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大賽作品詳情

作品名稱:基于can總線的方管全過程裝配平臺
學(xué)校名稱:山東理工大學(xué)
參賽隊伍:方管裝配
參賽學(xué)生:徐鈺婷 喬琦 李凌峰  
指導(dǎo)老師:朱光明 楊振宇  

詳細說明

目前市場對管類零件需求量大,其在折疊領(lǐng)域擁有的巨大作用。方管在很多領(lǐng)域都有涉及:比如躺椅的支架,一些桌子的小零件,車上的支架。由方管構(gòu)成的物品已經(jīng)滲透到生活的方方面面。而方管的裝配工作需要人力的投入。相比于傳統(tǒng)工業(yè)來說,從鋼材的生產(chǎn)到裝配,以及裝配的各個步驟都是獨立的,因此實現(xiàn)自動化并不簡單。

該平臺機械結(jié)構(gòu)主要包括送料系統(tǒng)、分揀系統(tǒng)以及裝配系統(tǒng)。通過送料系統(tǒng)將方管有序化同時送到推動系統(tǒng)并將方管按安裝要求排好組成方形交叉管,通過推動系統(tǒng)使方形交叉管定向運動,通過方形交叉管定位系統(tǒng)將方形交叉管定位后,通過墊片安裝系統(tǒng)進行墊片放置,通過兩邊卡槽安裝系統(tǒng)在理想位置放置卡槽,通過上鉚釘系統(tǒng)打上鉚釘,通過推動系統(tǒng)將方形交叉管送離裝配平臺。

方管裝配機構(gòu)包括L形機架、沿機架短邊依次物料銜接設(shè)置的傳送機構(gòu)、分揀機構(gòu)、立管機構(gòu)和數(shù)量控制機構(gòu),用以使方管沿其徑向依次傳遞、沿機架長邊依次物料銜接設(shè)置的推送機構(gòu)和鉚接機構(gòu),用以使方管沿其軸向依次傳遞;還包括與鉚接機構(gòu)物料銜接的振動有序機構(gòu)。本發(fā)明用于帳篷方管裝配,集方管的傳送、豎立、推送、定位、上墊片,上卡槽以及打鉚釘功能為一體的一整套自動化裝置具有準(zhǔn)確度高、成本低、穩(wěn)定性強的特點,極大的提高了工作效率。

設(shè)計說明

一.設(shè)計方案:設(shè)計一種以CAN總線為核心的高性能、高可靠性自動化加工平臺,實現(xiàn)裝配過程的自動化,填補該裝配過程市場空缺,與其他部分相結(jié)合,實現(xiàn)方管全過程自動化。我們需要做到以下幾點:

a.  裝備能實現(xiàn)該過程的自動化裝配。

b.  產(chǎn)品可通過控制面板進行控制,操作簡單,安全。

c.  具有自我調(diào)節(jié)能力以及錯誤報警系統(tǒng)。

二.設(shè)計原理:(1)機械部分工作原理:在裝配平臺連接傳送帶,其速度控制器,下方連接分揀系統(tǒng),通過凹槽帶動方管旋轉(zhuǎn),進行分選,在下方放置可以升降的擋板系統(tǒng)。兩豎直放置方管通過步進電機擋板初為升起后下降,當(dāng)一根方管滑入兩豎直擋板之間,在其平臺下部傳感器的作用下,使前擋扳下降,保證豎直擋板之間方管滑下,后擋板升起,防止后面方管下滑方,到達下部圓弧,方管豎立下在下部控制器元的工作板管槽上,工作板左移,另一管槽前進,不斷重復(fù)該命令。工作臺后的電推桿推動兩根方管到達合適位置,同時兩根方管在長度方向上對齊。

電推桿執(zhí)行前進命令,傳感器感應(yīng)后兩側(cè)找正系統(tǒng)通過步進電機執(zhí)行命令,震動系統(tǒng)將墊片有序,墊片的出口處安裝由單片機控制的開關(guān)門,掉落的墊片到達承接系統(tǒng)。移出方管時,這個半圓型的卡槽也會受到一個水平的力,其自身轉(zhuǎn)動實現(xiàn)墊片從半圓形卡槽內(nèi)脫出,從而實現(xiàn)加工成品的移出,而半圓型的墊片承接系統(tǒng)自身的擺動回到原位置等待下一次動作。

振動盤持續(xù)動作使卡槽的到達工作位置,通過其他震動裝置使鉚釘實現(xiàn)整齊,通過導(dǎo)管進入鉚釘槍,打鉚釘?shù)臉?,分為?nèi)外兩層套筒,外套筒頂住卡槽向前運動外套筒進行下一步伸縮。進而實現(xiàn)對卡槽還有鉚釘?shù)囊淮味ㄎ粶p少系統(tǒng)誤差,提高工作效率和時間,打鉚釘?shù)臉屌c定位的球頭,通過機械原理連接在一起,球頭實現(xiàn)對方管中心孔的定位,而在鉚釘槍向前移動的過程中帶有球頭的自動落下到軌道內(nèi)。從而一步實現(xiàn)了對方管中心孔的精確定位和打鉚釘?shù)倪^程,同時在打鉚釘?shù)臉屔线M行改進,使其能夠帶動一側(cè)卡槽前進,而另一側(cè)設(shè)計電推桿推進卡槽前進,并提供打鉚釘時一側(cè)需要的力。一次工作完成后下一前進方管帶動其下落。

 

設(shè)計說明

(含設(shè)計原理、設(shè)計方案等,字?jǐn)?shù)不超過3000字)

(2)控制系統(tǒng)原理:驅(qū)動單元采用RMDS-401   402 有刷伺服電機驅(qū)動器,通過CAN總線輸出到驅(qū)動單元的驅(qū)動器以下信號:1速度信號,通過調(diào)速ECU輸出信號到電機驅(qū)動板,調(diào)節(jié)機械運送系統(tǒng),實現(xiàn)電機的無級調(diào)速,以使加工運送速度人工可調(diào);2.正反轉(zhuǎn)方向控制信號,通過CAN總線按照驅(qū)動器相應(yīng)協(xié)議發(fā)送方向數(shù)據(jù). 3.反饋信號,采用CAN協(xié)議采集驅(qū)動器通過精確的編碼器所計算出的數(shù)據(jù),以此實時獲取電機當(dāng)前的速度信號,實現(xiàn)了整體驅(qū)動系統(tǒng)的閉環(huán)控制,對降低出錯率,提高安全性有著重要意義。

通過氣缸的推送方管沿導(dǎo)軌直行前進,當(dāng)傳感器檢測到方管通過中間位置后,兩側(cè)定位系統(tǒng)通過舵機上升,盡量減少孔的加工誤差對方管裝配的影響,當(dāng)方管靜止后,定位系統(tǒng)自動下降,防止阻礙其他裝配。,墊片的安裝部分。

      


 

產(chǎn)品特色

(含產(chǎn)品的先進性、實用性、創(chuàng)新性等,字?jǐn)?shù)不超過500字)

目前市場上的方管加工裝配平臺并不完善,沒有成熟的機器設(shè)備,一直處于空缺的境況。現(xiàn)有管類加工平臺都在集中處理房管的生產(chǎn)、等距離截斷、圓管的定向排列堆積、和方管的彎折等工作,結(jié)構(gòu)、功能單一。另外目前的方管的裝配緊固類的加工工藝還是單靠人工在流水線上的裝配來完成,人力投入和財力投入都很高。本裝置成功解決了一直以來很少涉及到的方管裝配問題,研制了方管定位、和鉚接的專用裝置,基本實現(xiàn)帳篷雙方管的快速大量裝配鉚接的工作,實現(xiàn)   人力、物力的低投入成本,提高效率。本裝置針對方管裝配平臺欠缺的環(huán)境下,給出合理的、高效的設(shè)計。在方管送料的方面,采用了分揀滾筒來對無序的方管進行分揀,而且還加入阻隔板的設(shè)計控制方管可控性有序性掉落;在推送方面采用電推桿推進,一步到位;在方管的定位方面,采用雨傘結(jié)構(gòu)的彈簧球設(shè)計,不僅可以對實現(xiàn)制動作用,又可以對方管的中心孔實現(xiàn)高精度的定位工作;在墊片的掉落和定位方面,采用自主設(shè)計的機構(gòu)實現(xiàn)便捷的墊片的排序與定位;在鉚接方面,改進了原有的鉚釘槍,采用絲杠驅(qū)動,進行精確的自動化定位,更是得到穩(wěn)定的操作性。

 

 



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