《双面胶粘贴机构设计》毕业论文.docx

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《双面胶粘贴机构设计》毕业论文

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摘要

目前，随着国内制造业对自动化的需求越来越大，工业机器人、视觉伺服技术、气动技术也越来越成熟。

越来越多的自动化生产设备采用了这些技术。

在当今的电子制造业中，由于国内劳动力成本上升的影响和用工困难，企业由劳动密集型向技术密集型转变的需求越来越迫切。

在现代企业的实际生产线上，有些产品仍以手工加工为主。

然而，由于装配精度要求较高，产品质量和生产效率取决于操作者的熟练程度。

同时，雇佣工人的问题对其生产产生了更大的影响。

因此，开发自动化设备来缓解目前的问题是迫在眉睫的。

本文详细研究了一种基于智能机器人的自动剥胶设备的设计与开发过程。

全文包括：

设计方案的确定、机械设计的理论研究、机械机构的设计与研究、视觉伺服系统的设计、气动系统的设计、控制系统的设计以及设备的最终组装与调试，并针对问题进行了探讨。

设备当前应用的总结。

根据工厂双面胶自动粘贴作业的要求，设计了一套双面胶自动粘贴机构。

分析了自动双面涂胶机构的硬件结构和控制系统原理。

研究了自动双面胶粘贴机构和自动双面胶粘贴机构的控制方法。

阐述了双面胶自动粘贴的工作过程。

最后，对机构的双面自动粘胶操作进行了分析。

实验表明，该机构重复定位精度为（+0.9mm），直线度精度为1.04mm/100mm。

本发明提供了一种自动双面粘胶装置，包括：

控制器；带有工作台的工作台和工作台；工作台上设有工件夹具和工件夹具；工件夹具和控制器电连接；与双面胶粘合的工件夹具为C。

工作台上设有机械臂和机械臂，机械臂与控制器电连接，机械臂具有抓握功能。

取头，抓取头伸向工件夹具的上部；粘带机构、粘带机构的按钮、安装架和粘带部件，粘带部件安装在安装架上，安装架固定连接部件，抓取头抓取连接部件抓取部，抓取头抓取连接部，打开粘带部件挂钩控制器的电气连接。

本发明的技术方案可以解决现有技术中双面胶生产效率低、生产质量差的问题。

论文各部分的研究内容如下：

（1）设计方案的确定基于对产品现有工艺的分析，确定了生产过程中的作用链，通过分解作用链确定了相关机构的设计方案，并根据应用要求给出了控制系统的设计方案。

（2）机械设计理论研究完成了设备两个主要运动单元的运动学和动力学分析，为后续设计提供了理论参考。

（3）机械结构的设计与研究主要集中在设备底座、翻转机构、剥皮台、机械手爪、送料机构等关键设计参数上。

（4）视觉伺服系统是为视觉伺服系统而设计的。

研究了系统的硬件组成、视觉标定和目标定位。

（5）气动系统的设计绘制了气动系统的气动回路原理图，并根据实际应用需要完成相关气动元件的选型。

（6）控制系统的设计绘制了系统的控制原理图，研究了控制端口的分布，编制了控制程序。

（7）设备的组装调试研究了设备的组装工艺，给出了相关的试验数据。

（8）总结和展望设备的使用现状，提出设备改进建议。

基于智能机器人的自动剥胶设备具有生产效率高、污染小、产品合格率高等特点。

主体设计能满足目前实际生产需要。

因此，本文的研究内容对同类设备的设计具有一定的参考价值。

关键词：

双面胶自动粘贴机构；PLC控制

Designofdouble-sidedadhesivemechanism

Absrtact

Atpresent,withtheincreasingdemandforautomationindomesticmanufacturingindustry,industrialrobots,visualservotechnologyandpneumatictechnologyarebecomingmoreandmoremature.Moreandmoreautomaticproductionequipmentsadoptthesetechnologies.Intoday'selectronicmanufacturingindustry,duetotheimpactofrisingdomesticlaborcostsandlabordifficulties,theneedforenterprisestochangefromlabor-intensivetotechnology-intensiveisbecomingmoreandmoreurgent.

Intheactualproductionlineofmodernenterprises,someproductsarestillmainlymanuallyprocessed.However,duetothehighrequirementofassemblyaccuracy,productqualityandproductionefficiencydependontheoperator'sproficiency.Atthesametime,theproblemofemployingworkershasagreaterimpactonitsproduction.Therefore,itisurgenttodevelopautomationequipmenttoalleviatethecurrentproblems.

Inthispaper,thedesignanddevelopmentprocessofanautomaticrubberstrippingequipmentbasedonintelligentrobotisstudiedindetail.Thefulltextincludes:

thedeterminationofdesignscheme,thetheoreticalresearchofmechanicaldesign,thedesignandresearchofmechanicalmechanism,thedesignofvisualservosystem,thedesignofpneumaticsystem,thedesignofcontrolsystemandthefinalassemblyanddebuggingofequipment.Summaryofcurrentapplicationofequipment.

Accordingtotherequirementofdouble-sidedglueautomaticpastingoperationinfactories,asetofdouble-sidedglueautomaticpastingmechanismwasdesigned.Thehardwarestructureandcontrolsystemprincipleofautomaticdouble-sidedgluingmechanismareanalyzed.Thecontrolmethodsofautomaticdouble-sidedadhesivemechanismandautomaticdouble-sidedadhesivemechanismwerestudied.Theworkingprocessofdouble-sidedadhesiveautomaticpastingwasdescribed.Finally,thedouble-sidedautomaticviscoseoperationofthemechanismisanalyzed.Experimentsshowthattherepetitivepositioningaccuracyofthemechanismis（+0.9mm）andthestraightnessaccuracyis1.04mm/100mm.Theinventionprovidesanautomaticdouble-sidedviscosedevice,whichcomprisesacontroller,aworktablewithaworktable,aworkpiecefixtureandaworkpiecefixtureontheworktable,anelectricalconnectionbetweentheworkpiecefixtureandthecontroller,andaworkpiecefixturebondedwiththedouble-sidedadhesiveasC.Theworktableisequippedwithamanipulatorandamanipulator,whichiselectricallyconnectedwiththecontroller.Themanipulatorhasgraspingfunction.Thegraspingheadextendstotheupperpartoftheworkpiecefixture;thebuttons,mountingframeandtapepartsofthetapemechanism,thebuttonsofthetapemechanism,themountingframeandthetapepartsareinstalledonthemountingframe;themountingframefixestheconnectingparts;thegraspingheadgraspstheconnectingparts;thegraspingheadgraspstheconnectingparts;andtheelectricconnectionofthehookcontrollerofthetapepartsisopened.Thetechnicalschemeoftheinventioncansolvetheproblemsoflowproductionefficiencyandpoorproductionqualityofthedouble-sidedadhesiveinthepriorart.

Theresearchcontentsofeachpartofthepaperareasfollows:

（1）Thedesignschemeisbasedontheanalysisoftheexistingprocessoftheproduct,theactionchainintheproductionprocessisdetermined,andthedesignschemeoftherelevantmechanismisdeterminedbydecomposingtheactionchain,andthedesignschemeofthecontrolsystemisgivenaccordingtotheapplicationrequirements.

（2）Thekinematicsanddynamicsanalysisofthetwomainmotionunitsoftheequipmenthasbeencompletedinthetheoreticalstudyofmechanicaldesign,whichprovidesatheoreticalreferenceforthefollow-updesign.

（3）Thedesignandresearchofmechanicalstructuremainlyconcentrateonthekeydesignparameterssuchasequipmentbase,turnovermechanism,skinningplatform,mechanicalgripperandfeedingmechanism.

（4）Visualservosystemisdesignedforvisualservosystem.Thehardwarestructure,visualcalibrationandtargetlocationofthesystemarestudied.

（5）Thepneumaticsystemdesigndrawsthepneumaticcircuitschematicdiagramofthepneumaticsystem,andcompletestheselectionofrelevantpneumaticcomponentsaccordingtothepracticalapplicationneeds.

（6）Thedesignofthecontrolsystemdrawsthecontrolschematicdiagramofthesystem,studiesthedistributionofthecontrolports,andcompilesthecontrolprogram.

（7）Theassemblyanddebuggingoftheequipmenthavestudiedtheassemblyprocessoftheequipmentandgiventherelevanttestdata.

（8）Summarizeandprospectthecurrentsituationofequipmentuse,andputforwardsuggestionsforequipmentimprovement.

Theautomaticrubberstrippingequipmentbasedonintelligentrobothasthecharacteristicsofhighproductionefficiency,lowpollutionandhighqualifiedrateofproducts.Themainbodydesigncanmeettheactualproductionneedsatpresent.Therefore,theresearchcontentofthispaperhasacertainreferencevalueforthedesignofsimilarequipment.

Keywords:

double-sidedadhesiveautomaticpastingmechanism;PLCcontrol

第1章背景

1.1课题研究背景

工业双面胶广泛应用于汽车、家电、包装等行业。

目前，工厂主要以手工生产为主。

该方法不仅效率低，而且粘贴质量不稳定，影响生产效率和产品质量。

近年来，随着工业机器人技术的发展，双面胶自动化的研究也在不断深化。

与国内相比，国外起步较早，研究内容丰富，如双面胶自动输送、自动切割、自动粘贴等。

国内研究主要集中在具体应用场景的机械结构上，如快递包装袋生产领域专用的自动双面胶贴装置、LED灯带背面的自动双面胶贴机等，双面胶由两层组成。

压敏胶和释放膜的ERS。

由于其不易变形、内聚力高、模切尺寸稳定，广泛应用于手机等电子元器件的粘接。

1.2国内外工业机器人技术发展现状

工业机器人是现代制造业的重要自动化设备，集机械、电子、控制、计算机、传感器、人工智能等学科的先进技术于一体。

在制造业中，机器人的制造和应用水平可以反映一个国家制造业的总体水平和科技发展水平。

合理地将工业机器人应用于自动化生产设备，不仅可以提高生产效率，降低劳动强度，而且可以改善工人的工作环境。

提高工人素质也具有现实意义。

同时，机器人具有标准化的特点。

通过编辑不同的应用，使用不同的机械抓取机构，可以快速适应不同的应用需求，具有较高的复用率，具有良好的经济效益。

在国外，机器人工业已成为继汽车工业和计算机工业之后的又一大高新技术产业。

许多发达国家先后拥有德国的KUKARoboter，瑞典的ABBRobotics，美国的AdeptTechnology,AmericanRobot,EmersonIndustrialAutomation,S-TRobotics，日本的FANUC,Yaskawa，等一些著名的工业机器人公司，这些著名的制造商的机器人占据了全球50%以上的份额。

市场。

因此，全套机器人自动化生产线设备正逐渐成为发达国家自动化设备的主流，特别是在汽车工业、电子电气工业、机械加工工业等重要领域。

近半个世纪的工业机器人应用实践证明，加快工业机器人的推广应用是提高生产力、促进企业发展的最有效手段之一。

与国外相比，中国与发达国家在机器人技术领域仍存在较大差距。

这种差距尤其反映在工业机器人的制造上。

国内机器人的许多关键部件，主要是高性能交流伺服电机和高精度减速器，仍然需要依靠进口。

目前，国内许多科技企业无法提供高性价比的产品替代同类产品。

然而，在我国政府相关科研项目的支持下，我国工业机器人技术在一些关键技术问题上取得了长足的进步，并逐步掌握了其设计、制造和应用技术，在一些关键技术上已达到或接近世界领先水平。

作为世界公认的制造大国，随着招聘难度的增加和招聘成本的提高，提高制造业的自动化水平迫在眉睫。

由此产生的巨大市场将有效地促进中国工业机器人技术的快速发展。

目前，“IE+机器人+自动化”生产模式已成为制造业的热点。

该模式可实现无人化生产。

工业之父。

在自动化和无人化生产规划过程中，通过对生产管理和过程的深入了解和掌握，结合自动化、机器人技术和IE相关技术，实现无人化生产过程。

纵观世界，工业机器人将成为第三次革命浪潮的主角并不难。

1.3国内外气动技术的发展现状

空气动力技术是一种以空气压缩为动力源，并将其传递出去的工程技术。

它成本低，是以压缩空气为工质实现各种生产控制的能量或信号及自动控制的重要手段。

目前，气动无污染、安全性高、可靠性强、使用寿命长等突出特点已广泛应用于自动化控制领域。

随着科学技术的不断发展和进步，气动技术越来越成熟，已成为自动化控制领域不可或缺的一部分。

目前，德国、美国和日本是世界上空气动力技术最突出的国家，德国凭借其在空气动力技术领域的创新和先进理念，成为世界空气动力技术的标杆。

在过去的10年里，中国的气动市场在2000年只占世界市场的2%，到2009年底成为世界第二大市场。

这一时期的发展潜力和市场前景是显而易见的，但国内气动产品质量差、品种少、进入高端市场难度大等问题也较为明显。

我国气动技术与世界先进水平差距至少15年，气动技术应用水平落后8-10年。

目前，空气动力技术的发展方向可以概括为：

（1）由于空间限制，小型化在某些应用中逐渐发展出相关的微气动元件。

目前，这些元件广泛应用于机械加工、电子制造、制药工业和包装技术等领域。

（2）目前最常见的组合是气缸与阀体、气缸与开关。

<3）随着自动化生产精度要求的提高，为了满足应用要求，气动系统立即增加了传感器、比例阀等元件，以实现高精度反馈控制。

（4）目前气缸的活塞速度一般在50750mm/s之间，随着生产效率的不断提高，要求从目前的1/100秒级提高到1/1000秒级。

（5）智能气动元件集成微处理器，可实现指令处理和程序控制功能。

基于阀岛与现场总线技术相结合的气电一体化是目前气动技术的发展方向之一。

目前，在物料搬运的应用中经常出现气缸、摆动气缸、气动卡盘和真空吸盘的组合。

当这些组合应用于机器人和机器人抓手时，可以很容易地实现直线、旋转、吸力和抓握等目标运动。

1.4传感技术的发展现状

传感器作为一种探测器，一般由两部分组成：

传感元件和转换元件。

传感器可以直接感知或响应被测数据，转换元件可以将被敏感元件感知或响应的被测数据转换成有利于传输和测量的电信号。

传感器的工作原理是传感单元检测被测信息，并通过转换元件将被测信息转换成有利于应用要求的常规电信号或其他输出信号[l]。

因此，在自动检测和自动控制的应用中，传感器将检测到的物理量转换成与其对应的有用电信号，从而实现信号传输、信息处理、数据记录和运动控制等功能。

随着现代测量控制和自动化技术的发展，传感器技术在现代工业生产过程中越来越受到重视。

生产系统的实时监控尤为重要。

机构的运动状态可以通过安装在自动生产设备上的各种传感器进行监测。

目前，机器人自动化生产线越来越成熟。

为了使机器人完成越来越复杂的动作，这种应用的机器人需要针对不同的检测和控制需求设置各种传感器目前，在许多生产行业中，键合技术的应用较为广泛，但传统的键合机智能化水平往往较低，且键合精度有限。

目前，许多胶接设备都能满足剥离、切割、压花、热处理和激光功能，以满足不同的生产需要。

通常，需要应用自动配件的项目有以下三个原因：

（一）生产效率有限；

（2）手工加工精度不理想；

（3）在手工生产过程中，受人为因素影响较大，特别是疲劳操作或熟练程度。

根据生产需要的不同，所安装的设备可以作为独立的集成设备，也可以作为生产线的辅助部分。

目前，技术较为成熟的单板有：

（1）OCA层压机[2]

目前，OCA复合机通常用于生产小型液晶显示器或小型TP元件。

它已成为触摸屏生产的重要设备之一。

一般来说，这种设备通常用于触摸屏后道工序的生产。

设备可以完成的装配任务通常是：

1）偏振器根据偏振角固定在成型的触摸玻璃基板的前后表面上。

2）完成触摸模块不同材料之间的粘合过程，如薄膜与薄膜、薄膜与玻璃基板、薄膜与亚克力面板等。

通常，这种设备容易操作。

在实际生产应用中，能有效地控制手工粘合产生的气泡、皱纹、晕纹和水纹。

它可以满足降低工人劳动强度，消除生产质量率对操作者熟练程度的过度依赖的需要。

此外，为了满足不同的生产需要，这种设备通常配备多方向微调装置，以适应不同形状的产品配合。

（2）PVC层压板[3]

PVC复合机主要针对PVC材料的生产特点而设计。

根据不同的应用要求，可实现双层与多层材料的匹配。

同时，部分设备还具有不同加工需要的压花、切割、涂胶功能。

这种设备一般具有一定的精度和灵敏度。

根据不同的生产需要，可用于包装、印刷、塑料、电子、皮革、服装等行业。

（3）EVA复合机

EVA复合机主要针对EVA材料的生产特点而设计。

根据不同的应用要求，可实现双层与多层材料的胶接匹配。

同时，根据不同的加工需要，一些设备还具有分切和热粘合功能。

通常可用于鞋垫、伊娃、高发泡、地毯、草席、服装等行业。

除上述三种粘合设备外，在粘合机上还有一些其它的应用设备，但绝大多数设备属于专用设备，只能满足一种或几种产品的生产需要。

因此，国内外企业的适应性研