毕业设计（论文）开题报告-生产线转位装置设计.doc

毕业设计（论文）开题报告课题名称 生产线转位装置设计 学 院 机械学院 专 业 班 级 学 号 姓 名 指导教师 定稿日期： 2015 年3月5 日1 选题背景及其意义生产线就是产品生产过程所经过的路线，即从原料进入生产现场开始，经过加工、运送、装配、检验等一系列生产生产线活动所构成的路线。生产线是按对象原则组织起来的，完成产品工艺过程的一种生产组织形式，即按产品专业化原则，配备生产某种产品（零、部件）所需要的各种设备和各工种的工人，负责完成某种产品（零、部件）的全部制造工作，对相同的劳动对象进行不同工艺的加工。生产线的种类，按范围大小分为产品生产线和零部件生产线，按节奏快慢分为流水生产线和非流水生产线，按自动化程度，分为自动化生产线和非自动化生产线。生产线的主要产品或多数产品的工艺路线和工序劳动量比例，决定了一条生产线上拥有为完成某几种产品的加工任务所必需的机器设备，机器设备的排列和工作地的布置等。生产线具有较大的灵活性，能适应多品种生产的需要；在不能采用流水生产的条件下，组织生产线是一种比较先进的生产组织形式；在产品品种规格较为复杂，零部件数目较多，每种产品产量不多，机器设备不足的企业里，采用生产线能取得良好的经济效益。转位装置主要由执行机构、驱动机构和控制系统三大部分组成。根据被抓持物件的形状、尺寸、重量、材料和作业要求而有多种结构形式，如夹持型、托持型和吸附型等。运动机构，使装置完成各种转动（摆动）、移动或复合运动来实现规定的动作，改变被抓持物件的位置和姿势。运动机构的升降、伸缩、旋转等独立运动方式，称为转位装置的自由度 。为了抓取空间中任意位置和方位的物体，需有6个自由度。自由度是机 械手设计的关 键参数。自由 度越多，转位装置的灵活性越大，通用性越广，其结构也越复杂。一般专用转位装置有23个自由度。控制系统是通过对转位装置每个自由度的电机的控制，来完成特定动作。同时接收传感器反馈的信息，形成稳定的闭环控制。控制系统的核心通常是由单片机或dsp等微控制芯片构成，通过对其编程实现所要功能。2 文献综述（国内外研究现状与发展趋势）本机构是一种具有简单动作功能的机械手。随着网络技巧的发展，机械手的联网操作问题也是以后发展的方向。工业机器人是近几十年发展起来的一种高科技自动化生产设备。工业机械手的是工业机器人的一个重要分支。它的特点是可通过编程来完成各种预期的作业任务，在构造和性能上兼有人和机器各自的优点，尤其体现了人的智能和适应性。机械手作业的准确性和各种环境中完成作业的能力，在国民经济各领域有着广阔的发展前景。机械手是在机械化，自动化生产过程中发展起来的一种新型装置。在现代生产过程中，机械手被广泛的运用于自动生产线中，机械人的研制和生产已成为高技术邻域内，迅速发展起来的一门新兴的技术，它更加促进了机械手的发展，使得机械手能更好地实现与机械化和自动化的有机结合。机械手虽然还不如人手那样灵活，但它具有能不断重复工作和劳动，不知疲劳，不怕危险，抓举重物的力量比人手力大的特点，因此，机械手已受到许多部门的重视，并越来越广泛地得到了应用。我国塑料机械已成为机械制造业发展最快的行业之一，年需求量在不断的加大。我国塑料机械产业的高速发展主要有以下两个大因素：一是对高技术含量装备的需求所带来的设备更新及陈旧设备的淘汰;二是海内塑料加工产业的高速发展，对塑料机械的需求旺盛。3 研究内容本课题的研究生产线转位装置的结构、工作原理，在现有工业运用装置的基础上，设计一款具有转位功能的运用于某生产线的装置。.具体研究内容如下：1）研究现有设备的结构、生产工艺，提出设计方案；本课题通过参考现有工厂流水线机械手结构，工作原理里；2）动力及传动系统确定；3）驱动方式的选取；4）重要零部件的设计和选取；5）完成生产线转位装置的设计和二维装配图与零件图的绘制；6）整理相关资料，编写说明书。4 研究方案 本课题在熟悉了解现有工厂机械手的基础上，参考和创新性的设计出生产线转位装置。 目前市面，工厂中很多上产线都有机械手，这是工业先进水平的象征。机械手，顾名思义，其具有类似于人手的某些功能，在工业领域，主要体现在传动和转动等方面。本课题与之十分相似，可以说本课题涉及的生产线转位装置就是一款简单的机械手，所有，可以在现有各种机械手结构，功能方面进行研究。来帮助完成本次设计。4.1 动力及驱动系统确定机械手所用的驱动机构主要有4种：液压驱动、气压驱动、电气驱动和机械驱动。其中以液压驱动、气压驱动用得最多。1、液压驱动式液压驱动式机械手通常由液动机（各种油缸、油马达）、伺服阀、油泵、油箱等组成驱动系统，由驱动机械手执行机构进行工作。通常它的具有很大的抓举能力（高达几百千克以上），其特点是结构紧凑、动作平稳、耐冲击、耐震动、防爆性好，但液压元件要求有较高的制造精度和密封性能，否则漏油将污染环境。2、气压驱动式其驱动系统通常由气缸、气阀、气罐和空压机组成，其特点是气源方便、动作迅速、结构简单、造价较低、维修方便。但难以进行速度控制，气压不可太高，故抓举能力较低。3、电气驱动式电力驱动是机械手使用得最多的一种驱动方式。其特点是电源方便，响应快，驱动力较大（关节型的持重已达400kg），信号检测、传动、处理方便，并可采用多种灵活的控制方案。驱动电机一般采用步进电机，直流伺服电机（AC）为主要的驱动方式。由于电机速度高，通常须采用减速机构（如谐波传动、RV摆线针轮传动、齿轮传动、螺旋传动和多杆机构等）。有些机械手已开始采用无减速机构的大转矩、低转速电机进行直接驱动（DD）这既可使机构简化，又可提高控制精度。4、机械驱动式机械驱动只用于动作固定的场合。一般用凸轮连杆机构来实现规定的动作。其特点是动作确实可靠，工作速度高，成本低，但不易于调整。其他还有采用混合驱动，即液-气或电-液混合驱动。4.2旋转结构的确定本设计中要求，转位装置具有两个方向的旋转功能，并且对旋转行程有要求。在结构中主要考虑如下因素：1，水平旋转的方案选择与设计2，翻转的方案设计3，两者的有机结合4，旋转角度限位装置的设计5，零部件工作强度的校核本设计旋转限位装置初步确认如下方案：改方案中，分别包括驱动部分，旋转部分，限位部分。5 进度计划 2015年2月 2015年3月：收集资料，确定设计系统总体方案，撰写开题报告及开题报告答辩。 2015年3月2014年4月：设计计算、图纸绘制、毕业设计论文初稿。 2015年4月2014年5月：论文修改，图纸修改。 2015年5月 2014年6月：准备毕业答辩。设计目录1生产线转位装置设计的意义2 生产线转位装置设计的概况 3 生产线转位装置设计的种类介绍 3.1按功能分3.2按驱动系统 4 生产线转位装置设计的设计要点介绍 5 生产线转位装置设计的设计计算 5.1传动方式选择分析5.2轴承的选择5.3 电机的选择计算5.4传动部件的设计计算 6总结7参考文献 参考文献1）工业机械手设计 作者:李允文主编 出版社:北京市：机械工业出版社 出版日期:1996 2）工业机器人的操作机设计 作者:马香峰，余达太，许纪倩，刘鸿飞 页数:215 出版社:北京市：冶金工业出版社 出版日期:1999.10 3）工业机器人的操作机设计 作者:马香峰，余达太，许纪倩，刘鸿飞 页数:215 出版社:北京市：冶金工业出版社 出版日期