物料包裝線模型碼垛推動(dòng)機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)【4四自由度碼垛機(jī)器人優(yōu)秀課程畢業(yè)設(shè)計(jì)+含SW三維3D建模及22張CAD圖紙+帶任務(wù)書+開題報(bào)告+文獻(xiàn)綜述+外文翻譯+25頁加正文1.03萬字】-jxsj12

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物料包裝線模型碼垛推動(dòng)機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)

4四自由度碼垛機(jī)器人的設(shè)計(jì)

摘  要

碼垛機(jī)是根據(jù)其結(jié)構(gòu)特點(diǎn)和具體的工作環(huán)境要求對(duì)其進(jìn)行設(shè)計(jì)的，它可代替人們繁重勞動(dòng)，從而提高了生產(chǎn)的效率。本論文主要是根據(jù)碼垛機(jī)器人的末端執(zhí)行器工作的任務(wù)進(jìn)行分析，設(shè)計(jì)出一款碼垛機(jī)器人，并且給出該機(jī)器人的三維模型，并計(jì)算出該機(jī)器人的自由度和傳動(dòng)比，根據(jù)碼垛機(jī)器人的相關(guān)數(shù)據(jù)選用合適的電機(jī)、齒輪和軸。并對(duì)相應(yīng)承擔(dān)扭矩的齒輪和軸進(jìn)行了校核。現(xiàn)在的碼垛機(jī)器人可用于代替人的繁重勞動(dòng)以實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)的機(jī)械化和自動(dòng)化。大部分的碼垛機(jī)器人都運(yùn)用了堆疊法，堆疊法是一種強(qiáng)大的機(jī)器學(xué)習(xí)技術(shù)，通過基于交叉驗(yàn)證的元模型智能地結(jié)合其他方法的預(yù)測(cè)結(jié)果。

關(guān)鍵詞：碼垛機(jī)  軸的扭矩?校核

Abstract

The palletizing machine is designed according to its structural characteristics and specific working environment requirements, which can replace people's heavy labor, thus improving the efficiency of production. In this paper, we mainly analyze the task of the end effector of the palletizing robot, design a palletizing robot, and give the three-dimensional model of the robot to calculate the freedom and transmission ratio of the robot. According to the stacking robot Use the appropriate motor, gear and shaft for the relevant data. And the corresponding commitment to the torque of the gear and shaft were checked. Stacking robots can replace people's heavy labor to achieve the mechanization and automation of production, but also the use of the stack method, stacking method is a powerful machine learning technology, based on cross-validation of the meta-model intelligently combined with other methods of prediction results.

Keywords: palletizing machine  shaft torque  checking

目    錄

摘要 I

AbstractII

第1章  緒論 1

1.1碼垛機(jī)的研究背景 1

1.2 碼垛機(jī)器人在國內(nèi)外研究現(xiàn)狀 1

1.3 碼垛機(jī)器人的主要發(fā)展趨勢(shì) 3

1.4 本課題研究的主要內(nèi)容 4

第2章  碼垛機(jī)器人的概要設(shè)計(jì) 5

2.1總體設(shè)計(jì)參數(shù) 5

2.2 設(shè)計(jì)原理 5

2.3 傳動(dòng)設(shè)計(jì) 5

2.3.1 底座傳動(dòng) 5

2.3.2腰關(guān)節(jié)的傳動(dòng) 6

2.3.3上臂的傳動(dòng) 6

2.3.4 夾持裝置的傳動(dòng) 6

2.4總體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 7

第3章 傳動(dòng)裝置的設(shè)計(jì) 8

3.1液壓缸的選擇 8

3.2確定所使用的電動(dòng)機(jī) 10

3.3 關(guān)鍵軸的計(jì)算 11

3.3.1 計(jì)算關(guān)鍵軸的轉(zhuǎn)速、轉(zhuǎn)矩和輸入功率 11

3.3.2 確定關(guān)鍵軸的具體尺寸 12

3.4 齒輪參數(shù)的確定 15

3.4.1 壓力角的選擇 16

3.4.2 模數(shù)和齒數(shù)的選擇 16

3.4.3 齒寬系數(shù)的計(jì)算 16

3.4.4 確定齒輪傳動(dòng)的精度 16

3.4.5 齒輪的校核 17

第4章 總    結(jié) 20

致    謝 21

參考文獻(xiàn) 22

本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) (論文 )文獻(xiàn)綜述 設(shè)計(jì) (論文 )題目 物料包裝線模型碼垛推動(dòng)機(jī) 構(gòu)的設(shè)計(jì) 作者所在系別 機(jī)電工程學(xué)院 作者所在專業(yè) 機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化 作者所在班級(jí) 者 姓 名 劉田 作 者 學(xué) 號(hào) 20134011304 指導(dǎo)教師姓名 韓書葵 指導(dǎo)教師職稱 副教授 完 成 時(shí) 間 2017 年 3 月 北華航天工業(yè)學(xué)院教務(wù)處制 說 明 1． 根據(jù)學(xué)?！懂厴I(yè)設(shè)計(jì) (論文 )工作暫行規(guī)定》，學(xué)生必須撰寫畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文 )文獻(xiàn)綜述。文獻(xiàn)綜述作為畢業(yè)設(shè)計(jì) (論文 )答辯委員會(huì)對(duì)學(xué)生答辯資格審查的依據(jù)材料之一。 2． 文獻(xiàn)綜述 應(yīng)在指導(dǎo)教師指導(dǎo)下，由學(xué)生在畢業(yè)設(shè)計(jì) (論文 )工作前期內(nèi)完成，由指導(dǎo)教師簽署意見并經(jīng)所在專業(yè)教研室審查。 3．文獻(xiàn)綜述各項(xiàng)內(nèi)容要實(shí)事求是，文字表達(dá)要明確、嚴(yán)謹(jǐn)，語言通順，外來語要同時(shí)用原文和中文表達(dá)。第一次出現(xiàn)縮寫詞，須注出全稱。 4．學(xué)生撰寫文獻(xiàn)綜述， 閱讀的主要參考文獻(xiàn)應(yīng)在 10 篇以上（ 土建類專業(yè)文獻(xiàn)篇數(shù)可酌減） ，其中外文資料應(yīng)占一定比例。本學(xué)科的基礎(chǔ)和專業(yè)課教材一般不應(yīng)列為參考資料。 5．文獻(xiàn)綜述的撰寫格式按畢業(yè)設(shè)計(jì) (論文 )撰寫規(guī)范的要求，字?jǐn)?shù)在 2000 字左右。文獻(xiàn)綜述應(yīng)與開題報(bào)告同時(shí)提交。 - 1 - 畢 業(yè) 設(shè) 計(jì)（論 文）文 獻(xiàn) 綜 述 物料包裝線模型碼垛推動(dòng)機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì) 摘 要： 碼垛機(jī)是根據(jù)其結(jié)構(gòu)特點(diǎn)和具體的工作環(huán)境要求 對(duì)其 進(jìn)行 設(shè)計(jì)的 ，它可代替人 們 繁重勞動(dòng) ，從而提高了生產(chǎn)的效率。本論文主要 是 根據(jù)碼垛機(jī)器人的末端執(zhí)行器工作的任務(wù)進(jìn)行分析，設(shè)計(jì)出一款碼垛機(jī)器人，并且給出該機(jī)器人的三維模型，并 計(jì)算出該機(jī)器人的自由度和傳動(dòng)比，根據(jù)碼垛機(jī)器人的相關(guān)數(shù)據(jù)選用合適的電機(jī)、齒輪和軸。并對(duì)相應(yīng)承擔(dān)扭矩的齒輪和軸進(jìn)行了校核。 現(xiàn)在的 碼垛機(jī)器人可 用于 代替人的繁重勞動(dòng)以實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)的機(jī)械化和自動(dòng)化 。大部分的碼垛機(jī)器人都 運(yùn)用了堆疊法，堆疊法是一種強(qiáng)大的機(jī)器學(xué)習(xí)技術(shù)，通過基于交叉驗(yàn)證的元模型智能地結(jié)合其他方法的預(yù)測(cè)結(jié)果。 關(guān)鍵詞： 碼垛機(jī) 軸的 扭矩 校核 - 2 - of is to s of In we of of a of to of to se to of s to of of is a on of of 3 - 一、 前言 目前，我國部分企業(yè)在產(chǎn)品生產(chǎn)和加工時(shí)仍然用人力進(jìn)行工件的移動(dòng)和定位，一定程度上出現(xiàn)了工作強(qiáng)度大、安全性差、操作靈活性差、定位精度低等問題。隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展和自動(dòng)化生產(chǎn)線在企業(yè)產(chǎn)品生產(chǎn)中的廣泛應(yīng)用，碼垛機(jī)作為自動(dòng)化生產(chǎn)線的重要組成部分也得到了長足的發(fā)展和進(jìn)步。尤其是隨著機(jī)械結(jié)構(gòu)的優(yōu)化，氣動(dòng)、液壓技術(shù)的成熟，控制元件的發(fā)展和控制方式的不斷改進(jìn)和創(chuàng)新，機(jī)械手的動(dòng)作精確性、控制靈活性和工作可靠性得到了明顯的改善。碼垛機(jī)的出現(xiàn)在減輕工人勞動(dòng)強(qiáng)度和難度、提高工作效率和質(zhì)量、降低生產(chǎn)成本上做出了突出貢獻(xiàn)，機(jī)械手的發(fā)展在 企業(yè)的發(fā)展和創(chuàng)收上起到了舉足輕重的作用。 二、 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀 碼垛機(jī)的應(yīng)用現(xiàn)狀從 60 年代開始，在工業(yè)發(fā)達(dá)的德國、意大利、日本等國家，已相繼研制出半自動(dòng)、全自動(dòng)碼垛機(jī)，后來在結(jié)構(gòu)和機(jī)型方面，還不斷作了改進(jìn)和完善。國產(chǎn)碼垛機(jī)從 80 年代開始研制開發(fā)到現(xiàn)在，已經(jīng)歷了 20 年左右的時(shí)間。到目前為止，我國生產(chǎn)的碼垛機(jī)，機(jī)型，品種規(guī)格、設(shè)備性能和產(chǎn)品質(zhì)量等各方面，有很大的發(fā)展和提高，并在很多方面已逐步接近或達(dá)到國外同類型碼垛機(jī)的技術(shù)性能及各項(xiàng)參數(shù)，已基本上能滿足大中型企業(yè)產(chǎn)品包裝碼垛的需要。目前國內(nèi)碼垛機(jī)行業(yè)發(fā)展現(xiàn)狀可以總 結(jié)為一下 6 點(diǎn)： 目前國內(nèi)一些科研、設(shè)計(jì)和生產(chǎn)單位，已擁用一批專門從事科研、設(shè)計(jì)和制造碼垛機(jī)的技術(shù)隊(duì)伍，他們通過近 20 年左右的摸索、研制、和生產(chǎn)實(shí)踐已積累了較豐富的經(jīng)驗(yàn)，現(xiàn)在已具備設(shè)計(jì)和研制出符合國情和先進(jìn)水平的碼垛機(jī)所必需的條件。 目前國內(nèi)已有 4生產(chǎn)碼垛機(jī)的主要專業(yè)制造公司，其中主要生產(chǎn)廠家有河南樂仆工業(yè)自動(dòng)化有限公司、合肥雄鷹自動(dòng)化工程科技有限公司等。其技術(shù)和裝備己具有制造一流水平碼垛機(jī)的能力和條件。加上有關(guān)控制元器件配套廠的共同努力，在最近 3～ 5 年內(nèi)，我國將能夠生產(chǎn)出接近或達(dá)到國際先進(jìn)水平的碼垛機(jī)。 目前國內(nèi)幾個(gè)廠生產(chǎn)的碼垛機(jī)，無論從機(jī)型、規(guī)格及各項(xiàng)主要技術(shù)性能來看，已初步形成系列產(chǎn)品，可基本滿足國內(nèi)大、中型企業(yè)生產(chǎn)的要求，有些機(jī)型的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，還比較簡(jiǎn)單實(shí)用、制造質(zhì)量也較高，從機(jī)械性能等到方面看，也能 保證安全、正常穩(wěn)- 4 - 定運(yùn)轉(zhuǎn)的要求 ;但在聚丙烯自動(dòng)碼垛機(jī)方面，自動(dòng)碼垛機(jī)大多從國外引進(jìn)，對(duì)國外產(chǎn)品有一定依賴性。這與我國化工行業(yè)自動(dòng)化水平有關(guān)，相信通過我們進(jìn)一步努力，根據(jù)生產(chǎn)的需要，進(jìn)行控制系統(tǒng)的自動(dòng)化改造和完善，可逐步接近國外的自動(dòng)碼垛機(jī)生產(chǎn)水平。 從八十年代開始，國內(nèi)一些儀表廠已生產(chǎn)出為碼垛機(jī)配套所需用的控制元器件，并已用于生產(chǎn)運(yùn)行。目前國產(chǎn)元器件與國外同類型先進(jìn)水平相比，還有一定的差距，其中主要是使用壽命較短。但相信通過進(jìn)一步努力，國產(chǎn)元器件還是有可能逐步接近或達(dá)到國 外水平的。目前國內(nèi)一些碼垛機(jī)制造單位，為了提高碼垛機(jī)的整體技術(shù)水平，對(duì)一些控制系統(tǒng)的主要元件、敏感元件及氣動(dòng)系統(tǒng)工程主要元件等，采取從國外進(jìn)口的辦法，這也是一種過渡的措施之一。 目前國產(chǎn)碼垛機(jī)一般價(jià)格都在 54元 /套，其中氣墊式全自動(dòng)碼垛機(jī)約 54 萬元 /套左右 ;輥道式全自動(dòng)碼垛機(jī)約 75萬元 /套左右 ;國產(chǎn)機(jī)器人自動(dòng)碼垛機(jī)每套價(jià)格介于上述兩類之間。因此，國產(chǎn)全自動(dòng)碼垛機(jī)與國外同類型產(chǎn)品相比，其價(jià)格僅為國外同類型新產(chǎn)品價(jià)格的 1/2— 1/3 左右。因此，選用國產(chǎn)碼垛機(jī)是比較 經(jīng)濟(jì)合理的，且可節(jié)省大量外匯。國產(chǎn)碼垛機(jī)的備品備件容易解決國產(chǎn)碼垛機(jī)投產(chǎn)后所需的備品備件，供應(yīng)渠道暢通，容易解決，且經(jīng)濟(jì)實(shí)惠。 目前國內(nèi)生產(chǎn)碼垛機(jī)的幾個(gè)主要廠家，對(duì)產(chǎn)品的售后服務(wù)，都較周到和及時(shí)，一般制造廠都有能積極協(xié)助用戶做好安裝調(diào)試工作，為用戶培訓(xùn)技術(shù)操作人員，有的制造單位還有整套穩(wěn)定的售后技術(shù)隊(duì)伍，保證生產(chǎn)單位用好管好碼垛機(jī)生產(chǎn)線。 三、 發(fā)展趨勢(shì) 隨著工業(yè)自動(dòng)化的普及和發(fā)展，控制器的需求逐年增大，碼垛機(jī)機(jī)械手的應(yīng)用也逐漸普及，主要在飼料、化肥、醫(yī)藥、包裝等生產(chǎn)線成品、半成品的裝卸調(diào)運(yùn)，可以更好地節(jié)約能源和提高運(yùn)輸設(shè)備或產(chǎn)品的效率，以降低其他搬運(yùn)方式的限制和不足，滿足現(xiàn)代經(jīng)濟(jì)發(fā)展的要求。 工業(yè)的發(fā)展帶動(dòng)自動(dòng)化的生產(chǎn)，由于自動(dòng)化的生產(chǎn)能幫 助企業(yè)提升產(chǎn)品質(zhì)量和提高生產(chǎn)效率，還能減少人工傷害。很多企業(yè)也慢慢的轉(zhuǎn)型到自動(dòng)化生產(chǎn)當(dāng)中，面對(duì)未來的發(fā)展， 自動(dòng)化是中國制造業(yè)的未來發(fā)展趨勢(shì)。由于國家提倡工業(yè)機(jī)器人- 5 - 的研發(fā)和制造，可能在未來幾年，制造業(yè)的勞力就 會(huì)被工業(yè)機(jī)器人 所代替。 四、 特點(diǎn) 1、 結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、零部件少。因此零部件的故障率低、性能可靠、保養(yǎng)維修簡(jiǎn)單、所需庫存零部件少。 2、 占地面積少。有利于客戶廠房中生產(chǎn)線的布置，并可留出較大的庫房面積。碼垛機(jī)器人可以設(shè)置在狹窄的空間，即可有效的使用。 3、適用性強(qiáng)。當(dāng)客戶產(chǎn)品的尺寸、體積、形狀及托盤的外形尺寸發(fā)生變化時(shí)只需在觸摸屏上稍做修改即可，不會(huì)影響客戶的正常的生產(chǎn)。而機(jī)械式的碼垛機(jī)更改相當(dāng)?shù)穆闊┥踔辽鲜菬o法實(shí)現(xiàn)的。 4、能耗低。通常機(jī)械式的碼垛機(jī)的功率在 26右，而碼垛機(jī)器人的功率為 5大降低了客戶的運(yùn)行成本。 5、全部控制可在控制柜屏幕上操作即可，操作非常簡(jiǎn)單。 6、只需定位抓起點(diǎn)和擺放點(diǎn)，教示方法簡(jiǎn)單易懂。 7、 碼垛機(jī) 系統(tǒng)也有一定優(yōu)勢(shì)：碼垛作業(yè)效率高，具有最大 3000 次 /小時(shí)的搬運(yùn)能力；由具有多種智能化功能的最新式高性能控制器控制；高可靠性、創(chuàng)新、多功能運(yùn)用，可以滿足多種碼垛方式。 - 6 - 參考文獻(xiàn) [1] 董愛梅 聚乙烯包裝碼垛機(jī)控制系統(tǒng)設(shè)計(jì) [J][2]王平 ,黃玉志 制的包裝碼垛生產(chǎn)線的設(shè)計(jì) [J][3]王明武 全自動(dòng)鋁錠碼垛機(jī)設(shè)計(jì) [J][4] 張曉莉 ,王幼華 ,林和榮 J]. 機(jī)械研究與應(yīng)用 ,[5] 姜永增，姚忠敏，張?jiān)?J][6]劉世奎 ,徐世許 ,王棟 ,李玉蘭 制系統(tǒng)設(shè)計(jì) [J][7]樊斌 J][8] 李曉剛 ,劉晉浩 題及對(duì)策 [J][9]朱學(xué)建 ,馬永 ,馮渝 ,曾繁莊 ,趙偉 J][10]趙偉 ,梁楠 ,朱學(xué)建 ,熊艷華 J][11] T I ],2009(3 ). [12]]2010, :30 (1) : 32 [13] a J]. 004,24(3):254- 263. - 7 - 畢 業(yè) 設(shè) 計(jì)（論 文）文 獻(xiàn) 綜 述 指導(dǎo)教師意見 指導(dǎo)教師： 年 月 日 專業(yè)教研室審查意見 負(fù)責(zé)人： 年 月 日