生產(chǎn)線轉(zhuǎn)位裝置設計和要求,生產(chǎn)線,裝置,設計,以及,要求,請求 畢業(yè)設計（論文）開題報告 課題名稱 生產(chǎn)線轉(zhuǎn)位裝置設計 學 院 機械學院 專 業(yè) 班 級 學 號 姓 名 指導教師 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，即從原料進入生產(chǎn)現(xiàn)場開始，經(jīng)過加工、運送、裝配、檢驗等一系列生產(chǎn)生產(chǎn)線活動所構(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）所需要的各種設備和各工種的工人，負責完成某種產(chǎn)品（零、部件）的全部制造工作，對相同的勞動對象進行不同工藝的加工。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，按自動化程度，分為自動化生產(chǎn)線和非自動化生產(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)品的加工任務所必需的機器設備，機器設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)線是一種比較先進的生產(chǎn)組織形式；在產(chǎn)品品種規(guī)格較為復雜，零部件數(shù)目較多，每種產(chǎn)品產(chǎn)量不多，機器設備不足的企業(yè)里，采用生產(chǎn)線能取得良好的經(jīng)濟效益。轉(zhuǎn)位裝置主要由執(zhí)行機構(gòu)、驅(qū)動機構(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。運動機構(gòu)，使裝置完成各種轉(zhuǎn)動（擺動）、移動或復合運動來實現(xiàn)規(guī)定的動作，改變被抓持物件的位置和姿勢。運動機構(gòu)的升降、伸縮、旋轉(zhuǎn)等獨立運動方式，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個自由度。自由度是機 械手設計的關(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)也越復雜。一般專用轉(zhuǎn)位裝置有2～3個自由度?？刂葡到y(tǒng)是通過對轉(zhuǎn)位裝置每個自由度的電機的控制，來完成特定動作。同時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或dsp等微控制芯片構(gòu)成，通過對其編程實現(xiàn)所要功能。 2 文獻綜述（國內(nèi)外研究現(xiàn)狀與發(fā)展趨勢） 本機構(gòu)是一種具有簡單動作功能的機械手。隨著網(wǎng)絡技巧的發(fā)展，機械手的聯(lián)網(wǎng)操作問題也是以后發(fā)展的方向。工業(yè)機器人是近幾十年發(fā)展起來的一種高科技自動化生產(chǎn)設備。工業(yè)機械手的是工業(yè)機器人的一個重要分支。它的特點是可通過編程來完成各種預期的作業(yè)任務，在構(gòu)造和性能上兼有人和機器各自的優(yōu)點，尤其體現(xiàn)了人的智能和適應性。機械手作業(yè)的準確性和各種環(huán)境中完成作業(yè)的能力，在國民經(jīng)濟各領(lǐng)域有著廣闊的發(fā)展前景。 機械手是在機械化，自動化生產(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，機械手被廣泛的運用于自動生產(chǎn)線中，機械人的研制和生產(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)，它更加促進了機械手的發(fā)展，使得機械手能更好地實現(xiàn)與機械化和自動化的有機結(jié)合。機械手雖然還不如人手那樣靈活，但它具有能不斷重復工作和勞動，不知疲勞，不怕危險，抓舉重物的力量比人手力大的特點，因此，機械手已受到許多部門的重視，并越來越廣泛地得到了應用。我國塑料機械已成為機械制造業(yè)發(fā)展最快的行業(yè)之一，年需求量在不斷的加大。我國塑料機械產(chǎn)業(yè)的高速發(fā)展主要有以下兩個大因素：一是對高技術(shù)含量裝備的需求所帶來的設備更新及陳舊設備的淘汰;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)運用裝置的基礎上，設計一款具有轉(zhuǎn)位功能的運用于某生產(chǎn)線的裝置。.具體研究內(nèi)容如下： 1）研究現(xiàn)有設備的結(jié)構(gòu)、生產(chǎn)工藝，提出設計方案；本課題通過參考現(xiàn)有工廠流水線機械手結(jié)構(gòu)，工作原理里； 2）動力及傳動系統(tǒng)確定； 3）驅(qū)動方式的選取； 4）重要零部件的設計和選取； 5）完成生產(chǎn)線轉(zhuǎn)位裝置的設計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)有工廠機械手的基礎上，參考和創(chuàng)新性的設計出生產(chǎn)線轉(zhuǎn)位裝置。 目前市面，工廠中很多上產(chǎn)線都有機械手，這是工業(yè)先進水平的象征。機械手，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)在傳動和轉(zhuǎn)動等方面。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械手，所有，可以在現(xiàn)有各種機械手結(jié)構(gòu)，功能方面進行研究。來幫助完成本次設計。 4.1 動力及驅(qū)動系統(tǒng)確定 機械手所用的驅(qū)動機構(gòu)主要有4種：液壓驅(qū)動、氣壓驅(qū)動、電氣驅(qū)動和機械驅(qū)動。其中以液壓驅(qū)動、氣壓驅(qū)動用得最多。 1、液壓驅(qū)動式 液壓驅(qū)動式機械手通常由液動機（各種油缸、油馬達）、伺服閥、油泵、油箱等組成驅(qū)動系統(tǒng)，由驅(qū)動機械手執(zhí)行機構(gòu)進行工作。通常它的具有很大的抓舉能力（高達幾百千克以上），其特點是結(jié)構(gòu)緊湊、動作平穩(wěn)、耐沖擊、耐震動、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)動式 其驅(qū)動系統(tǒng)通常由氣缸、氣閥、氣罐和空壓機組成，其特點是氣源方便、動作迅速、結(jié)構(gòu)簡單、造價較低、維修方便。但難以進行速度控制，氣壓不可太高，故抓舉能力較低。 3、電氣驅(qū)動式電力驅(qū)動是機械手使用得最多的一種驅(qū)動方式。其特點是電源方便，響應快，驅(qū)動力較大（關(guān)節(jié)型的持重已達400kg），信號檢測、傳動、處理方便，并可采用多種靈活的控制方案。驅(qū)動電機一般采用步進電機，直流伺服電機（AC）為主要的驅(qū)動方式。由于電機速度高，通常須采用減速機構(gòu)（如諧波傳動、RV擺線針輪傳動、齒輪傳動、螺旋傳動和多桿機構(gòu)等）。有些機械手已開始采用無減速機構(gòu)的大轉(zhuǎn)矩、低轉(zhuǎn)速電機進行直接驅(qū)動（DD）這既可使機構(gòu)簡化，又可提高控制精度。 4、機械驅(qū)動式 機械驅(qū)動只用于動作固定的場合。一般用凸輪連桿機構(gòu)來實現(xiàn)規(guī)定的動作。其特點是動作確實可靠，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，即液-氣或電-液混合驅(qū)動。 4.2旋轉(zhuǎn)結(jié)構(gòu)的確定 本設計中要求，轉(zhuǎn)位裝置具有兩個方向的旋轉(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)的方案選擇與設計 2，翻轉(zhuǎn)的方案設計 3，兩者的有機結(jié)合 4，旋轉(zhuǎn)角度限位裝置的設計 5，零部件工作強度的校核 本設計旋轉(zhuǎn)限位裝置初步確認如下方案： 改方案中，分別包括驅(qū)動部分，旋轉(zhuǎn)部分，限位部分。 5 進度計劃 2015年2月~ 2015年3月：收集資料，確定設計系統(tǒng)總體方案，撰寫開題報告及開題報告答辯。 2015年3月~2014年4月：設計計算、圖紙繪制、畢業(yè)設計論文初稿。 2015年4月~2014年5月：論文修改，圖紙修改。 2015年5月~ 2014年6月：準備畢業(yè)答辯。 設計目錄 1生產(chǎn)線轉(zhuǎn)位裝置設計的意義 2 生產(chǎn)線轉(zhuǎn)位裝置設計的概況 3 生產(chǎn)線轉(zhuǎn)位裝置設計的種類介紹 3.1按功能分 3.2按驅(qū)動系統(tǒng) 4 生產(chǎn)線轉(zhuǎn)位裝置設計的設計要點介紹 5 生產(chǎn)線轉(zhuǎn)位裝置設計的設計計算 5.1傳動方式選擇分析 5.2軸承的選擇 5.3 電機的選擇計算 5.4傳動部件的設計計算 6總結(jié) 7參考文獻 參考文獻 1）《工業(yè)機械手設計》 作者:李允文主編 出版社:北京市：機械工業(yè)出版社 出版日期:1996 2）《工業(yè)機器人的操作機設計》 作者:馬香峰，余達太，許紀倩，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)機器人的操作機設計》 作者:馬香峰，余達太，許紀倩，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)機器人的操作機設計》 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)機械手》 作者:重慶市科技局，第一機械工業(yè)部第三設計院編輯 頁數(shù):391 出版社:重慶市科技局 第一機械工業(yè)部第三設計院 出版日期:1977 6）《工業(yè)機械手課程設計》 作者:李允文等編