自动螺丝刀的设计
- 格式:doc
- 大小:968.00 KB
- 文档页数:12
螺丝刀设计分析报告1. 引言螺丝刀是一种常用的手工工具,用于安装和拆卸螺丝。
螺丝刀的设计对于使用者的工作效率和舒适度都有着重要影响。
本报告对螺丝刀的设计进行分析,从刀柄形状、刀片材质、刀柄材料等方面探讨不同设计对螺丝刀性能的影响。
2. 刀柄形状螺丝刀的刀柄形状对于手感和操控性能有着重要影响。
常见的螺丝刀刀柄形状有直柄、把式柄和T形柄。
- 直柄:直柄设计简单,容易制造和操作,适用于一般的螺丝操作。
然而,直柄螺丝刀缺乏对手的支撑,容易滑动,使操作不稳定。
在长时间使用时,直柄螺丝刀也容易导致手部疲劳。
- 把式柄:把式柄设计带有凹槽,可以更好地支撑手部,提供更好的操作稳定性。
把式柄螺丝刀适用于需要较大力量旋转螺丝的场合。
然而,把式柄螺丝刀的操作角度相对固定,不够灵活。
- T形柄:T形柄螺丝刀在把式柄设计的基础上增加了从柄杆与刀片连接处向两侧延伸的横杆。
T形柄螺丝刀既可以提供充足的支撑,又可以提供较大的灵活性。
T形柄螺丝刀适用于各种不同类型和大小的螺丝操作。
3. 刀片材质螺丝刀的刀片材质直接影响其耐用性和操作效果。
常见的刀片材质有碳钢、合金钢和不锈钢。
- 碳钢:碳钢刀片价格低廉,易于加工,适合一般家用。
然而,碳钢刀片容易生锈,需要定期维护,并且容易变形或破损。
- 合金钢:合金钢刀片相对碳钢更为耐用,具有较高的硬度和耐磨性。
合金钢刀片在使用中能够较好地保持刀片形状,不易变形,能够满足一般工作需求。
- 不锈钢:不锈钢刀片具有优异的抗氧化和抗腐蚀性能,能够长时间保持亮度和锋利度,不需要经常保养。
不锈钢刀片也容易加工,适合高端用户需求。
4. 刀柄材料螺丝刀的刀柄材料对于手感和使用寿命有较大影响。
常见的刀柄材料有塑料、橡胶和木柄。
- 塑料:塑料刀柄具有轻量、坚固和经济的特点,广泛应用于大多数螺丝刀。
然而,塑料刀柄材料耐用性相对较低,容易磨损或破裂,特别是在高负荷操作中。
- 橡胶:橡胶刀柄具有良好的防滑性能,可以提供更好的手感和操作稳定性。
湖南高等职业技术学校毕业设计题目:三轴自动拧紧机故障维修方案设计学生姓名指导教师专业班级目录1.任务背景 (1)1.1设备简介 (1)1.2设备故障现象 (1)2. 设备故障原因分析 (2)2.1设备工作原理 (2)2.2故障原因分析 (2)3.安全操作规程 (2)3.1工作前要求 (2)3.2工作中要求 (3)3.3工作后要求 (3)4.诊断流程方案设计及实施 (4)4.1设备故障诊断流程方案 (4)4.2维修方案实施 (4)5.修复验证 (7)5.1修复方法 (7)5.2修复后验证 (10)6.总结 (11)参考文献 (12)三轴自动拧紧机故障维修方案设计指导教师:1.任务背景1.1设备简介螺栓拧紧机应用非常广泛,大多被使用在产品组装装配、电子、电器、仪表装配等行业,汽车行业的应用尤为广泛,比如轮胎拧紧机。
本次维修的螺栓拧紧机是三轴自动拧紧机,额定功率为10kw,额定电流为32A.[1] 下方1.2设备故障现象拧紧机二号枪头找不着帽,设备因拧紧不合格报警,如图1-1所示图1-12.设备故障原因分析2.1设备工作原理来自机头扭矩传感器的反馈电信号输给上位机,上位机根据反馈差值控制伺服电机,带动减速机,再连接到电动螺丝刀进行拧紧工作,通过传感器反馈信号至上位机形成闭环控制,达到设定的扭矩要求。
上位控制系统+伺服电机+电动螺丝刀+扭矩传感器=伺服拧紧机。
伺服电机作为动力源,输出动力减速器;增大力矩/扭矩扭矩传感器;检测扭矩、力矩角度和伺服电机形成闭环控制。
2.2故障原因分析经过现场观察三轴自动拧紧机二号枪头不认帽报警,螺栓与枪头不匹配,托盘举升机举升不到位等,可能是如下几个原因导致:(1)枪头达到使用台数导致枪头不认帽(2)枪头与螺栓不匹配导致枪头不认帽(3)托盘举升机举升不到位,枪头无法对零件进行加工,设备报警(4)枪头断裂导致设备报警(5)零件螺栓漏装导致设备报警3.安全操作规程3.1工作前要求(1)穿戴防护用品(如白色工作服、劳保鞋、工作帽),车间内发现不按要求穿戴的人员应清出,并及时对违规人员进行指正,未整改完成前禁止进入生产作业区域。
对自动弹夹式螺丝刀刀头的设计摘要:当今市面上螺丝刀刀头的设计较为简单,螺丝刀与螺钉简单接触,很容易出现脱落的现象。
通过设计电磁感应螺丝刀,使得螺丝刀头与螺钉十分牢固地接触。
再加一个限距控制环,在达到限制距离内,自动断开电动机和电磁铁开关,从而达到了自动控制的作用。
在做出以上的改进后,上螺钉变得更加高效快捷,从而很大地提高了工作效率,适应了高速发展的社会节奏。
关键词:螺丝刀电磁铁限距控制环效率螺丝刀作为工程制造和家庭生活的一种常用的工具,发挥着极其重大的作用。
市面上出现了种类繁多的螺丝刀来满足人们的需求,如电动螺丝到、气动螺丝刀等等,基本满足了家庭生活的需要。
随着经济的高速发展和工业技术的提高,对螺丝刀的改进迫在眉睫。
对于工厂中一天需要装配上万个螺钉的装配工人来说,效率显得尤为重要。
由于螺丝刀与螺钉的接触面积较小,使得它们很容易脱落。
虽然现在出现了带磁性的螺丝刀,但期的使用和磨损后大多数螺丝刀也失去了吸铁石的功能,通过设计电磁感应螺丝刀头,大大增强螺丝刀头的磁性。
再增添一个限距控制环,通过限制螺钉与外物的距离,自动控制电机和电磁铁,起到开关的作用。
在不使螺钉和螺丝刀脱落的前提下,自动控制整个上螺丝钉过程,大大提高了工作效率。
1 主要研究内容(1)针对螺丝刀头吸引螺钉的状况下,为降低螺钉从螺丝刀头脱离或脱落的几率,采用电磁铁的控制来吸引螺钉,提高工作效率。
(2)针对螺丝刀在拧到一定程度的时候,利用简单的机械结构,能够自动停止电机,利用螺丝刀杆的惯性将螺钉拧紧,从而节省能源。
(3)在螺丝刀头处安设开关,能够自动地控制电磁铁及电机。
2 总体结构及工作原理2.1 螺丝刀头的结构组成如图1。
2.2 特殊结构说明(1)限距控制环。
限距控制环是一个直径略大于螺丝刀头的直径,且其可在螺丝刀头尖部前后移动。
当限距控制环不受轴向压力时,其在弹簧的作用下处于如图一所示的位置;当受到轴向压力时,限距控制环向后移动。
(2)SB4开关SB4是一个小型的行程开关,不工作的情况下处于闭合状态。
前言自动拧螺丝机是现代工业中不可或缺的一种提高工人工作效率的机器,在许多领域都广泛应用。
自动拧螺丝机是许多大型设备的辅助设备,可大大的降低工人的劳动强度。
目前自动拧螺丝机的结构复杂,科技含量高国产化难度大,自动拧螺丝控制实现了对拧螺丝过程的全自动控制,可根据操作人员预先编制的程序而进行准确螺钉的分离、传送、拧紧螺钉等一些列动作的控制。
控制器可以对电源作全面的检测即对显示电压,频率,功率因数,输出电流等参数并自动进行补偿。
同时控制器可以设置自动分步补偿功能。
当有一个孔未拧螺钉时,机器通过检测自动重新输送螺钉,保证了工件的质量。
而且还实现了不同尺寸的螺钉均可使用目的。
目前,许多大型汽车制造商为了为提高汽车零部件制造水平,针对汽车车门玻璃升降器的生产而设计的自动化设备。
采用模块化多轴设计,可任意设定扭矩的改锥由伺服电机驱动并经精密万向节传动;有可靠的螺钉自动整理、分路供给系统,螺钉直径范围适应性广、通用性强,可满足柔性化生产的需要。
主要进行分螺丝机构和改锥设计。
螺钉尺寸范围:(直径)fai4---fai8、长度小于25mm 各类螺钉。
在拧螺钉过程中,影响螺纹连接质量的因素有:电动改锥的电流、传感器的检测、工件的定位等。
特别是PLC对伺服电机的驱动和气缸动作有很高的要求,如果这两个动作不能协调就很容易出现废品。
因此为了减少废品的出现,在螺钉经过气管到达螺钉喷嘴时要检测是否三根管中都有螺钉,借此来降低废品率。
因此,传感器是很重要的,一定要谨慎选择。
第一章绪论1.1锁螺丝机研究的目的和意义螺丝机是一种非传统的机器,是为了提高汽车零部件的制造水平针对汽车玻璃升降器的生产而设计的自动化设备。
针对经电磁振动给料器整理后在螺钉输送槽中有序排列的分离问题,提出一种由螺钉分离板、档钉板、固定斜槽板及圆柱销相配合的螺钉自动分离装置。
利用气缸驱动螺钉分离板、挡钉板,利用挡钉板上固定的圆柱销受固定斜槽板上的起移动凸轮作用的斜槽限制,将位于螺钉输送槽最前端的一只螺钉分离开,并仅将一只螺钉推入螺钉分离板侧面的落钉口。
人教版生活与科技第2册第一章第3节《螺丝刀和螺丝钉》教学设计一. 教材分析《螺丝刀和螺丝钉》这一节内容主要让学生了解螺丝刀和螺丝钉的种类、用途和正确的使用方法。
通过学习,学生能够掌握螺丝刀和螺丝钉的基本知识,提高生活中使用工具的技能。
二. 学情分析学生在学习这一节内容前,已经学习了简单的生活工具使用方法,对于螺丝刀和螺丝钉有一定的认知。
但部分学生可能对螺丝刀和螺丝钉的种类和用途不够了解,需要通过实例和操作来加深理解。
三. 教学目标1.知识与技能:了解螺丝刀和螺丝钉的种类、用途和正确的使用方法。
2.过程与方法:通过观察、操作、实践,学会正确使用螺丝刀和螺丝钉。
3.情感态度价值观:培养学生热爱科学、热爱生活的情感,提高生活中使用工具的技能。
四. 教学重难点1.重点:螺丝刀和螺丝钉的种类、用途和正确的使用方法。
2.难点:如何正确使用螺丝刀和螺丝钉,以及在不同场景下选择合适的螺丝刀和螺丝钉。
五. 教学方法采用“实例导入、分组讨论、实践操作、总结提高”的教学方法,让学生在实践中学习,提高学生的操作技能和解决问题的能力。
六. 教学准备1.教具:螺丝刀、螺丝钉、实物道具等。
2.学具:每人一套螺丝刀和螺丝钉,用于实践操作。
七. 教学过程1.导入(5分钟)教师通过展示生活中常见的物品,如桌子、椅子、电脑等,引导学生思考这些物品是如何组装而成的。
进而引出本节内容的主题——螺丝刀和螺丝钉。
2.呈现(10分钟)教师展示各种螺丝刀和螺丝钉的图片,讲解它们的名称、用途和特点。
同时,让学生观察并说出自己生活中见过的螺丝刀和螺丝钉。
3.操练(15分钟)教师分发螺丝刀和螺丝钉,让学生分组进行实践操作。
教师巡回指导,纠正操作不当的学生。
4.巩固(10分钟)教师提问:如何正确使用螺丝刀和螺丝钉?在不同场景下应如何选择合适的螺丝刀和螺丝钉?学生分组讨论,分享自己的心得。
5.拓展(5分钟)教师引导学生思考:除了螺丝刀和螺丝钉,生活中还有哪些常见的工具?它们的作用是什么?6.小结(5分钟)教师总结本节课的重点内容,强调正确使用螺丝刀和螺丝钉的方法及其在生活中的重要性。
一种螺钉自动锁付系统的设计与应用摘要:一种螺钉自动锁付系统的构成和工作原理,该系统集成螺钉自动上料、螺钉孔自动定位、锁紧扭矩精准可调、锁紧结果反馈、记录及异常报警功能。
该系统具备较好的智能性、一致性和可推广性,实际使用中可有效提高生产效率。
关键词:螺钉连接、自动锁付;视觉定位;0引言在空调生产装配过程中,广泛使用到螺钉连接,由其决定的装配质量直接关系到产品的安全性和可靠性。
因此,螺钉的锁付技术是一项非常关键的技术,既要满足产品的性能要求,保障产品的品质,还需有效提高生产效率。
传统的螺钉锁付方式是使用电动或气动螺丝刀,通过手工的方式拧紧螺钉,由于存在作业重复、劳动强度大、效率难以提升等问题,在实际生产中已经逐渐无法满足需求。
为了改善人工作业存在的问题,实现螺钉锁付的智能化和自动化,本文介绍一款螺钉自动锁付系统。
该系统集成了螺钉自动上料、螺钉孔自动定位、锁紧扭矩可调,锁紧结果反馈及异常报警等功能。
1螺钉自动锁付系统架构设计螺钉自动锁付系统应用在流水线一侧打螺钉工位处,由机器人、锁批组件、螺钉送料机、控制柜等构成,见图1。
图1 自动锁付系统基本构成2系统原理及工作流程螺钉自动锁付系统的原理:利用视觉定位引导系统,自动识别待锁付产品上螺钉孔位置,从而引导机器人移动到锁付点,使锁批组件对正螺钉孔;由自动送料机将螺钉送入锁批组件头部螺钉夹嘴中,智能电批启动,将螺钉拧入螺钉孔。
工作流程:系统启动,机器人由原点移动至等待位;自动送料机通过透明软管将螺钉输送到螺钉夹嘴中;待锁付产品随流水线运转至打螺钉工位后,由线体上的机械定位机构限定其位置;机器人接收到产品到位信号,随即运动到图像采集点;相机采像,获取螺钉孔图像坐标;视觉系统将图像坐标转换为机器人坐标,机器人随即运动至坐标对应的锁付点;锁批组件启动,完成螺钉锁紧的工作;随后机器人返回至等待位。
锁批组件中的智能电批将锁紧扭矩值、旋转圈数、旋转时间等参数反馈给控制柜中的电批控制器;电批控制器判定螺钉锁紧合格(无浮高、滑牙),则传递“完成”信号给PLC,PLC发出“放行”指令,产品放行,流水线继续运转。
米家电动螺丝说明书
产品参数:
品牌: MIUI/小米
名称:米家电动螺丝刀
生产日期:2021/12/3
功能特点:
1.机身设计:
该产品采用的简洁一体化设计,外部无螺丝,机身采用工程塑料制作,做了磨砂处理,使用手感细腻,磨砂质感在提升手感的同时,还可以起到防滑的作用。
手柄采用的切面设计,不是圆柱设计,这样一来握持舒适度就得到了有效的提升。
电动按键扁平化设计,前按键拧入,后按键拧出,顺应直觉思维,上手快,操作前不用刻意去看。
2.携带方便:
机身握持处最窄不到3cm,小手也可以轻松握住,机身净重量仅仅185g,非常方便携带。
3.批头设计:
在将手柄间接设计之后,将批头进行了加长设计,长达5cm的批头,提升了扭矩,让你更省力。
而且有6种常用批头可供选择,基本可以满足日常的所有使用环境。
该产品的电动模式最大扭矩为3N.m,手动模式最大扭矩为8N.m。
4.安全保护:
手柄的充电口使用了防尘盖的设计,这样一来可以防止在使用过程中由于灰尘等颗粒掉入充电口,造成安全隐患。
充电也做了安全保护,支持充电过程中的过流、过压、过温和短路保护。
5.超长续航:
内置1500mAh锂电池,满电可以拧180颗螺丝,充电口上方还带有低电量提示灯,当电量低于20%的时候,按下按键提示灯会快闪5秒。
一、市场调查研究:
螺丝是常见的一种工件,大到重型机械,小到日常生活用品,我们总能看到螺丝的身影。
因此拧螺丝的螺丝刀在生活和生产中占有很重要的地位。
现在出现的比较多的螺丝刀有普通的手动螺丝刀和电动螺丝刀。
普通手动螺丝刀结构简单,价格低廉,但是效率比较低,特别是有较长的螺钉要拧时更明显。
电动螺丝刀效率高,且省时省力,适合大规模生产使用,且可以设计成带电池的电动螺丝刀,从而可以抵消对电源线的依赖。
二、设计方案:
基于以上对市场现有螺丝刀的性能分析,设计一款电动螺丝刀。
1、设计要求:
能快速拧紧/松出螺丝的的多功能手动螺丝刀,其特征是:单手操作,可实现快速正反转,也可变速为正常螺丝刀一样工作;可更换多种规格的螺丝刀头。
2、结构设计:
本产品由高效变速装置、多功能刀头装置和变速装置组成。
1)高效变速装置主要由手柄、螺丝刀架、固定在螺丝刀柄内的变速直齿轮组组成。
工作时,操作手法和普通螺丝刀相近,握住手柄正反转,简单并排的变速直齿轮组能使螺丝刀杆直接正反旋转。
为了结构紧凑,设计的变速直齿轮组的传动比为1:3.5 ,当用于快速拧紧/松开螺丝时,转一圈手柄,可以使螺丝旋进/松开3.5圈,实现高效旋
高效变速装置
2)多功能刀头装置是便于拆装更换螺丝刀头的装置,可以安装不同规格的螺丝刀头。
3)变速装置紧固螺钉需要较大力矩时,将变速装置小推件拉到如图中所示位置,则螺丝刀的传动比为1比1,可以满足拧紧要求,此时螺丝刀与普通螺丝刀无异。
将变速小推件往右拉,则可实现1:3.5的高效旋转。
作品整体效果图如图-4所示。
图-2 多功能刀头装置
图-3 变速装置
图-4 作品整体效果图
3、螺丝刀控制部分设计:
本设计产品带有自动停止控制功能,以下为该产品的控制模块设计设计如下。
1) 硬件设计如图1。
其主要由单片机、电机、开关电路、模数转换、力传感器等组成的。
由单刀开关控制正反转,来实现拧螺丝和松螺丝两个动作。
当需要拧螺丝时,断开开关S1,打开电源。
单片机将控制模数转换,把扭矩力电压输入到单片机,当扭矩力小于一定值时,电机正转。
当扭矩力达到一定值时,关闭电机。
当需要松螺丝时,闭合开关S1,打开电源。
单片机将控制电机一直反转,直到手动关闭电源。
图1 2)程序流程设计
3)程序软件设计
程序预定义如图3。
预先定义了有单片机封装库,ADS7825模数转换,电机,PWM,按键,扭矩力调节值。
图3
主程序如图4。
通电以后,首先初始化各个寄存器,调整各个寄存器工作状态。
然后读取张反转按键ZF的状态。
如果是正转状态,则控制电机以占空比60%正转,直到达到一定扭矩力才会停下来。
如果是反转状态,则控制电机以占空比70%反转,直到手动关闭电源。
图4
PWM定时器如图5.设置定时器T,定时129us中断一次。
以129us乘以100为一个PWM控制周期。
在电平转换点之前为高电平,之后为低电平。
图5
寄存器初始化如图6。
初始化定时器,启动模数转换。
图6
读取扭矩力如图7.单片机以一个超过25us的低脉冲对ADS7825的RC 引脚进行操作,控制BYTE采集16位的扭矩力数据。
图7
控制电机如图8。
单片机控制定时器的电平转换点来控制PWM的占空比和电机转向。
图8
三创新点总结:
1、此电动螺丝刀可以使用电池操作,抵消了以前的电动螺丝刀对电源线的依赖;
2、其巧妙利用齿轮的变速传动,转动主动轮,带动从动轮高倍转动,使被拧螺钉快速拧紧/松开,大大提高了工作效率;
3、还可以快速变换不同规格的螺丝刀头,适合对各种规格的螺丝操作。
;
4、其体积小巧、结构紧凑、携带方便,操作时只需单手就可以完成,高空作业的操作人员无须双手操作,大大提高了高空作业的安全系数;
5、结构简单、造价低廉,适合大众的需求。
四、应用前景:
现在市场上主要有普通手动螺丝刀和带电源线的电动螺丝刀这两种。
普通手动螺丝刀拧螺钉时,受到手转动角度的限制,其速度慢、效率低,工作消耗人的体力高,而且,当在高空仰头工作时,人容易劳累;而电动螺丝刀的工作效率虽高,但由于其购买价格也高,且受到用电的限制,只能在有电源供应的地方使用,其体积较大,携带不方便。
高效变速螺丝刀克服了上面两种螺丝刀的缺陷,其体积小巧,便于携带,工作时只需单手操作,传动比可达1:3.5甚至可以设计更高的传动比,工作方便快捷,省时省力,大大提高了工作效率;而且高效变速螺丝刀的生产流程相对简单,价格比较便宜,更适合大众需求。
附件:部分零件图
心得体会
1、从设计创意到完成作品的加工制作,我们经历了资料的检索、查询、整理与分析,数据处理能力得到提升;方案的不断修改与完善让我们学会设计与加工要统筹兼顾;在机构设计与产品加工中我们将专业知识充分运用到了实际产品开发。
在整个设计与制造过程中我们进一步掌握了机械设计与加工的步骤和要领,深刻体会到团队协作的重要性,同时团队成员综合素质和动手能力得到了很大的提高。
2、本次制作充分将所掌握的课本知识融入其中,比如把《机械原理》,计算机编程语言知识运用到机构的设计中,运用《工程力学》、《金属工艺学》和《数控加工技术》知识结合CAD、PROE软件对零件进行了合理的选材和设计加工制造。
3、从早期的设计构思到作品加工完成,我们深刻认识到现实与理论往往有较大差距,理论设想需要得到实验和实际产品的验证,机械设计与制造是一个不断循环反复完善的过程。
通过参与作品制作,我们学到了不少实用知识,真正体会到实践出真知的道理。
4、当我们耐心地解决一个又一个问题时,体会到机械设计是一项牵一发而动全身的工作。
因此在加工制造之前考虑整体机构各方面因素的时候要非常严谨和务求全面,在追求功能的实现的同时,必须充分地考虑到实际加工的困难、产品的性价比等。
总之,机械设计要“理论结合实际”。