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XX大學(xué) 屆畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）開(kāi)題報(bào)告
題 目
一種全自動(dòng)臥式雷管卡口機(jī)設(shè)計(jì)
作者姓名
學(xué)號(hào)
所學(xué)專業(yè)
機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化
1、 研究的意義，同類研究工作國(guó)內(nèi)外現(xiàn)狀、存在問(wèn)題（列出主要參考文獻(xiàn)）
1、 同類研究國(guó)內(nèi)外的現(xiàn)狀、存在的問(wèn)題：
1.1卡口方面的國(guó)內(nèi)現(xiàn)狀、存在的問(wèn)題：
目前在國(guó)內(nèi)行業(yè)里電雷管卡口的過(guò)程中，由于引火用封口塞的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)是其尾端帶有引爆用的導(dǎo)線，受此限制都是由人工將基礎(chǔ)管(火管)和封口塞分別放入卡口的專用設(shè)備中，再由人工操作此設(shè)備，卡緊基礎(chǔ)管口部，使其產(chǎn)生塑性變形，從而封閉引火塞與基礎(chǔ)管的連接處,達(dá)到密閉的要求。
縱觀國(guó)內(nèi)所有卡口設(shè)備，由于引火封口塞尾部帶有引爆用的導(dǎo)線，無(wú)法實(shí)現(xiàn)卡口的全自動(dòng)化，更談不上操作人員與設(shè)備的全隔離。
在雷管生產(chǎn)工藝過(guò)程的卡口裝配工序中裝配塑料塞時(shí), 全靠操作人員手工操作, 憑人眼觀察雷管管體、塑料塞是否正確裝入到位, 一旦雷管管體或塑料塞裝不到位或裝偏、漏裝，在卡口時(shí)雷管易發(fā)生爆炸造成人員傷亡及設(shè)備損壞等重大事故, 同時(shí)也會(huì)發(fā)生產(chǎn)品質(zhì)量事故, 該不合格品極易脫爆，并將未爆炸帶藥管體遺留在被爆炸物中，造成巨大的不可估量的安全隱患。
1.2關(guān)于機(jī)器人、機(jī)器手的國(guó)內(nèi)現(xiàn)狀與發(fā)展過(guò)程：
在我國(guó)，西周時(shí)期的能工巧匠偃師就研制出能歌善舞的伶人，這是我國(guó)最早的關(guān)于機(jī)器人的記錄。機(jī)器人一詞是1920年由捷克作家卡雷爾.恰佩克在他的諷刺劇《羅莎姆的萬(wàn)能機(jī)器人》種首先提出。現(xiàn)代機(jī)器人出現(xiàn)于20世紀(jì)中期，當(dāng)時(shí)數(shù)字計(jì)算機(jī)已經(jīng)出現(xiàn)，電子技術(shù)也有了長(zhǎng)足的發(fā)展，在產(chǎn)業(yè)領(lǐng)域出現(xiàn)了受計(jì)算機(jī)控制的可編程的數(shù)控機(jī)床，人類需要開(kāi)發(fā)機(jī)械代替人手去勞動(dòng)，在這一背景下，機(jī)器人技術(shù)的研發(fā)得到快速發(fā)展。?
我國(guó)機(jī)器人技術(shù)起步較晚，從20世紀(jì)80年代初才開(kāi)始。全國(guó)第一個(gè)機(jī)器人研究示范工程1986年在沈陽(yáng)建成。目前我國(guó)已經(jīng)基本掌握了機(jī)器人設(shè)計(jì)制造技術(shù)、控制系統(tǒng)硬件和軟件設(shè)計(jì)技術(shù)、運(yùn)動(dòng)學(xué)和軌道規(guī)劃技術(shù)。開(kāi)發(fā)出噴漆、弧焊、點(diǎn)焊、裝配、搬運(yùn)等機(jī)器人。20世紀(jì)90年代中期，國(guó)6000m以下深水作業(yè)機(jī)器人試驗(yàn)成功。以后近十年中，在步行機(jī)器人、精密裝配機(jī)器人、多自由度關(guān)節(jié)機(jī)器人的研制等國(guó)際前沿領(lǐng)域，我國(guó)逐步縮小了與世界先進(jìn)水平的差距。但是，目前，機(jī)械手大部分還屬于第一代，主要依靠人工控制。第二代機(jī)械手設(shè)有微型電子計(jì)算控制系統(tǒng)，具有視覺(jué)、觸覺(jué)能力，甚至聽(tīng)、想的能力。研究安裝各種傳感器，把感覺(jué)到的信息反饋，使機(jī)械手具有感覺(jué)機(jī)能。
目前國(guó)內(nèi)機(jī)械于主要用于機(jī)床加工、鑄鍛、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(guó)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(jué)、視覺(jué)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。?
1.3卡口方面的國(guó)外現(xiàn)狀、存在的問(wèn)題：
目前在國(guó)外雷管卡口方面與國(guó)內(nèi)技術(shù)近似，都是由人工操作設(shè)備，卡緊基礎(chǔ)管利用塑料形變來(lái)密封，同樣不能實(shí)現(xiàn)人機(jī)隔離，存在操作工人的安全隱患。關(guān)于自動(dòng)化卡口方面還沒(méi)有公開(kāi)的研究結(jié)果。
1.4關(guān)于機(jī)器人、機(jī)器手的國(guó)外現(xiàn)狀與發(fā)展過(guò)程：
1959年，戴沃爾與美國(guó)發(fā)明家英格伯格聯(lián)手制造出第一臺(tái)工業(yè)機(jī)器人。?
1967年，日本川崎重工公司和豐田公司分別從美國(guó)購(gòu)買了工業(yè)機(jī)器人Unimation和Verstran的生產(chǎn)許可證。日本從此開(kāi)始了機(jī)器人的研制。20世紀(jì)60年代，噴漆弧焊機(jī)器人問(wèn)世并逐步發(fā)展應(yīng)用于工業(yè)。?
1969年，日本早稻田大學(xué)加藤一朗實(shí)驗(yàn)室研發(fā)出第一臺(tái)雙腳走路機(jī)器人。他帶有視覺(jué)傳感器，能根據(jù)人的指令發(fā)現(xiàn)并抓取積木。?
1979年，美國(guó)Unimation公司推出通用工業(yè)機(jī)器人，標(biāo)志著工業(yè)機(jī)器人技術(shù)已經(jīng)成熟。?
1979年，日本山梨大學(xué)牧野洋發(fā)明了平面關(guān)節(jié)型SCARA機(jī)器人，該型機(jī)器人在以后裝配作業(yè)中得到廣泛的應(yīng)用。
國(guó)外機(jī)械手在機(jī)械制造行業(yè)中應(yīng)用較多，發(fā)展也很快。目前主要用于機(jī)床、橫鍛壓力機(jī)的上下料，以及點(diǎn)焊、噴漆等作業(yè)，它可按照事先指定的作業(yè)程序來(lái)完成規(guī)定的操作。國(guó)外機(jī)械手的發(fā)展趨勢(shì)是大力研制具有某種智能的機(jī)械手。使它具有一定的傳感能力，能反饋外界條件的變化，作相應(yīng)的變更。如位置發(fā)生稍許偏差時(shí)，即能更正并自行檢測(cè)，重點(diǎn)是研究視覺(jué)功能和觸覺(jué)功能。目前已經(jīng)取得一定成績(jī)。?
目前世界高端工業(yè)機(jī)械手均有高精化，高速化，多軸化，輕量化的發(fā)展趨勢(shì)。定位精度可以滿足微米及亞微米級(jí)要求，運(yùn)行速度可以達(dá)到3M/S，量新產(chǎn)品達(dá)到6軸，負(fù)載2KG的產(chǎn)品系統(tǒng)總重已突破100KG。更重要的是將機(jī)械手、柔性制造系統(tǒng)和柔性制造單元相結(jié)合，從而根本改變目前機(jī)械制造系統(tǒng)的人工操作狀態(tài)。同時(shí)，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。
正是在這種背景下，為了提高企業(yè)的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力，加快淘汰落后的生產(chǎn)設(shè)備和技術(shù)，保證生產(chǎn)線操作人員的生命財(cái)產(chǎn)安全，需要發(fā)明一種能夠自動(dòng)進(jìn)行雷管卡口作業(yè)的機(jī)械設(shè)備以代替現(xiàn)行的人工手動(dòng)卡口設(shè)備。該機(jī)械要求結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單可靠，絕對(duì)的人機(jī)隔離，操作方便，經(jīng)濟(jì)性好，且能夠?qū)崿F(xiàn)自動(dòng)化、智能化，這正是本設(shè)計(jì)的目的。
2、研究的意義：
1、本設(shè)計(jì)加強(qiáng)了雷管安全生產(chǎn)的基礎(chǔ)條件，實(shí)現(xiàn)了人機(jī)隔離。
2、減少了雷管裝填、裝配生產(chǎn)線人工操作危險(xiǎn)品的崗位；節(jié)省了生產(chǎn)力，減少了接觸危險(xiǎn)品的人員數(shù)量。
3、本設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)了雷管卡口的自動(dòng)化、智能化，在減少生產(chǎn)人員的情況下極大的提高了生產(chǎn)效率和產(chǎn)品合格率。
主要參考文獻(xiàn)：
1.廖常初.PLC基礎(chǔ)及應(yīng)用第2版，北京：機(jī)械工業(yè)出版社.2007.6
2.郭宗仁等.可編程控制器應(yīng)用系統(tǒng)設(shè)計(jì)及通信網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，北京：人民郵政出版社.2002.4
3.余雷聲.電器控制與PLC應(yīng)用，北京：機(jī)械工業(yè)出版社.1996.
4.劉雨剛.沙寶.光電傳感器在雷管卡口工序自動(dòng)控制系統(tǒng)中的應(yīng)用.(遼寧工程技術(shù)大學(xué)電氣工程系, 遼寧阜新123000 )
2、 研究目標(biāo)、內(nèi)容和擬解決的關(guān)鍵問(wèn)題（根據(jù)任務(wù)要求進(jìn)一步具體化）
1、研究目標(biāo)：
本設(shè)計(jì)將提供一種人機(jī)隔離的全自動(dòng)臥式雷管卡口機(jī)，實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化，智能化的批量生產(chǎn)，避免生產(chǎn)人員人工卡口，杜絕卡口安全隱患，使危險(xiǎn)性極大的降低。提高生產(chǎn)力和產(chǎn)品合格率。
2、研究?jī)?nèi)容與工作原理：
（一）研究?jī)?nèi)容
1.卡口機(jī)總傳動(dòng)方案的比對(duì)與確定。
2.藥頭模具、鋼化擋板、安裝支架、連桿等重要零件的設(shè)計(jì)、計(jì)算及校對(duì)。
3.卡口機(jī)產(chǎn)品機(jī)械部分的設(shè)計(jì)、計(jì)算及校對(duì)。
（二）工作原理
通過(guò)PLC控制程序，控制氣缸運(yùn)動(dòng)，完成送殼、傳殼、送藥頭、卡口、頂出管殼、傳送藥頭模具等一系列動(dòng)作，并協(xié)調(diào)各個(gè)氣缸之間的動(dòng)作，從而順利實(shí)現(xiàn)雷管卡口，形成流水線作業(yè)。
3、擬解決的關(guān)鍵問(wèn)題：
本設(shè)計(jì)由10個(gè)獨(dú)立卡口單元和步進(jìn)模具傳送裝置組成；它包括卡口動(dòng)作氣缸、安裝支架、連桿、藥頭模具、送藥頭氣缸、固定座、傳殼氣缸、管殼盛放盒、送殼氣缸、管殼頂出氣缸、推殼氣缸、擋模氣缸、軸承、管殼導(dǎo)向槽、往復(fù)座、前擋板、后擋板、連桿轉(zhuǎn)軸固定塊、管殼頂出氣缸導(dǎo)軌、通孔芯軸、彈簧夾頭、步進(jìn)氣缸、藥頭模具導(dǎo)軌和擋模氣缸固定板組成。
3、 特色與創(chuàng)新之處
本設(shè)計(jì)替代危險(xiǎn)的人工卡口作業(yè)工序，實(shí)現(xiàn)了絕對(duì)的人機(jī)隔離，保證了工人的生命安全，提高了安全度；實(shí)現(xiàn)了機(jī)械自動(dòng)化作業(yè)，減輕了人工操作的勞動(dòng)強(qiáng)度，提高了生產(chǎn)效率，降低了生產(chǎn)成本，經(jīng)濟(jì)性及實(shí)用性好。
4、 擬采取的研究方法、步驟、技術(shù)路線
1.擬采取的研究方法、步驟：
(1)收集相關(guān)資料，并對(duì)現(xiàn)有的資料進(jìn)行研究分析，進(jìn)而分析自己完成本設(shè)計(jì)還存在哪方面的困難，除了現(xiàn)有的知識(shí)外還應(yīng)該具備哪些新的知識(shí)。?
(2)選定合適和熟悉的制圖軟件，對(duì)選定的工具進(jìn)行深入的學(xué)習(xí)及具體實(shí)踐。
(3)對(duì)自動(dòng)卡口機(jī)進(jìn)行仔細(xì)研究，了解氣壓驅(qū)動(dòng)原理，繪制草圖。
(4)機(jī)械結(jié)構(gòu)的分析，根據(jù)要求設(shè)計(jì)出合理的總傳動(dòng)方案。?
(5)進(jìn)行傳動(dòng)方案的比較與選擇，確定傳動(dòng)方案。
(6)完成卡口機(jī)機(jī)械部分的設(shè)計(jì)與計(jì)算，繪制草圖。
(7)在三維軟件中模擬卡口機(jī)工作狀態(tài)。?
(8)模擬調(diào)試后對(duì)整個(gè)機(jī)械手進(jìn)行完善。
2.卡口機(jī)的擬定工作流程：
首先送殼氣缸的活塞桿外伸，將管殼從管殼盛放盒側(cè)壁的小孔中頂出，送入到傳殼氣缸的管殼夾頭孔中，傳殼氣缸回縮，將管殼送至管殼導(dǎo)向槽中，推殼氣缸活塞桿外伸，推動(dòng)管殼頂出氣缸，利用管殼頂出氣缸上的頂桿將管殼送至設(shè)定的卡口位置，同時(shí)送藥頭氣缸將排布在藥頭模具上的雷管藥頭送入雷管管殼中，卡口動(dòng)作氣缸伸縮帶動(dòng)連桿，驅(qū)動(dòng)往復(fù)座運(yùn)動(dòng)徑向擠壓彈簧夾頭，將停留在彈簧夾頭中的雷管管殼與伸入管殼中一定距離的藥頭卡緊，完成雷管卡口。然后管殼頂出氣缸外伸，將已卡口的雷管頂出彈簧夾頭，送至藥頭模具中去，然后各氣缸回至初始位置，同時(shí)擋模氣缸外伸，卡住藥頭模具，通過(guò)步進(jìn)氣缸帶動(dòng)擋模氣缸定位，將藥頭模具傳送至下一個(gè)工位，然后各氣缸回至初始位置，完成一次卡口動(dòng)作，實(shí)現(xiàn)往復(fù)循環(huán)卡口的過(guò)程。將藥頭模具設(shè)計(jì)成能夠?qū)崿F(xiàn)一模10發(fā)的卡口需求，保證了藥頭送入時(shí)與雷管管殼的同軸度。往復(fù)傳送裝置由步進(jìn)氣缸和擋模氣缸及其配套滑軌組成，能夠?qū)崿F(xiàn)模具的傳送，形成流水線卡口作業(yè)。
3.本設(shè)計(jì)采用的技術(shù)方案：
一是采用PLC程序控制，以電磁閥控制氣缸，壓縮空氣作為工作介質(zhì)，通過(guò)壓縮空氣驅(qū)動(dòng)氣缸活塞做往復(fù)運(yùn)動(dòng)來(lái)實(shí)現(xiàn)送殼、傳殼、送藥頭、卡口、頂出管殼、傳送藥頭模具等一系列動(dòng)作；二是使用氣缸的往復(fù)運(yùn)動(dòng)，來(lái)實(shí)現(xiàn)一系列的機(jī)械動(dòng)作，代替?zhèn)鹘y(tǒng)的機(jī)械傳動(dòng)裝置，簡(jiǎn)化了結(jié)構(gòu)，降低了維修和安裝難度?？删S護(hù)性、經(jīng)濟(jì)性、都得到了很大提高。同時(shí)具有氣動(dòng)控制動(dòng)作迅速，反應(yīng)快；維護(hù)簡(jiǎn)單，工作介質(zhì)清潔等優(yōu)點(diǎn)。而且其工作環(huán)境適應(yīng)性好，無(wú)論是在易燃、易爆、多塵埃、輻射、強(qiáng)磁、振動(dòng)、沖擊等惡劣的環(huán)境中，氣壓傳動(dòng)系統(tǒng)工作都安全可靠；三是將傳統(tǒng)手動(dòng)卡口設(shè)備的立式卡口技術(shù)方式改為臥式卡口技術(shù)，更有利于機(jī)械自動(dòng)化作業(yè)，具有藥頭與管殼對(duì)接精準(zhǔn)，卡口長(zhǎng)度精確控制，藥頭模具能夠?qū)崿F(xiàn)一模10發(fā)的卡口需求，保證藥頭送入時(shí)與雷管管殼的同軸度，可適用于多種不同形狀不同外徑的雷管卡口作業(yè)，方便進(jìn)行生產(chǎn)線布置等優(yōu)點(diǎn)；四是通過(guò)巧妙設(shè)計(jì)的模具和步進(jìn)傳送機(jī)構(gòu)，實(shí)現(xiàn)了每個(gè)卡口工位按順序依次卡口，每次能完成一模10發(fā)雷管的卡口作業(yè)，且能實(shí)現(xiàn)流水線生產(chǎn)，全程都由PLC程序?qū)崿F(xiàn)自動(dòng)控制，自動(dòng)化及智能化程度高。
5、 擬使用的主要設(shè)計(jì)、分析軟件及儀器設(shè)備
主要軟件:PLC編程軟件，觸摸屏編程軟件。
主要儀器:萬(wàn)用表，筆記本電腦，線切割機(jī)床，加工中心等。
6、參考文獻(xiàn)
1.廖常初，PLC基礎(chǔ)及應(yīng)用-2版[M].?北京:機(jī)械工業(yè)出版設(shè).2007.6
2.郭宗仁等.可編程控制器應(yīng)用系統(tǒng)設(shè)計(jì)及通信網(wǎng)絡(luò)技術(shù)[M].北京：人民郵政出版社.2002.4
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4.程周.可編程控制器技術(shù)與應(yīng)用[M].?北京：電子工業(yè)出版社.2002.
5.郁漢琪，郭健.可編程序控制器原理及應(yīng)用[M].北京：中國(guó)電力出版社.2004.
6.王細(xì)洋，現(xiàn)代制造技術(shù)[M].國(guó)防工業(yè)出版社.2013
7.翁其金，徐新成.沖壓工藝及沖模設(shè)計(jì)[M].北京:機(jī)械工業(yè)出版社.2013
8.紀(jì)名剛.機(jī)械設(shè)計(jì)[M].北京：高等教育出版社.2012
9.王積偉，章宏甲，黃誼.液壓傳動(dòng)[M].北京：機(jī)械工業(yè)出版社.2013
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11.潘存云.機(jī)械原理（第二版）[M].長(zhǎng)沙:中南大學(xué)出版社.2012
注：
1、開(kāi)題報(bào)告是本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）的一個(gè)重要組成部分。學(xué)生應(yīng)根據(jù)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）任務(wù)書(shū)的要求和文獻(xiàn)調(diào)研結(jié)果，在開(kāi)始撰寫論文之前寫出開(kāi)題報(bào)告。
2、參考文獻(xiàn)按下列格式（A為期刊，B為專著）
A：[序號(hào)]、作者（外文姓前名后，名縮寫，不加縮寫點(diǎn)，3人以上作者只寫前3人，后用“等”代替。）、題名、期刊名（外文可縮寫，不加縮寫點(diǎn)）年份、卷號(hào)（期號(hào)）：起止頁(yè)碼。
B：[序號(hào)]、作者、書(shū)名、版次、（初版不寫）、出版地、出版單位、出版時(shí)間、頁(yè)碼。
3、表中各項(xiàng)可加附頁(yè)。
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