自动化装备与生产线设计

目录
第 1章 绪论 1
1.1自动化装备与生产线的定义、组成及特点 1
1.1.1自动化装备与生产线的定义 1
1.1.2自动化装备与生产线的基本构成 2
1.2制造自动化技术的国内外发展现状及方向 4
1.2.1制造自动化技术发展现状 4
1.2.2制造自动化未来发展方向 4
第 2章 自动化装备与生产线的基本设计方法 8
2.1一般设计流程 8
2.2规划设计阶段 9
2.2.1方案设计 10
2.2.2生产率 11
2.2.3工艺方案的技术经济分析 13
2.2.4投资经济效益分析 17
2.2.5设计方案评价 19
2.3概念设计阶段 21
2.3.1概念设计的内涵 21
2.3.2产品概念设计原理 22
2.3.3产品概念设计原则 23
2.4详细设计阶段 26
2.5定型设计阶段 29
第 3章 常用自动化传动机构与选型设计 30
3.1同步带传动与选型设计 30
3.1.1同步带传动 30
3.1.2同步带的选型设计 31
3.2滚珠丝杠螺母传动与选型设计 36
3.3直线导轨传动与选型设计 41
3.3.1直线导轨概述 41
3.3.2直线导轨结构 43
3.3.3直线导轨的固定方式及选型 44
3.3.4直线导轨的使用与安装 47
3.4直线轴承传动与选型设计 50
iv 自动化装备与生产线设计
3.4.1直线轴承结构及类型规格 50
3.4.2直线轴承的固定与安装 54
3.4.3直线轴承选用要点及配套直线轴设计 56
3.5皮带输送与选型设计 57
3.5.1皮带输送的特点 57
3.5.2皮带输送的结构 58
3.5.3皮带输送设计要点 59
3.6减速器、电磁离合器及选型设计 65
3.6.1减速器 65
3.6.2电磁离合器 70
第 4章 机械制造过程自动化 77
4.1机械制造自动化的基本概念 77
4.1.1机械制造自动化技术的定义 77
4.1.2自动化制造系统的概念 78
4.1.3机械制造自动化的类型和主要研究内容 81
4.2机械制造自动化加工设备及分类 82
4.3机械制造自动化系统技术方案设计 86
4.3.1单机自动化制造方案 86
4.3.2数控机床制造方案 89
4.3.3加工中心自动化制造方案 91
4.3.4机械加工自动化生产线方案 93
4.3.5柔性自动化制造系统 97
4.4机械制造自动化切削用量的选择 99
4.4.1切削用量对生产率和加工精度的影响 99
4.4.2切削用量选择的一般原则 101
4.4.3钻铰镗铣切削用量的选择 102
4.5切削力与切削功率的计算 104
4.5.1查表法 104
4.5.2扭矩、力和切削功率计算 105
4.5.3铣削力及铣削功率计算 107
4.5.4磨削功率计算 108
4.6工艺规程的制定 109
4.7工艺方案的技术经济分析 112
第 5章 检测过程自动化 115
5.1 概述 115
5.1.1检测自动化技术的地位、作用和内容 115
5.1.2自动检测系统的组成 115
5.1.3自动化检测技术的发展趋势 116
5.1.4检测过程自动化常用传感器及分类 117
5.2温度传感器 120
5.2.1金属热电阻 121
5.2.2半导体热敏电阻 123
5.3液位、物位、浓度、流量传感器 125
5.3.1液位传感器 125
5.3.2密度、浓度、浊度传感器 127
5.3.3流量传感器 129
5.4位移传感器 133
5.4.1电感式传感器 133
5.4.2电容式位移传感器 137
5.4.3光栅数字传感器 139
5.4.4感应同步器 140
5.4.5角数字编码器 142
5.5速度与加速度传感器 144
5.5.1速度传感器 144
5.5.2加速度传感器 145
5.6力、压力和扭矩传感器 146
5.6.1电阻应变式传感器原理 146
5.6.2应变片测力传感器 151
5.6.3压力传感器 153
5.6.4转矩(扭矩)传感器 154
5.7加工过程在线测量与监测 155
5.7.1孔径的自动测量 155
5.7.2探针式红外自动测量系统 156
5.7.3加工误差在线检测与补偿系统 157
5.7.4在线检测加工尺寸和刀具磨损情况 157
5.7.5刀具状态的智能化在线监控系统 158
第 6章 计算机视觉检测技术 160
6.1 概述 160
6.1.1计算机视觉 160
6.1.2计算机视觉检测系统 161
6.1.3计算机视觉测量技术的应用 162
6.1.4计算机视觉检测技术发展趋势和主要研究内容 163
6.2计算机视觉检测的理论基础 165
6.2.1摄像机与视觉系统的模型 165
6.2.2摄像机与视觉系统的标定 168
6.2.3计算机视觉光学测量法 170
vi 自动化装备与生产线设计
6.2.4立体视觉测量 175
6.2.5单摄像机测量 177
6.2.6光束平差测量 180
6.3计算机视觉检测系统及选型设计 182
6.3.1机器视觉系统的一般工作过程 183
6.3.2相机的分类及主要特性参数 184
6.3.3图像采集卡的原理及种类 189
6.3.4图像数据的传输 190
6.3.5光源的种类与选型 191
6.3.6偏振技术应用和大视场成像技术 195
6.3.7图像处理技术 196
第 7章 装配过程自动化 200
7.1 概述 200
7.2自动化装配工艺 203
7.2.1制订自动化装配工艺的依据和原则 203
7.2.2装配工艺规程的内容 204
7.2.3零件结构对装配自动化的影响 206
7.2.4自动装配工艺设计的一般要求 210
7.3自动化装配关键技术及结构 210
7.3.1运动部件 210
7.3.2定位机构 213
7.3.3连接方法 216
7.4自动化装配设备 220
7.4.1装配设备分类 221
7.4.2自动化装配机 222
7.4.3装配工位 227
7.4.4装配间 228
7.4.5装配中心 229
7.4.6装配系统 229
7.4.7自动化装配设备的选用 229
第 8章 自动化制造系统的物料供给与储运 231
8.1 概述 231
8.2卷料自动供料装置 232
8.2.1卷料的支承、张紧装置 233
8.2.2卷料校直装置 234
8.2.3卷料送料装置 234
8.3板料自动供料装置 237
8.4定长供料机构设计与计算 238
8.5单件及板片料供料机构 241
8.5.1单件物品形态分析及定向方法 241
8.5.2料仓式供料机构 243
8.5.3料斗式自动供料装置 249
8.6工件的分配及汇总机构 251
8.6.1工件的自动分配装置 251
8.6.2工件的自动汇总装置 252
8.6.3工件的变向供送装置 253
8.7电磁振动供料装置 255
8.7.1振动供料装置的分类及组成 255
8.7.2电磁振动供料装置工作原理 256
8.7.3电磁振动供料装置主要参数与设计计算 257
8.8物料输送装备 262
8.8.1物流刚性输送装备 262
8.8.2物流柔性输送装备 268
第 9章 工业机器人在自动化制造中应用及选型设计 274
9.1 概述 274
9.2工业机器人 274
9.2.1工业机器人及其系统组成 274
9.2.2工业机器人的基本构成 274
9.2.3工业机器人主要技术参数 275
9.3工业机器人机械结构及组成 277
9.4工业机器人手部结构设计 280
9.4.1夹钳式手部 281
9.4.2吸附式手部 283
9.5机器人在自动化制造中的应用 285
9.5.1搬运机器人的应用 285
9.5.2喷涂机器人的应用 286
9.5.3装配机器人的应用 287
9.6机器人自动化制造应用的选型设计 288
9.6.1机器人概述 288
9.6.2点焊机器人的选型设计 290
第 10章 自动化制造过程的控制技术 295
10.1 概述 295
10.2传统工业电气控制 295
10.2.1工业电气控制电路的控制过程 297
10.2.2升降机的自动化控制 298
10.3 PLC控制技术 302
10.3.1 PLC的基本构成 302
10.3.2 PLC的种类和结构特点 307
10.3.3 PLC的技术应用 311
10.4交流伺服与变频控制技术 315
10.4.1变频器和伺服驱动器 316
10.4.2变频控制技术应用 324
第 11章 自动化装备与生产线的设计范例 333
11.1 概述 333
11.2激光加工机的设计(范例 1) 334
11.2.1激光加工机简介 334
11.2.2轴的伺服传动系统设计 335
11.2.3 x轴的伺服传动系统设计 338
11.3键盘外观质量视觉智能检测(范例 2) 341
11.3.1系统设计案例 341
11.3.2光源设计 342
11.3.3相机选择 343
11.3.4硬件平台设计 343
11.3.5系统检测原理 344
11.4汽车水泵自动装配生产线设计(范例 3) 346
11.4.1课题来源 346
11.4.2汽车水泵自动装配生产线总体方案设计 346
11.4.3汽车水泵性能检测 351
11.4.4装配生产线机械视觉测量与定位 352
11.5手机前置摄像头组件自动组装设备的设计(案例 4) 354
11.5.1课题来源 354
11.5.2治具、传动系统、定位机构的布局规划和设计 356
11.5.3前置相机组件 Ring的自动供料系统设计 357
参考文献 361