往复式螺杆组件装配机结构设计-开题报告——杨再贵

3.0 闻远设计 2024-07-19 62 4 549.98KB 8 页 10光币

开题报告
目  录
选题背景及研究的目的和意义............................................1
1 选题背景...........................................................1
2 研究的目的和意义...................................................1
国内外在该方向的研究现状及分析........................................1
1 国外研究现状及分析.................................................1
2 国内研究现状及分析.................................................2
研究内容..............................................................3
拟采取的研究方法和技术路线............................................4
进度安排、预期达到的目标..............................................5
课题已具备和所需的条件................................................5
研究过程中可能遇到的困难和问题，解决的措施............................6
参考文献..............................................................6
I

1.选题背景及研究的目的和意义
1.1 选题背景
在我国国家政策的支持及鼓励下，我国的汽车产业进入了高速发展的阶段，随
着国内及国外汽车消费市场需求的剧增，许多新自主品牌随之诞生。大批量的新车型
陆续上市，从而对汽车车灯的款型、数量、质量、供货周期都提出了更高的要求，在各
个品牌的汽车车灯组装企业竞争的过程中，各个汽车企业必须提高自身整体的综合
实力，才能更多的占据汽车市场份额[1]
现代汽车行业的各个部装装配工作量占总工作量的 30%~70%,所需人力配置约占
总熟练劳动力的 40%,装配成本约占总成本的 25%~70%,占用工时约占总 20%~50%[2]。车
灯作为汽车的重要组成部分，在车灯的内部结构中，螺杆组件（螺杆、垫片、O 型密
封圈）是关键的连接部件，它对车灯的照明效果和使用寿命具有较大影响。其制造过
程要向自动化、智能化、高效化方向发展。随着工业生产自动化程度的不断提高，我国
工业生产自动化、高效率、高质量、低成本有相当重要的位置[3]。
1.2 研究的目的和意义
车灯制造企业在螺杆组件的装配环节仍采用人工装配方式螺杆组件的装配工作
量大、重复性高，采用人工装配不仅效率低，出现装配过慢，影响车灯装配进度。装
配自动化和柔性化作为一种高效率、低成本、适应现代化大生产的技术已经越来越广
泛的被应用于工业生产之中[4]。因此，研究螺杆组件的自动装配工艺，研究往复式传
输方式的自动装配机，对提高生产效率、降低人工成本、保证产品质量具有很重要的
意义。
2.国内外在该方向的研究现状及分析
随着现代化技术不断更新变化,自动化技术作为现代化科学技术的重要形式,在
机械行业发展的过程中得到了广泛的应用,而自动化装配是其必不可少的重要环节。
在生产自动化的各个环节中,自动化装配是最难实现也是最富有挑战性的问题之一
[5]。因此,研发现代化装配技术,并大幅度提高机械的生产效率与装配水平,是现代化
机械制造的重要任务[6]。为此,人们对自动化装配的理论和实际装置进行了大量的研
究[7]。
2.1 国外研究现状及分析
孙宏浩，朱云凯，杨旭[8]等人（2018）通过分析衬套和销的装配工艺，提出了
一种变速器 DQ GEN 2 的衬套和销的自动装配机构，包括衬套、润滑脂涂抹机（衬套
用润滑脂涂抹机、换档杆保持架用润滑脂涂抹机、 涂油机为孔），装配机构为销钉为
主要部件。本机采用 PLC 和触摸屏作为控制核心，实现了换挡单元内衬套和销的装配
过程的装配自动化，提高了自动化水平和生产效率，降低了废品率。
Vedang Chauhan，Brian Surgenor[9]（2017）等人指出自动化装配机连续运行
以实现高生产率。连续运行会增加发生故障的可能性，例如子系统的堵塞、部件缺失
和机电故障。该研究项目的目标是开发和验证机器视觉检测 （MVI） 系统，以使用
单个摄像头作为传感器对多个故障进行检测和分类。一台工业自动化 O 形圈装配机
以每分钟超过 100 个组件的速度将 O 形圈放置在连续移动的塑料载体上，并被修
改为测试设备。使用带有 LED 面板灯的工业相机进行照明，以获取机器操作的视频。
具有人机界面 （HMI） 的可编程逻辑控制器 （PLC） 允许以受控方式生成故障。基
于文献中可用的计算机视觉技术，为该应用开发了三种MVI 方法。这些方法使用从视
频中提取的特征来对机器的状态进行分类。第一种方法基于高斯混合模型( GMMs )；
1

开题报告

第二种方法使用光流法；第三种方法是基于运行平均和形态学图像处理操作。为了提

供一个单一的度量来量化相对性能，开发了一个机器视觉性能指标( MVPI )，它有

五个性能指标：准确性、处理时间、响应速度、对噪声的鲁棒性和易于调节。报告了三

种MVI 方法的 MVPI以及结果的重要性。

2.2 国内研究现状及分析

李成龙,唐向杰,鹿文保[10]等人指出自动螺钉、螺母、垫片组装机在自动化生产线

上的应用十分广泛,可大大节约时间并提高效率和生产力。该机器是自动将一些特殊

的﹑重要的和散装的螺钉﹑螺母和垫片装配在一起组成一个完整的成品的设备,从而

代替人工装配,实现装配自动化并提高工作效率。

图1-1设计所包含的机构包括：螺钉转向滑道、螺钉输送装置、螺钉夹紧装置、

调整装置、螺母上料器、螺母推进装置、螺母旋拧工作头装置、机架和气动装置。其中

螺钉转向滑道将定向的螺钉送至螺钉输送装置，并由螺钉输送装置逐一送出至

螺钉夹紧装置，螺钉在螺钉夹紧装置中被定位夹紧；螺母上料器将螺母定向后经

滑道送至螺母推进装置，由螺母推进装置逐一放出并推入螺母旋拧工作头装置，

螺母旋拧工作头装置使螺母旋转并将其推向被定位夹紧的螺钉，螺母与螺钉旋拧在

一起，完成自动组装。此设计的螺钉螺母自动组装机能够实现“原料→ 送料→排布

→组装→出料”的自动化流程，可靠性高、成本低廉、结构简单，实现螺钉螺母的自

动组装，克服了人工装配生产效率低下、劳动强度高，以及组装不到位、表面磕碰等

问题。

图1-1 螺钉组装机主体结构图

王友斌,王慧,史旭东[11]克服现有人工组装保温钉的缺陷,提高保温钉组装效率和

精度,设计了一种保温钉自动组装机。组装机主要包括塑料保温套上料导轨、双凸轮压

钉机构和铁钉上料导轨,三部分协调配合,实现了塑料保温套与铁钉的自动组装。试制

的样机提高了保温钉组装的质量和效率,为企业节省了大量人工成本,提高了经济效

益。

图2 为保温钉组装机总体设计方案。其组装主要在承钉盘、拨钉轮和压钉管上完

成。塑料保温套通过保温套导轨到达承钉盘的承钉孔，每个承钉孔的上方都有一个

压钉管，并随着承钉盘同步转动; 铁钉通过铁钉导轨到达拨钉轮的拨钉孔，随着拨

钉轮而转动;当铁钉转动到与承钉盘相切的位置时，铁钉被推入压钉管。此时，压钉

管下方的承钉孔内也有一塑料保温套;通过双凸轮机构的运动，带动压钉杆向下运动，

从而使压钉杆推动铁钉沿着压钉管的内筒向下运动，直到铁钉脱离压钉管，并完

全进入承钉盘上的塑料保温套内，之后压钉杆和压钉管开始向上运动，进入下一个

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开题报告目录1.选题背景及研究的目的和意义............................................11.1选题背景...........................................................11.2研究的目的和意义...................................................12.国内外在该方向的研究现状及分析........................................12.1国外研究现状及分析.....................................

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