中北大學(xué)畢業(yè)設(shè)計開題報告學(xué)生姓名：學(xué)號：學(xué)院、系：機械工程與自動化學(xué)院工業(yè)工程系專業(yè)：工業(yè)工程設(shè)計題目：某企業(yè)自動化加工單元規(guī)劃與設(shè)計(一)指導(dǎo)教師:2013年3月16日畢業(yè)設(shè)計開題報告1．結(jié)合畢業(yè)設(shè)計情況，根據(jù)所查閱的文獻資料，撰寫2000字左右的文獻綜述：文獻綜述課題研究的目的和意義本課題是針對某企業(yè)鈑金件的自動化生產(chǎn)而配套設(shè)計的輸送裝置，該輸送裝置將能夠配合機械手通過對托盤的抓取和松開與加工主機構(gòu)成自動化加工單元，實現(xiàn)加工過程（上料、加工、下料）的全自動化與無人化。所謂自動化加工單元，簡單的說就是利用工業(yè)機械手及輸送裝置將現(xiàn)有的生產(chǎn)檢測設(shè)備部分或全部連接起來，并將產(chǎn)品送到指定地點的設(shè)備組。我國改革開放三十年以來，工業(yè)生產(chǎn)發(fā)展非常之快，制造業(yè)快速崛起，鈑金加工業(yè)發(fā)展迅速。但是作為發(fā)展中國家，我國的勞動力比較廉價，使得自動化生產(chǎn)線，尤其是鈑金業(yè)的自動化生產(chǎn)線應(yīng)用較少且發(fā)展緩慢[1]。然而，隨著我國經(jīng)濟迅速發(fā)展，人工成本已經(jīng)不再廉價，各地紛紛出現(xiàn)了員工緊缺的情形，這也使得自動化生產(chǎn)的普及迫在眉睫。由于鈑金業(yè)的特殊性，目前，我國鈑金業(yè)的自動化加工還處于起步階段，應(yīng)用比較少，大部分的沖床、剪床、鍛壓床都由人工操作，危險性比較大，生產(chǎn)效率比較低[2]。輸送機的歷史悠久，中國古代的高轉(zhuǎn)筒車和提水的翻車，是現(xiàn)代斗式提升機和刮板輸送機的雛形。輸送機是在一定的線路上連續(xù)輸送物料的物料搬運機械，又稱連續(xù)輸送機[3]。輸送機可進行水平、傾斜輸送機，也可組成空間輸送線路，輸送線路一般是固定的。輸送機輸送能力大，運距長，還可在輸送過程中同時完成若干工藝操作，所以應(yīng)用十分廣泛。輸送機是一種摩擦驅(qū)動以連續(xù)方式運輸物料的機械。應(yīng)用它，可以將物料在一定的輸送線上，從最初的供料點到最終的卸料點間形成一種物料的輸送流程,配合機械手與加工主機一起構(gòu)成自動化加工單元，實現(xiàn)加工過程（上料、加工、下料）的自動化與無人化。本設(shè)計通過對大學(xué)本科四年的所學(xué)知識進行整合，完成一個具有特定功能、特殊要求的輸送機的設(shè)計，能夠比較好地體現(xiàn)機械類畢業(yè)生的理論研究水平，實踐動手能力以及專業(yè)精神和態(tài)度，具有較強的針對性和明確的實施目標(biāo)，能夠?qū)崿F(xiàn)理論和實踐的有機結(jié)合。同時，該設(shè)計也具有很大的現(xiàn)實意義，能夠為企業(yè)創(chuàng)造更大的經(jīng)濟利益。本輸送機將能夠配合機械手通過對托盤的抓取和松開與加工主機構(gòu)成自動化加工單元，實現(xiàn)加工過程（上料、加工、下料）的全自動化與無人化。目前，我國的制造業(yè)正在迅速發(fā)展，越來越多的資金流向制造業(yè)，越來越多的廠商加入到制造業(yè)。本設(shè)計能夠應(yīng)用到加工工廠車間，滿足沖壓機床的自動上下料、定位和堆垛的要求，從而實現(xiàn)企業(yè)加工全自動化，節(jié)約加工輔助時間，提高企業(yè)生產(chǎn)效率和經(jīng)濟效益。二、國內(nèi)外研究現(xiàn)狀目前，國內(nèi)外各種自動化加工單元的研究成為科研的熱點，其研究的現(xiàn)狀及趨勢如下：國外的自動化生產(chǎn)線開始應(yīng)用比較早，自動化技術(shù)從上世紀(jì)20年代開始用于機械冷制造的大批量加工之中。20世紀(jì)90年代，國外的汽車行業(yè)、電子電器行業(yè)、物流倉儲行業(yè)就已經(jīng)大量使用機器人自動化生產(chǎn)，并且取得了非常好的效果。目前國外的自動化生產(chǎn)線已經(jīng)得到了廣泛的普及，生產(chǎn)效率高，質(zhì)量穩(wěn)定，節(jié)約了大量的人力資源。尤其是日、韓企業(yè)，他們在亞洲起步較早，并且形成了鮮明的特色，避免了強體力高危工種帶來的高額人工費用。機械手、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械制造系統(tǒng)的人工操作狀態(tài)，實現(xiàn)全自動化[4]。Y.D.Patel等人對國外的自動化生產(chǎn)發(fā)展情況進行了分析，認為并聯(lián)機器人在各個領(lǐng)域應(yīng)用于快速精密制造，并且已經(jīng)實現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化[5]。MatthewWilliams等人認為自動化加工的普及對質(zhì)量的控制有非常大的好處[6]PareshShah等人設(shè)計的機械手結(jié)構(gòu)靈活，可以自動識別目標(biāo)，可以廣泛應(yīng)用于工業(yè)生產(chǎn)[7]ChandramouliAnandaraman,ArunVikramMaduraiSankar,RamarajNatarajan等人研究了機械手的仿人和仿生技術(shù)，這是機械手技術(shù)發(fā)展的最高境界，目前僅在某些方面進行了一些基礎(chǔ)研究[8]。輸送機繼續(xù)向大型化發(fā)展。大型化包括大輸送能力、大單機長度和大輸送傾角等幾個方面。水力輸送裝置的長度已達440公里以上。帶式輸送機的單機長度已近15公里，并已出現(xiàn)由若干臺組成聯(lián)系甲乙兩地的"帶式輸送道"。不少國家正在探索長距離、大運量連續(xù)輸送物料的更完善的輸送機結(jié)構(gòu)[9]。擴大輸送機的使用范圍。發(fā)展能在高溫、低溫條件下、有腐蝕性、放射性、易燃性物質(zhì)的環(huán)境中工作的，以及能輸送熾熱、易爆、易結(jié)團、粘性的物料的輸送機[10]。使輸送機的構(gòu)造滿足物料搬運系統(tǒng)自動化控制對單機提出的要求。如郵局所用的自動分揀包裹的小車式輸送機應(yīng)能滿足分揀動作的要求等[11]。降低能量消耗以節(jié)約能源，已成為輸送技術(shù)領(lǐng)域內(nèi)科研工作的一個重要方面。已將1噸物料輸送1公里所消耗的能量作為輸送機選型的重要指標(biāo)之一[12]。減少各種輸送機在作業(yè)時所產(chǎn)生的粉塵、噪聲和排放的廢氣[13]。三、存在的問題目前機械手與輸送機的造價都還很高，我國的某些企業(yè)還沒有能力引進或者自主研制自動化加工單元。機械手與輸送機是一種高科技產(chǎn)品，其制造、使用、維護成本相對較高，操作機構(gòu)和控制器還沒有實現(xiàn)通用化、標(biāo)準(zhǔn)化、模塊化，而這是降低成本的重要途徑之一，也是自動化加工單元推廣使用的關(guān)鍵[14]。更重要的是將輸送機配合機械手與加工主機一起構(gòu)成自動化加工單元，實現(xiàn)加工過程（上料、加工、下料）的自動化與無人化[15]。參考文獻：[1]齊俊河.中國沖壓和鈑金加工企業(yè)未來展望.第四屆中國國際金屬成形會議.2008,12：511~525[2]王巨光.中國鋁合金輪轂生產(chǎn)自動化勢在必行.輕合金加工技術(shù).2012,4：11~14[3]郎桐.輸送機的分類及選型與設(shè)計.工業(yè)工程.2009,12：40~42[4]仲米生.鈑金加工柔性系統(tǒng)的立體倉庫管理和監(jiān)控的設(shè)計應(yīng)用.裝備.2007,4：30~34[5]Y.D.Patel;P.M.George.ParallelManipulatorsApplications—ASurvey.ModernMechanicalEngineering.2012,vol.2(No.3):57~64[6]MatthewWilliams;DanCornford;LucyBastin.Automaticprocessing,qualityassuranceandservingofreal-timeweatherdata.ComputersandGeosciences.2011,Vol.37(No.3):353~362[7]PareshShahandJianS.Dai.Orientationcapabilityrepresentationandapplicationtomanipulatoranalysisandsynthesis.ROBOTICA.2002,Vol.20(No.5):529-535[8]ChandramouliAnandaraman,ArunVikramMaduraiSankar,RamarajNatarajan.Evolutionaryapproachesforschedulingaflexiblemanufacturingsystemwithautomatedguidedvehiclesandrobots.InternationalJournalofIndustrialEngineeringComputations,2011,3(4)[9]白傳悅.生產(chǎn)線輸送機的幾種過渡彎道及其驅(qū)動形式.起重運輸機械.2012,37(3),15~20[10]宗孝.焊接滾簡通軸結(jié)構(gòu)及其設(shè)計.起重運輸機械.2012,41：17~20[11]王鷹.連續(xù)輸送機械設(shè)計手冊..北京：中國鐵道出版社，2001[12]陸鴻生.礦用膠帶輸送機滾筒筒殼的強度理論及其設(shè)計計算的研究.礦山機械.2012,41：17~20[13]王鷹,孟文俊.長距離大運量帶式輸送機關(guān)鍵技術(shù)及國內(nèi)發(fā)展現(xiàn)狀.起重運輸機械.2010,30：117~120[14]王榮杰,陳虹微.輸送機滾筒壓裂分析及改進.起重運輸機械.2009,15：225~237[15]王漢翼.基于CNC控制系統(tǒng)與IO信號應(yīng)答的柔性自動化單元加工生產(chǎn)線.機電工程技術(shù)，2012,41(8)：3~4

畢業(yè)設(shè)計開題報告２．本課題要研究或解決的問題和擬采用的研究手段（途徑）：本設(shè)計將設(shè)計自動化加工單元的輸送裝置滾筒輸送機，該滾筒輸送機將能夠配合機械手通過對托盤的抓取和松開與加工主機構(gòu)成自動化加工單元，實現(xiàn)加工過程（上料、加工、下料）的全自動化與無人化。具體設(shè)計內(nèi)容如下：對輸送機進行總體功能分析通過對輸送機進行總體功能分析，分析各種輸送機結(jié)構(gòu)和應(yīng)用范圍，經(jīng)過選擇和比較，確定輸送機的整體設(shè)計方案。輸送機滾筒設(shè)計滾筒是滾筒輸送機的重要部件，它是滾筒輸送機設(shè)計的關(guān)鍵。滾筒由鏈輪，軸承，轉(zhuǎn)軸，滾筒外壁，滾筒端蓋組成。鏈輪與滾筒轉(zhuǎn)軸用焊接的方式。滾筒轉(zhuǎn)動中軸承固定不動，筒壁通過脹套與軸相連，這樣滾筒外壁就可以隨著一軸起轉(zhuǎn)動。輸送機機架設(shè)計機架主要有支撐腿，橫梁，腳杯，C型板組成。C型板的設(shè)計滾筒輸送帶中滾筒之間的距離要合理控制，既要保證滾筒有一定的間距，也要容易拆卸，更換。常用C型板來固定軸承，從而確定相鄰滾筒之間的距離。電機的選擇根據(jù)托盤和零件的質(zhì)量以及輸送機傳送的長度來選擇電機的型號。減速機的選擇根據(jù)所選電機，和輸送機的實際傳送速度，來確定減速機的型號。檢查自己前面的每一步驟，并對輸送機做最終的完善。

畢業(yè)設(shè)計開題報告指導(dǎo)教師意見：**同學(xué)針對“某企業(yè)自動化加工單元規(guī)劃與設(shè)計”這一課題，介紹了自動化加工單元的背景、意義和研究現(xiàn)狀，提出了研究該問題的基本思路，所提研究方案具有一定的可行性，達到了工業(yè)工程專業(yè)本科畢業(yè)設(shè)計的目標(biāo)，符合有關(guān)開題報告的基本要求。同意開題