電子元件目檢設(shè)備設(shè)計概述.doc

摘 要隨著電子產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，電子產(chǎn)品在人們的日常生活中起到越來越重要的主要。人們對電子產(chǎn)品的薄、輕、小型化的需求，使得電子產(chǎn)品朝著薄、輕、小型化不斷發(fā)展。電子元件是電子產(chǎn)品的重要組成部分，其性能直接影響著電子產(chǎn)品的質(zhì)量，因此對電子元件的檢測就顯得尤為重要。傳統(tǒng)的目檢測是用放大鏡等直接人工識別，耗費的時間和勞力多而且精度低，為了減輕以往作業(yè)量，且讓出貨作業(yè)更準(zhǔn)確，并降低檢測成本，所以設(shè)計這樣一套電子元件目檢測設(shè)備。本設(shè)備是通過放料機構(gòu)將電子原件放在料帶中，然后通過傳動機構(gòu)輸送到攝像頭下，并通過顯示屏放大，便于人工識別，以達到將不同型號的電子元件分揀開的目的，同時還可以控制電子元件放料和收料的速度，實現(xiàn)電子元件在料帶上的間歇性運動。該設(shè)備可以改變傳統(tǒng)目檢測的不足，大大提高工人工作效率，減輕勞動強度并提高工作的準(zhǔn)確度。課題基于機械設(shè)計理論，確定了電子元件目檢設(shè)備的方案，根據(jù)設(shè)備運動形式和運動參數(shù)的要求確定原動機的類型和參數(shù)，設(shè)計出各組成機構(gòu)的零、部件的材料、外形及基本尺寸，繪制相應(yīng)的裝配圖以及主要零部件圖。關(guān)鍵詞：電子元件；目檢設(shè)備；料帶。AbstractAs the electronics industry, electronic products play in peoples daily lives more and more important major. Electronic products, people thin, light, small demand makes electronic products toward the thin, light, small growing. Electronic components is an important part of electronic products, its performance directly affects the quality of electronic products, so the detection of electronic components is particularly important. The traditional objective test are identified with a magnifying glass and other direct labor, time and labor consuming more and low precision, in order to reduce the amount of past work, and make more accurate shipping operations, and reduce testing costs, design such a test head of electronic components equipment. The device is expected to take place electronic components, through transmission transported to the next camera and zoom through the screen, easy to manual identification, the sorting of different types of electronic components open at the same time control the discharge of electronic components and materials received speed. The device can greatly improve the efficiency of workers and reduce labor intensity and improve accuracy. Subject-based mechanical design theory, determine the purpose of electronic component testing machine, the program, according to the form and motion parameters for Motions requirements to determine the type and parameters of the original Dongji to design the composition of body parts and components of the basic shape and size, draw the corresponding assembly drawing and the main parts diagram.Key words：surface mounted devices; Manual Vision System；carrier tape.目 錄摘 要IAbstractII1 緒 論11.1 本課題的研究背景11.2 本課題的研究意義11.3 國內(nèi)外發(fā)展現(xiàn)狀12 總體方案的確定33 原動機的選定43.1 原動機的分類43.2 步進電動機的優(yōu)點43.3步進電動機的選型54 減速器的確定64.1減速器的分類64.2 減速器齒輪的計算64.3軸的設(shè)計114.4 潤滑與密封及箱體尺寸135 帶傳動的設(shè)計145.1帶傳動145.2帶傳動的計算145.3放料機構(gòu)和導(dǎo)料帶輪的設(shè)計175.4 軸的設(shè)計196 控制部分的設(shè)計226.1 PLC的分類226.2 S7-200的選擇226.3 PLC的自動化控制237 機架和導(dǎo)軌的設(shè)計247.1 料帶軌道組件247.2 支撐機構(gòu)24結(jié) 論26致 謝27參考文獻28附 錄29 1 緒 論1.1 本課題的研究背景電子產(chǎn)品的薄、輕、小型化不斷發(fā)展促使電子元件的小型化發(fā)展，以前使用的穿孔插件元件已無法縮小，所采用的集成電路(IC)已無穿孔元件，特別是大規(guī)模、高集成IC，不得不采用表面貼片元件；產(chǎn)品批量化，生產(chǎn)自動化，廠方要以低成本高產(chǎn)量，出產(chǎn)優(yōu)質(zhì)產(chǎn)品以迎合顧客需求及加強市場競爭力；電子元件的發(fā)展，集成電路(IC)的開發(fā)，半導(dǎo)體材料的多元應(yīng)用；電子科技革命勢在必行，追逐國際潮流。目前，電子元件正進入以新型電子元件為主體的時代，它將基本上取代傳統(tǒng)元件，由原來只為適應(yīng)整機的小型化及其裝配新工藝的要求，變?yōu)闈M足數(shù)字技術(shù)、微電子技術(shù)發(fā)展所提出的特性要求。同時，新型電子元件技術(shù)的發(fā)展體現(xiàn)了當(dāng)代和今后電子元件向高頻化、片式化、微型化、薄型化、低功耗、響應(yīng)速率快、高分辨率、高精度、高功率、多功能、組件化、復(fù)合化、模塊化和智能化等發(fā)展的趨勢，產(chǎn)品的安全性和綠色環(huán)保也是其發(fā)展方向。 世界電子元件技術(shù)片式化、小型化、高精度化、高頻率化的發(fā)展趨勢，在電子元件的各個門類中都得到了充分體現(xiàn)。1.2 本課題的研究意義電子產(chǎn)品在日常生活與生產(chǎn)當(dāng)中起著舉足輕重的角色，對于電子元件的檢測也就固然成了一項很重要的步驟。由于電子元件體積微小，而且制造精密，通過肉眼直接觀察比較難辯別，以往的目檢都是用放大鏡等直接人工識別，要引進設(shè)備又要花費大量的資金，為了減輕以往作業(yè)上所需耗費的時間與勞力，且讓出貨作業(yè)更準(zhǔn)確，并降低檢測成本，所以設(shè)計這套方案其目的就是想改進這些不足。1.3 國內(nèi)外發(fā)展現(xiàn)狀電子目檢設(shè)備的目檢測部分所用的機器視覺系統(tǒng)自起步發(fā)展到現(xiàn)在，已有15年的發(fā)展歷史。應(yīng)該說機器視覺作為一種應(yīng)用系統(tǒng)，其功能特點是隨著工業(yè)自動化的發(fā)展而逐漸完善和發(fā)展的。目前，國際上視覺系統(tǒng)的應(yīng)用方興未艾，1998年的市場規(guī)模為46億美元。在國外，機器視覺的應(yīng)用普及主要體現(xiàn)在半導(dǎo)體及電子行業(yè)，其中大概40%-50%都集中在半導(dǎo)體行業(yè)。具體如PCB印刷電路。主要的機器視覺公司諸如德國克朗斯公司，美國的工業(yè)動力機械有限公司等等。而在國內(nèi)，工業(yè)視覺系統(tǒng)尚處于概念導(dǎo)入期，導(dǎo)致以上各行業(yè)的應(yīng)用很少，即便是有，也只是低端方面的應(yīng)用，大多數(shù)國內(nèi)公司多代理國外公司產(chǎn)品，自主研發(fā)的相對較少，這樣產(chǎn)品在國內(nèi)售價相對很高，導(dǎo)致很多工廠在權(quán)衡利弊之后，放棄了使用機器視覺的想法。但隨著我國配套基礎(chǔ)建設(shè)的完善，技術(shù)、資金的積累，各行各業(yè)對采用圖像和機器視覺技術(shù)的工業(yè)自動化、智能化需求開始廣泛出現(xiàn)，同時也由于視頻采集系統(tǒng)硬件產(chǎn)品的價格下降，國內(nèi)有關(guān)大專院校和研究所近兩年在圖像和機器視覺技術(shù)領(lǐng)域進行了積極思索和大膽的嘗試，逐步開始了工業(yè)現(xiàn)場的應(yīng)用。另外，各行業(yè)的領(lǐng)先企業(yè)在解決了生產(chǎn)自動化的問題以后，已開始將目光轉(zhuǎn)向視覺測量自動化方面。這些應(yīng)用大多集中在如電子元件目檢測、藥品檢測分裝、印刷色彩檢測等。真正高端的應(yīng)用還很少，因此，以上相關(guān)行業(yè)的應(yīng)用空間還比較大。1 2 總體方案的確定本方案擬定電子元件在皮帶輪上傳動，通過目檢測設(shè)備自動檢測電子元件，從而達到區(qū)分各類元件的目的，該設(shè)備的組成部分主要有：電動機、減速器、傳動設(shè)備、料帶收放料機構(gòu)、目檢測設(shè)備等。整套設(shè)備通過一個料帶放料機構(gòu)將裝有電子元件的料帶輸送到料帶軌道中，通過皮帶傳動，將料帶傳輸?shù)綑z測設(shè)備下進行檢測，最后再由收料機構(gòu)卷收到料帶盤中。其傳動部分簡圖如下：圖1-1 傳動結(jié)構(gòu)簡圖3 原動機的選定3.1 原動機的分類電動機俗稱馬達，是一種將電能轉(zhuǎn)化成機械能，并可再使用機械能產(chǎn)生動能，用來驅(qū)動其他裝置的電氣設(shè)備。電動機驅(qū)動電氣設(shè)備，是系統(tǒng)運行的基礎(chǔ)部分，因此電動機的選擇就顯得尤為重要。電動機的種類有很多：按工作電源分類 根據(jù)電動機工作電源的不同，可分為直流電動機和交流電動機。其中交流電動機還分為單相電動機和三相電動機。 按結(jié)構(gòu)及工作原理分類 電動機按結(jié)構(gòu)及工作原理可分為直流電動機，異步電動機和同步電動機。 按起動與運行方式分類 電動機按起動與運行方式可分為電容起動式單相異步電動機、電容運轉(zhuǎn)式單相異步電動機、電容起動運轉(zhuǎn)式單相異步電動機和分相式單相異步電動機。 按用途分類 電動機按用途可分為驅(qū)動用電動機和控制用電動機。按轉(zhuǎn)子的結(jié)構(gòu)分類 電動機按轉(zhuǎn)子的結(jié)構(gòu)可分為籠型感應(yīng)電動機和繞線轉(zhuǎn)子感應(yīng)電動機。 按運轉(zhuǎn)速度分類 電動機按運轉(zhuǎn)速度可分為高速電動機、低速電動機、恒速電動機、調(diào)速電動機。電動機種類多種多樣，不同的電動機有不同的用途，它們使用的場合也不同。根據(jù)原始資料料帶送料為間歇運動，每傳輸五個電子原件，停止2秒，因此電動機的選擇應(yīng)該能夠?qū)崿F(xiàn)料帶間歇運動，步進電動機的步距角0.72度剛好能被旋轉(zhuǎn)一周的角度360度整除，能滿足送料時的運動方式。因此，本系統(tǒng)的原動機選擇步進電動機。23.2 步進電動機的優(yōu)點隨著數(shù)控技術(shù)及電子設(shè)備的發(fā)展，特別是電子計算機的普及，就有了步進電動機，其新型驅(qū)動方式也不斷出現(xiàn)，為步進電動機的應(yīng)用帶來了廣闊的前景。步進電動機是一種以電脈沖信號進行控制，并將電脈沖信號轉(zhuǎn)換成相應(yīng)的角位移或線位移的控制電動機。與其他電動機相比它有很多優(yōu)點：每步的精度在 3%-5%，而且不會將一步的誤差積累到下一步因而有較好的位置精度和運動的重復(fù)性；有著優(yōu)秀的起停和反轉(zhuǎn)響應(yīng)； 沒有電刷，可靠性較高電機的響應(yīng)僅由數(shù)字輸入脈沖確定，因而可以采用開環(huán)控制，這使得電機的結(jié)構(gòu)可以比較簡單而且控制成本 ；速度正比于脈沖頻率，因而有比較寬的轉(zhuǎn)速范圍。步進電動機是一種將電脈沖轉(zhuǎn)化為角位移的執(zhí)行機構(gòu)。當(dāng)步進驅(qū)動器接收到一個脈沖信號，它就驅(qū)動步進電機按設(shè)定的方向轉(zhuǎn)動一個固定的角度(稱為“步距角”)，它的旋轉(zhuǎn)是以固定的角度一步一步運行的。可以通過控制脈沖個數(shù)來控制角位移量，從而達到準(zhǔn)確定位的目的；同時可以通過控制脈沖頻率來控制電機轉(zhuǎn)動的速度和加速度，從而達到調(diào)速的目的。步進電機可以作為一種控制用的特種電機，利用其沒有積累誤差(精度為100%)的特點，廣泛應(yīng)用于各種開環(huán)控制。3.3步進電動機的選型根據(jù)原始資料料帶送料為間歇運動，每傳輸五個電子原件，停止2秒，步進電動機的步距角0.72度剛好能被旋轉(zhuǎn)一周的角度360度整除，所以能滿足送料時的運動方式。有效地解決料帶間歇運動的問題。根據(jù)已知條件，選擇的步進電動機型號90BF006（BF系列步進電動機）其的具體參數(shù)如下：表3.1 步進電動機參數(shù)品 名最大靜力矩（）相數(shù)額定電流（A/相）基本步距角（度）輸入電源脈沖數(shù)(step/s)90BF0062.156五相十拍3A0.3624V2400電動機外形尺寸：9065mm34 減速器的確定4.1減速器的分類減速器是原動機和工作機之間的獨立的閉式傳動裝置，用來降低轉(zhuǎn)速和增大轉(zhuǎn)矩，以滿足工作需要，在某些場合也用來增速，稱為增速器。減速器的類別、品種、型式很多，目前已制定為行（國）標(biāo)的減速器有40余種。減速器的類別是根據(jù)所采用的齒輪齒形、齒廓曲線劃分；減速器的品種是根據(jù)使用的需要而設(shè)計的不同結(jié)構(gòu)的減速器；減速器的型式是在基本結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)上根據(jù)齒面硬度、傳動級數(shù)、出軸型式、裝配型式、安裝型式、聯(lián)接型式等因素而設(shè)計的不同特性的減速器。44.2 減速器齒輪的計算4.2.1原動機參數(shù)P=24*3=72w n=360/0.36=1000各級傳動比分配初定 傳動裝置總效率： (彈性聯(lián)軸器) （滾動軸承） (圓柱齒輪傳動) 各軸轉(zhuǎn)速n0=nm=1000r/minn1=nm=1000r/minn2=n1/i1=250 r/minn3=n2/i2=82.236r/min各軸輸入功率p0=ped=72wp1=p0*1=71.27 wp2=p1*2*3=68.45wp3=p2*2*3=65.73w各軸轉(zhuǎn)矩T0=9550P0/n0=0.6876N.mT1=9550P1/n1=0.681N.mT2=9550P2/n2=2.615 N.mT3=9550P3/n3=6.633 N.m4.2.2高速級減速齒輪設(shè)計（直齒圓柱齒輪）1.齒輪的材料，精度和齒數(shù)選擇，因傳遞功率不大，轉(zhuǎn)速不高，小齒輪采用40Cr，大齒輪采用45號鋼，鍛造毛坯，大、小齒輪均調(diào)質(zhì)處理，均用軟齒面。齒輪精度用7級，輪齒表面精糙度為Ra1.6，軟齒面閉式傳動，失效形式為點蝕。52.設(shè)計（1）設(shè)計準(zhǔn)則，按齒面接觸疲勞強度計算，再按齒根彎曲疲勞強度校核?？紤]傳動平穩(wěn)性，齒數(shù)宜取多些，初步取Z1=23Z2=72（2）按齒面接觸疲勞強度設(shè)計，T1=9550P/n=681 Nmm確定公式的各計算數(shù)值1）試選載荷系數(shù)kt=1.32) 小齒輪轉(zhuǎn)矩T2=2615Nmm3) 選取齒寬系數(shù)d=14）查得材料的彈性影響系數(shù)zE=189Mpa5）選取材料的接觸疲勞，極限應(yīng)力為 HILim=600MPa HILin=550MPa6）應(yīng)力循環(huán)次數(shù)N N1=60n1jLh=0.504109N2= N1/i2=0.1661097）查得接觸疲勞壽命系數(shù)；KHN1 =0.93；KHN2 =0.95 8）取接觸疲勞安全系數(shù)：SFmin=13.計算1）試計算小齒輪分度圓直徑將有關(guān)值代入得D1t=19.582）計算圓周速度V1=d1tn1/(601000)=0.51m/s3）計算齒寬bb=d*d1t=19.58mm4)計算齒寬與齒高之比模數(shù)mt= d1t/z1=2.00齒高h=2.25mt=4.50mmb/h=10.675) 計算載荷系數(shù)根據(jù)V1=0.51m/s,7級精度,查得KV=1.04;直齒輪,KH=KF=1;使用系數(shù)kA=1.00用插值法查得7級精度小齒輪相對支承非對稱布置時kH=1.419由b/h=10.67,kH=1.419查得KF=1.34所以K=KAKVKHKH=1.4766）按實際的載荷系數(shù)校正所得的分度圓直徑：d1=d1t=20.47）計算模數(shù)m=d1/z1=2.09mm按齒輪根彎曲強度設(shè)計得彎曲強度的設(shè)計公式確定公式內(nèi)的各計算數(shù)值小齒輪的彎曲疲勞強度極限FE1=500MPa 大齒輪的彎曲疲勞強度極限FE1=380MPa KFN1=0.90 KFN1=0.93取彎曲疲勞安全系數(shù)S=1.4計算載荷系數(shù)k=KAKVKFKF=1.394齒形系數(shù)YFa1=2.65 Ysa1=1.58 YFa2=2.246 Ysa2=1.756代入數(shù)據(jù)得取標(biāo)準(zhǔn)模數(shù)：m=3mm按接觸強度算得分度圓直徑d1=16.86mmZ1= d1/m=17Z2=z1i1=52計算幾何尺寸d1=mZ1=16mmd2=mZ1=52mma=m(d1d2)/2=34.84mmb=ddt=17mm取B2=17mm B1=19mm4.2.3低速級減速齒輪設(shè)計（直齒圓柱齒輪）1.齒輪的材料，精度和齒數(shù)選擇，因傳遞功率不大，轉(zhuǎn)速不高，材料按表7-1選取，小齒輪采用40Cr，大齒輪采用45號鋼，鍛選項毛坯，大、小齒輪均調(diào)質(zhì)處理，均用軟齒面。齒輪精度用7級，輪齒表面精糙度為Ra1.6，軟齒面閉式傳動，失效形式為點蝕?？紤]傳動平穩(wěn)性，齒數(shù)宜取多些，取Z1=24 7則Z2= Z1*i2=73T2=9550P2/n2=38910Nmm選取材料的接觸疲勞，極限應(yīng)力為HILim=600MPa HILin=550MPa應(yīng)力循環(huán)次數(shù)N N1=60n, at=60366.5(10330010)=0.504109N2= N1/i2 =0.166109接觸疲勞壽命系數(shù)；KHN1 =0.93 ；KHN2 =0.95 取接觸疲勞安全系數(shù)：SFmin=1將有關(guān)值代入則V2=d2tn2/(601000)=0.88m/s根據(jù)V1=0.95m/s,7級精度, KV=1.04;直齒輪,KH=KH=1;由b/h=8.89得KF=1.34所以K=KAKVKHH=1.476d1=16.86m=d1/Z1=2.09mm2)按齒輪根彎曲強度設(shè)計;小齒輪FE1=500MPa 大齒輪FE1=380MPa KFN1=0.90 KFN2=0.93取彎曲疲勞安全系數(shù)S=1.4計算載荷系數(shù)k=kAkVkFkF=1.394由表10-5查得YFa1=2.65 Ysa1=1.58YFa2=2.246 Ysa2=1.756代入數(shù)據(jù)得取標(biāo)準(zhǔn)模數(shù)：m=3mm(3) 計算幾何尺寸d1=mZ1=317=17mmd2=mZ1=352=52.5mma=m(d1d2)/2=34.84mmb=ddt=17.2mm2.設(shè)計計算?？偨Y(jié)：高速級 z1=26 z2=104 m=1.25 低速級 z1=17 z2=52 m=34.3軸的設(shè)計4.3.1輸出軸參數(shù)的設(shè)計由于減速器傳遞的功率不大，對其重量和尺寸也無特殊要求故選擇常用材料45鋼,調(diào)質(zhì)處理。81、輸出軸上的動力參數(shù)T3=9550P3/n3=113.77 N.mp3=p2*2*3=1.370 kwn3=n2/i2=115 r/min2、求作用在齒輪上的力已知大齒輪的分度圓直徑d2=mZ1=52.5mm圓周力Ft=2T3/d2=1458.59N徑向力Fr=Fttant20=530.88N3、初步估計軸的最小直徑按扭矩初估軸的直徑, c=106至117,考慮到安裝聯(lián)軸器的軸段僅受扭矩作用.取c=112則: 輸出軸的最小直徑顯然是安裝聯(lián)軸器處軸的直徑，為了使所選的軸的直徑與聯(lián)軸器的孔徑相適應(yīng)，需同時選取聯(lián)軸器型號。聯(lián)軸器的計算轉(zhuǎn)矩Tca=KAT3,查表，考慮到轉(zhuǎn)矩變化很小故選取KA=1.3，則Tca=14970N.mm 按照計算轉(zhuǎn)矩應(yīng)小于聯(lián)軸器公稱轉(zhuǎn)矩的條件，選用HL2型彈性柱銷式聯(lián)軸器，其公稱轉(zhuǎn)矩為315000N.mm，半聯(lián)軸器的孔徑d=28 mm，故軸最小直徑dmin=28mm，半聯(lián)軸器長度L=62mm，半聯(lián)軸器與軸配合的轂孔長度L1=44mm。4.3.2軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計1、擬定軸上零件的裝配方案2、根據(jù)軸向定位的要求確定軸的各段直徑和長度1）為了滿足半聯(lián)軸器的軸向定位要求，1-2軸段右端面需制出一軸肩，故2-3段的直徑d2-3=28+(0.07-0.1)*28=32mm;左端用軸端擋圈定位，按軸端直徑取擋圈直徑D=35mm,半聯(lián)軸器與軸配合的轂孔長度L1=44mm，為了保證軸端擋圈只壓在半聯(lián)軸器上而不壓在軸的端面上，故1-2段的長度應(yīng)比L1略短一些，現(xiàn)取L1-2=42mm。2)初步選擇滾動軸承因軸承只承受徑向力，故選用深溝球軸承，參照工作要求并根據(jù)d2-3=32mm。初步選取0基本游隙，標(biāo)準(zhǔn)精度等級的深溝球軸承6007，其基本尺寸d*D*B=35mm*62mm*14mm，故d3-4=d7-8=35mm,而L7-8=14mm。右端軸承采用軸肩定位，由設(shè)計手冊查得6007型軸承定位軸肩的高度h=3，因此取d6-7=41mm。3）取安裝齒輪的軸段d4-5=40mm;齒輪的左端與左端軸承之間采用套筒定位。已知齒輪輪轂寬度為51mm，為了使套筒端面可靠的壓緊齒輪，此軸段應(yīng)略短于輪轂的寬度，取為L4-5=48mm。齒輪右端面采用軸肩定位，軸肩的高度h0.07d,取hmm,則軸環(huán)處的直徑d5-6=46mm，軸環(huán)的寬度b1.4h,取mm。）軸承端蓋的總長度為mm，根據(jù)軸承端蓋的裝拆及便于對軸承潤滑的要求，取端蓋與半聯(lián)軸器右端面的距離lmm,故mm。）取齒輪距箱體內(nèi)壁的距離a=10,考慮箱體的鑄造誤差，在確定軸承的位置時，應(yīng)距箱體的內(nèi)壁一段距離S-5mm, 已知滾動軸承寬度mm，中間軸大齒輪寬度32.5mm,則L3-4a+(56-53)=32mm,L6-7=76.5mm。4.3.3軸上零件的周向定位。齒輪、半聯(lián)軸器與軸的周向定位均采用平鍵聯(lián)接，按d4-5由表查得平鍵截面b*h=12mm*8m,鍵槽長度36mm,同時為了保證齒輪與軸配合有良好的對中性，選擇齒輪輪轂與軸的配合為7/h6;同樣半聯(lián)軸器與軸的連接選用平鍵mm*7mm*36mm,半聯(lián)軸器與軸的配合為7/k6，滾動軸承與軸的周向配合是由過渡配合來保證的，此處選用軸的直徑尺寸公差為m6。104.4 潤滑與密封及箱體尺寸4.4.1潤滑與密封1、齒輪的潤滑采用浸油潤滑，由于低速級周向速度為，所以浸油高度約為六分之一大齒輪半徑，取為35mm。2、滾動軸承的潤滑由于軸承周向速度為，所以宜開設(shè)油溝、飛濺潤滑。3、潤滑油的選擇齒輪與軸承用同種潤滑油較為便利，考慮到該裝置用于小型設(shè)備，選用L-AN15潤滑油。4、密封方法的選取選用凸緣式端蓋易于調(diào)整，采用悶蓋安裝骨架式旋轉(zhuǎn)軸唇型密封圈實現(xiàn)密封。密封圈型號按所裝配軸的直徑確定為（F）B25-42-7-ACM，（F）B70-90-10-ACM。軸承蓋結(jié)構(gòu)尺寸按用其定位的軸承的外徑?jīng)Q定。4.4.2箱體尺寸: 箱體壁厚箱蓋壁厚箱座凸緣厚度b=12mm箱蓋凸緣厚度b1=12mm箱座底凸緣厚度b2=20mm5 帶傳動的設(shè)計5.1帶傳動同步帶傳動綜合了帶傳動和鏈傳動的優(yōu)點。同步帶通常是以鋼絲繩或玻璃纖維等為抗拉層、氯丁橡膠或聚氨酯橡膠為基體、工作面上帶齒的環(huán)狀帶。工作時，帶的凸齒與帶輪外緣上的齒槽進行嚙合傳動。由于抗拉層承載后變形小，能保持同步帶的周節(jié)不變，故帶與帶輪之間沒有相對滑動，從而保證了同步傳動。同步帶傳動時，傳動比準(zhǔn)確，對軸作用力小，結(jié)構(gòu)緊湊，耐油，耐磨性好，抗老化性能好，一般使用溫度-2080，v50m/s，P300kw,i0.07d，取h=5mm,則軸環(huán)處的直徑=20mm。軸環(huán)寬度b1.4h,取=26mm。即套筒輪轂寬度加上軸承寬度，則=26mm。(4) 軸承端蓋的總寬度為14.5mm（由軸承端蓋的結(jié)構(gòu)設(shè)計而定）。根據(jù)軸承端蓋的裝拆及便于對軸承添加潤滑脂的要求，取端蓋的外端面與半聯(lián)軸器右端面間的距離=15.5mm ，故取=30mm；=30mm；針輪的寬度為10mm，為了安裝定位，所以=8mm。至此，已初步確定了軸的各段直徑和長度。5.4.3軸上零件的周向定位帶輪、半聯(lián)軸器與軸的周向定位均采用平鍵聯(lián)接。按由手冊查得平鍵截面bh=87(GB1095-79)，鍵槽用鍵槽銑刀加工，長為8mm(標(biāo)準(zhǔn)鍵長見 GB1096-79),同時為了保證齒輪輪轂與軸的配合為H7/n6；同樣，半聯(lián)軸器與軸的聯(lián)接，選用平鍵為4415，半聯(lián)軸器與軸的配合為H7/n6。滾動軸承與軸的周向定位是借過渡配合來保證的，此處選軸的直徑尺寸公差為m6。針輪與軸的連接采用的是半圓頭平鍵444。確定軸上圓角和倒角尺寸。取軸端倒角為145，各軸肩處的圓角半徑R=1mm。14圖5-5 軸的尺寸6 控制部分的設(shè)計6.1 PLC的分類現(xiàn)代社會要求制作業(yè)對市場需求作出迅速的反應(yīng)，生產(chǎn)出小批量、多品種、多規(guī)格、低成本和高質(zhì)量的產(chǎn)品，為滿足這一要求，生產(chǎn)設(shè)備和自動生產(chǎn)線的控制系統(tǒng)必須有極高的可靠性和靈活性，PLC正是順應(yīng)這一要求出現(xiàn)的，他是以微處理器為基礎(chǔ)的通用控制裝置。PLC的應(yīng)用面光、功能強大、使用方便，已經(jīng)廣范的應(yīng)用在各種機械設(shè)備和生產(chǎn)過程的自動化系統(tǒng)中。因此該課題的控制部分由PLC來實現(xiàn)。在全世界上百個PLC制造廠中，有幾家舉足輕重的公司。他們是德國的西門子（SIMENS），美國羅克韋爾（Rockwell）自動化公司所屬的A-B公司，GE-Fanuc公司，法國的施耐德（Schneider）公司，日本的三菱（MITSUBISHI）公司和歐姆龍（OMRON）公司。我國有不少廠家研制和生產(chǎn)PLC，但是還沒有出現(xiàn)有較大影響力和較大市場占有率的品牌，目前我國使用的PLC基本上是國外品牌的產(chǎn)品。PLC采用了典型的計算機結(jié)構(gòu)，主要包括CPU、RAM、ROM和輸入/輸出接口電路等。如果把PLC看作一個系統(tǒng)，該系統(tǒng)由輸入變量-PLC-輸出變量組成，外部的各種開關(guān)信號、模擬信號、傳感器檢測的信號均作為PLC的輸入變量，它們經(jīng)PLC外部端子輸入到內(nèi)部寄存器中，經(jīng)PLC內(nèi)部邏輯運算或其它各種運算、處理后送到輸出端子，它們是PLC的輸出變量，由這些輸出變量對外圍設(shè)備進行各種控制。6.2 S7-200的選擇S7-200 是一種小型的可編程序控制器，適用于各行各業(yè)，各種場合中的檢測、監(jiān)測及控制的自動化。S7-200系列的強大功能使其無論在獨立運行中，或相連成網(wǎng)絡(luò)皆能實現(xiàn)復(fù)雜控制功能。因此S7-200系列具有極高的性能/價格比。S7-200系列出色表現(xiàn)在以下幾個方面： 極高的可靠性 、極豐富的指令集 、易于掌握 、便捷的操作、豐富的內(nèi)置集成功能、實時特性、強勁的通訊能力、豐富的擴展模塊 S7-200系列在集散自動化系統(tǒng)中充分發(fā)揮其強大功能。使用范圍可覆蓋從替代繼電器的簡單控制到更復(fù)雜的自動化控制。應(yīng)用領(lǐng)域極為廣泛，覆蓋所有與自動檢測，自動化控制有關(guān)的工業(yè)及民用領(lǐng)域，包括各種機床、機械、電力設(shè)施、民用設(shè)施、環(huán)境保護設(shè)備等等。如：沖壓機床，磨床，印刷機械，橡膠化工機械，中央空調(diào)，電梯控制，運動系統(tǒng)。S7-200系列PLC可提供4個不同的基本型號的8種CPU供您使用。S7-200 PLC是超小型化的PLC，它適用于各行各業(yè)，各種場合中的自動檢測、監(jiān)測及控制等。S7-200 PLC的強大功能使其無論單機運行，或連成網(wǎng)絡(luò)都能實現(xiàn)復(fù)雜的控制功能。本課題是設(shè)計要求定位準(zhǔn)確，傳輸穩(wěn)定盡量能在各種電子原件生產(chǎn)流程中配套使用，維護、安裝方便,工作可靠,使用安全，總成本低廉，因此該設(shè)計的自動化控制部分由S7-200來實現(xiàn)。156.3 PLC的自動化控制通常情況下，步進電機驅(qū)動系統(tǒng)由控制電路、驅(qū)動電路、步進電機三部分構(gòu)成。1 控制電路。用于產(chǎn)生脈沖，控制電機的速度和轉(zhuǎn)向。本設(shè)計中采用SIMATIC S7-200 CPU-214 PLC作為控制核心部件。S7-200PLC的CPU214有兩個脈沖輸出，可以用來產(chǎn)生控制步進電機驅(qū)動器的脈沖，S7-200PLC完全能夠?qū)崿F(xiàn)控制要求。S7-200CPU本體已含有高速脈沖輸出功能，CPU脈沖輸出頻率達20KHz-100 KHz，可以用來驅(qū)動步進電機或伺服電機，再由電機直接驅(qū)動負載主軸旋轉(zhuǎn)，完成控制工藝所要求的動作。2 驅(qū)動電路。由脈沖信號分配和功率細分驅(qū)動電路組成。根據(jù)控制器輸入的脈沖和方向信號，為步進電機各繞組提供正確的通電順序，以及電機需要的高電壓、大電流；同時提供各種保護措施，如過流、過熱等保護。功率驅(qū)動器將控制脈沖按照設(shè)定的模式轉(zhuǎn)換成步進電機線圈的電流，產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)磁場，使得轉(zhuǎn)子只能按固定的步數(shù)來改變它的位置。連續(xù)的脈沖序列產(chǎn)生與其對應(yīng)同頻率的步序列。如果控制頻率足夠高，步進電機的轉(zhuǎn)動可看作一個連續(xù)的轉(zhuǎn)動。3 步進電機控制信號經(jīng)驅(qū)動器放大后驅(qū)動步進電機，帶動負載。用S7-200PLC的Q0.0的輸出脈沖觸發(fā)步進電機驅(qū)動器。當(dāng)輸入端I1.0發(fā)出START信號后，控制器將輸出固定數(shù)目的方波脈沖，使步進電機按對應(yīng)的步數(shù)轉(zhuǎn)動。當(dāng)輸入端I1.1 發(fā)出STOP信號后，步進電機停止轉(zhuǎn)動。接在輸入端I1.5的方向開關(guān)位置決定電機正轉(zhuǎn)或反轉(zhuǎn)。4、軟件設(shè)計在程序的編制中，為使步進電機在換向時能平滑過渡，不至于產(chǎn)生錯步，應(yīng)在每一步中設(shè)置標(biāo)志位。在正轉(zhuǎn)時，不僅給正轉(zhuǎn)標(biāo)志位賦值，也同時給反轉(zhuǎn)標(biāo)志位賦值;在反轉(zhuǎn)時也如此。這樣，當(dāng)步進電機換向時，就可以上一次的位置作為起點反向運動，避免了電機換向時產(chǎn)生錯步。7 機架和導(dǎo)軌的設(shè)計7.1 料帶軌道組件導(dǎo)軌是用金屬或其它材料制成的槽或脊，可承受、固定、引導(dǎo)移動裝置或設(shè)備并減少其摩擦的一種裝置。導(dǎo)軌表面上的縱向槽或脊，用于導(dǎo)引、固定機器部件、專用設(shè)備、儀器等。導(dǎo)軌又稱滑軌、線性導(dǎo)軌、線性滑軌，用于直線往復(fù)運動場合，擁有比直線軸承更高的額定負載， 同時可以承擔(dān)一定的扭矩，可在高負載的情況下實現(xiàn)高精度的直線運動。導(dǎo)軌在我們的日常生活中的應(yīng)用也是很普遍的，如滑動門的滑糟、火車的鐵軌等等都是導(dǎo)軌的具體應(yīng)用。根據(jù)設(shè)計要求，當(dāng)料帶由送料機構(gòu)經(jīng)過針輪傳送到攝像機下，要有一定的傳輸距離，根據(jù)已知條件每傳輸5個電子原件，停止兩秒，所以在保證作業(yè)者在操作機臺的空間有一定的范圍，而且使目測流程能有緩沖，并且不影響原件的傳輸，所以在針輪之間設(shè)置一條料帶軌道。 7.2 支撐機構(gòu)在滿足相同工作要求的前提下，不同機構(gòu)其尺寸、質(zhì)量和結(jié)構(gòu)的緊湊性是不相同的。整個設(shè)備的流程從左右。首先是放料機構(gòu)，放料機構(gòu)主要是把料帶輪盤安裝放置在底座支撐上。放料機構(gòu)中有安裝一個小的馬達，用來本身軸的自動轉(zhuǎn)動。輪盤端面與軸的緊固用易于拆卸的螺釘緊固軸端擋圈來緊固。放料機構(gòu)通過一個導(dǎo)料輪把料帶傳輸?shù)结樰喩希赃@個導(dǎo)料輪的高度比放料機構(gòu)略小，起到張進料帶的作用，則導(dǎo)料輪的底座尺寸設(shè)計較小。導(dǎo)料輪底座的凸周本身是不轉(zhuǎn)動的，所以導(dǎo)料輪端面與軸的緊固采用螺釘緊固軸端擋圈來緊固。當(dāng)料帶從放料機構(gòu)輸出，經(jīng)過導(dǎo)料輪，然后與針輪連接。針輪是與同步帶輪、軸承一起放在一根軸上的。軸的支撐，是用軸承固定在軸承支座上，然后安裝在底板上的。一般來說，一根軸需要兩個支點，每個支點可以由一個或一個以上的軸承組成。合理的軸承配置應(yīng)考慮軸在機器中有正確的位置、放置軸向竄動以及軸受熱膨脹后不至于將軸承卡死等因素。本次設(shè)計的軸承配置方法是雙支點各單向固定，是用兩個反向安裝的圓錐滾子軸承，兩個軸承各限制一個方向的軸向移動。安裝時，通過調(diào)整軸承外圈或內(nèi)圈的軸向位置，可使軸承達到理想的游隙或所要求的預(yù)緊程度。軸承的固定就直接用帶有氈油墊圈的軸承端蓋緊固在套杯上。所有的底座都是采用中碳非合金結(jié)構(gòu)鋼鑄造，鋼號45，這種鋼的工作條件允許與滾動軸承配合，請載荷或者中等載荷，轉(zhuǎn)速低，沖擊和交變載荷不打，調(diào)質(zhì)后，保證有足夠的強度與硬度。整個設(shè)備是安裝固定在一個底板上，再將底板放置在一個柜子上，這樣的分體試放置，便于機架的位置調(diào)整與移動。底板則采用鋼板制作，以提高和底座的固定配合。柜子的設(shè)計，一方面可以把顯示屏與攝像機還有電動機的電源線拉導(dǎo)柜子里統(tǒng)一布線，提高安全度并節(jié)省空間，美觀設(shè)備，另外方便操作者操作時的操作高度，同時，可以儲備必要的工作零件，未檢查的料帶以及檢測出來的不合格產(chǎn)品。結(jié) 論通過本次的畢業(yè)設(shè)計，使我能夠?qū)镜闹R做進一步的了解與學(xué)習(xí)，對資料的查詢與合理的應(yīng)用做了更深入的了解，本次進行電子元件目檢測設(shè)備的設(shè)計，對我們在大學(xué)期間所學(xué)的課程進行了實際的應(yīng)用與綜合的學(xué)習(xí)。基于機械設(shè)計理論，設(shè)計的電子元件目檢設(shè)備解決了電子元件的分揀問題，縮短勞動時間，提高了勞動效率。根據(jù)設(shè)定選擇了合理的步進電動機和傳動機構(gòu)符合了設(shè)計的間歇性運動。通過了解設(shè)備的性能要求，設(shè)計更加人性化。由于本人設(shè)計水平有限，本設(shè)計在動力部分參數(shù)的確定均采用以往的經(jīng)驗，選材的合理性以及結(jié)構(gòu)中相關(guān)尺寸的確定也還存在欠缺。以上問題都可以作為本設(shè)計課題的改進方向。致 謝隨著畢業(yè)論文的結(jié)束，畢業(yè)設(shè)計也接近了尾聲。我四年的大學(xué)生活也即將劃上一個圓滿的句號。四年大學(xué)的學(xué)習(xí)生活注定將成為我人生中的一段重要旅程。四年來，我的師長、我的輔導(dǎo)員、我的同學(xué)給予我的關(guān)心和幫助，使我終身收益，我真心地感謝他們。