開題報告-燈殼沖壓上下料機械手的液壓系統(tǒng)設計.doc

哈爾濱理工大學機械動力工程學院畢業(yè)設計（論文）開 題 報 告學生姓名 學 號 專 業(yè) 機械電子工程 班 級 機電09-2班 指導教師 2013 年3 月 11 日課題題目及來源畢業(yè)設計題目：燈殼沖壓上下料機械手的液壓系統(tǒng)設計題目來源： 指導教師自擬課題研究的意義和國內外研究現狀： 機械工業(yè)是國民的裝備部，是為國民經濟提供裝備和為人民生活提供耐用消費品的產業(yè)。機械工業(yè)的規(guī)模和技術水平是衡量國家經濟實力和科學技術水平的重要標志。因此，世界各國都把發(fā)展機械工業(yè)作為發(fā)展本國經濟的戰(zhàn)略重點之一。生產水平及科學技術的不斷進步與發(fā)展帶動了整個機械工業(yè)的快速發(fā)展?，F代工業(yè)中，生產過程的機械化，自動化已成為突出的主題。然而在機械工業(yè)中，加工、裝配等生產是不連續(xù)的。單靠人力將這些不連續(xù)的生產工序銜接起來，不僅費時而且效率不高。同時人的勞動強度非常大，有時還會出現失誤及傷害。顯然，這嚴重影響制約了整個生產過程的效率和自動化程度。機械手的應用很好的解決了這一情況，它不存在重復的偶然失誤，也能有效的避免了人身事故。機器人并不是在簡單意義上代替人工的勞動，而是綜合了人的特長和機器特長的一種擬人的機械裝置，既有人對環(huán)境狀態(tài)的快速反應和分析判斷能力，又有機器可長時間持續(xù)工作、精確度高、抗惡劣環(huán)境的能力，從某種意義上說它也是機器的進化過程產物，它是工業(yè)以及非產業(yè)界的重要生產和服務性設備，也是先進制造技術領域不可缺少的自動化設備。近年來，隨著電子技術特別是電子計算機的廣泛應用，機器人的研制和生產已成為高技術領域內迅速發(fā)展起來的一門新興技術，它更加促進了機械手的發(fā)展，使得機械手能更好地實現與機械化和自動化的有機結合。機械手通常用作機床或其他機器的附加裝置，制成能夠獨立按程序控制實現重復操作，使用范圍比較廣的“程序控制通用機械手”簡稱通用機械手。由于通用機械手能夠很快地改變工作程序，適用性強，所以它在不斷變換生產品種的中小批量生產中獲得廣泛的應用。液動機械手已經廣泛應用在生產自動化的各個行業(yè). 近20年來，液壓技術的應用領域迅速拓寬，尤其是在各種自動化生產線上得到廣泛應用。電氣可編程控制技術與液壓技術相結合，使整個系統(tǒng)自動化程度更高，控制方式更靈活，性能更加可靠；液動機械手、柔性自動生產線的迅速發(fā)展，對液壓技術提出了更多更高的要求；微電子技術的引入，促進了電氣比例伺服技術的發(fā)展，現代控制理論的發(fā)展，使液壓技術從開關控制進入閉環(huán)比例伺服控制，控制精度不斷提高；由于液壓脈寬調制技術具有結構簡單、抗污染能力強和成本低廉等特點，國內外都在大力開發(fā)研究。我國液壓技術開始于20世紀50年代，最初用于機床和鍛造設備，后來用與拖拉機和工程機械。1964年從國外引進一些液壓元件生產技術，同時自行設計液壓產品，經過20多年的艱苦探索和發(fā)展，特別是20世紀80年代引進美國，日本和德國的先進技術和設備，使我國的液壓技術水平有了很好的提高。到目前為止，我國的液壓行業(yè)已經形成一個門類比較齊全，有一定生產能力和技術水平的工業(yè)體系。據統(tǒng)計，2004年液壓行業(yè)的總產值達約103億，首次突破100億元，創(chuàng)造歷史最高水平。目前的國內機械于主要用于機床加工、鑄造、熱處理等方面，數量、品種、性能方面都不能滿足工業(yè)生產發(fā)展的需要。所以，在國內主要是逐步擴大應用范圍，重點發(fā)展鑄造、熱處理方面的機械手，以減輕勞動強度，改善作業(yè)條件，在應用專用機械手的同時，相應的發(fā)展通用機械手，有條件的還要研制示教式機械手、計算機控制機械手和組合機械手等。同時要提高速度，減少沖擊，正確定位，以便更好的發(fā)揮機械手的作用。此外還應大力研究伺服型，記憶再現型，以及具有觸覺、視覺等性能的機械手，并考慮與計算機連用，逐步成為整個機械制造系統(tǒng)中的一個基本單元。由于液壓傳動系統(tǒng)使用安全、可靠，因此，有利于縮短機器設備的設計制造周期并降低成本。而液壓機械手作為機械手的一種，它具有結構簡單、重量輕、動作迅速、平穩(wěn)、可靠、容易實現無級調速、易實現過載保護、易實現復雜的動作等優(yōu)點。所以，液壓機械手被廣泛應用于汽車制造業(yè)、半導體及家電行業(yè)、化肥和化工，食品和藥品的包裝、精密儀器和軍事工業(yè)等。液壓技術經歷了一個漫長的發(fā)展過程，隨著液動伺服技術走出實驗室，液壓技術及液動機械手迎來了嶄新的春天。目前在世界上形成了以日本、美國和歐盟液壓技術、液動機械手三足鼎立的局面。我國對液壓技術和液動機械手的研究與應用都比較晚，但隨著投入力度和研發(fā)力度的加大，我國自主研制的許多液動機械手已經在汽車等行業(yè)為國家的發(fā)展進步發(fā)揮著重要作用。隨著微電子技術的迅速發(fā)展和機械加工工藝水平的提高及現代控制理論的應用，為研究高性能的液動機械手奠定了堅實的物質技術基礎。由于液動機械手有結構簡單、易實現無級調速、易實現過載保護、易實現復雜的動作等諸多獨特的優(yōu)點，可以預見，隨著機械手的小型化和微型化，其應用領域將會突破傳統(tǒng)的機械領域，而向著電子信息、生物技術、生命科學及航空航天等高端行業(yè)發(fā)展。液動機械手工作性能的優(yōu)劣，決定著它能否正常地應用于生產中。機械手工作性能中的重復定位精度和工作速度兩個指標，是決定機械手能否保質保量地完成操作任務的關鍵因素。因此要解決好機械手的工作平穩(wěn)性和快速性的要求，除了從解決緩沖定位措施入手外，還應發(fā)展?jié)M足機械手性能要求廉價的電液伺服閥，將伺服控制系統(tǒng)應用于機械手上。液壓傳動的優(yōu)點： （1）體積小、重量輕，因此慣性力較小，當突然過載或停車時，不會發(fā)生大的沖擊； （2）能在給定范圍內平穩(wěn)的自動調節(jié)牽引速度，并可實現無極調速； （3）換向容易，在不改變電機旋轉方向的情況下，可以較方便地實現工作機構旋轉和直線往復運動的轉換； （4）液壓泵和液壓馬達之間用油管連接，在空間布置上彼此不受嚴格限制； （5）由于采用油液為工作介質，元件相對運動表面間能自行潤滑，磨損小，使用壽命長； （6）操縱控制簡便，自動化程度高； （7）容易實現過載保護。課題研究的主要內容和方法，研究過程中的主要問題和解決辦法： 機械手總體布局設計及動作分析，重點進行液壓系統(tǒng)的設計計算。具體任務如下：（1） 熟悉題目、收集資料、寫開題報告、方案論證； （2） 機械手總體布局圖（1A0）； （3） 液壓系統(tǒng)設計與計算，液壓系統(tǒng)原理圖（1A1）； （4） 泵站裝備圖（1A0），集成塊零件圖（1A1）； （5） 設計計算說明書、外文資料翻譯和中英文摘要各一份。 在機械手設計過程中，我們需要解決的問題有如下幾點：（1） 分析工藝過程對設計機器的要求，確定主要技術規(guī)格和動作線圖。（2） 總體設計方案的確定。（3） 主要零部件強度和剛度計算。（4） 液壓系統(tǒng)設計。（5） 集成塊設計。（6） 整體校驗，確定方案可行性。解決步驟大致如下：（1） 明確工作要求，對工作件有明確認識，進行工況分析。（2） 查閱相關資料，在網上了解相關新聞。（3） 請教導師，并及時報告進程。（4） 在相關工廠進行參觀實習以研究實例。課題研究所需的參考文獻： （1） 劉延俊，關浩，周德繁.液壓與氣壓傳動.高等教育出版社，2007.（2） 雷天覺.液壓工程手冊.機械工業(yè)出版社，1990：5060.（3） 張世偉，朱福元.液壓系統(tǒng)的設計與結構計算.寧夏人民出版社，1987.（4） 天津大學編寫組，工業(yè)機械手設計基礎.天津科學技術出版社，1981。（5） 鄂中凱，方昆凡，李紹榮.機械零件設計手冊續(xù)篇液壓傳動與氣壓傳動.冶金工業(yè)出版社，1979：1497.（6） 張利平.液壓傳動系統(tǒng)及設計.化學工業(yè)出版社，2005.（7） Frank Yeaple.Fluid Power Design Han