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(qǐng)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(jí) 學(xué) 號(hào) 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(guò)程所經(jīng)過(guò)的路線，即從原料進(jìn)入生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)開始，經(jīng)過(guò)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(duì)象原則組織起來(lái)的，完成產(chǎn)品工藝過(guò)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(duì)相同的勞動(dòng)對(duì)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(lái)實(shí)現(xiàn)規(guī)定的動(dòng)作，改變被抓持物件的位置和姿勢(shì)。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(guò)對(duì)轉(zhuǎn)位裝置每個(gè)自由度的電機(jī)的控制，來(lái)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(guò)對(duì)其編程實(shí)現(xiàn)所要功能。 2 文獻(xiàn)綜述（國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀與發(fā)展趨勢(shì)） 本機(jī)構(gòu)是一種具有簡(jiǎn)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(wèn)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(lái)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(guò)編程來(lái)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(guó)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(guò)程中發(fā)展起來(lái)的一種新型裝置。在現(xiàn)代生產(chǎn)過(guò)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(lái)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(lái)越廣泛地得到了應(yīng)用。我國(guó)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(guó)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(duì)高技術(shù)含量裝備的需求所帶來(lái)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(duì)塑料機(jī)械的需求旺盛。 3 研究?jī)?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?jī)?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(guò)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)和選取； 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(shuō)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(shuō)本課題涉及的生產(chǎn)線轉(zhuǎn)位裝置就是一款簡(jiǎn)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(lái)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(jiǎn)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(hào)檢測(cè)、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(wú)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(jiǎn)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(chǎng)合。一般用凸輪連桿機(jī)構(gòu)來(lái)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(duì)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(yè)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(yè)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(yè)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(yè)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