自動(dòng)化裝備與生產(chǎn)線設(shè)計(jì)

目錄
第 1章 緒論 1
1.1自動(dòng)化裝備與生產(chǎn)線的定義、組成及特點(diǎn) 1
1.1.1自動(dòng)化裝備與生產(chǎn)線的定義 1
1.1.2自動(dòng)化裝備與生產(chǎn)線的基本構(gòu)成 2
1.2制造自動(dòng)化技術(shù)的國(guó)內(nèi)外發(fā)展現(xiàn)狀及方向 4
1.2.1制造自動(dòng)化技術(shù)發(fā)展現(xiàn)狀 4
1.2.2制造自動(dòng)化未來(lái)發(fā)展方向 4
第 2章 自動(dòng)化裝備與生產(chǎn)線的基本設(shè)計(jì)方法 8
2.1一般設(shè)計(jì)流程 8
2.2規(guī)劃設(shè)計(jì)階段 9
2.2.1方案設(shè)計(jì) 10
2.2.2生產(chǎn)率 11
2.2.3工藝方案的技術(shù)經(jīng)濟(jì)分析 13
2.2.4投資經(jīng)濟(jì)效益分析 17
2.2.5設(shè)計(jì)方案評(píng)價(jià) 19
2.3概念設(shè)計(jì)階段 21
2.3.1概念設(shè)計(jì)的內(nèi)涵 21
2.3.2產(chǎn)品概念設(shè)計(jì)原理 22
2.3.3產(chǎn)品概念設(shè)計(jì)原則 23
2.4詳細(xì)設(shè)計(jì)階段 26
2.5定型設(shè)計(jì)階段 29
第 3章 常用自動(dòng)化傳動(dòng)機(jī)構(gòu)與選型設(shè)計(jì) 30
3.1同步帶傳動(dòng)與選型設(shè)計(jì) 30
3.1.1同步帶傳動(dòng) 30
3.1.2同步帶的選型設(shè)計(jì) 31
3.2滾珠絲杠螺母?jìng)鲃?dòng)與選型設(shè)計(jì) 36
3.3直線導(dǎo)軌傳動(dòng)與選型設(shè)計(jì) 41
3.3.1直線導(dǎo)軌概述 41
3.3.2直線導(dǎo)軌結(jié)構(gòu) 43
3.3.3直線導(dǎo)軌的固定方式及選型 44
3.3.4直線導(dǎo)軌的使用與安裝 47
3.4直線軸承傳動(dòng)與選型設(shè)計(jì) 50
iv 自動(dòng)化裝備與生產(chǎn)線設(shè)計(jì)
3.4.1直線軸承結(jié)構(gòu)及類(lèi)型規(guī)格 50
3.4.2直線軸承的固定與安裝 54
3.4.3直線軸承選用要點(diǎn)及配套直線軸設(shè)計(jì) 56
3.5皮帶輸送與選型設(shè)計(jì) 57
3.5.1皮帶輸送的特點(diǎn) 57
3.5.2皮帶輸送的結(jié)構(gòu) 58
3.5.3皮帶輸送設(shè)計(jì)要點(diǎn) 59
3.6減速器、電磁離合器及選型設(shè)計(jì) 65
3.6.1減速器 65
3.6.2電磁離合器 70
第 4章 機(jī)械制造過(guò)程自動(dòng)化 77
4.1機(jī)械制造自動(dòng)化的基本概念 77
4.1.1機(jī)械制造自動(dòng)化技術(shù)的定義 77
4.1.2自動(dòng)化制造系統(tǒng)的概念 78
4.1.3機(jī)械制造自動(dòng)化的類(lèi)型和主要研究?jī)?nèi)容 81
4.2機(jī)械制造自動(dòng)化加工設(shè)備及分類(lèi) 82
4.3機(jī)械制造自動(dòng)化系統(tǒng)技術(shù)方案設(shè)計(jì) 86
4.3.1單機(jī)自動(dòng)化制造方案 86
4.3.2數(shù)控機(jī)床制造方案 89
4.3.3加工中心自動(dòng)化制造方案 91
4.3.4機(jī)械加工自動(dòng)化生產(chǎn)線方案 93
4.3.5柔性自動(dòng)化制造系統(tǒng) 97
4.4機(jī)械制造自動(dòng)化切削用量的選擇 99
4.4.1切削用量對(duì)生產(chǎn)率和加工精度的影響 99
4.4.2切削用量選擇的一般原則 101
4.4.3鉆鉸鏜銑切削用量的選擇 102
4.5切削力與切削功率的計(jì)算 104
4.5.1查表法 104
4.5.2扭矩、力和切削功率計(jì)算 105
4.5.3銑削力及銑削功率計(jì)算 107
4.5.4磨削功率計(jì)算 108
4.6工藝規(guī)程的制定 109
4.7工藝方案的技術(shù)經(jīng)濟(jì)分析 112
第 5章 檢測(cè)過(guò)程自動(dòng)化 115
5.1 概述 115
5.1.1檢測(cè)自動(dòng)化技術(shù)的地位、作用和內(nèi)容 115
5.1.2自動(dòng)檢測(cè)系統(tǒng)的組成 115
5.1.3自動(dòng)化檢測(cè)技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì) 116
5.1.4檢測(cè)過(guò)程自動(dòng)化常用傳感器及分類(lèi) 117
5.2溫度傳感器 120
5.2.1金屬熱電阻 121
5.2.2半導(dǎo)體熱敏電阻 123
5.3液位、物位、濃度、流量傳感器 125
5.3.1液位傳感器 125
5.3.2密度、濃度、濁度傳感器 127
5.3.3流量傳感器 129
5.4位移傳感器 133
5.4.1電感式傳感器 133
5.4.2電容式位移傳感器 137
5.4.3光柵數(shù)字傳感器 139
5.4.4感應(yīng)同步器 140
5.4.5角數(shù)字編碼器 142
5.5速度與加速度傳感器 144
5.5.1速度傳感器 144
5.5.2加速度傳感器 145
5.6力、壓力和扭矩傳感器 146
5.6.1電阻應(yīng)變式傳感器原理 146
5.6.2應(yīng)變片測(cè)力傳感器 151
5.6.3壓力傳感器 153
5.6.4轉(zhuǎn)矩(扭矩)傳感器 154
5.7加工過(guò)程在線測(cè)量與監(jiān)測(cè) 155
5.7.1孔徑的自動(dòng)測(cè)量 155
5.7.2探針式紅外自動(dòng)測(cè)量系統(tǒng) 156
5.7.3加工誤差在線檢測(cè)與補(bǔ)償系統(tǒng) 157
5.7.4在線檢測(cè)加工尺寸和刀具磨損情況 157
5.7.5刀具狀態(tài)的智能化在線監(jiān)控系統(tǒng) 158
第 6章 計(jì)算機(jī)視覺(jué)檢測(cè)技術(shù) 160
6.1 概述 160
6.1.1計(jì)算機(jī)視覺(jué) 160
6.1.2計(jì)算機(jī)視覺(jué)檢測(cè)系統(tǒng) 161
6.1.3計(jì)算機(jī)視覺(jué)測(cè)量技術(shù)的應(yīng)用 162
6.1.4計(jì)算機(jī)視覺(jué)檢測(cè)技術(shù)發(fā)展趨勢(shì)和主要研究?jī)?nèi)容 163
6.2計(jì)算機(jī)視覺(jué)檢測(cè)的理論基礎(chǔ) 165
6.2.1攝像機(jī)與視覺(jué)系統(tǒng)的模型 165
6.2.2攝像機(jī)與視覺(jué)系統(tǒng)的標(biāo)定 168
6.2.3計(jì)算機(jī)視覺(jué)光學(xué)測(cè)量法 170
vi 自動(dòng)化裝備與生產(chǎn)線設(shè)計(jì)
6.2.4立體視覺(jué)測(cè)量 175
6.2.5單攝像機(jī)測(cè)量 177
6.2.6光束平差測(cè)量 180
6.3計(jì)算機(jī)視覺(jué)檢測(cè)系統(tǒng)及選型設(shè)計(jì) 182
6.3.1機(jī)器視覺(jué)系統(tǒng)的一般工作過(guò)程 183
6.3.2相機(jī)的分類(lèi)及主要特性參數(shù) 184
6.3.3圖像采集卡的原理及種類(lèi) 189
6.3.4圖像數(shù)據(jù)的傳輸 190
6.3.5光源的種類(lèi)與選型 191
6.3.6偏振技術(shù)應(yīng)用和大視場(chǎng)成像技術(shù) 195
6.3.7圖像處理技術(shù) 196
第 7章 裝配過(guò)程自動(dòng)化 200
7.1 概述 200
7.2自動(dòng)化裝配工藝 203
7.2.1制訂自動(dòng)化裝配工藝的依據(jù)和原則 203
7.2.2裝配工藝規(guī)程的內(nèi)容 204
7.2.3零件結(jié)構(gòu)對(duì)裝配自動(dòng)化的影響 206
7.2.4自動(dòng)裝配工藝設(shè)計(jì)的一般要求 210
7.3自動(dòng)化裝配關(guān)鍵技術(shù)及結(jié)構(gòu) 210
7.3.1運(yùn)動(dòng)部件 210
7.3.2定位機(jī)構(gòu) 213
7.3.3連接方法 216
7.4自動(dòng)化裝配設(shè)備 220
7.4.1裝配設(shè)備分類(lèi) 221
7.4.2自動(dòng)化裝配機(jī) 222
7.4.3裝配工位 227
7.4.4裝配間 228
7.4.5裝配中心 229
7.4.6裝配系統(tǒng) 229
7.4.7自動(dòng)化裝配設(shè)備的選用 229
第 8章 自動(dòng)化制造系統(tǒng)的物料供給與儲(chǔ)運(yùn) 231
8.1 概述 231
8.2卷料自動(dòng)供料裝置 232
8.2.1卷料的支承、張緊裝置 233
8.2.2卷料校直裝置 234
8.2.3卷料送料裝置 234
8.3板料自動(dòng)供料裝置 237
8.4定長(zhǎng)供料機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)與計(jì)算 238
8.5單件及板片料供料機(jī)構(gòu) 241
8.5.1單件物品形態(tài)分析及定向方法 241
8.5.2料倉(cāng)式供料機(jī)構(gòu) 243
8.5.3料斗式自動(dòng)供料裝置 249
8.6工件的分配及匯總機(jī)構(gòu) 251
8.6.1工件的自動(dòng)分配裝置 251
8.6.2工件的自動(dòng)匯總裝置 252
8.6.3工件的變向供送裝置 253
8.7電磁振動(dòng)供料裝置 255
8.7.1振動(dòng)供料裝置的分類(lèi)及組成 255
8.7.2電磁振動(dòng)供料裝置工作原理 256
8.7.3電磁振動(dòng)供料裝置主要參數(shù)與設(shè)計(jì)計(jì)算 257
8.8物料輸送裝備 262
8.8.1物流剛性輸送裝備 262
8.8.2物流柔性輸送裝備 268
第 9章 工業(yè)機(jī)器人在自動(dòng)化制造中應(yīng)用及選型設(shè)計(jì) 274
9.1 概述 274
9.2工業(yè)機(jī)器人 274
9.2.1工業(yè)機(jī)器人及其系統(tǒng)組成 274
9.2.2工業(yè)機(jī)器人的基本構(gòu)成 274
9.2.3工業(yè)機(jī)器人主要技術(shù)參數(shù) 275
9.3工業(yè)機(jī)器人機(jī)械結(jié)構(gòu)及組成 277
9.4工業(yè)機(jī)器人手部結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 280
9.4.1夾鉗式手部 281
9.4.2吸附式手部 283
9.5機(jī)器人在自動(dòng)化制造中的應(yīng)用 285
9.5.1搬運(yùn)機(jī)器人的應(yīng)用 285
9.5.2噴涂機(jī)器人的應(yīng)用 286
9.5.3裝配機(jī)器人的應(yīng)用 287
9.6機(jī)器人自動(dòng)化制造應(yīng)用的選型設(shè)計(jì) 288
9.6.1機(jī)器人概述 288
9.6.2點(diǎn)焊機(jī)器人的選型設(shè)計(jì) 290
第 10章 自動(dòng)化制造過(guò)程的控制技術(shù) 295
10.1 概述 295
10.2傳統(tǒng)工業(yè)電氣控制 295
10.2.1工業(yè)電氣控制電路的控制過(guò)程 297
10.2.2升降機(jī)的自動(dòng)化控制 298
10.3 PLC控制技術(shù) 302
10.3.1 PLC的基本構(gòu)成 302
10.3.2 PLC的種類(lèi)和結(jié)構(gòu)特點(diǎn) 307
10.3.3 PLC的技術(shù)應(yīng)用 311
10.4交流伺服與變頻控制技術(shù) 315
10.4.1變頻器和伺服驅(qū)動(dòng)器 316
10.4.2變頻控制技術(shù)應(yīng)用 324
第 11章 自動(dòng)化裝備與生產(chǎn)線的設(shè)計(jì)范例 333
11.1 概述 333
11.2激光加工機(jī)的設(shè)計(jì)(范例 1) 334
11.2.1激光加工機(jī)簡(jiǎn)介 334
11.2.2軸的伺服傳動(dòng)系統(tǒng)設(shè)計(jì) 335
11.2.3 x軸的伺服傳動(dòng)系統(tǒng)設(shè)計(jì) 338
11.3鍵盤(pán)外觀質(zhì)量視覺(jué)智能檢測(cè)(范例 2) 341
11.3.1系統(tǒng)設(shè)計(jì)案例 341
11.3.2光源設(shè)計(jì) 342
11.3.3相機(jī)選擇 343
11.3.4硬件平臺(tái)設(shè)計(jì) 343
11.3.5系統(tǒng)檢測(cè)原理 344
11.4汽車(chē)水泵自動(dòng)裝配生產(chǎn)線設(shè)計(jì)(范例 3) 346
11.4.1課題來(lái)源 346
11.4.2汽車(chē)水泵自動(dòng)裝配生產(chǎn)線總體方案設(shè)計(jì) 346
11.4.3汽車(chē)水泵性能檢測(cè) 351
11.4.4裝配生產(chǎn)線機(jī)械視覺(jué)測(cè)量與定位 352
11.5手機(jī)前置攝像頭組件自動(dòng)組裝設(shè)備的設(shè)計(jì)(案例 4) 354
11.5.1課題來(lái)源 354
11.5.2治具、傳動(dòng)系統(tǒng)、定位機(jī)構(gòu)的布局規(guī)劃和設(shè)計(jì) 356
11.5.3前置相機(jī)組件 Ring的自動(dòng)供料系統(tǒng)設(shè)計(jì) 357
參考文獻(xiàn) 361