纺织染料立体仓库搬运机械系统设计开题报告

1. 研究目的与意义

在现代工业发展中，生产过程的机械化、自动化已成为突出主题。专用机床是大批量生产自动化的有效方法；程控机床、数控机床、加工中心等自动化机械是有效解决多品种小批量生产的重要方法。但除切削加工外，还有大量的装卸、搬运、装配等作业，有待进一步实现机械化。

由于通用机械系统的应用和发展，从而促进了智能机器人的研制。智能机器人的涉及的知识内容不仅包括一般的机械、液压、气动等基础知识，而且还应用一些电子技术、电视技术、通讯技术、计算机技术、无线电技术、仿生学和假肢等，因此它是一项综合性较强的新技术。

毕业设计对于应届毕业生来说，最重要的意义在于能将所学的知识应用到自己的设计中。我的毕设内容需要的知识综合性比较强，几乎关系到大学四年所有学到的有关机械的知识。对于我个人而言，能将学到的知识来解决实际问题，对我来说无疑是一次综合性的锻炼，并且我相信这会给我将来的工作带来很大的帮助。

2. 课题关键问题和重难点

关键问题：

x、y、z方向的轴向运动和绕z轴转动设计

难点：

3. 国内外研究现状（文献综述）

总体设计中主要是根据纺织染料企业要求，设计出四自由度的机械搬运机构^[9]，使其能够很好在立体仓库^[10]中工作。最重要的是在确定了其工作强度的基础上，进一步确定机械搬运机构各组成部件的尺寸，完成设计，并对其安全运行有很大影响的参数进行计算校核^[14]，最后通过计算机仿真，模拟工作情形^[9]。我对各种涉及到搬运机构的论文杂志进行了一些调查，以便对自己的设计课题有一个更深刻、更全面的了解。

本次设计准备采用直角坐标系统^[5]，因此我首先了解了卧式数控车床直角坐标送料机器人的组成、特点和该送料机器人的三种结构类型，以及构建卧式数控车床直角坐标送料机器人的方法^[6]。

文中提到直线运动单元^[8]主要有滚珠丝杠、同步带和齿轮齿条三种类型。滚珠丝杠如图1，其实现直线运动的方式是丝杠转动，带动螺母做轴向运动，滚珠丝杠的摩擦损失小，传动效率高；丝杠和螺母之间预紧后，可以消除间隙，具有较好的刚度；但是当丝杠过长时，容易产生弯曲，并会受热变形，影响精度。

4. 研究方案

近年来，机器人技术发展迅速，各种用途的机器人在各个领域得到广泛的应用。在纺织染料行业，染料存取的自动化是关乎企业利益的重要因素。

染料立体仓库的存储方式为两排平行布置，每排三层，每层12个，而染料桶货架工位尺寸为460mm(长)460mm(宽)750mm(高)，染料桶外形尺寸为300mm(外径)500mm(高度)，料及桶最大重量约10kg。

由于每层12个，货架长460mm，因此x轴向最少行程5520mm，这么长的行程只能考虑带传动、链传动、齿轮齿条传动，再考虑到定位精度以及竖直方向要承受的载荷，显然齿轮齿条较其他两个更好。

5. 工作计划

第1周 消化任务，收集、阅读资料

第2周 实现原理方案论证与细化

第3周 开题报告