生產(chǎn)線轉(zhuǎn)位裝置設(shè)計(jì)和要求
生產(chǎn)線轉(zhuǎn)位裝置設(shè)計(jì)和要求,生產(chǎn)線,裝置,設(shè)計(jì),以及,要求,請求
畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文)開題報(bào)告
課題名稱 生產(chǎn)線轉(zhuǎn)位裝置設(shè)計(jì)
學(xué) 院 機(jī)械學(xué)院
專 業(yè)
班 級
學(xué) 號
姓 名
指導(dǎo)教師
定稿日期: 2015 年3月5 日
1 選題背景及其意義
生產(chǎn)線就是產(chǎn)品生產(chǎn)過程所經(jīng)過的路線,即從原料進(jìn)入生產(chǎn)現(xiàn)場開始,經(jīng)過加工、運(yùn)送、裝配、檢驗(yàn)等一系列生產(chǎn)生產(chǎn)線活動(dòng)所構(gòu)成的路線。生產(chǎn)線是按對象原則組織起來的,完成產(chǎn)品工藝過程的一種生產(chǎn)組織形式,即按產(chǎn)品專業(yè)化原則,配備生產(chǎn)某種產(chǎn)品(零、部件)所需要的各種設(shè)備和各工種的工人,負(fù)責(zé)完成某種產(chǎn)品(零、部件)的全部制造工作,對相同的勞動(dòng)對象進(jìn)行不同工藝的加工。生產(chǎn)線的種類,按范圍大小分為產(chǎn)品生產(chǎn)線和零部件生產(chǎn)線,按節(jié)奏快慢分為流水生產(chǎn)線和非流水生產(chǎn)線,按自動(dòng)化程度,分為自動(dòng)化生產(chǎn)線和非自動(dòng)化生產(chǎn)線。生產(chǎn)線的主要產(chǎn)品或多數(shù)產(chǎn)品的工藝路線和工序勞動(dòng)量比例,決定了一條生產(chǎn)線上擁有為完成某幾種產(chǎn)品的加工任務(wù)所必需的機(jī)器設(shè)備,機(jī)器設(shè)備的排列和工作地的布置等。生產(chǎn)線具有較大的靈活性,能適應(yīng)多品種生產(chǎn)的需要;在不能采用流水生產(chǎn)的條件下,組織生產(chǎn)線是一種比較先進(jìn)的生產(chǎn)組織形式;在產(chǎn)品品種規(guī)格較為復(fù)雜,零部件數(shù)目較多,每種產(chǎn)品產(chǎn)量不多,機(jī)器設(shè)備不足的企業(yè)里,采用生產(chǎn)線能取得良好的經(jīng)濟(jì)效益。轉(zhuǎn)位裝置主要由執(zhí)行機(jī)構(gòu)、驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)和控制系統(tǒng)三大部分組成。根據(jù)被抓持物件的形狀、尺寸、重量、材料和作業(yè)要求而有多種結(jié)構(gòu)形式,如夾持型、托持型和吸附型等。運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu),使裝置完成各種轉(zhuǎn)動(dòng)(擺動(dòng))、移動(dòng)或復(fù)合運(yùn)動(dòng)來實(shí)現(xiàn)規(guī)定的動(dòng)作,改變被抓持物件的位置和姿勢。運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)的升降、伸縮、旋轉(zhuǎn)等獨(dú)立運(yùn)動(dòng)方式,稱為轉(zhuǎn)位裝置的自由度 。為了抓取空間中任意位置和方位的物體,需有6個(gè)自由度。自由度是機(jī) 械手設(shè)計(jì)的關(guān) 鍵參數(shù)。自由 度越多,轉(zhuǎn)位裝置的靈活性越大,通用性越廣,其結(jié)構(gòu)也越復(fù)雜。一般專用轉(zhuǎn)位裝置有2~3個(gè)自由度??刂葡到y(tǒng)是通過對轉(zhuǎn)位裝置每個(gè)自由度的電機(jī)的控制,來完成特定動(dòng)作。同時(shí)接收傳感器反饋的信息,形成穩(wěn)定的閉環(huán)控制??刂葡到y(tǒng)的核心通常是由單片機(jī)或dsp等微控制芯片構(gòu)成,通過對其編程實(shí)現(xiàn)所要功能。
2 文獻(xiàn)綜述(國內(nèi)外研究現(xiàn)狀與發(fā)展趨勢)
本機(jī)構(gòu)是一種具有簡單動(dòng)作功能的機(jī)械手。隨著網(wǎng)絡(luò)技巧的發(fā)展,機(jī)械手的聯(lián)網(wǎng)操作問題也是以后發(fā)展的方向。工業(yè)機(jī)器人是近幾十年發(fā)展起來的一種高科技自動(dòng)化生產(chǎn)設(shè)備。工業(yè)機(jī)械手的是工業(yè)機(jī)器人的一個(gè)重要分支。它的特點(diǎn)是可通過編程來完成各種預(yù)期的作業(yè)任務(wù),在構(gòu)造和性能上兼有人和機(jī)器各自的優(yōu)點(diǎn),尤其體現(xiàn)了人的智能和適應(yīng)性。機(jī)械手作業(yè)的準(zhǔn)確性和各種環(huán)境中完成作業(yè)的能力,在國民經(jīng)濟(jì)各領(lǐng)域有著廣闊的發(fā)展前景。
機(jī)械手是在機(jī)械化,自動(dòng)化生產(chǎn)過程中發(fā)展起來的一種新型裝置。在現(xiàn)代生產(chǎn)過程中,機(jī)械手被廣泛的運(yùn)用于自動(dòng)生產(chǎn)線中,機(jī)械人的研制和生產(chǎn)已成為高技術(shù)鄰域內(nèi),迅速發(fā)展起來的一門新興的技術(shù),它更加促進(jìn)了機(jī)械手的發(fā)展,使得機(jī)械手能更好地實(shí)現(xiàn)與機(jī)械化和自動(dòng)化的有機(jī)結(jié)合。機(jī)械手雖然還不如人手那樣靈活,但它具有能不斷重復(fù)工作和勞動(dòng),不知疲勞,不怕危險(xiǎn),抓舉重物的力量比人手力大的特點(diǎn),因此,機(jī)械手已受到許多部門的重視,并越來越廣泛地得到了應(yīng)用。我國塑料機(jī)械已成為機(jī)械制造業(yè)發(fā)展最快的行業(yè)之一,年需求量在不斷的加大。我國塑料機(jī)械產(chǎn)業(yè)的高速發(fā)展主要有以下兩個(gè)大因素:一是對高技術(shù)含量裝備的需求所帶來的設(shè)備更新及陳舊設(shè)備的淘汰;二是海內(nèi)塑料加工產(chǎn)業(yè)的高速發(fā)展,對塑料機(jī)械的需求旺盛。
3 研究內(nèi)容
本課題的研究生產(chǎn)線轉(zhuǎn)位裝置的結(jié)構(gòu)、工作原理,在現(xiàn)有工業(yè)運(yùn)用裝置的基礎(chǔ)上,設(shè)計(jì)一款具有轉(zhuǎn)位功能的運(yùn)用于某生產(chǎn)線的裝置。.具體研究內(nèi)容如下:
1)研究現(xiàn)有設(shè)備的結(jié)構(gòu)、生產(chǎn)工藝,提出設(shè)計(jì)方案;本課題通過參考現(xiàn)有工廠流水線機(jī)械手結(jié)構(gòu),工作原理里;
2)動(dòng)力及傳動(dòng)系統(tǒng)確定;
3)驅(qū)動(dòng)方式的選?。?
4)重要零部件的設(shè)計(jì)和選?。?
5)完成生產(chǎn)線轉(zhuǎn)位裝置的設(shè)計(jì)和二維裝配圖與零件圖的繪制;
6)整理相關(guān)資料,編寫說明書。
4 研究方案
本課題在熟悉了解現(xiàn)有工廠機(jī)械手的基礎(chǔ)上,參考和創(chuàng)新性的設(shè)計(jì)出生產(chǎn)線轉(zhuǎn)位裝置。
目前市面,工廠中很多上產(chǎn)線都有機(jī)械手,這是工業(yè)先進(jìn)水平的象征。機(jī)械手,顧名思義,其具有類似于人手的某些功能,在工業(yè)領(lǐng)域,主要體現(xiàn)在傳動(dòng)和轉(zhuǎn)動(dòng)等方面。本課題與之十分相似,可以說本課題涉及的生產(chǎn)線轉(zhuǎn)位裝置就是一款簡單的機(jī)械手,所有,可以在現(xiàn)有各種機(jī)械手結(jié)構(gòu),功能方面進(jìn)行研究。來幫助完成本次設(shè)計(jì)。
4.1 動(dòng)力及驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)確定
機(jī)械手所用的驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)主要有4種:液壓驅(qū)動(dòng)、氣壓驅(qū)動(dòng)、電氣驅(qū)動(dòng)和機(jī)械驅(qū)動(dòng)。其中以液壓驅(qū)動(dòng)、氣壓驅(qū)動(dòng)用得最多。
1、液壓驅(qū)動(dòng)式
液壓驅(qū)動(dòng)式機(jī)械手通常由液動(dòng)機(jī)(各種油缸、油馬達(dá))、伺服閥、油泵、油箱等組成驅(qū)動(dòng)系統(tǒng),由驅(qū)動(dòng)機(jī)械手執(zhí)行機(jī)構(gòu)進(jìn)行工作。通常它的具有很大的抓舉能力(高達(dá)幾百千克以上),其特點(diǎn)是結(jié)構(gòu)緊湊、動(dòng)作平穩(wěn)、耐沖擊、耐震動(dòng)、防爆性好,但液壓元件要求有較高的制造精度和密封性能,否則漏油將污染環(huán)境。
2、氣壓驅(qū)動(dòng)式
其驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)通常由氣缸、氣閥、氣罐和空壓機(jī)組成,其特點(diǎn)是氣源方便、動(dòng)作迅速、結(jié)構(gòu)簡單、造價(jià)較低、維修方便。但難以進(jìn)行速度控制,氣壓不可太高,故抓舉能力較低。
3、電氣驅(qū)動(dòng)式電力驅(qū)動(dòng)是機(jī)械手使用得最多的一種驅(qū)動(dòng)方式。其特點(diǎn)是電源方便,響應(yīng)快,驅(qū)動(dòng)力較大(關(guān)節(jié)型的持重已達(dá)400kg),信號檢測、傳動(dòng)、處理方便,并可采用多種靈活的控制方案。驅(qū)動(dòng)電機(jī)一般采用步進(jìn)電機(jī),直流伺服電機(jī)(AC)為主要的驅(qū)動(dòng)方式。由于電機(jī)速度高,通常須采用減速機(jī)構(gòu)(如諧波傳動(dòng)、RV擺線針輪傳動(dòng)、齒輪傳動(dòng)、螺旋傳動(dòng)和多桿機(jī)構(gòu)等)。有些機(jī)械手已開始采用無減速機(jī)構(gòu)的大轉(zhuǎn)矩、低轉(zhuǎn)速電機(jī)進(jìn)行直接驅(qū)動(dòng)(DD)這既可使機(jī)構(gòu)簡化,又可提高控制精度。
4、機(jī)械驅(qū)動(dòng)式
機(jī)械驅(qū)動(dòng)只用于動(dòng)作固定的場合。一般用凸輪連桿機(jī)構(gòu)來實(shí)現(xiàn)規(guī)定的動(dòng)作。其特點(diǎn)是動(dòng)作確實(shí)可靠,工作速度高,成本低,但不易于調(diào)整。
其他還有采用混合驅(qū)動(dòng),即液-氣或電-液混合驅(qū)動(dòng)。
4.2旋轉(zhuǎn)結(jié)構(gòu)的確定
本設(shè)計(jì)中要求,轉(zhuǎn)位裝置具有兩個(gè)方向的旋轉(zhuǎn)功能,并且對旋轉(zhuǎn)行程有要求。在結(jié)構(gòu)中主要考慮如下因素:
1,水平旋轉(zhuǎn)的方案選擇與設(shè)計(jì)
2,翻轉(zhuǎn)的方案設(shè)計(jì)
3,兩者的有機(jī)結(jié)合
4,旋轉(zhuǎn)角度限位裝置的設(shè)計(jì)
5,零部件工作強(qiáng)度的校核
本設(shè)計(jì)旋轉(zhuǎn)限位裝置初步確認(rèn)如下方案:
改方案中,分別包括驅(qū)動(dòng)部分,旋轉(zhuǎn)部分,限位部分。
5 進(jìn)度計(jì)劃
2015年2月~ 2015年3月:收集資料,確定設(shè)計(jì)系統(tǒng)總體方案,撰寫開題報(bào)告及開題報(bào)告答辯。
2015年3月~2014年4月:設(shè)計(jì)計(jì)算、圖紙繪制、畢業(yè)設(shè)計(jì)論文初稿。
2015年4月~2014年5月:論文修改,圖紙修改。
2015年5月~ 2014年6月:準(zhǔn)備畢業(yè)答辯。
設(shè)計(jì)目錄
1生產(chǎn)線轉(zhuǎn)位裝置設(shè)計(jì)的意義
2 生產(chǎn)線轉(zhuǎn)位裝置設(shè)計(jì)的概況
3 生產(chǎn)線轉(zhuǎn)位裝置設(shè)計(jì)的種類介紹
3.1按功能分
3.2按驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)
4 生產(chǎn)線轉(zhuǎn)位裝置設(shè)計(jì)的設(shè)計(jì)要點(diǎn)介紹
5 生產(chǎn)線轉(zhuǎn)位裝置設(shè)計(jì)的設(shè)計(jì)計(jì)算
5.1傳動(dòng)方式選擇分析
5.2軸承的選擇
5.3 電機(jī)的選擇計(jì)算
5.4傳動(dòng)部件的設(shè)計(jì)計(jì)算
6總結(jié)
7參考文獻(xiàn)
參考文獻(xiàn)
1)《工業(yè)機(jī)械手設(shè)計(jì)》 作者:李允文主編 出版社:北京市:機(jī)械工業(yè)出版社 出版日期:1996
2)《工業(yè)機(jī)器人的操作機(jī)設(shè)計(jì)》 作者:馬香峰,余達(dá)太,許紀(jì)倩,劉鴻飛 頁數(shù):215 出版社:北京市:冶金工業(yè)出版社 出版日期:1999.10
3)《工業(yè)機(jī)器人的操作機(jī)設(shè)計(jì)》 作者:馬香峰,余達(dá)太,許紀(jì)倩,劉鴻飛 頁數(shù):215 出版社:北京市:冶金工業(yè)出版社 出版日期:1999.10
4)《工業(yè)機(jī)器人的操作機(jī)設(shè)計(jì)》 作者:馬香峰等著 頁數(shù):211 出版社:北京市:冶金工業(yè)出版社 出版日期:1996
5)《工業(yè)機(jī)械手》 作者:重慶市科技局,第一機(jī)械工業(yè)部第三設(shè)計(jì)院編輯 頁數(shù):391 出版社:重慶市科技局 第一機(jī)械工業(yè)部第三設(shè)計(jì)院 出版日期:1977
6)《工業(yè)機(jī)械手課程設(shè)計(jì)》 作者:李允文等編
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