性。 （ 1） 剛度 評定大多數(shù)機(jī)架工作能力的主要原則是剛度。 （ 2） 強(qiáng)度 強(qiáng)度是評定重載機(jī)架工作性能地基本準(zhǔn)則。機(jī)架的強(qiáng)度應(yīng)根據(jù)機(jī)器在 運(yùn)轉(zhuǎn)過程中可能發(fā)生最大載荷或安全裝置所能傳遞的最大載荷來校核其強(qiáng)度，此外還要校核其疲勞強(qiáng)度。機(jī)架的強(qiáng)度和剛度都需要從靜態(tài)和動(dòng)態(tài)兩方面來考慮。動(dòng)剛度是衡量機(jī)架抗振性能的指標(biāo)。而提高機(jī)架抗振性能應(yīng)從提高機(jī)架構(gòu)件的靜剛度控制固有頻率，加大阻尼等方面著手。提高靜剛度和控制固有頻率的途徑是：合理設(shè)計(jì)機(jī)架構(gòu)件的截面形狀和尺寸，合理選擇壁厚及肋板，注意機(jī)架的整體剛度與局部剛度以及結(jié)合面的匹配等。 （ 3） 穩(wěn) 定性 機(jī)架受壓結(jié)構(gòu)及受彎結(jié)構(gòu)都存在失穩(wěn)問題，有些構(gòu)件制成薄壁腹業(yè)存在局部失穩(wěn)。穩(wěn)定性失保證機(jī)架正常工作的基本條件，必須加以校核。此外，對于機(jī)床，儀器等精密機(jī)械還應(yīng)考慮熱變形。熱變形將直接影響機(jī)架原有精度，從而使產(chǎn)品精度下降，有導(dǎo)軌的機(jī)架，由于導(dǎo)軌面與底面存在溫差，在垂直平面內(nèi)導(dǎo)軌將產(chǎn)生凸或凹熱變形。因此，機(jī)架結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)使熱變形盡量減小。 2）機(jī)架設(shè)計(jì)的一般要求： （ 1）在滿足強(qiáng)度和剛度的前提下，機(jī)架的重量應(yīng)要求輕，成本低。 買文檔就送您 01339828或 11970985 - 9 - （ 2）抗震性好，把受迫振動(dòng)振幅限制在允許范圍內(nèi)。 （ 3）噪聲小 （ 4）溫度場分布 合理，熱變形對精度的影響小。 （ 5）結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)合理，工藝性良好，便于鑄造，焊接和機(jī)械加工。 （ 6）結(jié)構(gòu)力求便于安裝與調(diào)整，方便修理和更換零部件。 （ 7）有導(dǎo)軌的機(jī)架要求導(dǎo)軌面受力合理，耐磨性良好。 （ 8）造型好。使之既適用經(jīng)濟(jì)又美觀大方。 3）機(jī)架常用的材料 材料的選用主要根據(jù)機(jī)架的使用要求。多數(shù)機(jī)架形狀復(fù)雜，故一般采用鑄造，由于鑄造的鑄造性能好，價(jià)廉和吸振性能強(qiáng)，所以應(yīng)用廣。重型機(jī)架常用鑄鋼，當(dāng)要求重量輕時(shí)，可以用鑄造或鑄鋁合金等輕金屬制造。焊接機(jī)架具有制造周期短，重量輕和成本低等優(yōu)點(diǎn)，故在機(jī)器制造業(yè)中，焊 接機(jī)架日益增多。焊接機(jī)架主要又鋼板，型鋼或鑄鋼等焊接而成。 鑒于本課題設(shè)計(jì)，機(jī)架支柱橫梁選用熱軋等邊角鋼， 如圖 3尺寸規(guī)格見表 3 圖 3梁計(jì)算圖 （ 寬 性半徑 面系數(shù) 表 3鋼尺寸規(guī)格 角鋼號(hào)數(shù) 尺寸 / 面 面積 / 2理論重量kg/m 外表面積( ) Z0 b d r 9 90 12 10 80 10 9 計(jì)算機(jī)架橫梁重量 橫梁 橫梁 買文檔就送您 01339828或 11970985 - 10 - 機(jī)架立柱的重量 立 有 司選用打標(biāo)頭重量： 打氣缸重量 0氣滑臺(tái)框架 0框滑臺(tái)總重量 6 . 當(dāng)滑臺(tái)處于 B 點(diǎn)位置時(shí)，對橫梁進(jìn)行受力分析 ，如圖 3 圖 3梁受力分析 3 5 2 . 8 3 3 7 . 1 2 6 8 9 . 9 2G G G N 滑總 橫 所以 6 8 9 3 5 2 . 8 1 . 1 7 5 3 3 7 . 1 2 1 . 4 5 / 2 6 5 8 . 9 5M N M B 點(diǎn)時(shí)的軸力圖和彎矩圖如下 圖 3 圖 3梁軸力圖和彎矩圖 橫梁強(qiáng)度的校核： 已知橫梁截面積 21 5 . 1 2 6 2 3 0 . 3S c m 許用抗彎應(yīng)力 120 41 46 8 9 . 9 2 2 2 . 8 1 0 3 0 . 3 1 0 經(jīng)校核橫梁強(qiáng)度合格。 立柱的受力分析 如圖 3計(jì)算： 買文檔就送您 01339828或 11970985 - 11 - 如圖 3柱 B 點(diǎn)受力分析圖 則 6 8 9 N,立柱所受的力矩1 5 0 0 . 2M M N M 所以在 B 點(diǎn)時(shí)立柱軸力和彎矩圖如下 圖 3 圖 3柱 B 點(diǎn)的軸力和彎矩圖 立柱的強(qiáng)度校核： 已知立柱截 面積 22 2 2 0 . 3 0 6 4 0 . 6S c m ，材料抗壓許用應(yīng)力 160 42 46 8 9 . 9 2 1 7 1 0 4 0 . 6 1 0 所以經(jīng)校核立柱的強(qiáng)度合理。 2. 當(dāng)滑臺(tái)在 A 點(diǎn)位置時(shí)，對橫梁受力分析 ，受力分析如下圖 3 買文檔就送您 01339828或 11970985 - 12 - 圖 3架受力 分析圖 有 6 5 8 . 9 5 N m ，可得 44 E 點(diǎn)為原點(diǎn)取矩 得： 3 5 2 . 8 1 . 1 7 5 3 3 7 . 1 2 1 . 4 5 / 2 6 5 8 . 9 5M N M 所以滑 臺(tái)處在 A 點(diǎn)時(shí)軸力圖和彎矩圖見下圖 3 圖 3架軸力和彎矩圖 買文檔就送您 01339828或 11970985 - 13 - 經(jīng)校驗(yàn)橫梁強(qiáng)度合理。 立柱 在橫梁作用下 的受力分析 如圖 3 圖 3柱受力分析圖 有 0可知 6 8 9 N 6 5 8 . 9 5 N m 所以立柱的軸力圖和彎矩圖如圖 3 圖 3柱軸力和彎矩圖 校核 ： 446 8 9 . 9 2 1 7 1 0 4 0 . 6 1 0 所以立柱強(qiáng)度合理。 買文檔就送您 01339828或 11970985 - 14 - 標(biāo)頭的設(shè)計(jì) 本系統(tǒng)中采用的是成型的打標(biāo)頭，即美國 司開發(fā)研制的 打標(biāo)機(jī)系統(tǒng)，所以本文采用的技術(shù)指標(biāo)都根據(jù)美國 司提供的 打標(biāo)機(jī)的技術(shù)參數(shù)， 打標(biāo)機(jī)是一種氣動(dòng)式打標(biāo)機(jī)，在氣壓 作用下，打標(biāo)針做高頻率的沖撞運(yùn)動(dòng)，從而完成各種圖案字符的打標(biāo)的，它的性能參數(shù)在上文中已經(jīng)列出。 型臺(tái)的設(shè)計(jì)計(jì)算 型塊定位元件的分類及其所能限制的自由度數(shù) 型塊定位元件的分類 圖 3塊定位示意圖 工件以外圓柱面 定位時(shí)，不管是粗基準(zhǔn)面還是精基準(zhǔn)面均采用這種定位元件，它和定位銷有類似的情況，也分短 V 型塊和長 V 型塊兩種。一般 V 型塊和工件定位面的接觸長度小于工件定位直徑時(shí)，屬短 V 型塊，大小 2 倍工件定位直徑時(shí)，屬于長 V 型塊。圖 3示 為短 V 型塊 ，用于較短的精基準(zhǔn)定位； 圖 b 所示為兩個(gè)中心平面重合的短 型塊 ，用于較長的粗基準(zhǔn)（或階梯軸）定位 。 V 型塊又有固定式和活動(dòng)式之分。根據(jù)工件與 V 型塊的接觸母線長度，固定式可以限制 2 個(gè)或 4 個(gè)自由度?；顒?dòng) V 型塊限制一個(gè)轉(zhuǎn)動(dòng)自由度，用以補(bǔ)償因毛胚尺寸變化而對定買文檔就送您 01339828或 11970985 - 15 - 位的 影響，同時(shí)還兼有夾緊的作用。固定式 V 型塊在夾具體上的裝配，一般用螺釘和兩個(gè)定位銷連接，定位銷孔在裝配調(diào)整后配鉆鉸，然后打入定位銷。 型塊所能限制的自由度數(shù) 分析長 V 型塊所能限制的自由度時(shí)， 可把短 V 型塊看作無限的短，理想的兩點(diǎn)接觸形成兩個(gè)點(diǎn)定位副，只能限制 y、 z 兩個(gè)自由度。同理長 V 型塊四點(diǎn)接觸形成四個(gè)點(diǎn)定位副，限制四個(gè)自由度，即 y、 z、 y、 z。 V 型塊的 V 形角有 60、 90、 120 三種， 90 的應(yīng)用最廣。V 型塊的結(jié)構(gòu)尺寸已標(biāo)準(zhǔn)化了， 特別應(yīng)該注意的是，測量棒直徑 D 雖然不是實(shí)際尺寸，但它是決定其他尺寸 的基礎(chǔ)，它是工件定位外圓的名義尺寸，切不可遺漏。 圖 3 型塊示意 計(jì)非標(biāo)準(zhǔn) V 型塊時(shí)，可按圖 3示進(jìn)行相關(guān)尺寸計(jì)算 型塊的主要尺寸有 塊檢驗(yàn)心軸直徑，即工件定位基準(zhǔn)直徑 ； 塊的高度； 塊的標(biāo)準(zhǔn)定位高度，即檢驗(yàn)心軸中心高。在 V 型塊工作圖上必須標(biāo)注此尺寸，用以綜合檢驗(yàn) V 型塊的制造精度。選取標(biāo)準(zhǔn)結(jié)構(gòu)時(shí)，也應(yīng)該將計(jì)算結(jié)果標(biāo)注在圖紙上； 塊兩工作平面之夾角。 設(shè)計(jì) V 型塊時(shí)， D 已確定， N 和 H 可參照標(biāo)準(zhǔn)選取，也可按結(jié) 構(gòu)有下式計(jì)算確定： 當(dāng) =90 時(shí)， N=2a( 當(dāng) =120 時(shí)， N=2D 一般取 a=（ D(于大直徑定位時(shí)，取 H 于小直徑定位時(shí)，取 H 買文檔就送您 01339828或 11970985 - 16 - 圖 3 型塊結(jié)構(gòu)尺寸 圖 3 型塊的尺寸計(jì)算 買文檔就送您 01339828或 11970985 - 17 - 由圖 3知， T 的計(jì)算如下： T=H+(而 (22) + N/2 (當(dāng) =90 時(shí)， T=H+在設(shè)計(jì)非標(biāo)準(zhǔn) V 型塊時(shí)，也可參照 80 標(biāo)準(zhǔn)中有關(guān)機(jī)構(gòu)參數(shù)，制造材料一般用鋼 20，滲碳深 淬火硬度 4. 面和平面組合基準(zhǔn)的定位設(shè)計(jì) 如下圖 3果在圓柱面工件上打標(biāo)，或鉆孔時(shí)，圓柱面為第一定位基準(zhǔn)，端面為第二定位基準(zhǔn)。夾具定位設(shè)計(jì)時(shí)，采用了一個(gè)長 V 型塊和一個(gè)端面支撐釘和工件接觸，長V 型塊限制了 4 個(gè)自由度，端面支撐釘限制了一個(gè)自由度，共限制了 5 個(gè)自由度。 圖 3型塊定位基準(zhǔn) 位誤差的分析與計(jì)算 表 3設(shè)計(jì)夾具時(shí)參考。 買文檔就送您 01339828或 11970985 - 18 - 表 3常用定位方法和定位誤差 定位方法 定位簡圖 定 位 總 誤 差 z/ 平 面 為 定 位 準(zhǔn) B= （ g 當(dāng) =90， hH/2 時(shí)，應(yīng)按 g 以 圓 柱 面 為 定 位 基 準(zhǔn) D/2*1/ D/2*（ 1/2 D/2*（ 1/2+1） 0 D 0 20 文檔就送您 01339828或 11970985 - 19 - D/2 D/2 D/2 D D/2 D= W=( D+ d)/2 D/2 D/2 買文檔就送您 01339828或 11970985 - 20 - 查表： 表 5 170V 型塊（摘自 /1)、材料： 20鋼按 699 1999的規(guī)定。 （ 2）、熱處理：滲碳深度 58 64 (3)、其他技術(shù)條件按 8044 1999的規(guī)定。 標(biāo)記示例 N=24 型