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北京市西城区广安门
内广义街5号广益大厦
大赛作品详情

作品名称:基于can总线的方管全过程装配平台
学校名称:山东理工大学
参赛队伍:方管装配
参赛学生:徐钰婷 乔琦 李凌峰  
指导老师:朱光明 杨振宇  

详细说明

目前市场对管类零件需求量大,其在折叠领域拥有的巨大作用。方管在很多领域都有涉及:比如躺椅的支架,一些桌子的小零件,车上的支架。由方管构成的物品已经渗透到生活的方方面面。而方管的装配工作需要人力的投入。相比于传统工业来说,从钢材的生产到装配,以及装配的各个步骤都是独立的,因此实现自动化并不简单。

该平台机械结构主要包括送料系统、分拣系统以及装配系统。通过送料系统将方管有序化同时送到推动系统并将方管按安装要求排好组成方形交叉管,通过推动系统使方形交叉管定向运动,通过方形交叉管定位系统将方形交叉管定位后,通过垫片安装系统进行垫片放置,通过两边卡槽安装系统在理想位置放置卡槽,通过上铆钉系统打上铆钉,通过推动系统将方形交叉管送离装配平台。

方管装配机构包括L形机架、沿机架短边依次物料衔接设置的传送机构、分拣机构、立管机构和数量控制机构,用以使方管沿其径向依次传递、沿机架长边依次物料衔接设置的推送机构和铆接机构,用以使方管沿其轴向依次传递;还包括与铆接机构物料衔接的振动有序机构。本发明用于帐篷方管装配,集方管的传送、竖立、推送、定位、上垫片,上卡槽以及打铆钉功能为一体的一整套自动化装置具有准确度高、成本低、稳定性强的特点,极大的提高了工作效率。

设计说明

一.设计方案:设计一种以CAN总线为核心的高性能、高可靠性自动化加工平台,实现装配过程的自动化,填补该装配过程市场空缺,与其他部分相结合,实现方管全过程自动化。我们需要做到以下几点:

a.  装备能实现该过程的自动化装配。

b.  产品可通过控制面板进行控制,操作简单,安全。

c.  具有自我调节能力以及错误报警系统。

二.设计原理:(1)机械部分工作原理:在装配平台连接传送带,其速度控制器,下方连接分拣系统,通过凹槽带动方管旋转,进行分选,在下方放置可以升降的挡板系统。两竖直放置方管通过步进电机挡板初为升起后下降,当一根方管滑入两竖直挡板之间,在其平台下部传感器的作用下,使前挡扳下降,保证竖直挡板之间方管滑下,后挡板升起,防止后面方管下滑方,到达下部圆弧,方管竖立下在下部控制器元的工作板管槽上,工作板左移,另一管槽前进,不断重复该命令。工作台后的电推杆推动两根方管到达合适位置,同时两根方管在长度方向上对齐。

电推杆执行前进命令,传感器感应后两侧找正系统通过步进电机执行命令,震动系统将垫片有序,垫片的出口处安装由单片机控制的开关门,掉落的垫片到达承接系统。移出方管时,这个半圆型的卡槽也会受到一个水平的力,其自身转动实现垫片从半圆形卡槽内脱出,从而实现加工成品的移出,而半圆型的垫片承接系统自身的摆动回到原位置等待下一次动作。

振动盘持续动作使卡槽的到达工作位置,通过其他震动装置使铆钉实现整齐,通过导管进入铆钉枪,打铆钉的枪,分为内外两层套筒,外套筒顶住卡槽向前运动外套筒进行下一步伸缩。进而实现对卡槽还有铆钉的一次定位减少系统误差,提高工作效率和时间,打铆钉的枪与定位的球头,通过机械原理连接在一起,球头实现对方管中心孔的定位,而在铆钉枪向前移动的过程中带有球头的自动落下到轨道内。从而一步实现了对方管中心孔的精确定位和打铆钉的过程,同时在打铆钉的枪上进行改进,使其能够带动一侧卡槽前进,而另一侧设计电推杆推进卡槽前进,并提供打铆钉时一侧需要的力。一次工作完成后下一前进方管带动其下落。

 

设计说明

(含设计原理、设计方案等,字数不超过3000字)

(2)控制系统原理:驱动单元采用RMDS-401   402 有刷伺服电机驱动器,通过CAN总线输出到驱动单元的驱动器以下信号:1速度信号,通过调速ECU输出信号到电机驱动板,调节机械运送系统,实现电机的无级调速,以使加工运送速度人工可调;2.正反转方向控制信号,通过CAN总线按照驱动器相应协议发送方向数据. 3.反馈信号,采用CAN协议采集驱动器通过精确的编码器所计算出的数据,以此实时获取电机当前的速度信号,实现了整体驱动系统的闭环控制,对降低出错率,提高安全性有着重要意义。

通过气缸的推送方管沿导轨直行前进,当传感器检测到方管通过中间位置后,两侧定位系统通过舵机上升,尽量减少孔的加工误差对方管装配的影响,当方管静止后,定位系统自动下降,防止阻碍其他装配。,垫片的安装部分。

      


 

产品特色

(含产品的先进性、实用性、创新性等,字数不超过500字)

目前市场上的方管加工装配平台并不完善,没有成熟的机器设备,一直处于空缺的境况。现有管类加工平台都在集中处理房管的生产、等距离截断、圆管的定向排列堆积、和方管的弯折等工作,结构、功能单一。另外目前的方管的装配紧固类的加工工艺还是单靠人工在流水线上的装配来完成,人力投入和财力投入都很高。本装置成功解决了一直以来很少涉及到的方管装配问题,研制了方管定位、和铆接的专用装置,基本实现帐篷双方管的快速大量装配铆接的工作,实现   人力、物力的低投入成本,提高效率。本装置针对方管装配平台欠缺的环境下,给出合理的、高效的设计。在方管送料的方面,采用了分拣滚筒来对无序的方管进行分拣,而且还加入阻隔板的设计控制方管可控性有序性掉落;在推送方面采用电推杆推进,一步到位;在方管的定位方面,采用雨伞结构的弹簧球设计,不仅可以对实现制动作用,又可以对方管的中心孔实现高精度的定位工作;在垫片的掉落和定位方面,采用自主设计的机构实现便捷的垫片的排序与定位;在铆接方面,改进了原有的铆钉枪,采用丝杠驱动,进行精确的自动化定位,更是得到稳定的操作性。

 

 



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