畢業(yè)設計（論文）開題報告-關節(jié)式鉆床設計

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1、 畢業(yè)設計(論文)題目 關節(jié)式鉆床開題報告 一、課題來源、研究的目的和意義、國內外研究現(xiàn)狀及分析 1、課題來源 現(xiàn)代工業(yè)關節(jié)式鉆床起源于20世紀50年代初，是基于示教再現(xiàn)和主從控制方式、能適應產(chǎn)品種類變更，具有多自由度動作功能的柔性自動化產(chǎn)品。 關節(jié)式鉆床首先是從美國開始研制的。1958年美國聯(lián)合控制公司研制出第一臺關節(jié)式鉆床。他的結構是：機體上安裝一回轉長臂，端部裝有工件鉆攻機構，控制系統(tǒng)是示教型的。 1962年，美國機械鑄造公司在上述方案的基礎之上又試制成一臺數(shù)控示教再現(xiàn)型關節(jié)式鉆床。商名為Unimate(即萬能自動)。運動系統(tǒng)仿造坦克炮塔，臂回轉、俯仰，用氣驅動；控制

2、系統(tǒng)用磁鼓最存儲裝置。不少球坐標式通用關節(jié)式鉆床就是在這個基礎上發(fā)展起來的。同年該公司和普魯曼公司合并成立萬能自動公司（Unimaton）,專門生產(chǎn)工業(yè)關節(jié)式鉆床。 1962年，美國機械鑄造公司也試驗成功一種叫Versatran關節(jié)式鉆床，原意是靈活搬運。該關節(jié)式鉆床的中央立柱可以回轉，臂可以回轉、升降、伸縮、采用氣驅動，控制系統(tǒng)也是示教再現(xiàn)型。雖然這兩種關節(jié)式鉆床出現(xiàn)在六十年代初，但都是國外工業(yè)關節(jié)式鉆床發(fā)展的基礎。 1978年，美國Unimate公司和斯坦福大學、麻省理工學院聯(lián)合研制一種Unimate-Vic-arm型工業(yè)關節(jié)式鉆床，裝有小型電子計算機進行控制，用于裝配作業(yè)，定位誤差可

3、小于±1毫米。 美國還十分注意提高關節(jié)式鉆床的可靠性，改進結構，降低成本。如Unimate公司建立了8年關節(jié)式鉆床試驗臺，進行各種性能的試驗。準備把故障前平均時間（注：故障前平均時間是指一臺設備可靠性的一種量度。它給出在第一次故障前的平均運行時間），由400小時提高到1500小時，精度可提高到±0.1毫米。 德國機器制造業(yè)是從1970年開始應用關節(jié)式鉆床，主要用于起重運輸、焊接和設備的鉆孔、攻牙等作業(yè)。德國KnKa公司還生產(chǎn)一種全自動關節(jié)式鉆床，采用關節(jié)式結構和程序控制。 瑞士RETAB公司生產(chǎn)一種全自動智能關節(jié)式鉆床，采用示教方法編制程序。 瑞典安莎公司采用關節(jié)式鉆床鉆孔、攻牙等等。

4、 日本是工業(yè)關節(jié)式鉆床發(fā)展最快、應用最多的國家。自1969年從美國引進二種典型關節(jié)式鉆床后，大力研究關節(jié)式鉆床的研究。據(jù)報道，1976年從事關節(jié)式鉆床的研究工作的大專院校、研究單位多達50多個。1979年120多個大學和國家研究部門用在關節(jié)式鉆床的研究費用42%。1979年日本關節(jié)式鉆床的產(chǎn)值達443億日元，產(chǎn)量為14535臺。其中固定程序和可變程序約占一半，達222億日元，是1978年的二倍。具有記憶功能的關節(jié)式鉆床產(chǎn)值約為67億日元，比1978年增長50%。智能關節(jié)式鉆床約為17億日元，為1978年的6倍。截止1979年，關節(jié)式鉆床累計產(chǎn)量達56900臺。在數(shù)量上已占世界首位，約占70%

5、，并以每年50%～60%的速度增長。使用關節(jié)式鉆床最多的是汽車工業(yè)，其次是電機、電器。預計到1990年將有55萬機器人在工作。 第二代關節(jié)式鉆床正在加緊研制。它設有微型電子計算機控制系統(tǒng)，具有視覺、觸覺能力，甚至聽、想的能力。研究安裝各種傳感器，把感覺到的信息反饋，使關節(jié)式鉆床具有感覺機能。目前國外已經(jīng)出現(xiàn)了觸覺和視覺關節(jié)式鉆床。 第三代關節(jié)式鉆床則能獨立地完成工作過程中的任務。它與電子計算機和電視設備保持聯(lián)系。并逐步發(fā)展成為柔性制造系統(tǒng)FMS(Flexible Manufacturing system)和柔性制造單元(Flexible Manufacturing Cell)中重要一環(huán)。

6、 隨著關節(jié)式鉆床的研究制造和應用的擴大，國際性學術交流活動十分活躍，歐美各國和其他國家學術交流活動開展很多。 隨著科學技術的發(fā)展，關節(jié)式鉆床也越來越多的地被應用。在機械工業(yè)中，鑄、焊、鉚、沖、壓、熱處理、機械加工、裝配、檢驗、噴漆、電鍍等工種都有應用的實理。其他部門，如輕工業(yè)、建筑業(yè)、國防工業(yè)等工作中也均有所應用。 在機械工業(yè)中，應用關節(jié)式鉆床的意義可以概括如下： 一、以提高生產(chǎn)過程中的自動化程度 應用關節(jié)式鉆床有利于實現(xiàn)工件的鉆孔、攻牙等的自動化的程度，從而可以提高勞動生產(chǎn)率和降低生產(chǎn)成本。 二、以改善勞動條件，避免人身事故 在高溫、高壓、低溫、低壓、有灰塵、噪聲、臭味、有放射性

7、或有其他毒性污染以及工作空間狹窄的場合中，用人手直接操作是有危險或根本不可能的，而應用關節(jié)式鉆床即可部分或全部代替人安全的完成作業(yè)，使勞動條件得以改善。在一些簡單、重復，特別是較笨重的操作中，以關節(jié)式鉆床代替人進行工作，可以避免由于操作疲勞或疏忽而造成的人身事故。 三、可以減輕人力，并便于有節(jié)奏的生產(chǎn) 應用關節(jié)式鉆床代替人進行工作，這是直接減少人力的一個側面，同時由于應用關節(jié)式鉆床可以連續(xù)的工作，這是減少人力的另一個側面。因此，在自動化機床的綜合加工自動線上，目前幾乎都沒有關節(jié)式鉆床，以減少人力和更準確的控制生產(chǎn)的節(jié)拍，便于有節(jié)奏的進行工作生產(chǎn)。 綜上所述，有效的應用關節(jié)式鉆床，是發(fā)展機

8、械工業(yè)的必然趨勢。 二、主要研究內容 本課題是對關節(jié)式鉆床的原理及結構進行研究。具體包括以下內容： (1)介紹關節(jié)式鉆床的結構原理，合理地設計和改善其傳動機構等，確定關節(jié)式鉆床的結構。 (2)對確定好的關節(jié)式鉆床利用三維軟件SOLIDWORKS進行建模，設計出關節(jié)式鉆床的三維模型。 (3)對關節(jié)式鉆床的主要零部件進行強度校核，得出影響效率的主要因素，驗證理論分析和仿真分析結果的正確性。 三、研究方案、研究方法及預期達到的目標 首先對關節(jié)式鉆床的原理進行分析和掌握，初步了解并掌握關節(jié)式鉆床的原理和結構。 其次對傳動原理及安全系數(shù)進行計

9、算，確定結構類型 再次確定其關節(jié)式鉆床的傳動機構及方案最終確定。 最后對確定的關節(jié)式鉆床進行三維建模。 四、完成課題所需的條件、主要困難及解決辦法 本次設計的關節(jié)式鉆床的大體結構圖如下： 對此大體結構進行分析關節(jié)式鉆床的工作原理及結構情況，具體需要完成的步驟如下： 1、分析關節(jié)式鉆床的原理和結構。 2、確定具體結構擬定結構方案。 3、確定最終方案，繪制方案總圖。 4、根據(jù)總圖運用SOLIDWORKS三維軟件對方案總圖進行繪制其主體結構。 5、編寫設計說明書。 五、參考文獻 (參考文獻書寫順序：[序號] 作者.文章名.學術刊物名.年，卷（期）：引用起

10、止頁) 【1】朱紹仁．關節(jié)式鉆床的結構分析．中國專利，CN85200923U 【2】朱紹仁．關節(jié)式鉆床的創(chuàng)新和應用．中國專利，CN 92201375．6U 【3】曲繼方．關節(jié)式鉆床理論．北京：機械工業(yè)出版社，1993 【4】張國瑞．關節(jié)式鉆床技術．上海：上海交通大學出版社，1989 【5】陳仕賢．關節(jié)式鉆床設計北京航空航天大學學報，1978， (11)：37·610 【6】陳仕賢．關節(jié)式鉆床．機械科學與技術，1986 【7】朱紹仁．關節(jié)式鉆床的應用．第三屆全國發(fā)明與機構學術討論會會議論文，1988 【8】曲繼方．關節(jié)式鉆床．中國專利，專利號：CN207572 【9】吳序堂，

11、劉生林，趙宗濤．關節(jié)式鉆床的研究．西安交通大 學學報，1994，28(2)：40 【1 O】劉生林，吳序堂，趙宗濤．關節(jié)式鉆床的研究和實際應用．西安交通大 學學報，1995，29(7)：36．41 周期 論文工作進度（主要內容、完成要求） 一周 收集資料，熟悉課題及任務書 二周 完成開題報告，熟悉運用SOLIDWORKS三維軟件 三周 繪關節(jié)式鉆床的零件圖及裝配圖 二周 用SOLIDWORKS軟件進行關節(jié)式鉆床的三維建模 二周 編寫設計說明書，準備答辯 指 導 教 師 意 見 填寫要求： 對課題意義、學生閱讀文獻程度、課題思路是否

12、合理、是否能完成預期目標做出評價，并因此得出同意開題的結論。 指導教師（簽字）： 年 月 日 所在系 意 見 系主任（簽字）： 年 月 日 學院 審 核 意 見 教學院長（簽字、公章）： 年 月 日