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工业自动化设备设计基础-右手工业设计公司
2022-10-16
工厂自动化
自动化设备主要采用大量的现代自动化元件和自动化控制系统,不同于传统的纯机械设备。但是,我们不应该盲目崇拜自动化元件和现代控制技术的能力。传统的机械机构仍然是机械的主要部分。与现代自动化设备组成的结构模块相比,传统的机械机构具有简单、高效的明显优势。因此,在设备设计过程中,只有合理地运用机构、自动化元件和现代控制技术,才有可能设计出完善的自动化设备。
——推荐麻省理工学院精密机械设计鼻祖http://tie-loathing.com/. Alex SLO cum的机械设计基本原理
基于工程实践的工程制图
常用自动化元件及其选择
自动组件结构设计基础
设备的总体设计思想和方法
项目管理基础
1.自动化分为三类:物流、制造和测试。
2.自动化由五部分组成:装载、操作、卸载、控制系统和人机界面。

常用的驱动系统主要包括:

电机驱动系统(异步电机驱动系统、伺服电机驱动系统、步进电机驱动系统、直线电机驱动系统等。),
液压驱动系统
气动驱动系统

常用的执行器主要包括:

齿轮机构(包括蜗轮机构、齿轮齿条机构)
连杆机构(包括曲柄滑块机构)
凸轮机构
带传动系统(包括平带传动、V带传动和同步带传动)
链传动系统(包括滚子链、双速链等。)
丝杠系统等。

强调:

间歇机制。间歇机构是指为间歇运动而设计和制造的机构。例如:分度盘(真实
它是一种凸轮机构)、槽轮机构、棘轮机构和步进等软硬件结合而形成的。
间歇系统、伺服间歇系统等。

设备组件
根据元件性质的不同,标准件分为五部分:电气部分、气动部分、液压部分、机械部分和控制部分。
电气配件电气配件包括各种电机及其配件。三相异步电机、单相电机、DC电机、步进电机及驱动器、伺服电机及驱动器、直线电机及驱动器等。
气动附件气动附件包括各种气缸及其附件。线性气缸、旋转气缸、气爪、气囊、多冲程气缸、真空吸盘、气动接头、换向阀、节流阀、磁性开关、浮动接头、过滤器、油雾喷射器、减压阀、气压计、负压表、单向阀、比例阀等。
液压配件液压配件包括各种液压缸及其附件。液压缸、换向阀、节流阀、浮动接头、过滤器、减压阀、压力表、单向阀、比例阀、溢流阀、伺服阀等。
机械配件机械配件主要包括各种执行元件。联轴器、减速器、缓冲器、稳速器、滚动轴承、直线轴承、滚珠丝杠、直线导轨、皮带和滑轮、链条和链轮、齿条等。
控制附件控制附件包括控制系统的各种硬件。PLC、工控机、单片机、板卡、继电器、接触器、滤波器、开关电源、传感器、各种管道等。

现在,我们来总结一下工程图的制作过程:
首先,布局视图。
然后,维度。
然后,标注公差。
然后根据工件的工作条件和材料特性,选择合适的材料。
然后,确定工件的工艺要求,填写相关参数。
然后,写出技术要求。
然后,填写标题栏。
最终审查图纸

完全互换法:装配时不需要选择所有产品的组成环或改变其尺寸和位置,加载后即可满足封闭环的公差要求。这种方法不考虑实际的尺寸分布,从尺寸链各环的极限值开始计算,可以保证产品的完全互换性,所以也叫极值法。
大数互换法:装配时,大部分产品的组成环不需要选择或改变尺寸和位置,加载后即可满足封闭环的公差要求。这种方法假设所有环都趋于正态分布,置信概率为99.73%,所以这种方法也叫概率法。用这种方法设计计算时,应采取适当的工艺措施,排除个别产品超出公差范围。

因为缓冲器的压缩空气的速度控制无法实现像电机那样的软着陆(即通过控制电机的加速度可以缓慢无冲击地停止),所以气缸活塞停止的速度由缓冲器控制,以吸收冲击。当然,另一种方式是选择带空气缓冲器的气缸来解决这个问题,但通常这种气缸成本较高,所以一般情况下,在结构空间允许的情况下,选择配置外置缓冲器。
浮动关节由于这种机构在往复运动的方向上处于过约束状态,如果气缸的活塞杆直接连接在运动部件上,运动部件就不会平稳、平稳地运动,甚至会卡死。
双速链条运输有以下优点:
1.链条低速运行,输送的产品或夹具可以乘以链条速度。
移动速度(通常双速链条的设计速度为:产品移动速度为链条速度的2.5-3倍),
提高输送效率。
2.因为在双速链的滚子和被输送的产品之间存在滚动摩擦,所以双速链可以是恒定的。
以恒定速度连续运行,输送的产品可以停在任何位置而不损坏链条。所以,我们可以
由三相异步交流电机驱动,控制简单,成本低。这是装配线生产的时期。
3:由于滚筒通常由塑料制成,所以运转平稳,噪音低,耐磨损。

伺服电机和步进电机的区别:这个问题是困扰很多工程师的问题,经常作为面试问题呈现给工程师。两者在电机原理、起动方式、起动特性、过载特性、制动、控制方式、输出特性等方面的区别请参考相关资料。本文主要阐述两者在实际应用中的区别。控制方式的区别:步进电机是开环控制,但我们也可以通过外部传感器形成半闭环或闭环控制方式;电机是闭环控制(实际上是半闭环),编码器实时反馈负载位移和速度参数。所以在实际使用中,如果是位移点较少的控制,我们也可以用步进电机加传感器来代替伺服电机。矩频特性(转矩特性):一般步进电机获得额定转矩的转速在300-400r/min左右;伺服电机高很多,基本上能在额定转速范围内得到额定转矩。因此,在实际使用中,如果驱动高速机构,通常选择伺服电机。过载特性:步进电机基本不能过载,过载会失步;伺服电机具有短时大过载能力。在实际使用中是指:如果有过载,步进电机失步,只要发出给定脉冲,步进电机就不再转动,执行机构就停在过载位置;伺服电机一直脉冲,直到过载被克服,执行机构到达规定位置,或者机构的部件损坏,执行机构停在过载位置。选型参数:步进电机选型时要确定转矩、惯量、转速、步距角;在选择伺服电机时应确定功率、转矩、惯量、转速和分辨率。

一般在中低速系统中选择伺服电机进行惯量匹配时,要求负载惯量小于电机转子惯量的3-5倍;在高速系统中,要求负载惯量小于或等于电机转子的惯量。交流和DC伺服电机略有不同。具体系数请参考供应商提供的样品。

工业自动化设备中常用的传感器有:磁力开关、接近开关、光电开关、光纤传感器、光栅、位移传感器、压力传感器、热电偶、激光传感器、编码器等。根据输出型号的不同,传感器大致可以分为三种类型:开关输出型、模拟输出型和数字输出型。

自动化设备从构思到顺利运行的一般过程和步骤:
提出问题→进行项目可行性研究→制定方案→制定总体方案→制定模块方案→讨论方案可行性→优化方案→制定方案→根据方案制作零件图和设计软件→制作装配图→制作清单→审核图纸→加工工件和购买配件→组装→调试→试运行→投产→申请知识产权保护。

目前,计算机辅助设计技术已经达到了一个前所未有的高峰,几乎所有的主流软件都有产品数据管理系统——PDM(产品数据管理)或PLM(产品寿命管理)系统。该系统的问世,在很大程度上解决了传统并行设计过程中,项目团队成员之间因信息交流不及时而导致的重复性工作或无效工作所造成的资源浪费。
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