一、综述本课题国内外研究动态,说明选题的依据和意义
(一)选题的依据和意义
近年来,随着铆接装配机输送与检测装置技术的发展,应用高速,、高精度, 高负载自重比的铆接装配机输送与检测装置结构受到工业和航空航天领域的关注。由于运动过程中关节和连杆的柔性效应的增加,使结构发生变形从而使任务执行的精度降低。所以,铆接装配机输送与检测装置铆接装配机结构柔性特征必须予以考虑,实现柔性铆接装配机高精度有效控制也必须考虑系统动力学特性。柔性铆接装配机是一个非常复杂的动力学系统,其动力学方程具有非线性,强耦合,实变等特点。而进行柔性臂动力学问题的研究,其模型的建立是极其重要的。柔性铆接装配机不仅是一个刚柔耦合的非线性系统,而且也是系统动力学特性与控制特性相互耦合即机电耦合的非线性系统。动力学建模的目的是为控制系统描述及控制器设计提供依据。一般控制系统的描述(包括时域的状态空间描述和频域的传递函数描述)与传感器/执行器的定位,从执行器到传感器的信息传递以及铆接装配机的动力学特性密切相关。
在机械工业中,铆接装配机的应用意义可以概括如下:
1、可以提高生产过程的自动化程度
应用铆接装配机,有利于提高材料的传送、工件的装卸、刀具的更换以及机器的装配等的自动化程度,从而可以提高劳动生产率,降低生产成本,加快实现工业生产机械化和自动化的步伐。
2、可以改善劳动条件、避免人身事故在高温、高压、低温、低压、有灰尘、噪声、臭味、有放射性或有其它毒性污染以及工作空间狭窄等场合中,用人手直接操作是有危险或根本不可能的。而应用铆接装配机即可部分或全部代替人安全地完成作业,大大地改善了工人的劳动条件。在一些动作简单但又重复作业的操作中,以铆接装配机代替人手进行工作,可以避免由于操作疲劳或疏忽而造成的人身事故。
3、可以减少人力,便于有节奏地生产应用铆接装配机代替人手进行工作,这是直接减少人力的一个侧面,同时由于应用铆接装配机可以连续地工作,这是减少人力的另一个侧面。因此,在自动化机床和综合加工自动生产线上,目前几乎都设有铆接装配机,以减少人力和更准确地控制生产的节拍,便于有节奏地进行生产。
(二)本课题国内外研究现状及背景
1.国外研究现状
之前的几十年是专用铆接装配机的黄金时期,但如今生产的铆接装配机大多为通用铆接装配机,随着社会需求的不断增加和铆接装配机技术的迅猛发展,智能铆接装配机输送与检测装置应运而生。智能铆接装配机输送与检测装置所涉及的专业知识很广,不仅涵盖了最为基础的机械、自动化等方面的知识,还涉及到电气技术、计算机技术和智能技术等其他领域的知识,因此它的综合性很强。现在国内外都在大力发展这一技术,以提高各自的科技实力。
铆接装配机技术在美国发展地很早,世界上第一台铆接装配机便产自美国。在十九世纪六十年代,美国政府还没有看到铆接装配机技术的巨大潜力,这是因为当时铆接装配机技术刚刚发展,在实际应用中存在许多问题,而且那时候一台铆接装配机的价格十分昂贵,让企业难以接受。之后由于许多汽车企业需要大幅提高汽车产量,开始研制一些功能和结构都比较简单的铆接装配机,这极大地促进了铆接装配机技术的发展。进入二十一世纪之后,在信息技术快速发展的基础上,铆接装配机向智能化发展,其性能也越来越好。
日本的铆接装配机技术在上世纪六十年代便已初具雏形,之后便一直快速发展。1970年,日本的铆接装配机已经不需要从国外进口,从此之后,日本开始研究应如何将用铆接装配机技术应用到实际工业生产过程中。伴随着铆接装配机技术的快速发展,日本劳动力不足的问题对其工业的影响逐渐减小。因此,铆接装配机技术的迅猛发展对日本经济来说意义重大。由于日本企业大量地使用铆接装配机进行产品的生产,使得日本电子及汽车产品的产量有了巨大提升,质量也得到了提高,与此同时成本也降低不少,企业竞争力大大增强,占据了大量市场。
2.国内研究现状
我国铆接装配机技术的起步要晚于美日两国,但我国一直在努力追赶它们的脚步,以缩小和美日两国间的差距。
二十世纪七十年代人类首次登上月球,我国也发射了自己的第一颗人造卫星,这些成就促进了铆接装配机技术的发展,而出于工业发展的需要,我国从1972年开始正式研究铆接装配机技术。
进入80年代后,随着经济和高新技术的不断发展,我国铆接装配机技术进入研究开发阶段,国家对铆接装配机技术的重视程度不断提高,投入的资金也不断增多。特别是国家的863计划实施之后,铆接装配机技术发展地更加迅猛,各高校和科研院所成功地研制出许多先进的铆接装配机。
90年代后我国开始改革经济体制,经济的发展方式开始转变,我国的铆接装配机技术也掀起了一波新的发展高潮,各种用途的铆接装配机被研制出来,此时铆接装配机已经开始大量地应用在工业生产中,越来越多地取代人进行产品的生产
3.铆接装配机系统分析
铆接装配机的种类,按驱动方式可分为机械式、气动式、电动式、液压式铆接装配机;按
适用范围可分为专用铆接装配机和通用铆接装配机两种;按运动轨迹控制方式可分为点位控制和连续轨迹控制铆接装配机等。
铆接装配机通常用作机床或其他机器的附加装置,如在自动机床或自动生产线上装卸和传递工件,在加工中心中更换刀具等,一般没有独立的控制装置。有些操作装置需要由人直接操纵,如用于原子能部门操持危险物品的主从式操作手也常称为铆接装配机。铆接装配机在锻造工业中的应用能进一步发展锻造设备的生产能力,改善热、累等劳动条件。
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