物料回转工作台设计开题报告

 2021-08-08 02:08

全文总字数:2636字

1. 研究目的与意义

本课题设计一台FMS生产线用的物料回转工作台,其目的意义如下:

随着社会经济的发展和竞争的进一步加剧,传统的大批量少品种的生产方式已变得越来越难以适应市场的需求,而多品种小批量的生产方式已逐渐成为主流。柔性制造系统(FlexibleManufacturingSystem,,FMS),是指在相应的控制系统作用下,根据生产作业的安排,将由自动装卸装置、柔性输送系统和各加工单元组成的系统连接起来,以满足多品种、小批量的生产方式的制造系统。柔性制造系统已成为当前制造业发展和创新的重要部分,给整个制造业带来了改革性的突变。众多传统制造业已把目光和精力投入到柔性制造系统上,使得柔性制造系统呈现了巨大的发展前景。

柔性制造系统通常由三个部分组成:加工系统、相关的控制系统以及自动化输送系统。物料在全自动生产线上的输送,体现在制造业的各个方面。从企业内部的生产加工过程来看,包括原材料、毛坯件、半成品、加工工具、易耗品和成品的输送,其种类可谓多种多样。据有关文献统计,在制造业的整个生产制造过程中,仅有5%左右的时间用于产品的加工和制造,其余的大部分时间都花费在物料的输送过程中,同时也占据了相当大的一部分生产成本。柔性输送系统(FlexibleTransmissionSystem,FTS),是柔性制造系统重要的组成部分,为实现物料的柔性输送提供安全可行的条件,已成为柔性制造系统设计成败的关键性因素。制造系统的柔性很大程度上决定于整个输送系统是否具有柔性,当面临产品的升级和改进时,输送系统能否满足物料的有效输送。提高输送系统的柔性,将大为减少生产过程中的时间等待和运输成本,对于提高整个制造业的水平具有重要的意义和价值。

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2. 国内外研究现状分析

国外柔性制造系统起源于20世纪60年代的英美发达国家,并逐渐得到重视和应用于实际生产过程中。英国莫林斯公司于1987年研制的《System24》,标志着柔性制造系统进入了实际生产应用的阶段。美国在随后的几年内,拥有了世界上最大的柔性制造系统。日本在柔性制造系统后来的发展上,起到了强大的助推作用。日本Fanuc公司在上世纪八十年代末研制成世界上首个自动化生产工厂,在全世界范围内引起了巨大的轰动。同时期的各个西方发达国家包括匈牙利、保加利亚、捷克和波兰等都拥有了自己的柔性制造系统。1990年日本、美国、加拿大和澳大利亚等国家以及西欧各国进行了为期10年的智能制造系统(IntelligentManufacturingSystem,IMS)的研发,这其中就包含了柔性制造系统的重要内容。目前FMS已进入了第二代的开发研制阶段,智能化的机械将与人更好地结合在一起。

我国在柔性制造方面起步较晚,技术积累较少。由于我国的中小批量生产达到90%以上,发展能加工多品种的设备势在必行。原机械部北京机床研究所在1984年成功研制了FMC-1和FMC-2型两种柔性加工单元,并从此开始了柔性制造系统在我国的开发与设计。在1985年10月,该所与日本FANUC公司一起合作开发了第一条用于生产加工直流伺服电机零部件的柔性制造系统(JCS-FMS-1型)。在1985年后,在国家重点科技攻关项目和863发展计划的支持下,FMS获得了巨大的发展,开始了国产化的研制和开发。沈机集团昆明机床股份有限公司开发的FMS1000型和FMS1600型柔性制造系统,经科技成果鉴定为柔性制造系统技术达到了国内领先、世界先进水平。当前柔性制造系统在柔性输送方面研究得比较多的是AGV系统。由于AGV系统具有环境适应性好、较高的柔性和可方便地实现自动化等特点,受到人们的广泛关注。世界上首辆AGV小车由美国于1953年研制出来。各欧美国家的公司也都投入了大量的精力在AGV的研制上,如EGEMIN公司和NDC公司等。在亚洲国家里,日本MEIDENSHA公司研发的AGV,结构简单实用,可满足那些关心成本的用户的需求。AGV系统的控制技术中最核心的是路径规划技术。国内外研究的路径规划算法包括D*算法、蚁群算法、遗传算法、神经网络算法、免疫算法、模拟退火法和模糊逻辑算法等。

3. 研究的基本内容与计划

主要研究内容:

本课题的侧重点在于物料回转工作台的结构与设计计算。首先对物料回转工作台的一些结构进行分析,分析其现有的结构存在哪些弊端和不足,并从中得出比较合理的布置结构。然后根据所得结果,进一步分析研究,得出最优布置方案。其次给出实现平稳可靠布置结构。本文主要应用机械原理设计的知识,首先应用力学等基本知识对物料回转工作台的不同布置结构进行分析和研究,并得出各自的特点;研究物料回转工作台的受力情况,争取改进现有的物料回转工作台的结构或能创造性地提出一种新的布置结构。

1、物料回转工作台的主要结构设计主要包括以下内容:

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4. 研究创新点

本论文特色与创新如下:

1.物料回转工作台采用齿轮,蜗杆传动,动力源用步进电机,总体可以实现圆周进给和分度运动。

2.工作台的参数:回转直径400mm;回转角度180,分度精确度45,最大承载重量100㎏。

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