手持式自動送鎖螺絲機結(jié)構(gòu)的設(shè)計【說明書+CAD+PROE】

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This paper briefly introduces the concept of handheld feed lock screw machine, automatic lock screw feeding machine of the composition and classification, the technical features and research status at home and abroad. Through the design of handheld feed lock screw machine by line parts and 3 d modeling of the machine, and has produced important parts 2 d drawings. Through this graduation design makes himself in college professional knowledge has been consolidated, for 2 d, 3 d CAD software pro/e software more skilled. At the same time for the product design process, the literature retrieval query, patent, there is a good idea. For later work and the study laid a good foundation. Keyword: Automatically lock screw machine ；handheld；The structure design；CAD；pro/e； 第一章 緒論 1.1本課題的研究意義 自動鎖螺絲機也叫自動送鎖螺絲機、自動擰螺絲機、自動螺絲機、自動打螺絲機、自動螺絲緊固系統(tǒng)等。螺絲輸送、鎖緊一氣呵成，再也不用手取螺絲了。大大提高了生產(chǎn)效率，節(jié)省人工，你想打多快就有 多快。每打完一顆螺絲，機器會自動輸送到批嘴，省去了用手拿螺絲。只要直接對準(zhǔn)螺絲孔位就可以了，輕輕一按螺絲就鎖好了，方便快捷。想打多快就有多快。大 大提高了工作效率，節(jié)省勞力資源。該機外形美觀，設(shè)計新穎，小巧輕便，放在臺上臺下都可以。主要適用于電子、塑膠、玩具、電器等行業(yè)的裝配工序中。提高工作效率及產(chǎn)能、改善員工作業(yè)強度的最佳選擇——自動送鎖螺絲機。 隨著越來越多的企業(yè)招工難，一些國內(nèi)外名優(yōu)產(chǎn)品紛紛被引進，以滿足不同企業(yè)生產(chǎn)的需求。全自動螺絲機就是其中之一，它在制造技術(shù)、材質(zhì)和提高效率、無人操作等方面的優(yōu)勢吸引了。 1.2 研究現(xiàn)狀 自動送鎖螺絲機應(yīng)用特點： 分為手握式及多軸式結(jié)構(gòu)，是由系統(tǒng)自動完成螺絲的送料，氣動或電動螺絲刀完成螺絲的擰緊到位，應(yīng)用廣泛，具有以下應(yīng)用特點: 　1.高效批量2. 高可靠性及穩(wěn)定性；3. 智能化----連續(xù)送料,定扭矩,可選擇提供記數(shù)功能,防漏打功能.螺絲滑牙及浮鎖檢測。 全自動螺絲機的用途與普通電批風(fēng)批一樣，甚至有過之而無不及，它速度快，效率高，安全性高，并且更能節(jié)省人工。就目前的總體情況而言，它的品種規(guī)格也較為齊全，基本上百分之九十以上的螺釘都能實現(xiàn)自動化擰緊，但由于它的市場價位總的來說要比普通裝配工具高，這也成為了全自動螺絲機沒有普遍被運用起來的主要原因之一。 但隨著國內(nèi)生產(chǎn)水平加快了技術(shù)改造的步伐，于是全自動螺絲機也開始大量進入國內(nèi)市場，隨著國內(nèi)生產(chǎn)技術(shù)的不斷提高和成熟，全自動螺絲機的價格將逐漸下降。所以全自動螺絲機的市場現(xiàn)在逐漸被商家們看好，這主要是因為一方面在于它的技術(shù)要求比較高，以前大部分產(chǎn)品主要是從美國、德國、日本國家引進。而現(xiàn)在隨著國內(nèi)生產(chǎn)技術(shù)的提高，像濟南、深圳、廣州等地的一些企業(yè)都紛紛推出了國產(chǎn)的全自動螺絲機產(chǎn)品。由于全自動螺絲機使用范圍很廣，所以在廣東、山東、上海、江蘇、福建等沿海省市的裝配業(yè)、電器電子、家具制造、儀器儀表、玩具以及電動自行車、摩托車裝配還有汽車制造業(yè)和一些流水線作業(yè)的企業(yè)和廠家都紛紛使用了全自動鎖螺絲機。再加上售后服務(wù)的進一步跟上，打消了以往顧客擔(dān)心產(chǎn)品壞了無處維修的顧慮，使全自動螺絲機的銷勢進一步得到穩(wěn)定。 1.3 手持式自動鎖螺絲的市場前景 手持式自動送鎖螺絲機具有廣泛的市場前景，其主要用戶目前重要集中在以下幾個領(lǐng)域： 1、 汽車電子、汽車零部件（發(fā)動機、空調(diào)控制面板、音響控制面板、轉(zhuǎn)向控制模塊、變速箱、離合器、車燈涂熱熔膠、車窗/天窗/后視鏡玻璃涂膠、汽車遙控鑰匙、倒車?yán)走_(dá)、車載音響、GPS導(dǎo)航系統(tǒng)等等） 2、 大型OEM、ODM、OBM廠家。（電腦、手機、鍵盤、鼠標(biāo)、PSP、平板電腦、硬盤、電池、音響喇叭涂膠等等） 3、 光纖通訊行業(yè)、通訊網(wǎng)絡(luò)行業(yè)（光纖通訊基板、固定電話、機頂盒、路由器等等） 4、 電工電器（萬用表、電表、鎮(zhèn)流器、排插、墻壁開關(guān)、蓄電池） 5、 低壓電器（隔離開關(guān)、斷路器、自動轉(zhuǎn)換開關(guān)、可逆接觸器、交流接觸器等等，正泰/良信公司為代表） 6、 工控產(chǎn)品（接線端子、傳感器、繼電器、變頻器、變壓器、溫控器、電源、電機、儀器儀表、示波器等，如知名企業(yè)大陸生產(chǎn)，歐姆龍等公司為代表。） 7、 家用電器行業(yè)（相機、門鈴、按摩器、電子琴、沐浴花灑、塑料玩具、充電器、電磁爐、空調(diào)、遙控器、彩電、電飯煲、壓力鍋、電熱水壺、豆?jié){機、榨汁機、咖啡壺、嬰兒護理電器等） 8、 太陽能光伏行業(yè)等等。 第二章 自送鎖螺絲機簡介 2.1自動鎖螺絲機的分類 目前我國自動鎖螺絲機主要分為兩種：手持式自動鎖螺絲機和全自動鎖螺絲機。下面對這兩種類型的鎖螺絲機做一下介紹。 螺絲用來連接緊固兩個或多個物體，是常用的連接件之一，主要是分手動鎖螺絲與自動鎖螺絲兩種。對于一些小批量的生產(chǎn)，可以利用螺絲刀進行人工旋擰，而對于大批量的生產(chǎn)，人工擰則工作效率低下，所以考慮進行自動化旋擰。自動化旋擰螺絲分為手持式自動鎖螺絲機和全自動化鎖螺絲機。 1、手持式自動送鎖螺絲機 相對于一手拿螺絲、一手拿電批或氣批的鎖螺絲動作，自動送鎖螺絲機可以解放一只手出來，只需一只手提起起子對準(zhǔn)螺絲孔位鎖螺絲即可。當(dāng)鎖完一顆螺絲后也只需提起起子對準(zhǔn)下一個螺絲孔位鎖螺絲，機器會自動在提起起子的瞬間將一個螺絲輸送到起子下，等待鎖下一粒螺絲，如此重復(fù)。 手持式自動送鎖螺絲機存在很大優(yōu)點： 1、手持式自動鎖螺絲機，螺絲輸送、鎖付一氣呵成，再也不用手取螺絲了。打螺絲速度40-60PCS/MIN，大大提高了生產(chǎn)效率，節(jié)省人工； 2、每打完一顆螺絲，送料機構(gòu)會自動將螺絲送到批嘴，省去了用手抓取螺絲、移動、對準(zhǔn)的動作； 3、只要直接對準(zhǔn)螺絲孔位，輕輕一按螺絲就鎖好了，無重復(fù)給料現(xiàn)象，鎖一粒來一粒，方便快捷； 4、電批套相當(dāng)輕便，不用擔(dān)心因頭部太重而增加工人的疲勞度； 5、可單機操作，也可配置成流水線.上下料形式.迅速提升螺絲鎖定質(zhì)量，大幅度提高生產(chǎn)效率； 6、手持式鎖螺絲機用于電子行業(yè)自動組裝線，例如手機、硬盤、鍵盤電腦 DVD家電風(fēng)扇電子、塑膠、玩具、電器、通訊設(shè)備電器玩具電子加工廠組裝。 2、全自動送鎖螺絲機 全自動送鎖螺絲機在手持式自動送鎖螺絲機自動送料基礎(chǔ)上又添加了機械臂或流水線、工作臺、自動控制定位等功能，是送鎖螺絲機的TOP產(chǎn)品。可根據(jù)客戶現(xiàn)場要求實行無人監(jiān)控，既節(jié)約人工成本又提高了生產(chǎn)組裝效率。 自動送鎖螺絲機可以達(dá)到： 1.可以設(shè)計為橫向,斜向及多方向同時送鎖機構(gòu),滿足多種生產(chǎn)需求； 2.智能化----連續(xù)送料,定扭矩,可選擇提供記數(shù)功能,防漏打功能.螺絲滑牙及浮鎖檢測； 3.兩工位自動連接，可采用自動流水線設(shè)計，無需手工轉(zhuǎn)移工件，工件自動到位，自動擰緊螺絲， 自動進入下一道工序； 4. 可以根據(jù)客戶產(chǎn)品特性,設(shè)計專用機型。生產(chǎn)鎖螺絲機廠家可根據(jù)客戶要求及螺絲具體規(guī)格尺寸來定制！適用范圍：電子電器、塑膠、玩具、開關(guān)插座、五金、通訊設(shè)備、儀器儀表及電腦周邊產(chǎn)品等行業(yè)。 2.2 手持式自動送鎖螺絲機的結(jié)構(gòu)組成 本次畢業(yè)設(shè)計將要設(shè)計的是一種手持式自動送鎖螺絲機，該種鎖螺絲機的結(jié)構(gòu)組成主要由包括兩部分組成：一、由送料系統(tǒng)將螺絲排序并通過分配器分配螺絲，管道將螺絲送到批嘴。二、由電動或氣動起子將螺絲鎖入產(chǎn)品中的鎖付系統(tǒng)。 2.3 手持式自送鎖螺絲機基本介紹 手持式自動鎖螺絲機也叫自動鎖螺絲機、自動送鎖螺絲機、自動打螺絲機、自動擰螺絲機、螺絲鎖付機器人等，手持式的是需要人手工操作。自動擰螺絲機主要由排序、分離、鎖付幾部份成。相對于一手拿螺絲、一手拿電批的鎖螺絲方式，自動鎖螺絲機可以解放一只手出來，只需一只手對準(zhǔn)螺絲孔位鎖螺絲就可以了。當(dāng)鎖完一顆螺絲后只需提起螺絲刀對準(zhǔn)下一個螺絲孔位鎖螺絲即可，機器會自動在提起螺絲刀的瞬間將一個螺絲輸送到批嘴下，等待鎖下一粒螺絲，如此重復(fù)。 2.4 手持式自送鎖螺絲機的優(yōu)越性與應(yīng)用 一、手持式自送鎖螺絲機的優(yōu)點 好處： 1、提高生產(chǎn)效率，減少工人，節(jié)約成本。 2、不用手取螺絲，螺絲自動送料到批嘴。 3、單手鎖緊作業(yè)，輕松的下壓電批就完成了鎖螺絲。 4、效率高達(dá)到60粒/分鐘。 5、螺絲不會二次污染。 6、降低工人的勞動強度。 7、液晶顯示屏，可以計數(shù)、報警。 8、提升公司的統(tǒng)一形象。 另外： 1、手持式自動鎖螺絲螺絲機，輸送、鎖付一氣呵成，再也不用手取螺絲了。打螺絲速度40-60PCS/MIN，大大提高了生產(chǎn)效率，節(jié)省人工，你能打多快就有多快！ 2、每打完一顆螺絲，送料機構(gòu)會自動將螺絲送到批嘴，省去了用手抓取螺絲、移動、對準(zhǔn)的動作。 3、只要直接對準(zhǔn)螺絲孔位，輕輕一按螺絲就鎖好了，無重復(fù)給料現(xiàn)象，鎖一粒來一粒，方便快捷。 4、可配用原來的電批和風(fēng)批，不需另行購置新的電批、風(fēng)批，扭力調(diào)節(jié)與貴司原來的調(diào)節(jié)方式一樣，節(jié)約購買成本！ 5、電批套相當(dāng)輕便，不用擔(dān)心因頭部太重而增加工人的疲勞度! 6、可單機操作，也可配置成流水線.上下料形式.迅速提升螺絲鎖定質(zhì)量，大幅度提高生產(chǎn)效率。 二、手持式自送鎖螺絲機的應(yīng)用 手持式鎖螺絲機用于電子行業(yè)自動組裝線，例如手機、硬盤、鍵盤電腦 DVD家電風(fēng)扇電子、塑膠、玩具、電器、通訊設(shè)備電器玩具電子加工廠組裝。 第三章 手持式自送鎖螺絲機的結(jié)構(gòu)設(shè)計 3.1手持式自送鎖螺絲機的基本結(jié)構(gòu) 手持式自送鎖螺絲機主要包螺絲送料機構(gòu)、螺絲分料機構(gòu)和手持式鎖螺絲電批。螺絲分料機構(gòu)整體設(shè)在分料器底板上，螺絲分料機構(gòu)包括分料氣缸，分料氣缸通過連接頭的上下端分別連接用于接納／阻檔螺絲的分料梭和漏料／封氣板的端頭；所述的分料梭和漏料／封氣板的兩側(cè)邊分別卡接在分料器本體上下沿滑槽上；所述分料器本體的上下底分別是帶階梯孔的蓋板和帶吹氣接嘴的底座。 該型手持式自送鎖螺絲機的優(yōu)點是結(jié)構(gòu)緊湊、分料精確、手持操作輕便、精確鎖定螺絲。 3.2 手持式自送鎖螺絲機的工作原理 自動鎖螺絲機的工作原理與工作流程 自動鎖螺絲機工作流程: 送料機將合格的螺絲有序的排列分料機構(gòu)分出待鎖螺絲到送釘管如圖3-2所示： 圖3-2 手持式自動鎖螺絲機送料簡圖 而后，通過由于機構(gòu)到達(dá)鎖定位置，即自動送螺絲到批嘴 圖3-3 螺絲定位到待鎖位置 最后，批頭下壓鎖緊螺絲到產(chǎn)品，如圖3-4所示： 圖3-4 批頭下壓鎖緊螺絲示意圖 3.3 自動鎖螺絲機對產(chǎn)品的要求 1、如圖3-5所示，螺絲尺寸要求：L＞1.2D否則螺絲會在送釘管內(nèi)翻轉(zhuǎn)，不能正確地送螺絲。 圖3-5 螺釘送料過程示意圖 即不滿足上述條件時螺絲將不能在管道內(nèi)正確的送料。 2、用于自動送鎖螺絲機的螺釘需沒有磁性 如用于自動化裝配過程中的螺釘具有一定的磁性，在選料送料以及鎖緊過程中，螺釘將吸附在手持式電批內(nèi)表面上不能正確的定位。將不能用于裝配過程。所以選材時一定要注意這一點。 3.3手持式電批的設(shè)計 3.3.1 電批的方案的選擇 目前市場上手持式電批主要有兩種基本形式。本節(jié)的表述中分別表述為方案一和方案二。 方案一的基本結(jié)構(gòu)如圖3-6所示： 圖3-6 手持式電批設(shè)計方案一 該方案中： 1——表示電批主體 2——表示電批連接件 3——表示氣缸 4——表示彈簧 5——表示軸銷 6——表示夾嘴連接件 7——表示鎖緊套 8——表示螺釘 9——表示夾嘴座 10——表示螺絲導(dǎo)管 11——表示批頭保持套 方案一是一種手持自動鎖螺絲機結(jié)構(gòu)，其至少包含有：一個用于鎖付螺絲的電批，一個氣缸和一套接送螺絲的夾嘴結(jié)構(gòu)，其特征在于：在電批的手持部位通過連接構(gòu)件連接一個與電批軸線平行的氣缸，在氣缸的伸縮端通過軸銷、彈簧、與夾嘴部分滑動連接，夾嘴部分由連接件、夾嘴座、螺絲導(dǎo)管、保持套、鎖緊套等組成，在鎖緊套內(nèi)有用于夾住螺絲的擋塊和彈性圈。 方案二的基本結(jié)構(gòu)如圖3-7所示： 圖3-7 手持式電批設(shè)計方案二 該方案中： 1——表示第一進氣口 2——表示第二進氣口 3——表示氣缸 4——表示活塞 5——表示絕緣體 6——表示連接器 7——表示導(dǎo)向套筒 8——表示電機 9——表示彈簧 10——表示防塵罩 11——表示螺絲刀 12——表示進料口 13——表示夾口 14——表示螺絲釘 方案二中的一種自動擰螺絲機。本設(shè)計了自動擰緊螺絲機工作結(jié)構(gòu)：一種自動擰緊螺絲機，由后部、中部、前部三部分組成，其特征在于：所述后部包括電磁閥、進氣口、氣缸、活塞，所述電磁閥控制進氣口的閉合或者開啟；所述中部包括電機、螺絲刀、彈簧，所述螺絲刀裝在電機上，所述彈簧套接在螺絲刀的刀柄上；所述前部包括進料孔、夾口、防塵罩，所述防塵罩套接在所述螺絲刀的長柱體部，所述進料孔與所述螺絲刀的長柱體部的孔管傾斜的聯(lián)通。 方案三的基本結(jié)構(gòu)如圖3-8所示： 圖3-8 手持式電批設(shè)計方案三 該方案中： 1——表示電動螺絲刀頭 2——表示進料卡頭 3——表示接頭 4——表示螺帽 5——表示刀頭卡套 6——表示進料口 7——表示限位螺帽 8——表示鋼珠滑套 9——表示螺帽 10——表示傳動螺桿 11——表示調(diào)節(jié)導(dǎo)桿 12——表示限位螺栓 13——表示限位彈簧 14——表示定位軸承 15——表示定位螺帽 16——表示螺桿導(dǎo)向套 17——表示電動元件 18——表示卡片 方案三中的一種自動擰螺絲機，由一個機殼，一個進料裝置，一個傳動裝置，一個電動力元件和一個電動螺絲刀頭組成。傳動裝置由螺絲刀頭卡套，限位螺帽，鋼珠滑套，螺帽，傳動螺桿，調(diào)節(jié)導(dǎo)桿，限位螺栓，定位軸承，定位螺帽和螺桿導(dǎo)向套組成；進料裝置由卡頭，聚氨酯接頭，螺帽和進料口組成；使用時，電動力元件通過傳動裝置帶動電動螺絲刀頭旋轉(zhuǎn)頂出螺絲，當(dāng)可以看見螺絲時，將螺絲對準(zhǔn)螺絲孔后，把螺絲鎖緊，鎖完螺絲后，電動力元件使電動螺絲刀頭后退，以便下一顆被鎖螺絲能順利到位。從而實現(xiàn)整個過程不發(fā)生卡釘，螺絲鎖斜和不需要與被鎖工件表面接觸。 通過上述兩個方案的原理和外形對比，方案二在外型上相對于方案一要優(yōu)越，并且方案二可自動完成螺絲的輸送和定位，其結(jié)構(gòu)簡單，方便實用。同時方案三相對于方案二在動力輸入方面無需氣缸等配套設(shè)施結(jié)構(gòu)更加簡單實用。所以本次畢業(yè)設(shè)計將在方案三的基礎(chǔ)上對手持式電批進行設(shè)計，并在方案三的基礎(chǔ)上結(jié)合方案二中的優(yōu)點進行適當(dāng)?shù)母倪M設(shè)計，使得更加方便合理。 3.3.2 電批的設(shè)計思路 本次設(shè)計在方案三的基礎(chǔ)上進行，電批的基本設(shè)計思路在于： 本次設(shè)計的自動鎖螺絲機由一個進料裝置，一個傳動裝置，一個電動裝置，一個電動元件和一個電動螺絲刀頭組成。 進料裝置由開頭2，接頭3，螺帽4，和進料口6組成；傳動裝置有螺絲刀頭卡套5，限位螺帽7，鋼珠滑套8，傳動螺桿10，調(diào)節(jié)導(dǎo)桿11，限位螺栓12，限位彈簧，定位軸承14，定位螺帽15和螺桿導(dǎo)向套16組成；卡頭2由四片獨立的卡片組成。 電動螺絲刀頭1由螺絲刀頭卡套5固定在傳動螺桿10的一端，傳動螺桿10另一端與電動元件17卡槽固定相連，接頭三由螺母4和進料口6連接，使得螺絲經(jīng)過進料口6到卡片2，進料口6與調(diào)節(jié)導(dǎo)桿11相連接，經(jīng)限位螺帽7調(diào)節(jié)相鄰的位置，傳動桿10與調(diào)節(jié)導(dǎo)桿11螺紋連接。經(jīng)過傳動桿10旋轉(zhuǎn)帶動調(diào)節(jié)導(dǎo)桿11上下運動，限位螺栓12與調(diào)節(jié)導(dǎo)桿11相連，使得調(diào)節(jié)導(dǎo)桿運動時不會與傳動螺桿10同時旋轉(zhuǎn)，限位彈簧13更加利于傳動螺桿10反向運轉(zhuǎn)時能夠與調(diào)節(jié)導(dǎo)桿的螺牙掛上，螺桿導(dǎo)向套16，調(diào)節(jié)導(dǎo)桿11，傳動螺桿10經(jīng)鋼珠滑套8導(dǎo)向定位，提高三者間的同心度；定位軸承14由定位螺帽固定在傳動螺桿10上與螺桿導(dǎo)向套16相連；導(dǎo)桿導(dǎo)向套16一端與螺帽9相連，另一端與電動元件17相連，整個結(jié)構(gòu)螺紋固定。 并且在設(shè)計中卡片2由四個獨立的卡片18組成，如圖3-9所示。并且由接頭3固定，使得自動鎖螺絲機在工作過程中螺絲能夠卡住不會調(diào)出，接頭三采用的材料為聚氨酯該材料有很好的伸縮性，在頂出螺絲時卡頭2能夠自動在歪理作用下張開。 圖3-9 卡頭卡片 3.3.3 電批的工作過程分析與控制 本次設(shè)計中的手持式自動鎖螺絲機在使用時，螺絲在經(jīng)過進料口6到達(dá)卡頭2時，電動元件17帶動傳動桿10正轉(zhuǎn)，使得調(diào)節(jié)導(dǎo)桿11向上移動，電動螺絲刀頭1在旋轉(zhuǎn)過程中把螺絲往卡頭2位置頂，當(dāng)把螺絲頂出處于垂直狀態(tài)位置時，電動元件17的電機停止正轉(zhuǎn)，此時可以看到螺絲，把螺絲對準(zhǔn)螺絲孔后，電動元件17的電機正轉(zhuǎn)，電動螺絲刀頭1往前頂?shù)倪^程中同時把螺絲鎖緊，螺絲鎖好后，電動機電力元件17的電機反轉(zhuǎn)使得電動螺絲刀1后退，以便使得下一個螺絲能夠從進料口6到卡頭2位置。從而實現(xiàn)整個過程不發(fā)生卡釘想象，螺絲鎖料和不需要與被鎖工件表面接觸 要實現(xiàn)上述工作過程的控制，可以結(jié)合plc控制技術(shù)結(jié)合傳感技術(shù)來實現(xiàn)，使得共組效率大大提高。 3.3.4 電批的總體結(jié)構(gòu)設(shè)計 1、進料裝置的設(shè)計 進料裝置的基本結(jié)構(gòu)如圖3-10所示： 3-10 進料裝置的基本結(jié)構(gòu)示意圖 2、總結(jié)夠設(shè)計與布局 手持式自動送鎖螺絲機電批的總體結(jié)構(gòu)如圖3-11所示： 3-11 手持式自動送鎖螺絲機電批的總體結(jié)構(gòu) 上圖中： 1——表示進料卡頭 2——表示螺母 3——表示螺絲刀頭 4——表示中心套 5——表示進料裝置 6——表示彈簧 7——表示連接頭 8——表示電機 9——表示外蓋 10——表示插頭 11——表示電線 12——表示調(diào)整墊圈 13——表示調(diào)整套 14——表示防滑套 15——表示墊圈 16——表示定位套 17——表示墊圈 18——表示接頭 3.3螺絲分料送料機構(gòu)的設(shè)計 常用螺絲分料結(jié)構(gòu)的示意圖如圖3-6所示，分料結(jié)構(gòu)的具體裝配如圖3-7所示： 圖3-6 螺絲分料結(jié)構(gòu)意圖 圖3-7 螺絲分料結(jié)構(gòu)裝配圖 本次設(shè)計中將螺絲分料機構(gòu)設(shè)計在分料器底板1上，螺絲分料機構(gòu)包括：分料氣缸2，分料氣缸2上面通過連接頭3的上下端分別連接用于接納和阻擋螺絲的分料梭4和漏料與封氣板5的端頭； 分料梭4和漏料與封氣板5的兩側(cè)分別卡接在分料本體6上下沿滑槽7上； 3.4螺絲送料機構(gòu)的設(shè)計 送料機構(gòu)也是自動送鎖螺絲機的重要結(jié)構(gòu)，結(jié)合分料結(jié)構(gòu)其總的裝配設(shè)計成如圖3-8所示： 3-8 分料送料機構(gòu)總裝圖 第四章 手持式自送鎖螺絲機的三維建模與裝配 4.1 三維軟件的選取與介紹 現(xiàn)代化設(shè)計與制造中，三維軟件的使用頻率越來越高。在現(xiàn)代設(shè)計與制造中占據(jù)了非常重要的地位?，F(xiàn)在的三維制圖軟件太多了，其中主要有：Pro/E、SOLIDWORKS、UG、 CATIA、AUTOCAD、CAXA等等。每一種軟件都有其優(yōu)點。在本次設(shè)計中本人使用的三維CAD軟件是Pro/E5.0他具有很好的三維建模功能能夠很多好的實現(xiàn)偏擺式錐差行星減速器各個零部件的三維建模、裝配與仿真。同時Pro/E軟件也是現(xiàn)代公司三維設(shè)計的首選，認(rèn)真學(xué)習(xí)好該軟件對于以后的工作和學(xué)習(xí)也有很大的促進作用。 Pro/E5.0的基本介紹： Pro/E（Pro/Engineer的簡寫）它是是美國參數(shù)技術(shù)公司（Parametric Technology Corporation，簡稱PTC）的重要產(chǎn)品。并作為當(dāng)今世界機械CAD/CAE/CAM領(lǐng)域的新標(biāo)準(zhǔn)而得到業(yè)界的認(rèn)可和推廣，是現(xiàn)今最成功的CAD/CAM軟件之一。本次畢業(yè)設(shè)計選用的版本是野火版5.0。 圖4-1 Pro/Engineer的界面圖 1985年，PTC公司成立于美國波士頓，開始參數(shù)化建模軟件的研究。1988年，V1.0的Pro/ENGINEER誕生了。經(jīng)過10余年的發(fā)展，Pro/ENGINEER已經(jīng)成為三維建模軟件的領(lǐng)頭羊。目前已經(jīng)發(fā)布了Pro/ENGINEER Wildfire 5.0。PTC的系列軟件包括了在工業(yè)設(shè)計和機械設(shè)計等方面的多項功能，還包括對大型裝配體的管理、功能仿真、制造、產(chǎn)品數(shù)據(jù)管理等等。Pro/ENGINEER還提供了目前所能達(dá)到的最全面、集成最緊密的產(chǎn)品開發(fā)環(huán)境。 Pro/Engineer是一套由設(shè)計至生產(chǎn)的機械自動化軟件，是新一代的產(chǎn)品造型系統(tǒng)，是一個參數(shù)化、基于特征的實體造型系統(tǒng)，并且具有單一數(shù)據(jù)庫功能。 Pro/Engineer 是軟件的基本功能包，并非模塊，它是該系統(tǒng)的基本部分，其中能包括參數(shù)化功能定義、實體零件及組裝造型，三維上色實體或線框造型棚完整工程圖產(chǎn)生及不同視圖（三維造型還可移動，放大或縮小和旋轉(zhuǎn)）。Pro/Engineer是一個功能定義系統(tǒng)，即造型是通過各種不同的設(shè)計專用功能來實現(xiàn)，其中包括：筋（Ribs）、槽（Slots）、倒角（Chamfers）和抽空（Shells）等，采用這種手段來建立形體，對于工程師來說是更自然，更直觀，無需采用復(fù)雜的幾何設(shè)計方式。這系統(tǒng)的參數(shù)比功能是采用符號式的賦予形體尺寸，不像其他系統(tǒng)是直接指定一些固定數(shù)值于形體，這樣工程師可任意建立形體上的尺寸和功能之間的關(guān)系，任何一個參數(shù)改變，其也相關(guān)的特征也會自動修正。這種功能使得修改更為方便和可令設(shè)計優(yōu)化更趨完美。造型不單可以在屏幕上顯示，還可傳送到繪圖機上或一些支持Postscript格式的彩色打印機。Pro/Engineer還可輸出三維和二維圖形給予其他應(yīng)用軟件，諸如有限元分析及后置處理等，這都是通過標(biāo)準(zhǔn)數(shù)據(jù)交換格式來實現(xiàn)，用戶更可配上Pro/Engineer軟件的其它模塊或自行利用 C語言編程，以增強軟件的功能。它在單用戶環(huán)境下(沒有任何附加模塊)具有大部分的設(shè)計能力，組裝能力(人工)和工程制圖能力(不包括ANSI，ISO， DIN或 JIS標(biāo)準(zhǔn))，并且支持符合工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)的繪圖儀(HP，HPGL)和黑白及彩色打印機的二維和三維圖形輸出。 Pro/Engineer軟件模塊眾多本次畢業(yè)設(shè)計主要用到的是他的三維建模功能、裝配功能和三維建模功能。 4.2 手持式自送鎖螺絲機零部件的三維建模與裝配 Pro/Engineer5.0軟件其裝配方式主要包括：銷釘、圓柱、滑動桿、軸承、平面、球、6DOF、常規(guī)、剛性、焊接，共10種。 銷釘：由一個軸對齊約束和一個與軸垂直的平移約束組成。元件可以繞軸旋轉(zhuǎn)，具有1個旋轉(zhuǎn)自由度，總自由度為1。軸對齊約束可選擇直邊或軸線或圓柱面，可反向；平移約束可以是兩個點對齊，也可以是兩個平面的對齊/配對，平面對齊/配對時，可以設(shè)置偏移量。 圓柱：由一個軸對齊約束組成。比銷釘約束少了一個平移約束，因此元件可繞軸旋轉(zhuǎn)同時可沿軸向平移，具有1個旋轉(zhuǎn)自由度和1個平移自由度，總自由度為2。軸對齊約束可選擇直邊或軸線或圓柱面，可反向。 滑動桿：即滑塊，由一個軸對齊約束和一個旋轉(zhuǎn)約束(實際上就是一個與軸平行的平移約束)組成。元件可滑軸平移，具有1個平移自由度，總自由度為1。軸對齊約束可選擇直邊或軸線或圓柱面，可反向。旋轉(zhuǎn)約束選擇兩個平面，偏移量根據(jù)元件所處位置自動計算，可反向。 軸承：由一個點對齊約束組成。它與機械上的“軸承”不同，它是元件（或組件）上的一個點對齊到組件（或元件）上的一條直邊或軸線上，因此元件可沿軸線平移并任意方向旋轉(zhuǎn)，具有1個平移自由度和3個旋轉(zhuǎn)自由度，總自由度為4。 平面：由一個平面約束組成，也就是確定了元件上某平面與組件上某平面之間的距離(或重合)。元件可繞垂直于平面的軸旋轉(zhuǎn)并在平行于平面的兩個方向上平移，具有1個旋轉(zhuǎn)自由度和2個平移自由度，總自由度為3?？芍付ㄆ屏浚煞聪?。 球：由一個點對齊約束組成。元件上的一個點對齊到組件上的一個點，比軸承連接小了一個平移自由度，可以繞著對齊點任意旋轉(zhuǎn)，具有3個入旋轉(zhuǎn)自由度，總自由度為3。 6DOF：即6自由度，也就是對元件不作任何約束，僅用一個元件坐標(biāo)系和一個組件坐標(biāo)系重合來使元件與組件發(fā)生關(guān)聯(lián)。元件可任意旋轉(zhuǎn)和平移，具有3個旋轉(zhuǎn)自由度和3個平移自由度，總自由度為6。 剛性：使用一個或多個基本約束，將元件與組件連接到一起。連接后，元件與組件成為一個主體，相互之間不再有自由度，如果剛性連接沒有將自由度完全消除，則元件將在當(dāng)前位置被“粘”在組件上。如果將一個子組件與組件用剛性連接，子組件內(nèi)各零件也將一起被“粘”住，其原有自由度不起作用?？傋杂啥葹?。 焊接：兩個坐標(biāo)系對齊，元件自由度被完全消除。連接后，元件與組件成為一個主體，相互之間不再有自由度。如果將一個子組件與組件用焊接連接，子組件內(nèi)各零件將參照組件坐標(biāo)系發(fā)按其原有自由度的作用。總自由度為0。接頭連接類型：這兩個約束用來確定兩個平面的相對位置，可設(shè)定偏距值，也可反向。定義完后，在不修改對象的情況下可更改類型（匹配 常規(guī)—插入：選取對象為兩個柱面。單一的“插入”構(gòu)成的自定義組合約束轉(zhuǎn)換為約束連接后，變?yōu)橹挥幸粋€“插入”約束的不完整約束，再轉(zhuǎn)換為接頭約束后變?yōu)椤皥A柱”連接。 常規(guī)—坐標(biāo)系：選取對象為兩個坐標(biāo)系，與6DOF的坐標(biāo)系約束不同，此坐標(biāo)系將元件完全定位，消除了所有自由度。單一的“坐標(biāo)系”構(gòu)成的自定義組合約束轉(zhuǎn)換為約束連接后，變?yōu)橹挥幸粋€“坐標(biāo)系”約束的完整約束，再轉(zhuǎn)換為接頭約束后變?yōu)椤昂附印边B接。 常規(guī)—線上點：選取對象為一個點和一條直線或軸線。與“軸承”等效。單一的“線上點”構(gòu)成的自定義組合約束轉(zhuǎn)換為約束連接后，變?yōu)橹挥幸粋€“線上點”約束的不完整約束，再轉(zhuǎn)換為接頭約束后變?yōu)椤拜S承”連接。 常規(guī)—曲面上的點：選取對象為一個平面和一個點。單一的“曲面上的點”構(gòu)成的自定義組合約束轉(zhuǎn)換為約束連接后，變?yōu)橹挥幸粋€“曲面上的點”約束的不完整約束，再轉(zhuǎn)換為接頭約束后仍為單一的“曲面上的點”構(gòu)成的自定義組合約束。 常規(guī)—曲面上的邊：選取對象為一個平面/柱面和一條直邊。單一的“曲面上的點”構(gòu)成的自定義組合約束不能轉(zhuǎn)換為約束連接。 自由度與冗余約束 自由度（DOF）是描述或確定一個系統(tǒng)（主體）的運動或狀態(tài)（如位置）所必需的獨立參變量（或坐標(biāo)數(shù)）。一個不受任何約束的自由主體，在空間運動時，具有6個獨立運動參數(shù)（自由度），即沿XYZ三個軸的獨立移動和繞XYZ三個軸的獨立轉(zhuǎn)動，在平面運動時，則只具有3個獨立運動參數(shù)（自由度），即沿XYZ三個軸的獨立移動。主體受到約束后，某些獨立運動參數(shù)不再存在，相對應(yīng)的，這些自由度也就被消除。當(dāng)6個自由度都被消除后，主體就被完全定位并且不可能再發(fā)生任何運動。如使用銷釘連接后，主體沿XYZ三個軸的平移運動被限制，這三個平移自由度被消除，主體只能繞指定軸（如X軸）旋轉(zhuǎn)，不能繞另兩個軸（YZ軸）旋轉(zhuǎn)，繞這兩個軸旋轉(zhuǎn)的自由度被消除，結(jié)果只留下一個旋轉(zhuǎn)自由度。 冗余約束指過多的約束。在空間里，要完全約束住一個主體，需要將三個獨立移動和三個獨立轉(zhuǎn)動分別約束住，如果把一個主體的這六個自由度都約束住了，再另加一個約束去限制它沿X軸的平移，這個約束就是冗余約束。合理的冗余約束可用來分?jǐn)傊黧w各部份受到的力，使主體受力均勻或減少磨擦、補償誤差，延長設(shè)備使用壽命。冗余約束對主體的力狀態(tài)產(chǎn)生影響，對主體的對運動沒有影響。因運動分析只分析主體的運動狀況，不分析主體的力狀態(tài)，在運動分析時，可不考慮冗余約束的作用，而在涉及力狀態(tài)的分析里，必須要適當(dāng)?shù)奶幚砗萌哂嗉s束，以得到正確的分析結(jié)果。系統(tǒng)在每次運行分析時，都會對自由度進行計算。并可創(chuàng)建一個測量來計算機構(gòu)有多少自由度、多少冗余。 PROE的幫助里有一個門鉸鏈的例子來講冗余與自由度的計算，但其分析實豐有欠妥當(dāng)，各位想準(zhǔn)確計算模型的自由度的話，請找機構(gòu)設(shè)計方面的書來仔細(xì)研究一番。這也不是幾句話能說明白的，我這里只提一下就是了，不再詳述。 約束轉(zhuǎn)換 接頭連接與約束連接可相互轉(zhuǎn)換。在“元件放置”窗口的“放置”頁面和“連接”頁面里，在約束列表下方，都有一個“約束轉(zhuǎn)換”按鈕。使用此按鈕可在任何時候根據(jù)需要將接頭連接轉(zhuǎn)換為約束連接，或?qū)⒓s束連接轉(zhuǎn)換為接頭連接。在轉(zhuǎn)換時，系統(tǒng)根據(jù)現(xiàn)有約束及其對象的性質(zhì)自動選取最相配的新類型。如對系統(tǒng)自動選取的結(jié)果不滿意，可再進行編輯。轉(zhuǎn)換的規(guī)則，可參考PROE的自帶幫助。不過，沒有很好的空間想像力和耐性的兄弟就不用看了。需要記住的一個：曲線上的點、曲面上的點、相切約束，在轉(zhuǎn)換時是不會轉(zhuǎn)換成常規(guī)連接的。 下圖顯示“約束轉(zhuǎn)換”和“反向”按鈕?à接頭連接約束：常規(guī) 常規(guī)：也就是自定義組合約束，可根據(jù)需要指定一個或多個基本約束來形成一個新的組合約束，其自由度的多少因所用的基本約束種類及數(shù)量不同而不同?？捎玫幕炯s束有：匹配、對齊、插入、坐標(biāo)系、線上點、曲面上的點、曲面上的邊，共7種。在定義的時候，可根據(jù)需要選擇一種，也可先不選取類型，直接選取要使用的對象，此時在類型那里開始顯示為“自動”，然后根據(jù)所選擇的對象系統(tǒng)自動確定一個合適的基本約束類型。 常規(guī)—匹配/對齊：對齊）。單一的“匹配/對齊”構(gòu)成的自定義組合約束轉(zhuǎn)換為約束連接后，變?yōu)橹挥幸粋€“匹配/對齊”約束的不完整約束，再轉(zhuǎn)換為接頭約束后變?yōu)椤捌矫妗边B接。 Pro/Engineer5.0軟件具有很強的零件三維建模和裝配功能。手持式自動送鎖螺絲機主要零部件的三維模型，部件的裝配圖如圖4-2至4-6所示： 4-2 分料器 4-2 推料器 4-4 主架結(jié)構(gòu) 4-5 電批 4-6 分料送料機構(gòu)總裝圖 總 結(jié) 通過這次設(shè)計，使我對自動送鎖螺絲機有了感性的認(rèn)識，同時對國內(nèi)外的自動送鎖螺絲機的發(fā)展也有所了解。根據(jù)國內(nèi)外自動送鎖螺絲機發(fā)展的經(jīng)驗、現(xiàn)狀及近幾年的動態(tài)，結(jié)合當(dāng)前國內(nèi)經(jīng)濟發(fā)展的具體情況，自動送鎖螺絲機技術(shù)重點應(yīng)在開展智能自動送鎖螺絲機、自動送鎖螺絲機及其相當(dāng)技術(shù)的開發(fā)及應(yīng)用。 通過這次設(shè)計，使我綜合運用機械設(shè)計的理論和實際知識，結(jié)合生產(chǎn)實際知識，培養(yǎng)分析和解決一般工程實際問題的能力，并使所學(xué)的知識得到進一步鞏固、深化和擴展；通過設(shè)計，使我掌握機械設(shè)計的一般規(guī)律，樹立正確的設(shè)計思想，培養(yǎng)獨立分析和解決實際問題的能力；學(xué)會從機器功能的要求出發(fā)，合理選擇傳動機構(gòu)類型，制定設(shè)計方案，正確計算零件的工作能力，確定它的尺寸、形狀、結(jié)構(gòu)及材料，并考慮制造工藝、使用、維護、經(jīng)濟和安全等問題，培養(yǎng)獨立設(shè)計能力。 當(dāng)然在設(shè)計過程中，也碰到了許多問題。在老師的指導(dǎo)和一些同學(xué)的幫助下，我也盡自己的努力去克服困難，最后順利地完成了整個設(shè)計。由于本人缺乏經(jīng)驗及水平有限，設(shè)計仍存在一些問題，望老師給予指正。 致謝 本論文是在指導(dǎo)老師的悉心指導(dǎo)下完成的，在本設(shè)計的開題論證、課題研究、論文撰寫和論文審校整個過程中，得到了指導(dǎo)老師的親切關(guān)懷和精心指導(dǎo)，使得本設(shè)計得以順利完成，其中飽含了指導(dǎo)老師的汗水和心血。老師敏銳的學(xué)術(shù)思想、嚴(yán)謹(jǐn)踏實的治學(xué)態(tài)度、淵博的學(xué)識、精益求精的工作作風(fēng)、誨人不倦的育人精神，將永遠(yuǎn)銘記在學(xué)生心中，使學(xué)生終生受益。在此我們向指導(dǎo)老師表示衷心的感謝和崇高的敬意。同時也感謝班主任邵琪珺老師在這三年來對我們的虛心的教導(dǎo)。 感謝學(xué)校給我們提供設(shè)計場地，和系領(lǐng)導(dǎo)的關(guān)心和指導(dǎo)，在設(shè)計過程中，結(jié)合工作體會和經(jīng)歷，提出了許多建設(shè)性的觀點，為我完成設(shè)計給予了極大的幫助。 感謝領(lǐng)導(dǎo)和老師對我的關(guān)心和幫助。 再次感謝所有支持和幫助過我的領(lǐng)導(dǎo)、老師、同學(xué)們。 參考文獻(xiàn) 1、張建民.《工業(yè)機器人》.北京:北京理工大學(xué)出版社，1988 2、蔡自興.《機器人學(xué)的發(fā)展趨勢和發(fā)展戰(zhàn)略》.機器人技術(shù)，2001, 4 3、Krzystof Mianowski ,Simple and very low cost remote systems for tele-manipulation，1996 4、金茂青，曲忠萍，張桂華.《國外工業(yè)機器人發(fā)展勢態(tài)分析》.機器人技術(shù)與應(yīng)用， 2001, 2 5、陶湘廳,袁銳波.《氣動機械手的應(yīng)用現(xiàn)狀及發(fā)展》 2007 .05.16 6、王積偉，章宏甲．《液壓與氣壓傳動》（第二版）．機械工業(yè)出版社，2005 7、明仁雄, 等.《液壓與氣壓傳動》[M ]. 國防工業(yè)出版社, 2003 8、陳新元, 張安龍. 《裝配線機械手電氣混合控制》[ J ].液壓與氣動, 2007 (3) 9、SMC (中國) 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