点胶机械手的结构设计.docx

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点胶机械手的结构设计

中文摘要

点胶机又称涂胶机、滴胶机、打胶机、灌胶机等，专门对流体进行控制。

并将流体点滴、涂覆于产品表面或产品内部的自动化机器，可实现三维、四维路径点胶，精确定位，精准控胶，不拉丝，不漏胶，不滴胶。

点胶机主要用于产品工艺中的胶水、油漆以及其他液体精确点、注、涂、点滴到每个产品精确位置，可以用来实现打点、画线、圆型或弧型。

现在根据用户的需求，对AB胶水进行点胶机械手的设计，根据胶水的性质，我们选择丝杆推胶，于是我进行大体设计，确定标准件的种类，非标准件材料的选择，于是再进行非标准件的设计，画出二维图纸，进行受力计算，确定标准件的具体型号。

对于无法确定的尺寸，而我们把三维图形画出来，并且装配好之后再量取数据。

对于一些设计不合理的零件，我们边设计边修改。

ABSTRACT

Alsoknownasgluedispensermachine,dispensingmachine,plasticmachine,plasticirrigationmachines,specializedfluidcontrol.Andafluiddrip,coatedontheinteriorsurfaceoftheproductorproductautomationmachines,enablingthree-dimensional,four-dimensionalpathdispensing,accuratepositioning,precisecontrolofglue,notdrawing,notleakglue,noepoxy.Dispensingtechnologyproductsaremainlyusedinglues,paintsandotherliquidprecisepoint,injection,coating,dripintothepreciselocationofeachproductcanbeusedtoachievetheRBI,drawingaline,circleorarc.

Nowaccordingtotheuser'sneeds,ABgluedispensingrobotbedesignedaccordingtothenatureofglue,wechosetopushplasticscrew,soIcarriedoutthegeneraldesign,determinethetypeofstandardparts,non-standardpiecesofmaterialchoice,sothennon-standarddesign,drawtwo-dimensionaldrawings,conductedbytheforcecalculationstodeterminethespecifictypeofstandardparts.Forunabletodeterminethesize,butwehavedrawnthree-dimensionalgraphics,andtheamountofdataafterre-assembled.Forsomepoorlydesignedparts,weedgetoedgedesignmodifications.

中文摘要

ABSTRACT

第一章绪论……………………………………………………………………1

1.1点胶机特点……………………………………………………………………1

1.2工作原理………………………………………………………………………1

1.3常见问题………………………………………………………………………1

1.4厂商需点胶水类型……………………………………………………………3

1.5厂商胶量要求…………………………………………………………………3

第二章点胶机械手零件的设计…………………………………………………4

2.1概念设计………………………………………………………………………4

2.1.1点胶方式选择………………………………………………………………4

2.1.2模型设计……………………………………………………………………4

2.1.3标准件的名称确定…………………………………………………………4

2.2实体设计………………………………………………………………………5

2.2.1胶管夹具设计………………………………………………………………5

2.2.2混合胶管的选择……………………………………………………………7

2.2.3气缸的选择…………………………………………………………………8

2.2.4气缸与Y型点胶阀连接件的设计…………………………………………9

2.2.5点胶气缸固定基座的设计………………………………………………10

2.2.6点胶旋转片的设计…………………………………………………………11

2.2.7点胶蝇嘴固定座的设计……………………………………………………12

2.2.8点胶安装板的设计…………………………………………………………13

2.2.9滚珠丝杆的选择……………………………………………………………14

2.2.10导柱的设计………………………………………………………………19

2.2.11导套的设计………………………………………………………………20

2.2.12代号为J004的零件是设计………………………………………………20

2.2.13锁紧座的设计……………………………………………………………21

2.2.14代号为J001的零件是设计………………………………………………22

2.2.15推杆的设计………………………………………………………………23

2.2.16推胶头的设计……………………………………………………………24

2.2.17代号为J006的零件的设计……………………………………………25

2.2.18代号为J005的零件的设计………………………………………………26

2.2.19代号为J007的零件的设计………………………………………………27

2.2.20滑板的设计………………………………………………………………27

2.2.21电机的选择………………………………………………………………28

2.2.22联轴器的选择……………………………………………………………29

第三章实体图片…………………………………………………………………32

第四章总结………………………………………………………………………34

参考文献……………………………………………………………………………35

第一章

绪论

点胶机又称涂胶机、滴胶机、打胶机、灌胶机等，专门对流体进行控制。

并将流体点滴、涂覆于产品表面或产品内部的自动化机器，可实现三维、四维路径点胶，精确定位，精准控胶，不拉丝，不漏胶，不滴胶。

点胶机主要用于产品工艺中的胶水、油漆以及其他液体精确点、注、涂、点滴到每个产品精确位置，可以用来实现打点、画线、圆型或弧型。

如今根据市场特定的需求，改进现有点胶机，用于专业的不同的胶水点胶。

1.1点胶机特点

可替代人工作业，实现机械化生产；单机即可操作，简单便利、高速精确；SD卡存储方式，方便资料管理及机台间文件传输；可搭载双组分泵送系统，构成双液全自动点胶机；可加装点胶控制器及点胶阀等配件构成落地式点胶设备；可搭载螺丝锁付机构，配置成自动锁螺丝机；可按需升级为在线机器人，用于各种自动化装配；承载能力强、加工空间大。

1.2工作原理

伺服电机带动螺杆转动推进各活塞，将胶压进与活塞室相连的进给管中，当活塞处于上冲程时不挤胶，当活塞向下推进滴胶针头时，胶从针嘴压出。

滴出的胶量由活塞下冲的距离决定，可以手工调节，也可以在软件中自动控制。

1.3常见问题

点胶机最常遇到的问题是阀门问题，下列为解决胶阀使用时经常发生的问题的有效方法。

胶阀滴漏此种情形经常发生予胶阀关毕以后。

95%的此种情形是因为使用的针头口径太小所致。

太小的针头会影响液体的流动造成背压，结果导致胶阀关毕后不久形成滴漏的现象。

过小的针头也会影响胶阀开始使用时的排气泡动作.只要更换较大的针头即可解决这种问题。

锥形斜式针头产生的背压最少，液体流动最顺畅。

液体内空气在胶阀关毕后会产生滴漏现象，最好是预先排除液体内空气，或改用不容易含气泡的胶.或先将胶离心脱泡后在使用。

1、出胶大小不一致

当出胶不一致时主要为储存流体的压力筒或空气压力不稳定所产生。

进气压力调压表应设定于比厂内最低压力低10至15psi.，压力筒使用的压力应介于调压表中间以上的压力，应避免使用压力介于压力表之中低压力部分。

胶阀控制压力应至少60psi以上以确保出胶稳定。

最后应检查出胶时间.若小于15/1000秒会造成出胶不稳定.，出胶时间愈长出胶愈稳定。

2、流速太慢

流速若太慢应将管路从1/4”改为3/8”。

管路若无需要应愈短愈好。

除了改管子，还要改出胶口和气压，这样完全加快流速。

3、流体内的气泡

过大的流体压力若加上过短的开阀时间则有可能将空气渗入液体内.解决方法为降低流体压力并使用锥形斜式针头。

4、胶水堵塞

此种情形主要因过多的湿气或重复使用过的瞬间胶。

应确保使用新鲜的瞬间胶。

将管路以未含湿气的Aceton丙酮彻底清洗过。

使用的空气应确定完干燥且于厂内空压与胶阀系统间加装过滤器。

（以上方法如仍然无效，则应使用氮气）。

5、点胶时断胶原因

第一：

检查胶水是不是有问题（比如胶水中含有气泡，有颗粒沉淀物之类等），这种情况下会使点胶机产生点胶断胶的问题；

　　第二：

点胶控制器是否工作正常，因其工作的不正常或者其本身性能的不足，也会出现点胶断胶的问题。

6、UV胶

UV胶即紫外线固化胶。

确定使用黑色的管路。

勿直接添加UV胶于压力筒旧有的UV胶上。

先将原有UV胶放掉，再胶UV胶倒入空的压力筒.压力筒内的UV胶往往经过一段时间后会产生气泡而造成出胶不稳定。

1.4厂商需点胶水类型

AB胶两个胶管外径为￠21.5、￠21.5，内径为￠19.3、￠19.3，长为104（单位：

mm）

1-4-1

1.5厂商胶量要求

每次点胶胶水量误差±0.1，胶水轨迹要求均匀

第二章点胶机械手设计

2.1概念设计

2.1.1点胶方式选择

点胶可以是气动点胶、螺杆推胶、喷胶等，此AB胶密封，不能倒出来，胶水粘度比较高，要求对胶水量的把握精度比较高，根据胶水的性质和顾客的需求我们选用螺杆推胶！

2.1.2模型设计

2-1-1模型图

2.1.3标准件的名称确定

伺服电机************1

减速器**************1

滚珠丝杆************1

气缸****************1

混个胶管************1

减速器**************1

胶水开关************1

2.2实体设计

2.2.1胶管夹具设计

胶管尺寸如下图所示：

2-2-1胶管图2-2-2胶管图

2-2-3胶管图

根据胶桶的尺寸初步设计夹具为：

长×宽×高=50×35×95（mm）槽的拉深深度为4mm，以便于胶水放入，夹具分为两部分，制造精度为IT12，材料为铝合金，铸造成型，表面氧化处理。

。

2-2-4胶管夹具图2-2-5胶管夹具图

2-2-6胶管夹具图

边上的凹槽是用来与另一零件配合，使其能挂起来，切除深度为3mm，宽度为7.3mm，

初定孔距为38.18mm，初定尺寸为自定义，倒角距离为8mm（如需改进按装配时实际情况进行数字调整），是为了装配的时候不于气缸发生干涉。

利用M4碟形螺丝固定到胶桶夹具固定件上，用M4的蝶形螺丝锁紧胶管夹具。

因为受力不大，所以用廉价铝合金材料制作，表面氧化处理以保护表层。

2.2.2混合胶管的选择

混胶管又叫AB混胶管，双液混合管，混合管，螺旋混合管，静态混合管。

是专门用于双组份胶水自动混合。

混合管是属于静态混合管，主要是应用在50ML的AB胶枪前端和AB胶点胶设备的出胶口，AB胶混合管其作用是使AB胶自动混合均匀。

接口是卡口形式或螺旋式，混合管内管芯为螺旋状，其工作原理与建筑上使用的搅拌机相似。

当胶水从AB胶筒出来流经混合管时，被螺旋叶片多次的切割、重组后，分成若干个小份，这样以达到混合均匀的目的。

混合管适用1：

1和2：

1的胶水混合，4：

1和10：

1的胶水需用橙色管芯的混合管，其规格参数与其面相同，两者不同的是管芯的材质。

根据不同的胶水特性，比如胶水的粘稠度、干胶时间、点胶速度和点胶量，混合管配备了不同的型号。

我们所用AB胶水是1:

1混合，出胶速度较低，对胶量的把握精度要求较高，所以选择出胶口径最小的混合管，胶水接口外径为7mm，混合管尺寸数据：

出胶口内径0.85mm、接口内径7mm、螺旋节数17、螺旋长度53mm、螺旋直径3mm、总长63mm

2-2-7混合胶嘴图

2.2.3气缸的选择

如下图所示，气缸的作用是带动点胶阀开关，对于点胶阀的开关所需的力几乎可以忽略不计，但是需要有一定的饱压力来保证胶水不溢出，开关需要往复行程，行程为5mm。

我们选用亚德客气缸SDA16*5-B

2-2-8气缸装配图2-2-9亚德客气缸型号

2-2-10型号说明

2.2.4气缸与Y型点胶阀连接件的设计

两个M5的螺孔，一个是用来紧定Y型点胶阀开关的，另一个是用来与气缸连接，小孔是Y型点胶阀开关连接的，小孔内径要大点，于是实现气缸与Y型点胶阀之间的连接，力的传动，螺纹高度19mm的选择是依据气缸连接螺纹和Y型点胶阀开关总长度而确定的，宽度16mm是依据螺丝M5×8来确定的，精度要求IT12，材料为铝合金，铸造成型，表面氧化处理。

2-2-10气缸与Y型点胶阀连接件2-2-11气缸与Y型点胶阀连接件

2.2.5点胶气缸固定基座的设计

如下图所示，选择M5的螺纹孔，上面的那个是用来固定基座用的，下面是用来调节基座垂直度用的（用无头螺丝），上坐台四个螺纹孔的位置关系是由气缸自身固定螺丝之间的距离来决定的，R=3.75的孔是根据Y型点胶阀的大小来确定，孔径大小要比阀的直径达1mm左右即可，使其便于安装，精度要求IT12，材料为铝合金，铸造成型，表面氧化处理。

2-2-12点胶气缸固定基座图2-2-13点胶气缸固定基座

2-2-14点胶气缸固定基座图

2.2.6点胶旋转片的设计

此零件是用来固定Y型点胶阀的，限制绕Z轴的旋转运动，沉孔是固定点胶旋转片的，孔距是任意定的，但与气缸与Y型点胶阀连接件上的螺纹孔要相对应，精度要求IT12，材料为铝合金，铸造成型，表面氧化处理。

2-2-15旋转片图2-2-16旋转片图

2.2.7点胶蝇嘴固定座的设计

两个M4的螺纹孔是用来与点胶安装板连接，螺纹深度为12mm，侧面两个M3的螺纹孔是用来紧定Y型点胶阀用的，￠6.5的孔径大小是根据Y型号点胶阀来确定的，其位置确定是根据Y型点胶阀基座R=3.75来确定，并保持两者之间的同轴度要，精度要求IT12，材料为铝合金，铸造成型，表面氧化处理。

2-2-17点胶蝇嘴固定座图

2.2.8点胶安装板的设计

跑道式的孔（R=2.75mm）是起到板件在安装的时候的调节作用的，因为气缸与胶管夹具之间出现干涉的情况，跑道式的孔可以调节上下位置以消除干涉，U型孔功能一样，板的材料为铸铝，所以大件中容易出现缩松的现象，所以中间开一个25mm*27mm的矩形孔以防止缩松现象的出现，两个￠4.5的孔是用来安装点胶蝇嘴固定座用的，M4的螺纹孔是用来调节点胶安装板与点胶蝇嘴固定座的垂直度的，精度要求IT12，材料为铝合金，铸造成型，表面氧化处理。

2-2-18点胶安装板图

2.2.9滚珠丝杆的选择

挤胶水的工作原理：

私服电机带动丝杆旋转，丝杆带动推杆挤压胶水挤压,因此丝杆的精度会影响到胶水量的精度。

点胶机工作环境：

因为挤压胶水的量是很少的，所以丝杆旋转工作速度很慢（具体速度要根据点胶产品胶水需求量来确定）；经过试验将50mL胶水挤压出来的零界压力为N

滚珠丝杆简介：

滚珠丝杠是将回转运动转化为直线运动，或将直线运动转化为回转运动的理想的产品。

滚珠丝杠由螺杆、螺母、钢球、预压片、反向器、防尘器组成，功能是将旋转运动转化成直线运动，是艾克姆螺杆的进一步延伸和发展，滚珠丝杠的发展将轴承从滚动动作变成滑动动作。

由于具有很小的摩擦阻力，滚珠丝杠被广泛应用于各种工业设备和精密仪器。

1、按照国标GB/T17587.3-1998及应用实例，滚珠丝杠（已基本取代梯形丝杆，俗称丝杆）是用来将旋转运动转化为直线运动；或将直线运动转化为旋转运动的执行元件，并具有传动效率高，定位准确等

2、当滚珠丝杠作为主动体时，螺母就会随丝杆的转动角度按照对应规格的导程转化成直线运动，被动工件可以通过螺母座和螺母连接，从而实现对应的直线运动。

主要特点

滑动丝杠副和驱动力相比1/3

由于滚珠丝杠副的丝杠轴与丝杠螺母之间有很多滚珠在做滚动运动,所以能得到较高的运动效率。

与过去的滑动丝杠副相比驱动力矩达到1/3以下,即达到同样运动结果所需的动力为使用滚动丝杠副的1/3。

在省电方面很有帮助。

高精度的保证

滚珠丝杠副是一般是用世界最高水平的机械设备连贯生产出来的，特别是在研削、组装、检查各工序的工厂环境方面,对温度、湿度进行了严格的控制，由于完善的品质管理体制使精度得以充分保证。

微进给可能

滚珠丝杠副由于是利用滚珠运动,所以启动力矩极小,不会出现滑动运动那样的爬行现象,能保证实现精确的微进给。

无侧隙、刚性高

滚珠丝杠副可以加与预压,由于预压力可使轴向间隙达到负值,进而得到较高的刚性（滚珠丝杠内通过给滚珠加予压力,在实际用于机械装置等时,由于滚珠的斥力可使丝母部的刚性增强）。

滚珠丝杠选择标准：

1---公称直径

即丝杠的外径，常见规格有12、14、16、20、25、32、40、50、63、80、100、120，不过请注意，这些规格中，各厂家一般只备16~50的货，也就是说，其他直径大部分都是期货（见单生产，货期大约在30~60天之间，日系产品大约是2~2.5个月，欧美产品大约是3~4个月）。

公称直径和负载基本成正比，直径越大的负载越大，具体数值可以查阅厂家产品样本。

这里只说明两个概念：

动额定负荷与静额定负荷，前者指运动状态下的额定轴向负载，后者是指静止状态下的额定轴向负载。

设计时参考前者即可。

需要注意的是，额定负荷并非最大负荷，实际负荷与额定负荷的比值越小，丝杠的理论寿命越高。

推荐：

直径尽量选16~63。

2---导程

也称螺距，即螺杆每旋转一周螺母直线运动的距离，常见导程有1、2、4、6、8、10、16、20、25、32、40，中小导程现货产品一般只有5、10，大导程一般有1616、2020、2525、3232、4040（4位数前两位指直径，后两位指导程），其他规格多数厂家见单生产。

导程与直线速度有关，在输入转速一定的情况下，导程越大速度越快。

推荐：

导程尽量选5和10。

3---长度

长度有两个概念，一个是全长，另一个是螺纹长度。

有些厂家只计算全长，但有些厂家需要提供螺纹长度。

螺纹长度中也有两个部分，一个是螺纹全长，一个是有效行程。

前者是指螺纹部分的总长度，后者是指螺母直线移动的理论最大长度，螺纹长度=有效行程+螺母长度+设计裕量（如果需要安装防护罩，还要考虑防护罩压缩后的长度，一般按防护罩最大长度的1／8计算）。

在设计绘图时，丝杠的全长大致可以按照一下参数累加：

丝杠全长=有效行程+螺母长度+设计余量+两端支撑长度（轴承宽度+锁紧螺母宽度+裕量）+动力输入连接长度（如果使用联轴器则大致是联轴器长度的一半+裕量）。

特别需要注意的是，如果你的长度超长（大于3米）或长径比很大（大于70），最好事先咨询厂家销售人员可否生产，总体的情况是，国内厂家常规品最大长度3米，特殊品16米，国外厂家常规品6米，特殊品22米。

当然不是说国内厂家就不能生产更长的，只是定制品的价格比较离谱。

推荐：

长度尽量选6米以下，超过的用齿轮齿条更划算了。

4---螺母形式

各厂家的产品样本上都会有很多种螺母形式，一般型号中的前几个字母即表示螺母形式。

按法兰形式分大约有圆法兰、单切边法兰、双切边法兰和无法兰几种。

按螺母长度分有单螺母和双螺母（注意，单螺母和双螺母没有负载和刚性差异，这一点不要听从厂家销售人员的演说，单螺母和双螺母的主要差异是后者可以调整预压而前者不能，另外后者的价格和长度大致均是前者的2倍）。

在安装尺寸和性能允许的情况下，设计者在选用时应尽量选择常规形式，以避免维护时备件的货期问题。

推荐：

频繁动作、高精度维持场合选双螺母，其他场合选双且边单螺母。

推荐：

螺母形式尽量选内循环双切边法兰单螺母。

5---精度

滚珠丝杠按GB分类有P类和T类，即传动类和定位类，精度等级有1、2、3、4.....几种，国外产品一般不分传动还是定位，一律以C0~C10或具体数值表示，一般来说，通用机械或普通数控机械选C7（任意300行程内定位误差±0.05）或以下，高精度数控机械选C5（±0.018）以上C3（±0.008）以下，光学或检测机械选C3以上。

特别需要注意的是，精度和价格关联性很大，并且，精度的概念是组合和维持，也就是说，螺杆的导程误差不能说明整套丝杠的误差，出厂精度合格不能说明额定使用寿命内都维持这个精度。

这是个可靠性的问题，与生产商的生产工艺有关。

推荐：

精度尽量选C7。

以上说的都是主要参数，在选用型号时还得用到以下参数：

珠卷数，珠径，制造方式代码，预压等级等。

分别说明如下：

珠卷数：

这个参数一般标注在型号的导程后，如4010-4，这个“-4”就是珠卷数，因为有循环方式的问题说起来比较复杂，用户可以简单的理解为滚动体的循环圈数，“-4”就是4个循环，这个数值越大表示负载越大螺母长度越长。

珠径：

这个参数是指滚动体的直径，型号中不会体现，但是在各厂家的技术参数表中会标识，一般与公称直径和导程相关，用户不必理会。

但是有些用户因使用不当导致滚珠掉出螺母外需要重装滚珠时这个参数是要注意的，尺寸一般精确到0.001，当然，不推荐用户自行安装，否则厂家不会提供无偿维护，即使产品仍在保修期内。

如有滚珠意外掉落的情况，应通知供应商协助安装。

制造方式代码：

滚珠丝杠的制造方式主要是两种：

轧制和磨制，前者也称滚轧制造或转造，一般用F表示。

后者也称研磨制造。

一般用G表示。

因工艺的不同，两者能达到的精度等级不同，目前，轧制方式能达到的最高精度是C5级，我所知的只有REXROTH可以达到这个精度。

而磨制可以成产出更高精度的产品。

不过请注意，两种制造方式与精度、性能没有逆向必然性，也就是说如果你选用的精度是C7，那么与它是怎么制造出来的无关。

事实上我碰到许多厂家的专业销售人员都未必知道两者之间的详细区别，所以多说几句：

轧制属于批量制造，磨