開題報(bào)告-燈殼沖壓上下料機(jī)械手的液壓系統(tǒng)設(shè)計(jì).doc

哈爾濱理工大學(xué)機(jī)械動(dòng)力工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）開 題 報(bào) 告學(xué)生姓名 學(xué) 號(hào) 專 業(yè) 機(jī)械電子工程 班 級(jí) 機(jī)電09-2班 指導(dǎo)教師 2013 年3 月 11 日課題題目及來源畢業(yè)設(shè)計(jì)題目：燈殼沖壓上下料機(jī)械手的液壓系統(tǒng)設(shè)計(jì)題目來源： 指導(dǎo)教師自擬課題研究的意義和國內(nèi)外研究現(xiàn)狀： 機(jī)械工業(yè)是國民的裝備部，是為國民經(jīng)濟(jì)提供裝備和為人民生活提供耐用消費(fèi)品的產(chǎn)業(yè)。機(jī)械工業(yè)的規(guī)模和技術(shù)水平是衡量國家經(jīng)濟(jì)實(shí)力和科學(xué)技術(shù)水平的重要標(biāo)志。因此，世界各國都把發(fā)展機(jī)械工業(yè)作為發(fā)展本國經(jīng)濟(jì)的戰(zhàn)略重點(diǎn)之一。生產(chǎn)水平及科學(xué)技術(shù)的不斷進(jìn)步與發(fā)展帶動(dòng)了整個(gè)機(jī)械工業(yè)的快速發(fā)展?，F(xiàn)代工業(yè)中，生產(chǎn)過程的機(jī)械化，自動(dòng)化已成為突出的主題。然而在機(jī)械工業(yè)中，加工、裝配等生產(chǎn)是不連續(xù)的。單靠人力將這些不連續(xù)的生產(chǎn)工序銜接起來，不僅費(fèi)時(shí)而且效率不高。同時(shí)人的勞動(dòng)強(qiáng)度非常大，有時(shí)還會(huì)出現(xiàn)失誤及傷害。顯然，這嚴(yán)重影響制約了整個(gè)生產(chǎn)過程的效率和自動(dòng)化程度。機(jī)械手的應(yīng)用很好的解決了這一情況，它不存在重復(fù)的偶然失誤，也能有效的避免了人身事故。機(jī)器人并不是在簡單意義上代替人工的勞動(dòng)，而是綜合了人的特長和機(jī)器特長的一種擬人的機(jī)械裝置，既有人對(duì)環(huán)境狀態(tài)的快速反應(yīng)和分析判斷能力，又有機(jī)器可長時(shí)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(jī)器的進(jìn)化過程產(chǎn)物，它是工業(yè)以及非產(chǎn)業(yè)界的重要生產(chǎn)和服務(wù)性設(shè)備，也是先進(jìn)制造技術(shù)領(lǐng)域不可缺少的自動(dòng)化設(shè)備。近年來，隨著電子技術(shù)特別是電子計(jì)算機(jī)的廣泛應(yīng)用，機(jī)器人的研制和生產(chǎn)已成為高技術(shù)領(lǐng)域內(nèi)迅速發(fā)展起來的一門新興技術(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)械手通常用作機(jī)床或其他機(jī)器的附加裝置，制成能夠獨(dú)立按程序控制實(shí)現(xiàn)重復(fù)操作，使用范圍比較廣的“程序控制通用機(jī)械手”簡稱通用機(jī)械手。由于通用機(jī)械手能夠很快地改變工作程序，適用性強(qiáng)，所以它在不斷變換生產(chǎn)品種的中小批量生產(chǎn)中獲得廣泛的應(yīng)用。液動(dòng)機(jī)械手已經(jīng)廣泛應(yīng)用在生產(chǎn)自動(dòng)化的各個(gè)行業(yè). 近20年來，液壓技術(shù)的應(yīng)用領(lǐng)域迅速拓寬，尤其是在各種自動(dòng)化生產(chǎn)線上得到廣泛應(yīng)用。電氣可編程控制技術(shù)與液壓技術(shù)相結(jié)合，使整個(gè)系統(tǒng)自動(dòng)化程度更高，控制方式更靈活，性能更加可靠；液動(dòng)機(jī)械手、柔性自動(dòng)生產(chǎn)線的迅速發(fā)展，對(duì)液壓技術(shù)提出了更多更高的要求；微電子技術(shù)的引入，促進(jìn)了電氣比例伺服技術(shù)的發(fā)展，現(xiàn)代控制理論的發(fā)展，使液壓技術(shù)從開關(guān)控制進(jìn)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(diào)制技術(shù)具有結(jié)構(gòu)簡單、抗污染能力強(qiáng)和成本低廉等特點(diǎn)，國內(nèi)外都在大力開發(fā)研究。我國液壓技術(shù)開始于20世紀(jì)50年代，最初用于機(jī)床和鍛造設(shè)備，后來用與拖拉機(jī)和工程機(jī)械。1964年從國外引進(jìn)一些液壓元件生產(chǎn)技術(shù)，同時(shí)自行設(shè)計(jì)液壓產(chǎn)品，經(jīng)過20多年的艱苦探索和發(fā)展，特別是20世紀(jì)80年代引進(jìn)美國，日本和德國的先進(jìn)技術(shù)和設(shè)備，使我國的液壓技術(shù)水平有了很好的提高。到目前為止，我國的液壓行業(yè)已經(jīng)形成一個(gè)門類比較齊全，有一定生產(chǎn)能力和技術(shù)水平的工業(yè)體系。據(jù)統(tǒng)計(jì)，2004年液壓行業(yè)的總產(chǎn)值達(dá)約103億，首次突破100億元，創(chuàng)造歷史最高水平。目前的國內(nèi)機(jī)械于主要用于機(jī)床加工、鑄造、熱處理等方面，數(shù)量、品種、性能方面都不能滿足工業(yè)生產(chǎn)發(fā)展的需要。所以，在國內(nèi)主要是逐步擴(kuò)大應(yīng)用范圍，重點(diǎn)發(fā)展鑄造、熱處理方面的機(jī)械手，以減輕勞動(dòng)強(qiáng)度，改善作業(yè)條件，在應(yīng)用專用機(jī)械手的同時(shí)，相應(yīng)的發(fā)展通用機(jī)械手，有條件的還要研制示教式機(jī)械手、計(jì)算機(jī)控制機(jī)械手和組合機(jī)械手等。同時(shí)要提高速度，減少?zèng)_擊，正確定位，以便更好的發(fā)揮機(jī)械手的作用。此外還應(yīng)大力研究伺服型，記憶再現(xiàn)型，以及具有觸覺、視覺等性能的機(jī)械手，并考慮與計(jì)算機(jī)連用，逐步成為整個(gè)機(jī)械制造系統(tǒng)中的一個(gè)基本單元。由于液壓傳動(dòng)系統(tǒng)使用安全、可靠，因此，有利于縮短機(jī)器設(shè)備的設(shè)計(jì)制造周期并降低成本。而液壓機(jī)械手作為機(jī)械手的一種，它具有結(jié)構(gòu)簡單、重量輕、動(dòng)作迅速、平穩(wěn)、可靠、容易實(shí)現(xiàn)無級(jí)調(diào)速、易實(shí)現(xiàn)過載保護(hù)、易實(shí)現(xiàn)復(fù)雜的動(dòng)作等優(yōu)點(diǎn)。所以，液壓機(jī)械手被廣泛應(yīng)用于汽車制造業(yè)、半導(dǎo)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(shù)經(jīng)歷了一個(gè)漫長的發(fā)展過程，隨著液動(dòng)伺服技術(shù)走出實(shí)驗(yàn)室，液壓技術(shù)及液動(dòng)機(jī)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(shù)、液動(dòng)機(jī)械手三足鼎立的局面。我國對(duì)液壓技術(shù)和液動(dòng)機(jī)械手的研究與應(yīng)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(dòng)機(jī)械手已經(jīng)在汽車等行業(yè)為國家的發(fā)展進(jìn)步發(fā)揮著重要作用。隨著微電子技術(shù)的迅速發(fā)展和機(jī)械加工工藝水平的提高及現(xiàn)代控制理論的應(yīng)用，為研究高性能的液動(dòng)機(jī)械手奠定了堅(jiān)實(shí)的物質(zhì)技術(shù)基礎(chǔ)。由于液動(dòng)機(jī)械手有結(jié)構(gòu)簡單、易實(shí)現(xiàn)無級(jí)調(diào)速、易實(shí)現(xiàn)過載保護(hù)、易實(shí)現(xiàn)復(fù)雜的動(dòng)作等諸多獨(dú)特的優(yōu)點(diǎn)，可以預(yù)見，隨著機(jī)械手的小型化和微型化，其應(yīng)用領(lǐng)域?qū)?huì)突破傳統(tǒng)的機(jī)械領(lǐng)域，而向著電子信息、生物技術(shù)、生命科學(xué)及航空航天等高端行業(yè)發(fā)展。液動(dòng)機(jī)械手工作性能的優(yōu)劣，決定著它能否正常地應(yīng)用于生產(chǎn)中。機(jī)械手工作性能中的重復(fù)定位精度和工作速度兩個(gè)指標(biāo)，是決定機(jī)械手能否保質(zhì)保量地完成操作任務(wù)的關(guān)鍵因素。因此要解決好機(jī)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(yīng)發(fā)展?jié)M足機(jī)械手性能要求廉價(jià)的電液伺服閥，將伺服控制系統(tǒng)應(yīng)用于機(jī)械手上。液壓傳動(dòng)的優(yōu)點(diǎn)： （1）體積小、重量輕，因此慣性力較小，當(dāng)突然過載或停車時(shí)，不會(huì)發(fā)生大的沖擊； （2）能在給定范圍內(nèi)平穩(wěn)的自動(dòng)調(diào)節(jié)牽引速度，并可實(shí)現(xiàn)無極調(diào)速； （3）換向容易，在不改變電機(jī)旋轉(zhuǎn)方向的情況下，可以較方便地實(shí)現(xiàn)工作機(jī)構(gòu)旋轉(zhuǎn)和直線往復(fù)運(yùn)動(dòng)的轉(zhuǎn)換； （4）液壓泵和液壓馬達(dá)之間用油管連接，在空間布置上彼此不受嚴(yán)格限制； （5）由于采用油液為工作介質(zhì)，元件相對(duì)運(yùn)動(dòng)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(dòng)化程度高； （7）容易實(shí)現(xiàn)過載保護(hù)。課題研究的主要內(nèi)容和方法，研究過程中的主要問題和解決辦法： 機(jī)械手總體布局設(shè)計(jì)及動(dòng)作分析，重點(diǎn)進(jìn)行液壓系統(tǒng)的設(shè)計(jì)計(jì)算。具體任務(wù)如下：（1） 熟悉題目、收集資料、寫開題報(bào)告、方案論證； （2） 機(jī)械手總體布局圖（1A0）； （3） 液壓系統(tǒng)設(shè)計(jì)與計(jì)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(shè)計(jì)計(jì)算說明書、外文資料翻譯和中英文摘要各一份。 在機(jī)械手設(shè)計(jì)過程中，我們需要解決的問題有如下幾點(diǎn)：（1） 分析工藝過程對(duì)設(shè)計(jì)機(jī)器的要求，確定主要技術(shù)規(guī)格和動(dòng)作線圖。（2） 總體設(shè)計(jì)方案的確定。（3） 主要零部件強(qiáng)度和剛度計(jì)算。（4） 液壓系統(tǒng)設(shè)計(jì)。（5） 集成塊設(shè)計(jì)。（6） 整體校驗(yàn)，確定方案可行性。解決步驟大致如下：（1） 明確工作要求，對(duì)工作件有明確認(rèn)識(shí)，進(jìn)行工況分析。（2） 查閱相關(guān)資料，在網(wǎng)上了解相關(guān)新聞。（3） 請(qǐng)教導(dǎo)師，并及時(shí)報(bào)告進(jìn)程。（4） 在相關(guān)工廠進(jìn)行參觀實(shí)習(xí)以研究實(shí)例。課題研究所需的參考文獻(xiàn)： （1） 劉延俊，關(guān)浩，周德繁.液壓與氣壓傳動(dòng).高等教育出版社，2007.（2） 雷天覺.液壓工程手冊(cè).機(jī)械工業(yè)出版社，1990：5060.（3） 張世偉，朱福元.液壓系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與結(jié)構(gòu)計(jì)算.寧夏人民出版社，1987.（4） 天津大學(xué)編寫組，工業(yè)機(jī)械手設(shè)計(jì)基礎(chǔ).天津科學(xué)技術(shù)出版社，1981。（5） 鄂中凱，方昆凡，李紹榮.機(jī)械零件設(shè)計(jì)手冊(cè)續(xù)篇液壓傳動(dòng)與氣壓傳動(dòng).冶金工業(yè)出版社，1979：1497.（6） 張利平.液壓傳動(dòng)系統(tǒng)及設(shè)計(jì).化學(xué)工業(yè)出版社，2005.（7） Frank Yeaple.Fluid Power Design Han