引言
目录
摘 要 I
ABSTRACT II
第一章 绪论 1
1.1 研究背景及意义 1
1.1.1 研究背景 1
1.1.2 研究意义 2
1.2 国内外研究现状 2
1.2.1 国内研究现状 2
1.2.2 国外研究现状 3
1.3 本设计的工作内容 3
1.4 本设计的经济性与环保性分析 4
第二章 总体设计方案及工作原理 5
2.1 铸造机器人并联工作臂装置的总体设计方案 5
2.2 本设计的总体要求 8
第三章 并联工作臂升降机构的设计 9
3.1 齿轮齿条驱动部分的设计 9
3.1.1 小齿轮基本参数的确定 9
3.1.2 齿轮齿根弯曲疲劳强度设计 10
3.1.3 齿面接触疲劳强度校核计算 11
3.1.4 齿条部件的设计 12
3.1.5 齿轮轴的设计 12
3.2 滑块导轨的设计 13
第四章 并联工作臂执行机构的设计 15
4.1 电动推杆的设计 15
4.2 丝杠螺母机构的设计 15
4.2.1 丝杠螺母机构简介 15
4.2.2 丝杠选型 16
4.2.3 丝杠机构寿命长度校核计算 17
4.2.4 丝杠机构设计原则 18
4.3 整体机构机架的设计 19
第五章 铸造机器人并联工作臂升降机构和执行机构的运动仿真 20
5.1 运动仿真过程简介 20
5.2 运动仿真过程设计 20
5.2.1仿真构建的基本流程 20
5.2.2工作过程仿真分析 21
第六章 结论与展望 23
6.1 结论 23
6.2 不足与展望 23
参考文献 24
附 录 25
致 谢 33
第一章 绪论
研究背景及意义
1.1 *51今日免费论文网|www.51jrft.com +Q: @351916072@ 
.1 研究背景
铸造是机械加工过程中不可或缺的一环，它是现行采用的毛坯成形的方法之一。良好的铸造能保证材料物尽其用，使成型的机构稳定性良好。可以说，良好的铸造是一套机械设备成功与否的基础。近些年来，我国的铸造业发展迅速，铸件被广泛地应用于各个领域，如航空、航天、电子、汽车、船舶、兵器等领域。以汽车行业为例，传统燃油车的生产过程已经可谓是跟铸造不可分割了。随着如今社会经济发展之迅速，汽车已经越来越普及到普通民众的家庭之中，人们的生活出行也越来越与汽车难以分离，这也对汽车的质量、性能、使用寿命、经济性等提出了更高的要求。同时也响应国家号召，基于节能减排、降低能耗及结构轻量化等新发展理念影响，汽车所选用的材料也更趋于轻质、高性能和环保。然而汽车零部件种类繁多且大多形状复杂，像变速箱、离合器、缸体、缸盖、汽车轮毂等，多为大型、复杂的薄壁件，因此在生产加工的工艺上，逐渐转变为以压铸方式为主[1]。
我国目前的铸造行业劳动相对密集，强度很大，且发展不太成熟。大部分中小型企业仍旧采用着人力浇注的方式，这种方式劳动强度很大，劳动条件差，能源消耗率高，危险性也很高，而且往往依赖于人的经验，铸件间品质差异较大，如图1.1所示。目前，对于中小型铸造企业浇注生产过程中存在着劳动强度大、浇包操控不容易控制等问题，时刻威胁着工人生命安全及铸造产品的成品效率。另外，铸造生产环境条件恶劣，浇注过程效率偏低，产品的质量难以保证，质量问题频繁出现。故能否有效提高铸件的质量逐渐成为铸造企业能否顺利发展的关键[23]。随着智能化与自动化的发展，工业机器人已成为发展铸造生产的必然趋势[4]。部分企业也顺势借助起工业机器人的帮助，小批量的使用起串联式的铸造机器人。如图1.2所示。工业机器人具有高度柔性化的特点，能满足现代提倡的绿色铸造生产里的各种要求，使用机器人来铸造生产，不仅可以将工人从单调、繁重的体力劳动中解放出来，而且还能提高生产效率、铸件的精度和质量、实现铸造生产机械化、自动化及文明化[56]。
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图1.1 人工浇注现场图 图1.2 串联式铸造机器人
1.1.2 研究意义
由于目前许多企业常用的浇注机器人基本均为串联式的机器人，它的主要缺点有：承受载重小、柔性度低以及浇注液转移困难等问题。在大中型铸件的浇注过程中，这些问题尤为明显[7]。
国内外研究现状
国内研究现状
国内企业正在把推进技术智能化与自动化作为发展目标，同时企业内部的各项技术改造也促进了国内机械制造的自动化和机械化进程。这样的改进有利于提高生产效率、解放劳动力、改善生产条件。董春潮[8]等人主要研究了工业机器人如何应用于铸造生产和浇注工作，说明了采用机器人进行浇注工作所应用的作业方式；这个过程主要使用的是滑移式机器人。其存在的问题有：机器人主要运行在导轨之中，工作空间受限，没有很好地解决串联式机器人的通病。敬必成[9]等人主要研究了工业机器人如何应用于铝合金重力浇注的过程，简要叙述了这其中所要经过的每道工序，这种方式能大大的提高铸件的生产效率。但是仍旧存在着许多的问题，包括搭载的工装夹具太多、技术不成熟，研发周期长且对操作人员的技术水平要求较高等。郭旭东[10]等人主要研究了如何用数控编程的方式达到对全自动机器人的浇注系统的控制，建立起了该机器人的自动化控制模式，浇包最高可承重165千克，应用前景良好。浇包的定量浇注方面，马田厚[11]等人主要研究了全自动倾转式浇注机器人的控制理论，介绍了对浇注过程进行数学建模，浇包液面平稳性的控制理论、流量大小的控制理论以及如何抑制晃动的控制理论的研究现状。蒙新明[12]等人主要研究了用电磁泵进行定量浇注所采用的控制技术，创新的提出了一种新型定量浇注的方法，其优点在于能精确地控制浇注量，应用前景良好，但也存在着一定的局限性，难以推广使用。刘永胜[13]等人主要对定点倾转式的定量浇注装置进行了研发，设计了整体装置的结构简图并阐明了其控制策略，同时设计了一套采用闭环控制的电液比例系统，有效改善了浇注过程中存在的平稳性差的问题。但也存在着不少缺点，包括浇注工作针对对象单一，另外浇包是自己设计的模型，属于非标件，存在改进空间。

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