自動化裝備與生產(chǎn)線設計

目錄
第 1章 緒論 1
1.1自動化裝備與生產(chǎn)線的定義、組成及特點 1
1.1.1自動化裝備與生產(chǎn)線的定義 1
1.1.2自動化裝備與生產(chǎn)線的基本構成 2
1.2制造自動化技術的國內外發(fā)展現(xiàn)狀及方向 4
1.2.1制造自動化技術發(fā)展現(xiàn)狀 4
1.2.2制造自動化未來發(fā)展方向 4
第 2章 自動化裝備與生產(chǎn)線的基本設計方法 8
2.1一般設計流程 8
2.2規(guī)劃設計階段 9
2.2.1方案設計 10
2.2.2生產(chǎn)率 11
2.2.3工藝方案的技術經(jīng)濟分析 13
2.2.4投資經(jīng)濟效益分析 17
2.2.5設計方案評價 19
2.3概念設計階段 21
2.3.1概念設計的內涵 21
2.3.2產(chǎn)品概念設計原理 22
2.3.3產(chǎn)品概念設計原則 23
2.4詳細設計階段 26
2.5定型設計階段 29
第 3章 常用自動化傳動機構與選型設計 30
3.1同步帶傳動與選型設計 30
3.1.1同步帶傳動 30
3.1.2同步帶的選型設計 31
3.2滾珠絲杠螺母傳動與選型設計 36
3.3直線導軌傳動與選型設計 41
3.3.1直線導軌概述 41
3.3.2直線導軌結構 43
3.3.3直線導軌的固定方式及選型 44
3.3.4直線導軌的使用與安裝 47
3.4直線軸承傳動與選型設計 50
iv 自動化裝備與生產(chǎn)線設計
3.4.1直線軸承結構及類型規(guī)格 50
3.4.2直線軸承的固定與安裝 54
3.4.3直線軸承選用要點及配套直線軸設計 56
3.5皮帶輸送與選型設計 57
3.5.1皮帶輸送的特點 57
3.5.2皮帶輸送的結構 58
3.5.3皮帶輸送設計要點 59
3.6減速器、電磁離合器及選型設計 65
3.6.1減速器 65
3.6.2電磁離合器 70
第 4章 機械制造過程自動化 77
4.1機械制造自動化的基本概念 77
4.1.1機械制造自動化技術的定義 77
4.1.2自動化制造系統(tǒng)的概念 78
4.1.3機械制造自動化的類型和主要研究內容 81
4.2機械制造自動化加工設備及分類 82
4.3機械制造自動化系統(tǒng)技術方案設計 86
4.3.1單機自動化制造方案 86
4.3.2數(shù)控機床制造方案 89
4.3.3加工中心自動化制造方案 91
4.3.4機械加工自動化生產(chǎn)線方案 93
4.3.5柔性自動化制造系統(tǒng) 97
4.4機械制造自動化切削用量的選擇 99
4.4.1切削用量對生產(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算 104
4.5.1查表法 104
4.5.2扭矩、力和切削功率計算 105
4.5.3銑削力及銑削功率計算 107
4.5.4磨削功率計算 108
4.6工藝規(guī)程的制定 109
4.7工藝方案的技術經(jīng)濟分析 112
第 5章 檢測過程自動化 115
5.1 概述 115
5.1.1檢測自動化技術的地位、作用和內容 115
5.1.2自動檢測系統(tǒng)的組成 115
5.1.3自動化檢測技術的發(fā)展趨勢 116
5.1.4檢測過程自動化常用傳感器及分類 117
5.2溫度傳感器 120
5.2.1金屬熱電阻 121
5.2.2半導體熱敏電阻 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電阻應變式傳感器原理 146
5.6.2應變片測力傳感器 151
5.6.3壓力傳感器 153
5.6.4轉矩(扭矩)傳感器 154
5.7加工過程在線測量與監(jiān)測 155
5.7.1孔徑的自動測量 155
5.7.2探針式紅外自動測量系統(tǒng) 156
5.7.3加工誤差在線檢測與補償系統(tǒng) 157
5.7.4在線檢測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 計算機視覺檢測技術 160
6.1 概述 160
6.1.1計算機視覺 160
6.1.2計算機視覺檢測系統(tǒng) 161
6.1.3計算機視覺測量技術的應用 162
6.1.4計算機視覺檢測技術發(fā)展趨勢和主要研究內容 163
6.2計算機視覺檢測的理論基礎 165
6.2.1攝像機與視覺系統(tǒng)的模型 165
6.2.2攝像機與視覺系統(tǒng)的標定 168
6.2.3計算機視覺光學測量法 170
vi 自動化裝備與生產(chǎn)線設計
6.2.4立體視覺測量 175
6.2.5單攝像機測量 177
6.2.6光束平差測量 180
6.3計算機視覺檢測系統(tǒng)及選型設計 182
6.3.1機器視覺系統(tǒng)的一般工作過程 183
6.3.2相機的分類及主要特性參數(shù) 184
6.3.3圖像采集卡的原理及種類 189
6.3.4圖像數(shù)據(jù)的傳輸 190
6.3.5光源的種類與選型 191
6.3.6偏振技術應用和大視場成像技術 195
6.3.7圖像處理技術 196
第 7章 裝配過程自動化 200
7.1 概述 200
7.2自動化裝配工藝 203
7.2.1制訂自動化裝配工藝的依據(jù)和原則 203
7.2.2裝配工藝規(guī)程的內容 204
7.2.3零件結構對裝配自動化的影響 206
7.2.4自動裝配工藝設計的一般要求 210
7.3自動化裝配關鍵技術及結構 210
7.3.1運動部件 210
7.3.2定位機構 213
7.3.3連接方法 216
7.4自動化裝配設備 220
7.4.1裝配設備分類 221
7.4.2自動化裝配機 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自動化裝配設備的選用 229
第 8章 自動化制造系統(tǒng)的物料供給與儲運 231
8.1 概述 231
8.2卷料自動供料裝置 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板料自動供料裝置 237
8.4定長供料機構設計與計算 238
8.5單件及板片料供料機構 241
8.5.1單件物品形態(tài)分析及定向方法 241
8.5.2料倉式供料機構 243
8.5.3料斗式自動供料裝置 249
8.6工件的分配及匯總機構 251
8.6.1工件的自動分配裝置 251
8.6.2工件的自動匯總裝置 252
8.6.3工件的變向供送裝置 253
8.7電磁振動供料裝置 255
8.7.1振動供料裝置的分類及組成 255
8.7.2電磁振動供料裝置工作原理 256
8.7.3電磁振動供料裝置主要參數(shù)與設計計算 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)機器人在自動化制造中應用及選型設計 274
9.1 概述 274
9.2工業(yè)機器人 274
9.2.1工業(yè)機器人及其系統(tǒng)組成 274
9.2.2工業(yè)機器人的基本構成 274
9.2.3工業(yè)機器人主要技術參數(shù) 275
9.3工業(yè)機器人機械結構及組成 277
9.4工業(yè)機器人手部結構設計 280
9.4.1夾鉗式手部 281
9.4.2吸附式手部 283
9.5機器人在自動化制造中的應用 285
9.5.1搬運機器人的應用 285
9.5.2噴涂機器人的應用 286
9.5.3裝配機器人的應用 287
9.6機器人自動化制造應用的選型設計 288
9.6.1機器人概述 288
9.6.2點焊機器人的選型設計 290
第 10章 自動化制造過程的控制技術 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程 297
10.2.2升降機的自動化控制 298
10.3 PLC控制技術 302
10.3.1 PLC的基本構成 302
10.3.2 PLC的種類和結構特點 307
10.3.3 PLC的技術應用 311
10.4交流伺服與變頻控制技術 315
10.4.1變頻器和伺服驅動器 316
10.4.2變頻控制技術應用 324
第 11章 自動化裝備與生產(chǎn)線的設計范例 333
11.1 概述 333
11.2激光加工機的設計(范例 1) 334
11.2.1激光加工機簡介 334
11.2.2軸的伺服傳動系統(tǒng)設計 335
11.2.3 x軸的伺服傳動系統(tǒng)設計 338
11.3鍵盤外觀質量視覺智能檢測(范例 2) 341
11.3.1系統(tǒng)設計案例 341
11.3.2光源設計 342
11.3.3相機選擇 343
11.3.4硬件平臺設計 343
11.3.5系統(tǒng)檢測原理 344
11.4汽車水泵自動裝配生產(chǎn)線設計(范例 3) 346
11.4.1課題來源 346
11.4.2汽車水泵自動裝配生產(chǎn)線總體方案設計 346
11.4.3汽車水泵性能檢測 351
11.4.4裝配生產(chǎn)線機械視覺測量與定位 352
11.5手機前置攝像頭組件自動組裝設備的設計(案例 4) 354
11.5.1課題來源 354
11.5.2治具、傳動系統(tǒng)、定位機構的布局規(guī)劃和設計 356
11.5.3前置相機組件 Ring的自動供料系統(tǒng)設計 357
參考文獻 361