1. 工業機器人技術畢業論文範文
現如今,隨滑寬著社會經濟發展,機器人開始被廣泛應用於各行各業中,替工人進行一些復雜、繁重的體力勞動,能減輕人們的工作負擔。下面是由我整理的工業機器人技術論文 範文 ,希望能對大家有所幫助!
工業機器人技術論文範文篇一:《淺談工業機器人在工業生產中的應用》
工業機器人是面向工業領域的多關節機械手或多自由度的機器人。工業機器人是自動執行工作的機器裝置,是靠自身動力和控制能力來實現各種功能的一種機器。它可以接受人類指揮,也可以按照預先編排的程序運行,現代的工業機器人還可以根據人工智慧技術制定的原則綱領行動。就工業機器人在工業生產中的應用進行探討。
關鍵詞:工業機器人 應用 工業
1 引言
工業機器人最早應用於汽車製造工業,常用於焊接,噴漆,上、下料和搬運。工業機器人延伸和擴大了人的手、足和大腦功能,它可代替人從事危險、有害、有毒、低溫和高熱等惡劣環境中的工作;代替人完成繁重、單調的重復勞動,提高勞動生產率,保證產品質量。工業機器人與數控加工中心、自動搬運小車以及自動檢測系統可組成柔性製造系統和計算機集成製造系統,實現生產自動化。
2 工業機器人的主要運用
(1)惡劣工作環境及危險工作軍事領域及核工業領域有些作業是有害於人體健康並危及生命,或不安全因素很大而不宜由人去做的作業,用工業機器人去做最合適。例如核工廠設備的檢驗和維修機器人,核工業上沸騰水式反應堆燃料自動交換機。
(2)特殊作業場合和極限作業火山探險、深海探密和空間探索等領域對於人類來說是力所不能及的,只有機器人才能進行作業。如太空梭上用來回收衛星的操作臂;用於海底采礦和打撈的遙控海洋作業機器人。
(3)自動化生產領域早期的工業機器人在生產上主要用於機床上、下料,點焊和噴漆。用得最多的製造工業包括電機製造、汽車製造、塑料成形、通用機械製造和金屬加工等工業。隨著柔性自動化的出現,機器人在自動化生產領域扮演了更重要的角色。下面主要針對工業機器人在自動化生產領域的應用進行簡單介紹。
2.1 焊接機器人
點焊機器人工業機器人首先應用於汽車的點焊作業,點焊機器人廣泛應用於焊接車體薄板件。裝焊一台汽車車體一般大約需要完成3000~4000個焊點,其中60%是由點焊機器人來完成的。在有些大批量汽車生產線上,服役的點焊機器人數量甚至高達150多台。
點手滾焊機器人主要性能要求:安裝面積小,工件空間大;快速完成小節距的多點定位;定位精度高(土0 .25 mm ),以確保焊接質量;持重大(490~980N ) ,以便攜帶內裝變壓器的焊鉗;示教簡單,節省工時。
2.2 弧焊機器人
弧焊機器人應用於焊接金屬連續結合的焊縫工藝,絕大多數可以完成自動送絲、熔化電極和氣體保護下進行焊接工作。弧焊機器人應用范圍很廣,除汽車行業外,在通用機械、金屬結構等許多行業中都有應用。弧焊機器人應是包括各種焊接附屬裝置在內的焊接系統,而不只是一台以規劃的速度和姿態攜帶焊槍移動的單機。如圖1所示為弧焊機器人的基本組成。適合機器人應用的弧焊 方法 主要有惰性握體保護焊、混合所體保護焊、埋弧焊和等離子弧焊接。
1-機器人控制櫃2-焊接電源3-氣瓶4-氣體流量計5-氣路6-焊絲輪7-柔性導管8-弧焊機器人9-送絲機器人10-焊槍11-工件電纜12-焊接電纜13-控制電纜
圖1 弧焊機器人系統的基本組成
弧焊機器人的主要性能要求:在弧焊作業中,要求焊槍跟蹤工件的焊道運動,並不斷填充金屬形成焊道。因此,運動過程中速度的穩定性和軌跡是兩項重要指標,一般情況下,焊接速度約取5~50 mm/s ,軌跡精度約為.2 ~0.5 ) mm;由於焊槍的姿態對焊縫質量也有一定影響,因此希望在跟蹤焊道的同時,焊槍姿態的可調范圍盡量大。此外,還有一些其他性能要求,這些要求包括:設定焊接條件(電流、電壓、速度等)、抖動功能、坡口信薯亮填充功能、焊接異常檢測功能(斷弧、工件熔化)及焊接感測器(起始焊點檢測,焊道跟蹤)的介面功能。
2.3 噴漆機器人
噴漆機器人廣泛應用於汽車車體、家電產品和各種塑料製品的噴漆作業。噴漆機器人在使用環境和動作要求上有如下特點:
(1)工作環境空氣中含有易爆的噴漆劑蒸氣;
(2)沿軌跡高速運動,途經各點均為作業點;
(3)多數被噴漆部件都搭載在傳送帶上,邊移動邊噴漆。如圖2所示為關節式噴漆機器人。
2.4 搬運機器人
隨著計算機集成製造技術、物流技術、自動倉儲技術的發展,搬運機器人在現代製造業中的應用也越來越廣泛。機器人可用於零件的加工過程中,物料、工輔量具的裝卸和儲運,可用來將零件從一個輸送裝置送到另一個輸送裝置,或從一台機床上將加工完的零件取下再安裝到另一台機床上去。
2.5 裝配機器人
裝配在現代工業生產中佔有十分重要的地位。有關資料統計表明,裝配勞動量占產品生產勞動量的50%~60%,在有些場合,這一比例甚至更高。例如,在電子器件廠的晶元裝配、電路板的生產中,裝配勞動量占產品生產勞動量的70 %~80%。因此,用機器人來實現自動化裝配作業是十分重要的。
2.6 機器人柔性裝配系統
機器人正式進入裝配作業領域是在“機器人普及元年”的1980年前後,引人裝配作業的機器人在早期主要用來代替裝配線上手工作業的工序,隨後很快出現了以機器人為主體的裝配線。裝配機器人的應用極大地推動了裝配生產自動化的進展。裝配機器人建立的柔性自動裝配系統能自動裝配中小型、中等復雜程度的產品,如電機、水泵齒輪箱等,特別適應於中小批量生產的裝配,可實現自動裝卸、傳送、檢測、裝配、監控、判斷、決策等機能。
機器人柔性裝配系統通常以機器人為中心,並有諸多周邊設備,如零件供給裝置、工件輸送裝置、夾具、塗抹器等與之配合,此外還常備有可換手等。但是如果零件的種類過多,整個系統將過於龐大,效率降低,這是不可取的。在機器人柔性裝配系統中,機器人的數量可根據產量選定,而零件供給裝置等周邊設備則視零件和作業的種類而定。因此,和裝配線比較,產量越少,機器人柔性裝配系統的投資越大。
3 結束語
工業機器人是以機械、電子、電子計算機和自動控制等學科領域的技術為基礎,融合而成的一種系統技術;也可說是一門知識、技術密集的,多學科交叉的綜合化的高新技術。隨著這些相關學科技術的進步和發展,工業機器人技術也一定會到迅速發展和提高。
工業機器人技術論文範文篇二:《探討工業機器人的發展趨勢》
摘 要 隨著社會經濟發展,機器人開始被廣泛應用於各行各業中,替工人進行一些復雜、繁重的體力勞動。目前,機器人是一種製造業與自動化設備中的典型代表,這將會是人造機器的“終極”版。它的應用已經涉及信息化、自動化、智能化、感測器與知識化等多個學科和領域,這是目前,是我國乃至世界高新技術成果的最佳集成,因此,它的發展是與許多學科的發展有著密切的聯系。以現在的發展趨勢來看,工業機器人的應用范圍越來越廣泛,同時在技術操作中,他也變得越來越標准化、規范化,提高工業機器人的安全性。另一方面,工業機器人發展越來越微型化、智能化,在人類生活中應用越來越廣泛。
關鍵詞 工業機器人 智能化 應用領域 安全性
隨著社會復雜的需求,工業機器人在應用領域中越來越廣泛。一方面,工業機器人被廣泛應用於工業生產中,代替工人危險、復雜、單調的長時間的作業,例如在機械加工、壓力鑄造、塑料製品成形及金屬製品業等各種工序上,同時還應用於原子能工業等高危險的部門,這已經在發達國家中應用比較廣泛。另一方面,工業機器人在其他的領域應用也比較多,隨著科學技術的飛速發展,提高了工業機器人的使用性能和安全性能,其應用的范圍越來越廣泛,應用的范圍已經突破了工業,尤其在醫療業中應用比較好。
一、工業機器人的發展歷程
第一代機器人,一般指工業上大量使用的可編程機器人及遙控操作機。可編程機器人可根據操作人員所編程序完成一些簡單重復性作業。遙控操作機制每一步動作都要靠操作人員發出。1982年,美國通用汽車公司在裝配線上為機器人裝備了視覺系統,從而宣告了第二代機器人―感知機器人的問世。這代機器人,帶有外部感測器,可進行離線編程。能在感測系統支持下,具有不同程度感知環境並自行修正程序的功能。第三代機器人為自治機器人,正在各國研製和發展。它不但具有感知功能,還具有一定決策和規劃能力。能根據人的命令或按照所處環境自行做出決策規劃動作即按任務編程。
我國機器人研究工作起步較晚,從“七五”開始國家投入資金,對工業機器及其零部件進行攻關,完成了示教再現式工業機器人成套技術的開發和研製。1986 年國家高技術研究發展計劃開始實施,智能機器人主題跟蹤世界機器人技術的前沿,經過幾年的研究,取得了一大批科研成果,成功地研製出了一批特種機器人。
我國工業機器人起步於70年代初期,經過30多年的發展,大致經歷了3個階段:70年代的萌芽期,80年代的開發期和90年代的適用化期。
上世紀70年代是世界科技發展的一個里程碑:人類登上了月球,實現了金星、火星的軟著陸。我國也發射了人造衛星。世界上工業機器人應用掀起一個高潮,尤其在日本發展更為迅猛,它補充了日益短缺的勞動力。在這種背景下,我國於1972年開始研製自己的工業機器人。
進入80年代後,在高技術浪潮的沖擊下,隨著改革開放的不斷深入,我國機器人技術的開發與研究得到了政府的重視與支持。“七五”期間,國家投入資金,對工業機器人及其零部件進行攻關,完成了示教再現式工業機器人成套技術的開發,研製出了噴塗、點焊、弧焊和搬運機器人。1986年國家高技術研究發展計劃(863計劃)開始實施,智能機器人主題跟蹤世界機器人技術的前沿,經過幾年的研究,取得了一大批科研成果,成功地研製出了一批特種機器人。
從90年代初期起,中國的國民經濟進入實現兩個根本轉變時期,掀起了新一輪的經濟體制改革和技術進步熱潮,我國的工業機器人又在實踐中邁進一大步,先後研製出了點焊、弧焊、裝配、噴漆、切割、搬運、包裝碼垛等各種用途的工業機器人,並實施了一批機器人應用工程,形成了一批機器人產業化基地,為我國機器人產業的騰飛奠定了基礎。
我國工業機器人經過“七五”攻關計劃、“九五”攻關計劃和863計劃的支持已經取得了較大進展,工業機器人市場也已經成熟,應用上已經遍及各行各業。
我國未來工業機器人技術發展的重點有:第一,危險、惡劣環境作業機器人:主要有防暴、高壓帶電清掃、星球檢測、油汽管道等機器人;第二,醫用機器人:主要有腦外科手術輔助機器人,遙控操作輔助正骨等;第三,仿生機器人:主要有移動機器人,網路遙控操作機器人等。其發展趨勢是智能化、低成本、高可靠性和易於集成。
二、工業機器人的發展趨勢
機器人是先進製造技術和自動化裝備的典型代表,是人造機器的“終極”形式。它涉及到機械、電子、自動控制、計算機、人工智慧、感測器、通訊與網路等多個學科和領域,是多種高新技術發展成果的綜合集成,因此它的發展與眾多學科發展密切相關。當今工業機器人的發展趨勢主要有:一是工業機器人性能不斷提高(高速度、高精度、高可靠性、便於操作和維修),而單機價格不斷下降。二是機械結構向模塊化可重構化發展。例如關節模塊中的伺服電機、減速機、檢測系統三位一體化;有關節模塊、連桿模塊用重組方式構造機器人。三是工業機器人控制系統向基於 PC機的開放型控制器方向發展,便於標准化,網路化;器件集成度提高,控制櫃日漸小巧,採用模塊化結構,大大提高了系統的可靠性、易操作性和可維修性。四是機器人中的感測器作用日益重要,除採用傳統的位置、速度、加速度等感測器外,視覺、力覺、聲覺、觸覺等多感測器的融合技術在產品化系統中已有成熟應用。五是機器人化機械開始興起。從94年美國開發出“虛擬軸機床”以來這種新型裝置已成為國際研究的 熱點 之一,紛紛探索開拓其實際應用的領域。
總體趨勢是,從狹義的機器人概念向廣義的機器人技術概念轉移,從工業機器人產業向解決方案業務的機器人技術產業發展。機器人技術的內涵已變為 靈活應用機器人技術的、具有實際動作功能的智能化系統。機器人結構越來越靈巧,控制系統愈來愈小,其智能也越來越高,並正朝著一體化方向發展。
三、我國工業機器人發展面臨的挑戰與前景
我國工業底子薄,工業機器人發展一直處於一個初步發展階段,雖然我國從上個世紀70年代開始研發工業機器人,但是技術力量不足與西方國家的技術封鎖,對此,在發展過程中,存在著比較多的問題。細分起來,有如下幾點:
首先,我國基礎零部件製造能力差。雖然我國在相關零部件方面有了一定的基礎,但是無論從質量、產品系列全面,還是批量化供給方面都與國外存在較大的差距。特別是在高性能交流伺服電機和精密減速器方面的差距尤其明顯,因此造成關鍵零部件的進口,影響了我國機器人的價格競爭力。
第二,我國的機器人還沒有形成自己的品牌。雖然已經擁有一批企業從事機器人的開發,但是都沒有形成較大的規模,缺乏市場的品牌認知度,在機器人市場方面一直面臨國外機器人品牌的打壓。國外機器人作為成熟的產業採用整機降價,吸引國內企業購買,而在後續的維護備件費用很高的策略,逐步佔領中國市場。
第三,認識不到位,在鼓勵工業機器人產品方面的政策少。工業機器人的製造及應用水平,代表了一個國家的製造業水平,我們必須從國家高度認識發展中國工業機器人產業的重要性,這是我國從製造大國向製造強國轉變的重要手段和途徑。□
參考文獻:
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工業機器人技術論文範文篇三:《試論工業機器人機電一體化》
1機電一體化技術的應用現狀
1.1工業機器人。
工業機器人的出現在一定程度上可替代人的勞動,對於高輻射、高雜訊污染、高濃度有害氣體的工作場合來說,工業機器人是一個理想的選擇。工業機器人的發展經歷了三個階段,第一代工業機器人智能化程度較低,只能通過預設的程序進行簡單的重復動作,無法應對多變的工作環境和工作崗位。隨著科技的發展,在第一代機器人的基礎上通過各種感測器的應用使其可通過對環境信息的獲取、分析、處理並反饋給動作單元,從而進行一些適應性的工作,這種機器人雖然智能化程度較低,但已經在一些特定的領域得以成功應用。在機電一體化技術相對成熟的今天,第三代機器人的智能化水平已經得到了較大的提升,其可以通過強大的感測原件收集信息數據,並根據實際情況作出類似於人腦的判斷,因此可以在多種環境下進行獨立作業,但成本較高,在一定程度上限制了實際應用。
1.2分布式控制系統。
分布式控制系統是相對於集中式控制系統而言的,是通過一台中央計算機對負責現場測控的多台計算機進行控制和指揮,由於其強大的功能和安全性,使其成為當前大型機電一體化系統的主流技術。根據實際情況分布式控制系統的層級可分為兩級、三級或更多級,通過中央計算機完成對現場生產過程的實時監控、管理和操作控制等,同時,隨著測控技術的不斷發展與創新,分布式控制系統還可以對生產過程實現實時調度、在線最優化、生產計劃統計管理等功能,成為一種集測、控、管於一體的綜合系統,具有功能豐富、可靠性高、操作方便、低故障率、便於維護和可擴展等優點,因此使系統的可靠性大幅提高。
2機電一體化技術的發展趨勢
2.1人工智慧化。
人工智慧就是使工業機器人或數控機床模擬人腦的智力,使其在生產過程中具備一定的推理判斷、 邏輯思維 和自主決策的能力,可大幅提升工業生產過程的自動化程度,甚至實現真正的無人值守,對於降低人力成本,提高加工精度和工作效率具有十分重要的意義。目前,人工智慧已經不只是停留在概念上,因此可預見機電一體化技術將向著人工智慧化的方向發展。雖然以當前的科學技術水平不可能使機器人或數控機床完全具備人類的思維模式和智力特點,但在工業生產中,使這些機電一體化設備具備部分人類的職能是完全可以通過先進的技術達到的。
2.2網路化。
網路技術 的發展給機電一體化設備遠程監視和遠程式控制制提供了便利條件,因此,將網路技術與機電一體化技術結合起來將是機電一體化技術發展的重點。在生產過程中,操作人員需要在車間內來回走動,對設備的狀態進行掌握,並對機床的操作面板進行操作,通過在機電一體化設備與控制終端之間建立通信協議,並通過光纖等介質實現信息數據的傳遞,即可實現遠程監視和操作,降低工人的勞動量,並且各種控制系統功能的實現,理論上來說都是建立在網路技術基礎上的。
2.3環保化。
在人類社會發展的最近幾十年裡,雖然經濟得到了迅猛的發展,人們生活水平得到了顯著的提高,然而以犧牲資源和環境為代價的發展模式使得人類賴以生存的環境遭到嚴重的污染,因此,在可持續發展戰略提出的今天,發展任何技術都應當以對環境友好作為前提,否則就是沒有前途的,故環保化是機電一體化技術發展的必然趨勢。在機電一體化應用過程中,通過對資源的高效利用,並在製造過程中做到達標排放甚至零排放,產品在使用過程中對生態環境不造成影響,即便報廢後也可對其進行有效回收利用,這就是機電一體化技術環保化的具體表現形式,符合可持續發展的要求。
2.4模塊化。
由於機電一體化裝置的製造商較多,為降低系統升級改造的成本,並為維修提供便利,模塊化將是一個非常有前途的研究方向。通過對功能單元進行模塊化改造,可在需要增加或改變功能時直接將對應的功能模塊進行組裝或更換,即便出現故障,只需將損害的模塊進行更換即可,工作效率極高,通用性的增強為企業節約了大量的成本。
2.5自帶能源化。
機電一體化對電力的要求較高,如果沒有充足的電能供應就會影響生產效率,甚至由於停電造成數據的丟失等,因此通過設備自帶動力能源系統可始終保持充足的電力供應,使系統運行更流暢。
3結語
綜上所述,機電一體化技術的應用可使產品的生產效率和精度大幅提高,在當前工業生產中具有較大的技術優勢,相信隨著科技的發展,機電一體化技術水平也會不斷提高,為工業生產做出更大貢獻。
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6. 人工智慧機器人的相關論文
2. 求一篇4自由度工業機械手的畢業設計論文
應用實例及精度分析
摘要測量三個自由度機械臂:測量臂的三個自由度,沿X測量對象,Y,Z三個坐標軸平移,只有位置與運動部件的測量跟蹤。
關節測量臂是由安裝在各關節的相對運動的感測器測得,並因此間接地實現端部執行器的位置測量。
因此,這個問題屬於直接的問題機器人運動學。
關鍵詞:測量;自由度;姿勢;並聯機床,感測器,信號,精密 1
應用實例飛速發展,機器性能要求比較
高。傳統該機採用了一系列嵌套的堆疊體,臃腫,以及由於一系列的錯誤
鏈的積累,不利於提高精度,傳統的四坐標加
較窄的工作機技術,也很難實現任何額外的表面處理,以及
5軸加工工具是非常昂貴的和低的速度。因此,結構
剛度,承載比,定位精度高,結構緊湊和網上
引起了學者們的機器的注意,水貨機因此而誕生。
提出了使用額外的實時測量運動
平台定位精度直接測量機制。其基本思想是基於額外測量的固定平台和平台之間的身體移動量的測量運動運動平台的運動,通過測量安裝時驅動<運動平台
創造的運動特性由葯代動力學建模運輸感測器機制/>移動平台獲得的顯示解決方案的地位。當測量
解決前沿速度,滿足實時控制的要求,你可以
受益的實時反饋到機床精度補償和控制。
基於上述想法,以建立一個並行機位置測量系統
機器切割力和變形關節間隙和其他錯誤的部分排除,以提高定位精度
機。在三自由度串聯機構都採用
副然後轉向運動是非常靈活的,使用移動副的,往往是需要鍛煉,尤其是靠近基地的運動副更是如此。
測量儀由一系列的三自由度機構,罰款密碼板的每個回合動關節,以衡量不同之間的角度。其端件由一個界面元素和機器人執行器連接
。當機床運動平台變化的測量位置,測量儀器
片的端部移動與平台的運動,從而導致米關閉
兩個相鄰桿之間的角度的每個部分從變精緻的密碼通過計算卡插入電腦處理軟體測得的相對
角落的變化信號,通過運行
運動學正解的實時顯示測試程序移動部件的當前位置
量每塊板,為了實現位置測量。
2
精度分析主要影響的機械機器人的身體部位,安裝誤差教育部
零部件製造誤差,整機裝配誤差和機器人的精度。
此外,溫度,所產生的驅動杠桿作用的操作力變得
形傳輸錯誤,控制系統錯誤等。測定和補償這些誤差
是在實踐中是必不可少的。
2.1測試的基本概念
錯誤在任何測試過程中,無論多麼完美的正方形
測試如何准確的測試方法和裝置都不可避免地產生測試
誤差,測試結果不能絕對准確。因此,為了測量與相應的精度得到
測試結果,
必須正確估計的測量誤差,該測試結果的可靠性。
測試誤差是測量值與真實值之間的差額,即
△X = X-X0
公式:△x ---定義測試誤差;
x - - 測量值;
X0 ---真正的價值。
其中測得的真實大小本身的真正價值了。
2.2基本類型的測試誤差
1)數學表達式錯誤劃分---
相對絕對誤差和誤差; - 工具
2)源錯誤的劃分和錯誤的錯誤
可憐方法,根據錯誤的劃分---發生系統錯誤,梯度
誤差,隨機誤差和粗差法
3);
4 )按條件除法---基本誤差和附加誤差;
5)除以測得的速度誤差---靜態和動態誤差
較差。誤差誤差<BR
2.3間接測量/>間接測量過程中直接測量誤差
行的基礎上。物理量不能直接測量,但必須由一定數目的計算出的能量
直接測量的量來確定。由於直接測量
難免產生錯誤,從這些直接測量的結果包含錯誤
計算不可避免地包含錯誤。
間接測量法是
世代的關系的算術平均值的函數的測得的各種參數的要求的直接結果,其結果可以得到
間接測量。
間接測量通常有兩個問題:一個是已知的誤差測量
尋求間接測量誤差,即誤差變數從
著名尋求錯誤的郵件數,以及另一種是間接測量一個給定的誤差值,查找每個直接測量然後允許的誤差
找到自變數的誤差已知的功能。
發現並消除系統誤差的2.4
在一定的測試條件,測試方法和目標站
米,通常在測試之前,始終由個人或小的誤差存在系統誤差因素在固體
法律發生多顯著給出所造成的測試系統的影響。通常應在測試前的分析和實驗,以確定
的影響是從淘汰的原因,或給予糾正
測量。
若使系統誤差減小到其隨機誤差
的大小相當,可不必單獨處理的系統錯誤,並統一用
作為錯誤處理的機器。
然而,在實踐中系統誤差無法完全消除,但也有可能是在測量一些更顯著系統錯誤
差。特別是,系統錯誤也隱藏在隨機誤差,所以也就
關鍵的問題是如何找到數據來檢驗是否存在系統錯誤
差,只有解決了這個問題,它可能要進一步企圖消滅此外或更正。
系統誤差的兩個固定值和變數值??,他們影響各不相同。
值系統誤差影響重復測量只的平均值,而
不影響均方根誤差。它不僅會導致隨機誤差分布曲線在轉變
位置,而不影響其分布與實際點Bufan
周長。
對於不同的系統誤差,由於每個上的大小和方向的
效果的測量圖像數據是不一樣的,而且還具有固定法,
不是偶然波動。
如果在系統誤差值顯著的變化,不僅會影響重
復雜的多次測量的平均值,而且會影響它的每一個固定的規則
殘差和均方根錯誤。因此,它不僅會改變隨機誤差的分布
位置,也使變形的分布,這將使它
殘差不具有破壞性,而且還影響到實際分布。因此,
法應提供以消除其原因,或取得系統誤差的變數值的規律,
在所有測量數據得到修正,然後將數據計數糾正
計算測量結果和測量誤差。
對於工程測量,只需要滿足精度要求,因此,並不需要計算和
特定的錯誤價值觀對每個測量。當分析的精度,只
精度編碼盤可以被認為是,與由機械繫統測量
校準時造成的誤差消除。
為了提高測量臂設計系列機身的准確性
盡量做到以下幾點:
1)在會議
前提下使用車身剛度的高精度測量要求,各機構應盡量使體積小,重量輕;
2)採用高精度檢測感測器,如線性位移測量
光柵角位移與碼盤。
3)合理補償各種錯誤。
據三度選擇測量臂
碼盤自由的測量需求為25000行代碼的磁碟FLA系列。
編碼引起的圓盤3Δ3錯誤,導致錯誤的編碼盤2為Δ2,碼盤3和2 可引起對Δ3+Δ2。如果碼盤1
引起的總誤差誤差Δ1,然後3碼盤造成的。 Δ=
Δ12+(Δ2+Δ3)2
根據測量的要求,Δ必須小於20微米,最大不得超過
50微米。
碼盤設置m的最小解析度,則m =2π25000=
0.000251rad。精度編碼盤取決於兩個方面,一個碼線刻板
准確性和第二輸出信號,當輸出信號為正
串,編碼器的解析度可以提高20倍,此時的編碼盤 BR />實際米真正的解析度= 0.000251/20 = 1.255×10-5rad,
其中:
Δ12=(1.255×10-5×0.6)2
Δ2= 1.255×10 -5×0.6
Δ3= 1.255×10-5×0.3
Δ= 13.364×10-6M =13.364μm<20μm的
所選擇的編碼器可以達到的測量精度要求。
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3. 搬運機械手畢業設計
畢業設計 搬運送料機械手設計及Solidworks運動模擬,正文共37頁,12065字,附機械手CAD圖、機械手動作模擬、機械手造型設計
目錄
摘要 1
第一章 機械手設計任務書 1
1.1畢業設計目的 1
1.2本課題的內容和要求 2
第二章 抓取機構設計 4
2.1手部設計計算 4
2.2腕部設計計算 7
2.3臂伸縮機構設計 8
第三章 液壓系統原理設計及草圖 11
3.1手部抓取缸 11
3.2腕部擺動液壓迴路 12
3.3小臂伸縮缸液壓迴路 13
3.4總體系統圖 14
第四章 機身機座的結構設計 15
4.1電機的選擇 16
4.2減速器的選擇 17
4.3螺柱的設計與校核 17
第五章 機械手的定位與平穩性 19
5.1常用的定位方式 19
5.2影響平穩性和定位精度的因素 19
5.3機械手運動的緩沖裝置 20
第六章 機械手的控制 21
第七章 機械手的組成與分類 22
7.1機械手組成 22
7.2機械手分類 24
第八章 機械手Solidworks三維造型 25
8.1上手爪造型 26
8.2螺栓的繪制 30
畢業設計感想 35
參考資料 36
摘要
本課題是為普通車床配套而設計的上料機械手。工業機械手是工業生產的必然產物,它是一種模仿人體上肢的部分功能,按照預定要求輸送工件或握持工具進行操作的自動化技術設備,對實現工業生產自動化,推動工業生產的進一步發展起著重要作用。因而具有強大的生命力受到人們的廣泛重視和歡迎。實踐證明,工業機械手可以代替人手的繁重勞動,顯著減輕工人的勞動強度,改善勞動條件,提高勞動生產率和自動化水平。工業生產中經常出現的笨重工件的搬運和長期頻繁、單調的操作,採用機械手是有效的。此外,它能在高溫、低溫、深水、宇宙、放射性和其他有毒、污染環境條件下進行操作,更顯示其優越性,有著廣闊的發展前途。
本課題通過應用AutoCAD 技術對機械手進行結構設計和液壓傳動原理設計,運用Solidworks技術對上料機械手進行三維實體造型,並進行了運動模擬,使其能將基本的運動更具體的展現在人們面前。它能實行自動上料運動;在安裝工件時,將工件送入卡盤中的夾緊運動等。上料機械手的運動速度是按著滿足生產率的要求來設定。
關鍵字 機械手,AutoCAD,Solidworks
4. 怎樣寫《淺談現代機械設計方法》畢業論文
機械手夾持器畢業設計論文及裝配圖論文編號:JX402 包括裝配圖,字數:15384.頁數:60摘要本次機械手的設計本設計說明書主要對於夾持器,伸縮臂,液壓系統及PLC控制編程進行的設計思想和設計過程。內容主要包括:夾持器與伸縮臂總體方案的確定,採用了液壓與電動驅動系統,相應的涉及到電機和液壓缸的選擇計算,總體結構設計、主要部件的受力分析和強度校核。關鍵詞:機械手,夾持器,PLC,液壓
Abstract
the this manipulator's design this design instruction booklet mainly regarding the screw clamp, expands and contracts the arm, the design concept which and the design process the hydraulic system and the PLC control programming carries on. The content mainly includes: The screw clamp and the expansion arm overall concept's determination, has used the hydraulic pressure and the electrically operated driving system, corresponding involving to electrical machinery and hydraulic cylinder's choice computation, gross structure design, major component's stress analysis and intensity examination. key word: Manipulator, screw clamp, PLC, hydraulic pressure
目錄
摘要 1
Abstract 1
第一章 夾持器 3
1.1夾持器設計的基本要求 3
1.2夾持器結構設計 4
1.2.1夾緊裝置設計. 4
1.2.2手爪的夾持誤差及分析 7
1.2.3楔塊等尺寸的確定 10
1.2.4材料及連接件選擇 13
第二章 腕部 15
2.1腕部設計的基本要求 15
2.2具有一個自由度的回轉缸驅動的典型腕部結構 15
2.3腕部結構計算 16
2.3.1腕部回轉力矩的計算 16
2.3.2回轉液壓缸所驅動力矩計算 18
2.3.3回轉缸內徑D計算 20
2.3.4液壓缸蓋螺釘的計算 21
2.3.5靜片和輸出軸間的連接螺釘 23
2.3.6腕部軸承選擇 24
2.3.7材料及連接件,密封件選擇 24
第三章 伸縮臂設計 26
3.1伸縮臂設計基本要求 26
3.2方案設計 27
3.3伸縮臂機構結構設計 29
3.3.1伸縮臂液壓缸參數計算 29
3.3.2導向桿機構設計 36
第四章 驅動系統 39
4.1驅動系統設計要求 39
4.2驅動系統設計方案 39
4.3驅動系統設計 40
4.3.1分功能設計分析 40
4.3.2液壓泵的確定與所需功率計算 40
4.3.3確定泵的電機功率N 41
4.3.4液壓元件的選擇,如表5.2所示 42
4.3.5輔助元件的選擇 43
4.5液壓系統的驗算 43
4.6液壓系統圖 44
4.6.1設計的液壓系統圖 44
4.6.2液壓系統電磁鐵動作順序控制原理 44
4.6.3電磁鐵動作順序 45
第五章 PLC控制系統 48
5.1 PLC的構成及工作原理 48
5.2 PLC選擇 48
5.3程序設計 50
5.4語句表 52
總 結 58
參考文獻 59以上回答來自: http://www.lwtxw.com/html/44-5/5217.htm
5. 求「物料搬運機器人控制設計(6千克)」畢業設計
這個需要你自己找,不過我這有一篇概述發給你
簡介:機械手可在空間抓放物體,動作靈活多樣,適用於可變換生產品種的中、小批量自動化生產,廣泛應用於柔性自動線[1]。筆者開發的用於熱處理淬火加工的物料搬運機械手,採用PLC控制,是一種按預先設定的程序進行工件分揀、搬運和淬火加工的自動化裝置,可部分代替人工在高溫和危險的作業區進行單調持久的作業,並可根據工件的變化以及淬火工藝的要求隨時更改相關控制參數。
關鍵字:可編程式控制制器,機械手,定位控制
1引言
機械手可在空間抓放物體,動作靈活多樣,適用於可變換生產品種的中、小批量自動化生產,廣泛應用於柔性自動線[1]。筆者開發的用於熱處理淬火加工的物料搬運機械手,採用PLC控制,是一種按預先設定的程序進行工件分揀、搬運和淬火加工的自動化裝置,可部分代替人工在高溫和危險的作業區進行單調持久的作業,並可根據工件的變化以及淬火工藝的要求隨時更改相關控制參數。
2物料搬運機械手結構
物料搬運機械手為三自由度氣壓式圓柱坐標型機械手,主要由機座、腰部、水平手臂、垂直手臂、氣爪等部分組成。其中,腰部採用步進電機驅動旋轉,手臂及氣爪採用氣缸等氣動元件。對應的物料分揀裝置由4個普通氣缸構成,用以將不同長度的工件經分揀後送至各自的軌道中,並在軌道終端進行淬火加工,加工完畢後再由機械手抓取、搬運和分類堆放。機械手抓取長、短工件的順序不是固定的,要視物料分揀裝置的分揀結果以及長、短工件哪一個先到達軌道終端來定。但機械手對工件的堆放順序卻是固定的,要按照一定的規律堆放(如圖1中,長、短工件各放一邊,以4個為一組進行堆放),並且堆放工件的位置精度也是有要求的。
3機械手控制系統組成
由於取工件和堆放工件都有定位精度要求,所以在機械手控制中,除了要對垂直手臂滑塊氣缸、氣爪等普通氣缸進行控制外,還要涉及到對水平手臂氣缸以及機械手腰部回轉的伺服控制。其中,機械手水平手臂氣缸的伺服控制採用氣動比例伺服控制系統;機械手的回轉控制則採用三相混和式步進電機及其控制系統。考慮到機械手工作的穩定性、可靠性以及各種控制元器件連接的靈活性和方便性,對這種混合驅動機械手採用PLC作為核心控制器,上述各控制對象都必須在PLC的統一控制下協同工作(如圖2所示),PLC採用日本三菱公司的FX2N-32MR型PLC(16點輸入、16點輸出)。
步進電機選用深圳白山機電公司的BS110HB3L142-04型三相混合式步進電機,最大扭矩:12Nm;保持轉矩:13.5Nm;額定電流4.2A。步進電機驅動器性能的優劣,直接關繫到步進電機的正常運行,必須合理選配。為此,我們仍選擇白山公司與BS110三相混合式步進電機配套的Q3HB220M等角度恆力矩細分型驅動器,定位精度可達30000步/轉。為了確保步進電機控制的穩定性、可靠性以及便於日後維護,我們選擇與FX2N系列PLC配套的脈沖發生單元FX2N-1PG作為步進電機驅動器的控制單元[2]。PLC通過擴展電纜、控制信號以及FROM/TO指令對1PG進行控制,向1PG發出定位命令,然後由1PG通過向步進電機驅動器輸出指定數量的脈沖(最大100KPPS)來具體執行這個定位命令,從而最終實現PLC對步進電機的伺服定位控制,既提高了控制的靈活性和可靠性,又便於控製程序的編寫。
在圖2中,FX2N-1PG的FP和RP分別與步進電機的DR-和PU-端子相連,表示輸出脈沖類型分別為前向脈沖和反向脈沖。1PG的DOG端為確定步進電機原點位置時所用。在調試時,當步進電機接近原點位置時,應通過此端對應的按鈕接通24V電源,從而使步進電機開始以原點返回速度(爬行速度)轉動,以便在到達設定的原點位置時方便於PG0端的控制。PG0+和PG0-為步進電機到達原點位置時的停轉控制信號,需外加一個5V電源,正端接PG0+,負端通過開關K與PG0-相連。當步進電機在DOG信號的控制下緩慢轉動到達設定的原點位置時,可通過手動或行程開關觸發PG0+和PG0-,使兩端接通5V電源,於是電機停轉,並將原點位置記錄下來,存貯在1PG的BFM#26和#27這2個寄存器中,作為PLC對步進電機進一步控制的基準和重要參數。
氣動比例伺服控制系統採用德國Festo公司的相關產品,主要由HMP坐標氣缸、伺服定位控制器SPC200以及與之配套的內置位移感測器MLO-POT-0225、氣動伺服閥MPYE-5-1/8-LF-010-B和伺服定位控制連接器SPC-AIF-POT等裝置組成。在圖2的控制系統硬體接線中,主要涉及其中SPC200的DIO數字量I/O模塊的接線[3]。從該圖中可見,一方面PLC通過輸出端Y0-Y3控制SPC200的定位指令(RecordSelect工作方式)記錄號選取,並通過Y6啟動伺服定位;另一方面SPC200又通過定位任務完成信號Q0.4(MC-A)將定位執行情況反饋到PLC的輸入端X12,以便於PLC的程序控制。
在滑塊氣缸和氣爪上都安裝有磁性開關感測器,用於檢測氣缸活塞的位置。通過這些感測器的信號,並結合步進電機和氣動伺服的啟停信號,在PLC的控制下,就能夠對滑塊氣缸和氣爪對應的電磁閥進行控制,進而實現氣缸的動作。
4控制系統PLC程序設計
4.1步進電機初始化控製程序
PLC與1PG間通過FROM/TO指令進行聯系。通過TO指令,PLC將控制命令及參數寫入1PG的緩存,而在1PG控制下,步進電機的運行狀態則由PLC通過FROM指令讀入,以便程序處理。在圖3所示的部分步進電機初始化程序中,PLC一旦通電運行,便在每一個循環執行周期中將其M0~M15寄存器的內容寫入1PG的操作命令緩存「BFM#25」中,控制1PG的工作。同時,PLC還不斷從1PG的「BFM#28」、「BFM#27」和「BFM#26」緩存中讀入步進電機的運行狀態和當前位置值,以便在邏輯控制中通過對這些輸入值的處理來進一步控制機械手的動作。
按設計要求,同類型工件每4個為一組放置,兩種工件各自的堆放順序不能互相干擾。因此,同類型的4個工件搬運為一個基本循環,在各自的工件循環中分別設置了相應的工件計數標志位。
4.2機械手綜合控製程序
綜合前述的步進電機和氣動伺服控制技術,同時結合對垂直手臂滑塊氣缸、氣爪的控制要求,下面給出機械手完成一次定位並抓取工件的部分PLC程序
該程序表明:當工件分揀加工完畢後,機械手首先轉動一定的角度指向取工件位置,待步進電機定位結束後,垂直手臂滑塊氣缸活塞落下,然後水平手臂氣缸在氣動伺服控制下伸出設定的定位位移。定位位移是由PLC的輸出端子(Y2~Y0)控制SPC200輸入端子(I0.2~I0.0)的狀態來決定的,如附表所示,從而實現了PLC對氣動伺服定位的控制。當氣動伺服定位結束後,氣爪動作,夾緊工件。後續的搬運和放置工件的控製程序原理與之類似。
5結束語
上述針對機械手的控制方法充分利用了PLC和其它控制裝置的特性,結構緊湊、控制可靠,目前在現場運行良好。作為一個相對獨立的PLC控制系統,它還可以通過RS-485匯流排或CC-Link匯流排與生產線上的其它PLC及控制器組成工業控制網路,實現更進一步的自動化生產控制。
6. 機械製造與自動化專業參考論文
作為國民經濟的支柱性產業,機械製造行業對經濟發展的推動作用巨大,是提升國家競爭力的重要因素。隨著資訊科技的飛速發展,機械製造自動化和智慧化研究成為行業早此關注的熱點。下文是我為大家蒐集整理的關於的內容,歡迎大家閱讀參考!
篇1淺析自動化機械裝置設計及機械製造
摘 要 隨著我國科學技術的不斷發展,裝置的自動化程度越來越高。人們生活方式的轉變,使人們對一些裝置質量以及工作效率的要求也是越來越嚴格。因此,如何在保證這些裝置自動化的基礎之上加強設計以及製作質量,成為相關部門應該率先思考的問題。本文從自動化裝置的設計原理出發,簡單地探討一下關於這些裝置在設計以及製作時應該遵循的步驟和需要注意的問題。
關鍵詞 自動化裝置 機械裝置 設計原理 製作過程
一、前言
就我國目前的經濟文化以及科學水平的發展狀況來看,對於自動化裝置的掌握情況還是值得贊譽的。雖然如此,一些機械設計以及製作部門卻也不能夠放鬆警惕,尤其是對於一些比較特殊的裝置。時代的不同,市場競爭也是愈演愈烈,因此,在保證這些自動化裝置原有功能的基礎之上再對其進行創新是十分有必要的事情。只有這樣,才可以保證相關企業的綜合競爭實力,才能夠使其在社會中得到更好的發展。
二、關於自動化裝置設計時應該遵循的原則介紹
不管是什麼樣的裝置在進行設計的時候都有其必須遵循的原則,自動化機械裝置也不會例外。接下來,我就簡單地分析一下自動化裝置在設計時應該遵循哪些原則。
一需要工程師具備機械和電氣方面的知識
通常情況下,在設計自動化裝置時所需要的步驟涉及機械和電氣領域,因此這也就需要一些具有專業素質的人員來對其進行設計以及製作。而且,在設計自動化裝置的時候不僅僅需要使其達到國家的質量標准,更重要的是要保證它能夠在符合國家標準的同時進行高效的執行,也就是需要其具備質量以及效率這兩種重要成分。除此之外,這里的國家標准其實也是復雜的,除了一些類似於使用年限、使用功率以及強度之外,還需要符合一些硬性標准,比如說它工作時的效率、抗磨損性以及其他的一些效能等等。所以,僅僅是從這些復雜的指標來講,也需要設計自動化裝置的人員具有高素質的專業技能。
二保證裝置設計時的完整性及可靠性
一般來講,在設計自動化裝置的時候往往會因為一些因素而導致所生產的裝置功能並不完全一樣,因此,只能夠在設計時使其遵循完整性這一原則。一方面是要保證自動化裝置內部零件的完整性,而另一方面則是要求這些裝置在具體工作的時候能夠從一而終。也就是說,這些裝置必須具備超高的質量,以免影響相關裝置的工作質量以及效率。
三保證裝置的安全性
雖然說保證這些裝置工作時的質量以及效率很重要,但是,更重要的卻是這些裝置在運轉時的安全性。而這一效能主要受以下三個方面的影響。第一便是裝置內部零件的影響,一般來講,如果這些裝置內部的零件出現了損壞或是缺失,很容易使自動化裝置在工作的時候出現故障,更有甚者是會危害操作人員的健康。第二個方面則是這些裝置在設計的時候也容易受到工作環境的影響,如周邊的噪音、廢棄污染等。因此,保證設計環境的安全性以及穩定性十分重要。第三方面的影響則主要來自設計時的操作方式。
三、自動化裝置在進行設計以及製作時應該採取的步驟分析
在分析完設計以及製作這些裝置應該遵循的原則之後,接下來,筆者簡單地介紹一下這些裝置在具體設計以及製作時應該採取的步驟。
握派一前期的設計開發工作
既然是設計、製作裝置,那麼第一步自然是設計。一般來講,在對其進行設計的時候應該先進行市場調研的工作,尤其是需要這些裝置的企業所提出的工藝輸入條件和技術要求。而且,在進行設計的時候不僅僅需要對所需要的製作材料以及完工時的形象進行模擬設計,還需要對製作這些裝置的價格進行預算,以便能夠在保證其工作質量以及效率的同時達到節省成本的目的。另外,對於具體製作的操作人員名單也應該包含在設計這一步驟當中。除此之外,如果設計通過稽核之後還應該派遣專門的人員對其進行具體的分工。
二中期陸皮迅加工裝配工作
在設計工作之後,接下來就是這些裝置具體的加工製作。通常情況下,在進行設計之後會保留一份施工圖紙,一方面是為了後期的製作工作,另一方面也是為了方便日後的監督檢查工作。當然,在進行中期的加工製作時還需要設計人員和具體的加工和裝配人員進行溝通,以便能夠達到最優的設計以及製作效果。如果不這樣做的話,很容易使得加工和裝配人員根據自身的理解來進行製作。這樣一來,在出現理解偏差的時候就很難能夠得到及時的解決,從而浪費了施工單位的人力、物力以及財力。
三裝置除錯工作
磁性開關,氣缸感分前感和後感。調前感應將前感推至氣缸的最前端,氣缸形成也應在最前端,此時感應器應處於滅燈狀態,將感應器從前端往後推至燈亮則為合適,調後感方法同上。
四後期交付驗收工作
在經過設計以及製作之後,如果施工單位所製作的裝置能夠符合國家以及相關企業的要求,就可以進行最後一步的交付驗收工作。一般來講,在裝置製造完工之後,相關的技術人員會對其進行質量檢測。比如工作時的效率以及抗壓效能等。只有檢測合格,才可以投入使用。
四、關於自動化裝置在進行設計以及製作時應該格外注意的地方
在介紹完這些機械裝置在設計以及製作時應該遵循的原則以及施工步驟之後。筆者簡單地介紹一下在對其進行設計以及製作的時候應該注意的地方。
和應該遵循的原則以及製作步驟不同,這些需要注意的地方更應該稱為能夠提高設計以及製作質量的方法。首先,在對這些裝置進行設計的時候一定要注意所選取的設計方案是否最適合所需企業的要求。這主要是因為每一種型別的自動化裝置都具有自己的特性,因此,為了滿足不同顧客的需求,也應該設計不同的方案供其選擇。當然,設計裝置的工作人員也應該根據自身的專業性知識來提出一定的參考意見。而且,因為不同的設計方案會出現不同的裝置質量,所以一定要對這方面格外注意。除此之外,在選擇設計方案的時候也要注意這些方案的科學性以及合理性。
為了保證這些裝置的質量以及效率,相關的設計以及製作單位還應該注意技術的創新,如整合化、數字化以及智慧化等。
五、結語
在進行自動化機械裝置的設計以及製作的時候,應該根據國家所規定的步驟以及標准,而且還不能夠違背其設計原則。另外,為了保證這種自動化裝置的工作質量以及效率,在對其進行設計以及製作的時候還需要採用一些技巧。除此之外,雖然我國的科學技術以及經濟發展水平不是最高,但我國的科研力量仍不容小覷。因此,在保證這些裝置原有工作質量以及效率的基礎之上,使其得到進一步的提升也是有可能的。
參考文獻
[1] 劉海松.自動化機械裝置設計研發與製造思路探索[J].矽谷,201502:75.
[2] 張月雷.機械繫統可監測性設計理論及在船舶機械中的應用[D].武漢理工大學,2015:45.
[3] 徐造坤.不銹鋼薄壁材料工件自動化機械拋光技術研究[D].華中科技大學,2013: 72.
[4] 趙京.用現代設計方法樹立機械設計新理念[J].中國電力教育,201411:92.
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7. 機械設計論文開題報告
下文是為大家精選的機械設計論文開題報告,希望對大家有幫助!
機械設計論文開題報告
題目:上行式石灰帶式輸送機設計
一、課題依據及意義
帶式輸送機是連續運行的運輸設備,在冶金、采礦、動力、建材等重工業部門及交通運輸部門中主要用來運送大量散狀貨物,如礦石、煤、砂等粉、塊狀物和包裝好的成件物品。由於帶式輸送機有長距離、運量大、連續運輸等特點,其已經成為煤礦最理想的高效連續輸送設備。帶式輸送機運行可靠,易於實現自動化、集中化控制,特別是對高產高效礦井。
由於帶式輸送機是一種摩擦驅動以連續方式運輸物料的機械。應用它,可以將物料在一定的輸送線上,從最初的供料點到最終的卸料點間形成一種物料的輸送流程。所以選擇帶式輸送機這種通用機械的設計作為畢業設計的選題,由此能培養我們獨立解決工程實際問題的能力。由於現在對貨物石灰比較常用,所以上行式石灰帶式輸送機的設計還是很有必要的。
二、國內外研究概況及發展趨勢(含文獻綜述)
1、國外對帶式輸送機的發展研究
國外對帶式輸送機得研究包括多方面,比如輸送機起動的優化理論,輸送帶橫向振動理論的發展,橡膠損耗裝置的研究,橡膠損耗裝置的研究,卸料軌跡與料流狀態研究等等。具體研究發展情況幾天如下:
最佳理論S—曲線起動 此研究1981年開始於澳大利亞聯邦科學與工業研究組織,優化輸送帶的起動,使瞬時應力最小化。在啟動時,S曲線在輸送帶上產生一個可預測的動態應力。
輸送帶振動理論的發展 對正交各向異性薄板理論的研究,對運動的輸送帶出現振動和彎曲現象有了第一次數學解釋,提供了一種准確的方法預測帶式輸送機的回程段振動的能量。得出了4階偏微分方程的解,並被應用於具體的稱為薄板的彈性邊界。得出了一種方法,對鋼絲繩芯輸送帶和織物帶,預測運輸段和回程段帶的振動形式需應用不同的特殊邊界條件。
滾動損耗的研究 上世紀末,進行了預測長距離和轉彎輸送機摩擦力的新研究。
紐卡斯爾大學研究了物料和輸送帶彎曲的影響,並且發表了許多研究成果。其他人也相繼發表了自己的研究成果,主要體現在對彎曲和有關滾動壓陷損耗的橡膠特點影響的理解以及壓陷損耗有關的復雜情況。
動力學分析 有多種方法可以解決輸送帶中彈性應力傳播的問題,包括波動模型、質量—彈簧模型、邊界元素模型和有限元/微分方法。每一種方法都有其數學根據。例如,對於波動模型方法有必要考慮全部應力波的傅立葉成分,而質量—彈簧模型的解決方案取決於產生應力各個模態的幅值,對於有限元模型,當運用大量的運算來模擬應力時若元素邊界錯誤就可能出現問題,並且元素的模數會變成臨界的模數。應用波動模型需要較多的數學基礎,而質量—彈簧模型更易於用速度快、內存大的計算機來處理。
表1 國外帶式輸送機的主要技術指標 Zh_ _sxd =
Tab.1 The main technical parameters of belt conveyer in overseas oq\_ {]7o.
國外300~500萬t/a高產高效礦井 @_jLSym Rn
>G主參數
順槽可伸縮帶式輸送機
大巷與斜井固定式強力帶式輸送機
運距/m
2000~3000
﹥3000
帶速/m.s-1
3.5~4
4~5,最高達8
輸送量/t.h-1
2500~3000
3000~4000
驅動總功率/kW
1200~2000
1500~3000,最大達10100
2、國內對帶式輸送機的發展研究
我國生產製造的帶式輸送機的品種、類型較多。在「八五」期間,通過國家一條龍「日產萬噸綜采設備」項目的實施,帶式輸送機的技術水平有了很大提高,煤礦井下用大功率、長距離帶式輸送機的關鍵技術研究和新產呂開發都取得了很大的進步。如大傾角長距離帶式輸送機成套設備、高產高效工作面順槽可伸縮帶式輸送機等均填補了國內空白,並對帶式輸送機的減低關鍵技術及其主要元部件進行了理論研究和產品開發,研製成功了多種軟起動和制動裝置以及以PLC為核心的可編程電控裝置,驅動系統採用調速型液力偶合器和行星齒輪減速器。目前,我國煤礦井下用帶式輸送機的主要技術特徵指標如表2所示。
表2 國內帶式輸送機的主要技術指標
Tab.2 The main technical parameters of the belt conveyer in China
主參數
順槽可伸縮帶式輸送機
大巷與斜井固定式強力帶式輸送機
運距/m
2000~3000
﹥3000
帶速/m.s-1
3.5~4
4~5,最高達8
輸送量/t.h-1
2500~3000
3000~4000
驅動總功率/kW
1200~2000
1500~3000,最大達10100
3、國內外帶式輸送機技術的差距
差距一:技術性能上的對比
我國帶式輸送機的主要性能與參數已不能滿足高產高效礦井的需要,尤其是順槽可伸縮帶式輸送機的關鍵元部件及其功能如自移機尾、高效儲帶與張緊裝置等與國外有著很大差距。 |S _>(YWu9 從上面國內外帶式輸送機得主要技術指標可以了解到:
1. 各種輸送帶式機的最大裝機功率都要遠遠的低於國外的最大裝機功率。
2. 帶速 由於受託輥轉速的限制,我國帶式輸送機帶速要比國外低上至少1m/s(我國為4m/s,國外已經達到5m/s以上)。
3. 運輸能力 我國帶式輸送機最大運量為3000 t/h,國外已達5500 t/h。
4. 工作面順槽運輸長度 我國為3000 m,國外為7300m。
5. 最大輸送帶寬度 我國帶式輸送機為1400 mm,國外最大為1830 mm。
6. 自移機尾=nr_YjxlC~ 如今高效工作需要求輸送機機尾隨著工作面的快速推進而快速自移。而國內自移機尾主要依賴進口,可見差距相差甚遠。
7. 高效儲帶與張緊裝置 我國採用封閉式儲帶結構和絞車紅緊為主,張緊小車易脫軌,輸送帶易跑偏,輸送帶伸縮時,托輥小車不自移,需人工推移,檢修麻煩。國外採用結構先進的開放式儲帶裝置和高精度的大扭矩、大行程自動張緊設備,托輥小車能自動隨輸送帶伸縮到位。輸送帶有易跑偏,不會出現脫軌現象。
8. 輸送機品種 國內機型品種少,功能單一,使用范圍受限,不能充分的發揮其性能。而且由於我國煤礦的地質條件差異很大,需要在運輸系統裡布置新的特殊條件,所以需有待開發專用型的運輸機。
差距二:核心技術上的差異
1.動態分析與監測技術
動態分析與監測技術是長距離、大功率帶式輸送機的技術關鍵,這種核心技術制約著大型帶式輸送機的發展。對帶式輸送機的研究中,我國在計算方法和設計規范中,使用的是剛性理論來進行分析研究。而實際上輸送帶是粘彈性體,長距離帶式輸送機其輸送帶對驅動裝置的起、制動力的動態響應是一個非常復雜的過程,而不能簡單地用剛體力學來解釋和計算。因此說我國對輸送帶使用了很高的安全系統。
已開發了帶式輸送機動態設計方法和應用軟體,在大型輸送機上對輸送機的動張力進行動態分析與動態監測,降低輸送帶的安全系統,大大延長使用壽命,確保了輸送機運行的可靠性,從而使大型帶式輸送機的設計達到了最高水平,並使輸送機的設備成本尤其是輸送帶成本大為降低。
2.可控軟起動技術與功率均衡技術
我們需要採用軟起動方式來降低輸送機制動張力,尤其是多電機驅動時,對於那種大運量產距離的帶式輸送機。但對軟起動也需有所研究,軟起動分時慢時快起動以減少對電網的沖擊;但又要控制起動加速度0.3~0.1 m/ ,解決承載帶與驅動帶的帶速同步問題及輸送帶涌浪現象,減少對元部件的沖擊。各電機之間的功率平衡也應加以控制,並提高平衡精度。國內解決了長距離帶式輸送機的起動與功率平衡及同步性問題,但其調節精度及可靠性與國外相比還有一定差距。此外,長距離大功率帶式輸送機除了要求一個運煤帶速外,還需要一個驗帶的帶速,調速型液力偶合器雖然實現軟啟動與功率平衡,但還需研製適合長距離的無級液力調速裝置。
差距三:控制系統差距
1. 驅動方式 我國為調速型液力偶合器和硬齒面減速器,國外傳動方式多樣,如BOSS系統、CST可控傳動系統等,控制精度較高。
2. 監控裝置 我國輸送機採用的是中檔可編程序控制器來控制輸送機的啟動、正常運行、停機等工作過程。這種可編程序控制器沒有自動臨近裝置,沒有故障診斷與查詢等。而在國外,採用的是高檔可編程序控制器PLC,開發了先進的程序軟伯與綜合電源繼電器控制技術以及數據採信、處理、存儲、傳輸、故障診斷與查詢等完整自動監控系統。
3.輸送機保護裝置 我國的輸送機保護裝置相對於國外來說對於很多方面都是處於一種空白狀態,也就是說國外所設計的保護裝置,我國目前還做不到。比如國外的帶式輸送機除了安裝了輸送帶跑偏、打滑、撕裂、過滿堵塞、自動灑水降塵這些基本等保護裝置外,還開發了很多新型監測裝置,如傳動滾筒、變向滾筒及托輥組的溫度監測系統、煙霧報警及自動消防滅火裝置、纖維織輸送帶縱撕裂及接頭監測系統、防爆電子輸送帶秤自動計量系統等等。我國不但沒有這些開發,而且那些基本保護其可靠性、靈敏性、壽命都較低。
差距四:可靠性、壽命上的差距
1.輸送帶抗拉強度 我國生產的織物整芯阻燃輸送帶最高為2500 N/mm,國外為3150 N/mm。鋼絲繩芯阻燃輸送帶最高為4000 N/mm,國外為7000 N/mm。 [email protected] _l_xWG
2.輸送帶接頭強度 我國輸送帶接頭強度為母帶的50%~65%,國外能夠達到母帶的70%~75%。 h-_fIO_*3
3. 托輥壽命 我國現有的托輥技術與國外比較,壽命短、速度低、阻力大,而美國等使用的新型注油托輥,其運行阻力小,軸承採用稀油潤滑,大大地提高了托輥的使用壽命,並可作為高速托輥應用於帶式輸送機上,使用面廣,經濟效益顯著。我國輸送機托輥壽命為2萬h,國外托輥壽命5~9萬h,國產托輥壽命僅為國外產品的30%~40%。 J_z-_Y O_
4. 輸送機減速器壽命 我國輸送機減速器壽命2萬h,國外減速器壽命7萬h。 _P`uU_o(?
5. 帶式輸送機上下運行時可靠性差。 a<+O`4____
4.現如今帶式輸送機的發展趨勢
1. 設備大型化、提高運輸能力 為了適應高產高效集約化生產的需要,帶式輸送機的輸送能力要加大。長距離、高帶速、大運量、大功率是今後發展的必然趨勢,也是高產高效礦井運輸技術的發展方向。
2. 提高元部件性能和可靠性 設備開機率的高與低主要取決於元部件的性能和可靠性。除了進一步完善和提高現有元部件的性能和可靠性,還要不斷地開發研究新的技術和元部件,如高性能可控軟起動技術、動態分析與監控技術、高效貯帶裝置、快速自移機尾、高速托輥等,使帶式輸送機的性能得到進一步提
3. 擴大功能,一機多用化 拓展運人、運料或雙向運輸等功能,做到一機多用,使其發揮最大的經濟效益。開發特殊型帶式輸送機,如彎曲帶式輸送機、大傾角或垂直提升輸送機等。
三、研究內容及實驗方案
通用帶式輸送機由輸送帶、托輥、滾筒及驅動、制動、張緊、改向、裝載、卸載、清掃等裝置組成。我此次設計的是上行式石灰帶式輸送機,屬於一種通用 帶式輸送機,主要計算與選擇輸送帶類型,托輥類型,滾筒類型以及張緊裝置。
根據使用地點的具體情況、用戶要求或輸送機類型情況,進行輸送機的整體布置。主要包括驅動裝置的形式、數量和安裝位置的確定,拉緊裝置的形式和安裝位置的確定,機頭、機尾布置,裝載位置及形式,清掃裝置的類型及位置的確定等。輸送帶繞經驅動滾筒和尾部改向滾筒形成無極的環形封閉帶。上、下雨股輸送帶分別支承在上托輥和下托輥上。拉緊裝置保證輸送帶正常運轉所需的張緊力。工作時,驅動滾筒通過摩擦力驅動輸送帶運行。物料裝在輸送帶上與輸送帶一同運動。通常利用上股輸送帶運送物料,並在輸送帶繞過機頭滾筒改變方向時卸載。必要時,可利用專門的卸載裝置在輸送機中部任意點進行卸載。
四、目標、主要特色及工作進度
目標 帶式輸送機得研究以及設計應用中,我們對帶式輸送機的利用要達到效率最大化。帶式輸送機在不斷的發展,其設計理論以及開發成果基本滿足礦工業的需求,我們利用現代化的計算機技術,結合現實地點與理論,設計出更好更有特色的帶式輸送機。帶式輸送機的應用跟廣泛,所以在安全裝置上需要更加的用心,而且根據市場的需求,設計出性能以及質量更能滿意的輸送機。
特點 上行式石灰帶式輸送機是一種摩擦驅動以連續方式運輸物料的傳送帶-流水線-傳送帶機械。礦井地面選煤廠及井下主要輸送道中,大部分採用此種輸送機。通過它我們能將物料從最初的供料點運輸到最終的卸料點,其輸送路線適應性強且靈活,線路長度可以短到10米,長到數十千米以上,也可以安裝到小型隧道里,甚至架設在危險地面上課。對於現代化工業企業中,這是一種不可缺少的裝置。
工作進度安排
1. 查閱相關資料,外文資料翻譯(6000字元以上),撰寫開題報告 20xx.12.27~20xx.01.21 4周
2.運動及動力參數計算 20xx.03.21~20xx.04.03 2周
3.總裝圖設計 20xx.04.04~20xx.04.24 3周
4 主要零、部件強度及選用計算 20xx.04.25~20xx.05.08 2周
5.繪制零、部件圖 20xx.05.09~20xx.05.22 2周
6.編寫設計計算說明書(畢業論文) 20xx.05.23~20xx.06.05 2周
7.畢業設計審查、畢業答辯 20xx.06.06~20xx.06.23 2周
五、參考文獻
[1]孫桓等主編.機械原理.北京:高等教育出版社,2001
[2]濮良貴等主編.機械設計. 北京:高等教育出版社,2001
[3]《運輸機械設計選用手冊》編委會.運輸機械設計選用手冊. 北京: 化學工業出版社.1999
[4]范祖堯主編.現代機械設備設計手冊. 北京:機械工業出版社,1996
[5]徐灝主編.機械設計手冊(第四版).北京.機械工業出版社.1991
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