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汽车 牌照 自动 压印 设计
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献格式献格式题目 汽车牌照自动压印机的设计 题目 汽车牌照自动压印机的设计 学院名称 专业班级 学生姓名 导师姓名 年 月 日(扉页格式)(扉页格式)汽车牌照自动压印机的设计汽车牌照自动压印机的设计 作作 者者 姓姓 名名 专专 业业 指导教师姓名指导教师姓名 专业技术职务专业技术职务 目目 录录摘 要 ABSTRACT第一章 绪论11.1 自动压印机的介绍 11.2 车牌压印机工作原理2第二章 气缸的选择22.1 气缸类型的选择 22.2 气缸的安装 22.3 气缸缸径的选择 32.4 活塞行程42.5 气源装置的选择52.6 气压系统的设计52.7 气缸安装须知6第三章 模具的选定63.1 尺寸的确定63.2 模具材料的选定73.3 模具在工作台上的排列8第四章 直线导轨的选择94.1 直线导轨的固定104.2 直线导轨的安装104.3 直线导轨的参数选择及计算11第五章 滚珠丝杠的选择135.1 滚珠丝杠的介绍145.2 滚珠丝杠的特点145.3 滚珠丝杠参数的选定及其计算 15第六章 步进电机的选择 166.1 步进电机的介绍 166.2 步进电机参数的选择166.3 步进电机必要脉冲数的计算176.4 步进电机负载转矩的计算17第七章 横梁的校核187.1 横梁的正应力187.2 横梁截面二次矩和弯曲截面系数197.3 横梁强度校核20设计总结 22参考文献 23致谢 24摘 要 汽车牌照,是国家车辆管理法规规定的具有统一格式、统一式样,由车辆管理机关经过申领牌照的汽车进行审核、检验、登记后,核发的带有注册登记编码的硬质号码牌。随着经济社会的迅猛发展,汽车已成为必不可少的交通工具。而汽车数量的急剧上升,汽车牌照的需求也随之上升。政府对牌照的管理不断加强,所以对于牌照的制作的要求也在不断提高。本设计是在借鉴三维雕刻成型机床的基础上进行的压印机自动化设计。整个自动压印机是由可以控制横梁运动的两台并联步进电机、横梁上的一台步进电机控制夹具沿着光杆左右移动和车牌夹具沿着丝杠和直线导轨上下运动的另一步进电机组成,它们的联动实现牌照夹具在 X、Y、Z 轴方向的三维运动。由此机构构成的压印机可以完成牌照半成品在模具板上的精确定位。汽车牌照自动压印机的设计,使汽车牌照的制作更加快捷高效简便。关键词:关键词:牌照 压印机 步进电机 IVABSTRACTCar license plate is the national traffic management rules and regulations has a unified format, style, after applying for licences by vehicle management agency of car for review, inspection, after registering, hard with a registration code number issued by the brand.In accordance with the regulations on the administration of road traffic rules, car plate is one of the statutory certificates granted the cars on the road.With the rapid development of economic and social, the car has become a necessary means of transportation.And the number of cars has risen sharply, license plate demand also rose.Government continue to strengthen management of the licence, so to the requirement of license plates production has been improved.This design is in reference on the basis of three-dimensional sculpture forming machine for embossing machine automation design.The spindle by can control the beam movement of two parallel stepper motor, the beam of a devoted into motor control clamp move around along the polished rod and plate movement up and down on the ball screw and linear guide of another step motor, the linkage implementation licence fixture of the X, Y, Z axis three-dimensional movement.The mechanism of embossing machine can complete license precise localization of semi-finished products in the mold plate.The design of the car license plate automatic stamping machine, the production of car license plate is more rapid, efficient and convenient.Key words:licence; stamping machine; stepper motor 1第一章 绪论绪论汽车牌照自动压印机的设计是为了完善汽车牌照的制作过程及提高牌照的压印质量。汽车号牌,一般为两面,分别按规定安装在汽车前后部指定位置上。汽车号牌是准许汽车上道行驶的法定凭证,是政府道路交通管理部门、社会治安管理部门及广大人民群众监督汽车行驶情况,识别、记忆与查找的凭证。随着经济社会的迅猛发展,人们的生活水平的提高,汽车已成为必不可少的交通工具。而汽车数量的急剧上升,汽车牌照的需求也随之上升。按照道路交通管理条例 规定,汽车号牌是准予汽车上道路行驶的法定证件之一。政府对牌照的管理不断加强,所以对于牌照的制作的要求也在不断提高。汽车牌照自动压印机的设计,使汽车牌照的制作更加快捷高效简便。目前,国内及大多数国家的车牌制作都是采用手动车牌压印机。包括 TT-YY120T 电脑数控车牌压字机TT-YY60 机械车牌压字机YY60 车牌液压成型机等手动调整模版的压印机。但在少数发达国家中,已使用先进的车牌 3D 打印机来制作车牌。1.自动压印机的介绍 车牌的定位主要由横梁支撑的主轴和固定车牌半成品夹具的副轴组成。整个主轴由可以控制横梁运动的两台并联步进电机、 横梁上主轴电机左右移动的一台小步进电机和控制夹具沿着丝杠上下运动的另一步进电机电机组成, 它们的联动实现车牌自动压印机机在 X、Y、Z 轴三个方向的三维移动。在机床的工作台底板上的从动副轴负责固定物件以及控制车牌半成品移动并配合主轴相应运动实现与主轴的联动以压印出所需要的车牌。 由此机构构成的压印机要求精度比较高。该汽车牌照自动压印机具有以下优点: a.横向运动的横梁紧贴底部增强了运动部件的机械强度,进而保证运动的准确性。 b.压印机纵向运动,多数设计方案为单丝杠带动。因为运动中的车牌夹具的位置实际上不会在两导轨的正中间,同时两边导轨的安装间隙、摩擦阻力也不会完全相等,使得横梁在两边的导轨上运动时不能同步,造成一定程度的倾斜,影响准确度。从机械传动的角度,该设计可以解决运动中的不平衡问题,同时也能使 2工作平台本身结构更加坚固。 c.本设计方案是纵向运动采用两台 57 式步进电机,同时采用链轮链条传动,对两条丝杠进行机械联动,这样设计一方面并联的两步进电机可以保证传动精度,另一方面,可以机械地进行纠步。相比若用一台电机带动,用机械传动方式让另一条丝杠同步,传动误差很大,无法消除。用两台电机各自传动两条丝杠,不解决步进电机丢步造成运动不平衡问题就必须用伺服电机, 伺服电机和控制系统的成本要比步进电机高 10 到 20 倍,会大大地增加机器的成本。 d.整个压印机的结构特点是采用多构件来完成,降低了材料和制造成本。移动构件和夹具等部分设计,结构简捷、紧凑、合理、便于生产、装配和使用。2.车牌压印机工作原理该自动压印机由计算机指令控制系统,气压系统,压印机控制器和压印机主体四部分组成。其工作原理是:通过计算机内配置的专用软件进行设计和排版,并由计算机把设计与排版的数据信息自动传送至自动压印机控制器中, 再由压印机控制器把这些信息转化成带有功率的信号进而驱动各轴步进电机联动工作, 控制压印机主机生成 X,Y,Z 三轴的移动使牌照夹具到达相应的位置。 同时当夹具移动到一个位置以后(即压印机完成一个移动动作,也就是完成夹具对一个字符模具的定位) ,将相应的位置信息反馈到计算机,计算机再给控制器发送指令控制对应位置的气缸对车牌半成品进行压印。对于中国大陆车牌来说,一块车牌的压印只需完成七个移动动作即可完成压印。第二章 气缸的选择第二章 气缸的选择1、气缸类型的选择 根据车牌自动压印机工作时的要求和条件,气缸类型的选择要求气缸从开始运动至到达行程终端无冲击现象和撞击噪。由于该设计的要求气缸行程长、重量轻、不允许活塞杆旋转、具回转功能等条件,所以本设计方案应选用垫缓冲、单杆双作用的 C95 系列气缸。2、气缸的安装 气缸的安装需要根据安装位置、使用目的等因素决定。根据本设计的工作条件, 3采用固定式气缸。将气缸固定在支架上。3、气缸缸径的选择a.根据气缸工作时的负载力来确定气缸推力和拉力。 一般情况下按照气缸外载荷理论平衡原理来确定气缸的作用力, 根据气缸运动的不同速度选择不同的负载率,使气缸工作时输出力稍有余量。如果缸径过小,输出力不够,但是气缸缸径如果太大,会使设备笨重,既提高了成本,又增加了耗气量,比较浪费能源。所以气缸缸径的选择应尽量合理。b.由负载及运动速度选定气缸的负载率值 负载率 (2-1)理论输出力 P(N) (2-2) (2-3)式中 P1 为推力,P2 为拉力 ;F 为气缸活塞杆上所受的实际负载(N)、P 是气缸工作时的理论输出力(N)D 是气缸内径(cm)p 是气缸工作压力(MPa)、d 是气缸活塞直径(cm)。负载性质:阻性负载 =80% ;惯性负载 =50%; 一般情况,V0.2m/s =65% ;高速运动 =30% 由实际负载 F 及负载率值,即将求出所需的气缸理论输出力 P(P1 或 P2) P=F/ c.根据气缸的工作压力 P 及其压印机工作时所需的实际输出力 P 即可计算气缸缸径 D,再按其缸径的大小来确定气缸的尺寸。%100PFpDP214pdDP)(4222 4图 2-1按照选定气源的工作压力工作压力为 0.6Mpa,模具受压面积为 45cm根据表 2-1选定气缸内径为 80mm,活塞杆直径为 25mm。 表 2-14.活塞行程 5活塞行程的选定与自动压印机的使用场合和其部件机构的行程相关, 但在一般情况下不选满行程,这样可以防止活塞和缸盖相碰撞。如果气缸是用来机构的夹紧等,活塞行程计算应按所需的行程增加 1020的余量。而车牌自动压印机气缸冲压头(凸模)和凹模的实际距离为 459mm,所以选定气缸的行程为 480mm。5.气源装置的选择气源装置即空气压缩机。 空气压缩机的选择主要依据车牌自动压印机上气缸需要的工作压力和流量。 一般情况下气源装置的工作压力应比气压传动系统中的最高工作压力高出 20%左右, 以防止气缸压力不足。 因
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