畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）開題報(bào)告-關(guān)節(jié)式鉆床設(shè)計(jì)

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1、 畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文)題目 關(guān)節(jié)式鉆床開題報(bào)告 一、課題來(lái)源、研究的目的和意義、國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀及分析 1、課題來(lái)源 現(xiàn)代工業(yè)關(guān)節(jié)式鉆床起源于20世紀(jì)50年代初，是基于示教再現(xiàn)和主從控制方式、能適應(yīng)產(chǎn)品種類變更，具有多自由度動(dòng)作功能的柔性自動(dòng)化產(chǎn)品。 關(guān)節(jié)式鉆床首先是從美國(guó)開始研制的。1958年美國(guó)聯(lián)合控制公司研制出第一臺(tái)關(guān)節(jié)式鉆床。他的結(jié)構(gòu)是：機(jī)體上安裝一回轉(zhuǎn)長(zhǎng)臂，端部裝有工件鉆攻機(jī)構(gòu)，控制系統(tǒng)是示教型的。 1962年，美國(guó)機(jī)械鑄造公司在上述方案的基礎(chǔ)之上又試制成一臺(tái)數(shù)控示教再現(xiàn)型關(guān)節(jié)式鉆床。商名為Unimate(即萬(wàn)能自動(dòng))。運(yùn)動(dòng)系統(tǒng)仿造坦克炮塔，臂回轉(zhuǎn)、俯仰，用氣驅(qū)動(dòng)；控制

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

3、小于±1毫米。 美國(guó)還十分注意提高關(guān)節(jié)式鉆床的可靠性，改進(jìn)結(jié)構(gòu)，降低成本。如Unimate公司建立了8年關(guān)節(jié)式鉆床試驗(yàn)臺(tái)，進(jìn)行各種性能的試驗(yàn)。準(zhǔn)備把故障前平均時(shí)間（注：故障前平均時(shí)間是指一臺(tái)設(shè)備可靠性的一種量度。它給出在第一次故障前的平均運(yùn)行時(shí)間），由400小時(shí)提高到1500小時(shí)，精度可提高到±0.1毫米。 德國(guó)機(jī)器制造業(yè)是從1970年開始應(yīng)用關(guān)節(jié)式鉆床，主要用于起重運(yùn)輸、焊接和設(shè)備的鉆孔、攻牙等作業(yè)。德國(guó)KnKa公司還生產(chǎn)一種全自動(dòng)關(guān)節(jié)式鉆床，采用關(guān)節(jié)式結(jié)構(gòu)和程序控制。 瑞士RETAB公司生產(chǎn)一種全自動(dòng)智能關(guān)節(jié)式鉆床，采用示教方法編制程序。 瑞典安莎公司采用關(guān)節(jié)式鉆床鉆孔、攻牙等等。

4、 日本是工業(yè)關(guān)節(jié)式鉆床發(fā)展最快、應(yīng)用最多的國(guó)家。自1969年從美國(guó)引進(jìn)二種典型關(guān)節(jié)式鉆床后，大力研究關(guān)節(jié)式鉆床的研究。據(jù)報(bào)道，1976年從事關(guān)節(jié)式鉆床的研究工作的大專院校、研究單位多達(dá)50多個(gè)。1979年120多個(gè)大學(xué)和國(guó)家研究部門用在關(guān)節(jié)式鉆床的研究費(fèi)用42%。1979年日本關(guān)節(jié)式鉆床的產(chǎn)值達(dá)443億日元，產(chǎn)量為14535臺(tái)。其中固定程序和可變程序約占一半，達(dá)222億日元，是1978年的二倍。具有記憶功能的關(guān)節(jié)式鉆床產(chǎn)值約為67億日元，比1978年增長(zhǎng)50%。智能關(guān)節(jié)式鉆床約為17億日元，為1978年的6倍。截止1979年，關(guān)節(jié)式鉆床累計(jì)產(chǎn)量達(dá)56900臺(tái)。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(zhǎng)。使用關(guān)節(jié)式鉆床最多的是汽車工業(yè)，其次是電機(jī)、電器。預(yù)計(jì)到1990年將有55萬(wàn)機(jī)器人在工作。 第二代關(guān)節(jié)式鉆床正在加緊研制。它設(shè)有微型電子計(jì)算機(jī)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(guān)節(jié)式鉆床具有感覺機(jī)能。目前國(guó)外已經(jīng)出現(xiàn)了觸覺和視覺關(guān)節(jié)式鉆床。 第三代關(guān)節(jié)式鉆床則能獨(dú)立地完成工作過程中的任務(wù)。它與電子計(jì)算機(jī)和電視設(shè)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(guān)節(jié)式鉆床的研究制造和應(yīng)用的擴(kuò)大，國(guó)際性學(xué)術(shù)交流活動(dòng)十分活躍，歐美各國(guó)和其他國(guó)家學(xué)術(shù)交流活動(dòng)開展很多。 隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，關(guān)節(jié)式鉆床也越來(lái)越多的地被應(yīng)用。在機(jī)械工業(yè)中，鑄、焊、鉚、沖、壓、熱處理、機(jī)械加工、裝配、檢驗(yàn)、噴漆、電鍍等工種都有應(yīng)用的實(shí)理。其他部門，如輕工業(yè)、建筑業(yè)、國(guó)防工業(yè)等工作中也均有所應(yīng)用。 在機(jī)械工業(yè)中，應(yīng)用關(guān)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(dòng)化程度 應(yīng)用關(guān)節(jié)式鉆床有利于實(shí)現(xiàn)工件的鉆孔、攻牙等的自動(dòng)化的程度，從而可以提高勞動(dòng)生產(chǎn)率和降低生產(chǎn)成本。 二、以改善勞動(dòng)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(chǎng)合中，用人手直接操作是有危險(xiǎn)或根本不可能的，而應(yīng)用關(guān)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(dòng)條件得以改善。在一些簡(jiǎn)單、重復(fù)，特別是較笨重的操作中，以關(guān)節(jié)式鉆床代替人進(jìn)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(yīng)用關(guān)節(jié)式鉆床代替人進(jìn)行工作，這是直接減少人力的一個(gè)側(cè)面，同時(shí)由于應(yīng)用關(guān)節(jié)式鉆床可以連續(xù)的工作，這是減少人力的另一個(gè)側(cè)面。因此，在自動(dòng)化機(jī)床的綜合加工自動(dòng)線上，目前幾乎都沒有關(guān)節(jié)式鉆床，以減少人力和更準(zhǔn)確的控制生產(chǎn)的節(jié)拍，便于有節(jié)奏的進(jìn)行工作生產(chǎn)。 綜上所述，有效的應(yīng)用關(guān)節(jié)式鉆床，是發(fā)展機(jī)

8、械工業(yè)的必然趨勢(shì)。 二、主要研究?jī)?nèi)容 本課題是對(duì)關(guān)節(jié)式鉆床的原理及結(jié)構(gòu)進(jìn)行研究。具體包括以下內(nèi)容： (1)介紹關(guān)節(jié)式鉆床的結(jié)構(gòu)原理，合理地設(shè)計(jì)和改善其傳動(dòng)機(jī)構(gòu)等，確定關(guān)節(jié)式鉆床的結(jié)構(gòu)。 (2)對(duì)確定好的關(guān)節(jié)式鉆床利用三維軟件SOLIDWORKS進(jìn)行建模，設(shè)計(jì)出關(guān)節(jié)式鉆床的三維模型。 (3)對(duì)關(guān)節(jié)式鉆床的主要零部件進(jìn)行強(qiáng)度校核，得出影響效率的主要因素，驗(yàn)證理論分析和仿真分析結(jié)果的正確性。 三、研究方案、研究方法及預(yù)期達(dá)到的目標(biāo) 首先對(duì)關(guān)節(jié)式鉆床的原理進(jìn)行分析和掌握，初步了解并掌握關(guān)節(jié)式鉆床的原理和結(jié)構(gòu)。 其次對(duì)傳動(dòng)原理及安全系數(shù)進(jìn)行計(jì)

9、算，確定結(jié)構(gòu)類型 再次確定其關(guān)節(jié)式鉆床的傳動(dòng)機(jī)構(gòu)及方案最終確定。 最后對(duì)確定的關(guān)節(jié)式鉆床進(jìn)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(shè)計(jì)的關(guān)節(jié)式鉆床的大體結(jié)構(gòu)圖如下： 對(duì)此大體結(jié)構(gòu)進(jìn)行分析關(guān)節(jié)式鉆床的工作原理及結(jié)構(gòu)情況，具體需要完成的步驟如下： 1、分析關(guān)節(jié)式鉆床的原理和結(jié)構(gòu)。 2、確定具體結(jié)構(gòu)擬定結(jié)構(gòu)方案。 3、確定最終方案，繪制方案總圖。 4、根據(jù)總圖運(yùn)用SOLIDWORKS三維軟件對(duì)方案總圖進(jìn)行繪制其主體結(jié)構(gòu)。 5、編寫設(shè)計(jì)說明書。 五、參考文獻(xiàn) (參考文獻(xiàn)書寫順序：[序號(hào)] 作者.文章名.學(xué)術(shù)刊物名.年，卷（期）：引用起

10、止頁(yè)) 【1】朱紹仁．關(guān)節(jié)式鉆床的結(jié)構(gòu)分析．中國(guó)專利，CN85200923U 【2】朱紹仁．關(guān)節(jié)式鉆床的創(chuàng)新和應(yīng)用．中國(guó)專利，CN 92201375．6U 【3】曲繼方．關(guān)節(jié)式鉆床理論．北京：機(jī)械工業(yè)出版社，1993 【4】張國(guó)瑞．關(guān)節(jié)式鉆床技術(shù)．上海：上海交通大學(xué)出版社，1989 【5】陳仕賢．關(guān)節(jié)式鉆床設(shè)計(jì)北京航空航天大學(xué)學(xué)報(bào)，1978， (11)：37·610 【6】陳仕賢．關(guān)節(jié)式鉆床．機(jī)械科學(xué)與技術(shù)，1986 【7】朱紹仁．關(guān)節(jié)式鉆床的應(yīng)用．第三屆全國(guó)發(fā)明與機(jī)構(gòu)學(xué)術(shù)討論會(huì)會(huì)議論文，1988 【8】曲繼方．關(guān)節(jié)式鉆床．中國(guó)專利，專利號(hào)：CN207572 【9】吳序堂，

11、劉生林，趙宗濤．關(guān)節(jié)式鉆床的研究．西安交通大 學(xué)學(xué)報(bào)，1994，28(2)：40 【1 O】劉生林，吳序堂，趙宗濤．關(guān)節(jié)式鉆床的研究和實(shí)際應(yīng)用．西安交通大 學(xué)學(xué)報(bào)，1995，29(7)：36．41 周期 論文工作進(jìn)度（主要內(nèi)容、完成要求） 一周 收集資料，熟悉課題及任務(wù)書 二周 完成開題報(bào)告，熟悉運(yùn)用SOLIDWORKS三維軟件 三周 繪關(guān)節(jié)式鉆床的零件圖及裝配圖 二周 用SOLIDWORKS軟件進(jìn)行關(guān)節(jié)式鉆床的三維建模 二周 編寫設(shè)計(jì)說明書，準(zhǔn)備答辯 指 導(dǎo) 教 師 意 見 填寫要求： 對(duì)課題意義、學(xué)生閱讀文獻(xiàn)程度、課題思路是否

12、合理、是否能完成預(yù)期目標(biāo)做出評(píng)價(jià)，并因此得出同意開題的結(jié)論。 指導(dǎo)教師（簽字）： 年 月 日 所在系 意 見 系主任（簽字）： 年 月 日 學(xué)院 審 核 意 見 教學(xué)院長(zhǎng)（簽字、公章）： 年 月 日