一種全自動(dòng)臥式雷管卡口機(jī)設(shè)計(jì)【說明書+CAD】
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XX大學(xué) 屆畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文)開題報(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 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,同類研究工作國內(nèi)外現(xiàn)狀、存在問題(列出主要參考文獻(xiàn))1、 同類研究國內(nèi)外的現(xiàn)狀、存在的問題:1.1卡口方面的國內(nèi)現(xiàn)狀、存在的問題: 目前在國內(nèi)行業(yè)里電雷管卡口的過程中,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)器手的國內(nèi)現(xiàn)狀與發(fā)展過程: 在我國,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能機(jī)器人種首先提出?,F(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。 我國機(jī)器人技術(shù)起步較晚,從20世紀(jì)80年代初才開始。全國第一個(gè)機(jī)器人研究示范工程1986年在沈陽建成。目前我國已經(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)器人的研制等國際前沿領(lǐng)域,我國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、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,使機(jī)械手具有感覺機(jī)能。目前國內(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、視覺等性能的機(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卡口方面的國外現(xiàn)狀、存在的問題: 目前在國外雷管卡口方面與國內(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)化卡口方面還沒有公開的研究結(jié)果。1.4關(guān)于機(jī)器人、機(jī)器手的國外現(xiàn)狀與發(fā)展過程: 1959年,戴沃爾與美國發(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購買了工業(yè)機(jī)器人Unimation和Verstran的生產(chǎn)許可證。日本從此開始了機(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。他帶有視覺傳感器,能根據(jù)人的指令發(fā)現(xiàn)并抓取積木。1979年,美國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)程序來完成規(guī)定的操作。國外機(jī)械手的發(fā)展趨勢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,重點(diǎn)是研究視覺功能和觸覺功能。目前已經(jīng)取得一定成績。 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。定位精度可以滿足微米及亞微米級要求,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)的市場競爭力,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)簡單可靠,絕對的人機(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.2007.62.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.2002.43.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、研究內(nèi)容與工作原理: (一)研究內(nèi)容1.卡口機(jī)總傳動(dòng)方案的比對與確定。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。3.卡口機(jī)產(chǎn)品機(jī)械部分的設(shè)計(jì)、計(jì)算及校對。 (二)工作原理通過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)有的知識外還應(yīng)該具備哪些新的知識。 (2)選定合適和熟悉的制圖軟件,對選定的工具進(jìn)行深入的學(xué)習(xí)及具體實(shí)踐。 (3)對自動(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),通過壓縮空氣驅(qū)動(dòng)氣缸活塞做往復(fù)運(yùn)動(dòng)來實(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,簡化了結(jié)構(gòu),降低了維修和安裝難度。可維護(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),具有藥頭與管殼對接精準(zhǔn),卡口長度精確控制,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 3.余雷聲.電器控制與PLC應(yīng)用M.北京:機(jī)械工業(yè)出版社.1996. 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:中國電力出版社.2004. 6.王細(xì)洋,現(xiàn)代制造技術(shù)M.國防工業(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 10.王永章,杜君文,程國全.數(shù)控技術(shù)M.北京:高等教育出版社.2001 11.潘存云.機(jī)械原理(第二版)M.長沙:中南大學(xué)出版社.2012注:1、開題報(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)書的要求和文獻(xiàn)調(diào)研結(jié)果,在開始撰寫論文之前寫出開題報(bào)告。2、參考文獻(xiàn)按下列格式(A為期刊,B為專著)A:序號、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(期號):起止頁碼。B:序號、作者、書名、版次、(初版不寫)、出版地、出版單位、出版時(shí)間、頁碼。3、表中各項(xiàng)可加附頁。5
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