自動(dòng)化設(shè)備主要采用大量的現(xiàn)代自動(dòng)化元件和自動(dòng)化控制系統(tǒng)，不同于傳統(tǒng)的純機(jī)械設(shè)備。但是，我們不應(yīng)該盲目崇拜自動(dòng)化元件和現(xiàn)代控制技術(shù)的能力。傳統(tǒng)的機(jī)械機(jī)構(gòu)仍然是機(jī)械的主要部分。與現(xiàn)代自動(dòng)化設(shè)備組成的結(jié)構(gòu)模塊相比，傳統(tǒng)的機(jī)械機(jī)構(gòu)具有簡(jiǎn)單、高效的明顯優(yōu)勢(shì)。因此，在設(shè)備設(shè)計(jì)過(guò)程中，只有合理地運(yùn)用機(jī)構(gòu)、自動(dòng)化元件和現(xiàn)代控制技術(shù)，才有可能設(shè)計(jì)出完善的自動(dòng)化設(shè)備。
——推薦麻省理工學(xué)院精密機(jī)械設(shè)計(jì)鼻祖http://tie-loathing.com/. Alex SLO cum的機(jī)械設(shè)計(jì)基本原理
基于工程實(shí)踐的工程制圖
常用自動(dòng)化元件及其選擇
自動(dòng)組件結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)基礎(chǔ)
設(shè)備的總體設(shè)計(jì)思想和方法
項(xiàng)目管理基礎(chǔ)
1.自動(dòng)化分為三類:物流、制造和測(cè)試。
2.自動(dòng)化由五部分組成:裝載、操作、卸載、控制系統(tǒng)和人機(jī)界面。
常用的驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)主要包括:
電機(jī)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)(異步電機(jī)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)、伺服電機(jī)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)、步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)、直線電機(jī)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)等。),
液壓驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)
氣動(dòng)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)
常用的執(zhí)行器主要包括:
齒輪機(jī)構(gòu)(包括蝸輪機(jī)構(gòu)、齒輪齒條機(jī)構(gòu))
連桿機(jī)構(gòu)(包括曲柄滑塊機(jī)構(gòu))
凸輪機(jī)構(gòu)
帶傳動(dòng)系統(tǒng)(包括平帶傳動(dòng)、V帶傳動(dòng)和同步帶傳動(dòng))
鏈傳動(dòng)系統(tǒng)(包括滾子鏈、雙速鏈等。)
絲杠系統(tǒng)等。
強(qiáng)調(diào):
間歇機(jī)制。間歇機(jī)構(gòu)是指為間歇運(yùn)動(dòng)而設(shè)計(jì)和制造的機(jī)構(gòu)。例如:分度盤(pán)(真實(shí)
它是一種凸輪機(jī)構(gòu))、槽輪機(jī)構(gòu)、棘輪機(jī)構(gòu)和步進(jìn)等軟硬件結(jié)合而形成的。
間歇系統(tǒng)、伺服間歇系統(tǒng)等。
設(shè)備組件
根據(jù)元件性質(zhì)的不同，標(biāo)準(zhǔn)件分為五部分:電氣部分、氣動(dòng)部分、液壓部分、機(jī)械部分和控制部分。
電氣配件電氣配件包括各種電機(jī)及其配件。三相異步電機(jī)、單相電機(jī)、DC電機(jī)、步進(jìn)電機(jī)及驅(qū)動(dòng)器、伺服電機(jī)及驅(qū)動(dòng)器、直線電機(jī)及驅(qū)動(dòng)器等。
氣動(dòng)附件氣動(dòng)附件包括各種氣缸及其附件。線性氣缸、旋轉(zhuǎn)氣缸、氣爪、氣囊、多沖程氣缸、真空吸盤(pán)、氣動(dòng)接頭、換向閥、節(jié)流閥、磁性開(kāi)關(guān)、浮動(dòng)接頭、過(guò)濾器、油霧噴射器、減壓閥、氣壓計(jì)、負(fù)壓表、單向閥、比例閥等。
液壓配件液壓配件包括各種液壓缸及其附件。液壓缸、換向閥、節(jié)流閥、浮動(dòng)接頭、過(guò)濾器、減壓閥、壓力表、單向閥、比例閥、溢流閥、伺服閥等。
機(jī)械配件機(jī)械配件主要包括各種執(zhí)行元件。聯(lián)軸器、減速器、緩沖器、穩(wěn)速器、滾動(dòng)軸承、直線軸承、滾珠絲杠、直線導(dǎo)軌、皮帶和滑輪、鏈條和鏈輪、齒條等。
控制附件控制附件包括控制系統(tǒng)的各種硬件。PLC、工控機(jī)、單片機(jī)、板卡、繼電器、接觸器、濾波器、開(kāi)關(guān)電源、傳感器、各種管道等。
現(xiàn)在，我們來(lái)總結(jié)一下工程圖的制作過(guò)程:
首先，布局視圖。
然后，維度。
然后，標(biāo)注公差。
然后根據(jù)工件的工作條件和材料特性，選擇合適的材料。
然后，確定工件的工藝要求，填寫(xiě)相關(guān)參數(shù)。
然后，寫(xiě)出技術(shù)要求。
然后，填寫(xiě)標(biāo)題欄。
最終審查圖紙
完全互換法:裝配時(shí)不需要選擇所有產(chǎn)品的組成環(huán)或改變其尺寸和位置，加載后即可滿足封閉環(huán)的公差要求。這種方法不考慮實(shí)際的尺寸分布，從尺寸鏈各環(huán)的極限值開(kāi)始計(jì)算，可以保證產(chǎn)品的完全互換性，所以也叫極值法。
大數(shù)互換法:裝配時(shí)，大部分產(chǎn)品的組成環(huán)不需要選擇或改變尺寸和位置，加載后即可滿足封閉環(huán)的公差要求。這種方法假設(shè)所有環(huán)都趨于正態(tài)分布，置信概率為99.73%，所以這種方法也叫概率法。用這種方法設(shè)計(jì)計(jì)算時(shí)，應(yīng)采取適當(dāng)?shù)墓に嚧胧懦齻€(gè)別產(chǎn)品超出公差范圍。
因?yàn)榫彌_器的壓縮空氣的速度控制無(wú)法實(shí)現(xiàn)像電機(jī)那樣的軟著陸(即通過(guò)控制電機(jī)的加速度可以緩慢無(wú)沖擊地停止)，所以氣缸活塞停止的速度由緩沖器控制，以吸收沖擊。當(dāng)然，另一種方式是選擇帶空氣緩沖器的氣缸來(lái)解決這個(gè)問(wèn)題，但通常這種氣缸成本較高，所以一般情況下，在結(jié)構(gòu)空間允許的情況下，選擇配置外置緩沖器。
浮動(dòng)關(guān)節(jié)由于這種機(jī)構(gòu)在往復(fù)運(yùn)動(dòng)的方向上處于過(guò)約束狀態(tài)，如果氣缸的活塞桿直接連接在運(yùn)動(dòng)部件上，運(yùn)動(dòng)部件就不會(huì)平穩(wěn)、平穩(wěn)地運(yùn)動(dòng)，甚至?xí)ㄋ馈?br /> 雙速鏈條運(yùn)輸有以下優(yōu)點(diǎn):
1.鏈條低速運(yùn)行，輸送的產(chǎn)品或夾具可以乘以鏈條速度。
移動(dòng)速度(通常雙速鏈條的設(shè)計(jì)速度為:產(chǎn)品移動(dòng)速度為鏈條速度的2.5-3倍)，
提高輸送效率。
2.因?yàn)樵陔p速鏈的滾子和被輸送的產(chǎn)品之間存在滾動(dòng)摩擦，所以雙速鏈可以是恒定的。
以恒定速度連續(xù)運(yùn)行，輸送的產(chǎn)品可以停在任何位置而不損壞鏈條。所以，我們可以
由三相異步交流電機(jī)驅(qū)動(dòng)，控制簡(jiǎn)單，成本低。這是裝配線生產(chǎn)的時(shí)期。
3:由于滾筒通常由塑料制成，所以運(yùn)轉(zhuǎn)平穩(wěn)，噪音低，耐磨損。
伺服電機(jī)和步進(jìn)電機(jī)的區(qū)別:這個(gè)問(wèn)題是困擾很多工程師的問(wèn)題，經(jīng)常作為面試問(wèn)題呈現(xiàn)給工程師。兩者在電機(jī)原理、起動(dòng)方式、起動(dòng)特性、過(guò)載特性、制動(dòng)、控制方式、輸出特性等方面的區(qū)別請(qǐng)參考相關(guān)資料。本文主要闡述兩者在實(shí)際應(yīng)用中的區(qū)別。控制方式的區(qū)別:步進(jìn)電機(jī)是開(kāi)環(huán)控制，但我們也可以通過(guò)外部傳感器形成半閉環(huán)或閉環(huán)控制方式；電機(jī)是閉環(huán)控制(實(shí)際上是半閉環(huán))，編碼器實(shí)時(shí)反饋負(fù)載位移和速度參數(shù)。所以在實(shí)際使用中，如果是位移點(diǎn)較少的控制，我們也可以用步進(jìn)電機(jī)加傳感器來(lái)代替伺服電機(jī)。矩頻特性(轉(zhuǎn)矩特性):一般步進(jìn)電機(jī)獲得額定轉(zhuǎn)矩的轉(zhuǎn)速在300-400r/min左右；伺服電機(jī)高很多，基本上能在額定轉(zhuǎn)速范圍內(nèi)得到額定轉(zhuǎn)矩。因此，在實(shí)際使用中，如果驅(qū)動(dòng)高速機(jī)構(gòu)，通常選擇伺服電機(jī)。過(guò)載特性:步進(jìn)電機(jī)基本不能過(guò)載，過(guò)載會(huì)失步；伺服電機(jī)具有短時(shí)大過(guò)載能力。在實(shí)際使用中是指:如果有過(guò)載，步進(jìn)電機(jī)失步，只要發(fā)出給定脈沖，步進(jìn)電機(jī)就不再轉(zhuǎn)動(dòng)，執(zhí)行機(jī)構(gòu)就停在過(guò)載位置；伺服電機(jī)一直脈沖，直到過(guò)載被克服，執(zhí)行機(jī)構(gòu)到達(dá)規(guī)定位置，或者機(jī)構(gòu)的部件損壞，執(zhí)行機(jī)構(gòu)停在過(guò)載位置。選型參數(shù):步進(jìn)電機(jī)選型時(shí)要確定轉(zhuǎn)矩、慣量、轉(zhuǎn)速、步距角；在選擇伺服電機(jī)時(shí)應(yīng)確定功率、轉(zhuǎn)矩、慣量、轉(zhuǎn)速和分辨率。
一般在中低速系統(tǒng)中選擇伺服電機(jī)進(jìn)行慣量匹配時(shí)，要求負(fù)載慣量小于電機(jī)轉(zhuǎn)子慣量的3-5倍；在高速系統(tǒng)中，要求負(fù)載慣量小于或等于電機(jī)轉(zhuǎn)子的慣量。交流和DC伺服電機(jī)略有不同。具體系數(shù)請(qǐng)參考供應(yīng)商提供的樣品。
工業(yè)自動(dòng)化設(shè)備中常用的傳感器有:磁力開(kāi)關(guān)、接近開(kāi)關(guān)、光電開(kāi)關(guān)、光纖傳感器、光柵、位移傳感器、壓力傳感器、熱電偶、激光傳感器、編碼器等。根據(jù)輸出型號(hào)的不同，傳感器大致可以分為三種類型:開(kāi)關(guān)輸出型、模擬輸出型和數(shù)字輸出型。
自動(dòng)化設(shè)備從構(gòu)思到順利運(yùn)行的一般過(guò)程和步驟:
提出問(wèn)題→進(jìn)行項(xiàng)目可行性研究→制定方案→制定總體方案→制定模塊方案→討論方案可行性→優(yōu)化方案→制定方案→根據(jù)方案制作零件圖和設(shè)計(jì)軟件→制作裝配圖→制作清單→審核圖紙→加工工件和購(gòu)買配件→組裝→調(diào)試→試運(yùn)行→投產(chǎn)→申請(qǐng)知識(shí)產(chǎn)權(quán)保護(hù)。
目前，計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)技術(shù)已經(jīng)達(dá)到了一個(gè)前所未有的高峰，幾乎所有的主流軟件都有產(chǎn)品數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)——PDM(產(chǎn)品數(shù)據(jù)管理)或PLM(產(chǎn)品壽命管理)系統(tǒng)。該系統(tǒng)的問(wèn)世，在很大程度上解決了傳統(tǒng)并行設(shè)計(jì)過(guò)程中，項(xiàng)目團(tuán)隊(duì)成員之間因信息交流不及時(shí)而導(dǎo)致的重復(fù)性工作或無(wú)效工作所造成的資源浪費(fèi)。
