首页/文章/ 详情

【机械设计】非标机械设计:防撞装置如何设计?

3月前浏览3667

点击下方名片关注时光

       注于机械领域的研究,分享机械设计经验,机械感悟,SW教学,机械资源,好书推荐的一个公 众号专栏。



   

在机械设计的广阔领域中,非标机械设计因其独特性、复杂性和针对性,成为了工程师们展现智慧与创新的重要舞台。在众多非标设计项目中,防撞装置的设计尤为重要,它直接关系到设备的安全性能、操作人员的安全以及生产环境的稳定性。


本文将从基本原理、设计流程、关键要素、案例分析四个方面,深入探讨非标机械设计中的防撞装置设计,旨在为工程师们提供一份全面、实用的指南。

一、基本原理:理解防撞的本质

防撞装置,顾名思义,旨在通过物理或电子手段,在机械设备运行时防止意外碰撞的发生,保护设备、人员及环境免受损害。其设计基于以下几个基本原则:


  1. 预警原则:在碰撞发生前,通过传感器、声光报警等方式提前预警,给予操作人员足够的时间做出反应。

  2. 缓冲原则:利用弹性材料、阻尼结构等,在碰撞发生时吸收冲击能量,减少冲击力对设备或人员的直接伤害。

  3. 限位原则:设置物理限位装置,限制机械部件的运动范围,防止超出安全界限。

  4. 智能控制:结合PLC、传感器、机器视觉等技术,实现防撞装置的自动监测与智能控制。


二、设计流程:从需求到实现

1. 需求分析

  • 明确应用场景:了解防撞装置将应用于何种机械设备,工作环境如何,需防范的碰撞类型及风险等级。

  • 确定保护对象:明确需要保护的是设备本身、操作人员还是周边环境。

  • 性能要求:包括响应时间、防护等级、耐用性等。


2. 方案制定

  • 技术选型:根据需求选择合适的传感器(如接近开关、光电传感器、压力传感器等)、执行机构(如气缸、液压缸、电磁铁等)和控制方式(PLC控制、单片机控制等)。

  • 结构设计:设计防撞装置的结构,包括安装位置、固定方式、缓冲元件的选择与布置等。

  • 安全评估:对初步方案进行安全评估,确保满足相关安全标准和规范。


3. 详细设计

  • 图纸绘制:使用CAD软件绘制详细的设计图纸,包括总装图、部件图、电气原理图等。

  • 材料选择:根据使用环境、成本预算等因素,选择合适的材料。

  • 仿真验证:利用CAE软件进行碰撞仿真分析,优化结构设计,确保防撞效果。


4. 制造与测试

  • 加工制造:按照设计图纸进行加工制造,注意加工精度和装配质量。

  • 安装调试:在机械设备上进行安装调试,确保防撞装置与设备完美融合。

  • 性能测试:进行实际运行测试,验证防撞装置的性能是否满足设计要求。


5. 反馈与优化

  • 用户反馈:收集用户反馈,了解使用过程中存在的问题和改进建议。

  • 持续优化:根据反馈结果,对防撞装置进行必要的优化和改进,提升整体性能。

三、关键要素:确保设计质量

1. 传感器的选择与布置

传感器的准确性和可靠性是防撞装置设计的关键。应根据应用场景选择合适的传感器类型,并合理布置传感器位置,确保能够准确检测到潜在的碰撞风险。


2. 缓冲元件的设计

缓冲元件的设计直接关系到防撞效果的好坏。应根据碰撞力的大小、方向以及被保护对象的特性,选择合适的缓冲材料(如橡胶、弹簧、液压阻尼器等)和结构形式,确保在碰撞发生时能有效吸收冲击能量。


3. 控制系统的稳定性与响应速度

控制系统是防撞装置的大脑,其稳定性和响应速度直接影响防撞效果。应采用高可靠性的控制器和电子元器件,设计合理的控制算法,确保在检测到碰撞风险时能够迅速做出反应。


4. 安全冗余设计

为提高系统的安全性,应采用安全冗余设计。例如,在关键控制环节设置多重传感器监测、备用执行机构等,确保在单一部件失效时仍能保持防撞功能。


四、案例分析:实践中的智慧

案例:自动化生产线上的防撞护栏

某汽车零部件生产线上,为防止机器人手臂在高速运转时与周围设备或人员发生碰撞,设计了一套智能防撞护栏系统。该系统采用光电传感器实时监测机器人手臂的运动轨迹,并在潜在碰撞区域设置柔性防撞护栏。一旦传感器检测到障碍物进入危险区域,立即触发紧急停止信号,同时启动声光报警,提醒操作人员注意。该设计不仅有效避免了碰撞事故的发生,还提高了生产线的安全性和效率。


机械设计的内容讲解到此结束,留言功能已开通,欢迎各位进行补充


-End-


文案来源:时光

排版编辑:时光

图片来源:互联网(未找到版权归属,如有侵权,请联系作者删除)

   
来源:非标机械专栏
碰撞汽车电子材料机器人控制PLC机器视觉装配电气
著作权归作者所有,欢迎分享,未经许可,不得转载
首次发布时间:2024-08-23
最近编辑:3月前
非标机械专栏
签名征集中
获赞 178粉丝 52文章 1205课程 0
点赞
收藏
作者推荐

【机械设计】游标卡尺都玩不转,还怎么干机械?

点击下方名片|关注时光 专注于非标机械设计领域的研究,分享机械经验,选型计算,机械感悟,SW教学,CAD教学,电子资源,好书推荐的一个公众 号专栏。 卡尺分类方式根据测量部形状 卡尺根据形状(内侧测量部),可分为M形、C(CM)圆弧刃量爪形、CN(刀刃)形三类。根据显示方式 根据卡尺的显示方式,可分为游标式,带表式,数显式三种。根据刻度以及刻度的不同组合,产品还可以再加以细分。游标卡尺的基本构造 2刻度的读法 早期的卡尺在主尺上有19个分度,游标尺上有20个分度,提供0.05的精度,但是,线与线之间的间隔太近,很难读数、所以自从1970年起,长游标卡尺普遍都使用39个主尺分度,以此来拉大刻度线的间距。数显卡尺的基本构造 数显卡尺的测量原理 3使用卡尺的一般注意事项使用卡尺前,用干净柔软的布,轻轻擦拭滑动面以及测量面,擦除灰尘后再使用。外侧测量爪请用白纸清洁。针对数显卡尺,更换电池之后,请使用“ORIGIN”键设置原点。划伤数显卡尺的主尺、或用电笔在上面写字等,会给电装部带来很大的干扰,从而造成故障。卡尺注意防止掉落,撞击。电装部故障以及测量面,滑块变形都会成为精度不良的原因。由于卡尺尖端非常锋利,使用过程中一定要小心不要受伤当用爪子的根部或尖端去测量时,需要特别小心,因为在这种情况下可能会发生较大误差的情况。卡尺使用后,将水分(油)擦干然后擦上薄薄的一层防锈油(将防锈油晾干),再收纳保管。防水型卡尺的本体也会生锈,所以请一定要将水擦拭干净。4储存注意事项 避免阳光直射、高温、低温和储存在高湿度环境里。如果数显卡尺超过三个月不用,入库前卸下电池。在储存期间,不要让卡尺的尖端完全封闭。 机械设计的内容讲解到此结束,留言功能已开通,欢迎各位进行补充。 -End-免责声明:本文系网络转载或改编,仅供学习,交流所用,未找到原创作者,版权归原作者所有。如涉及版权,请联系删。 觉得文章不错,就点个在看吧 来源:非标机械专栏

未登录
还没有评论
课程
培训
服务
行家
VIP会员 学习 福利任务 兑换礼品
下载APP
联系我们
帮助与反馈