【圆盘式振动料斗模块化设计开题报告2800字】

一、选题依据（选题来源与背景，研究目的，国内外研究现状，主要参考文献）圆盘式振动料斗模块化设计开题报告（一）选题来源与背景自二十一世纪以来，全球各国的工业都呈现蓬勃发展的态势，智能制造成为新一轮工业的发展趋势。各制造业大国都提出了相应的工业计划，如美国的“再工业化”计划、德国的“工业4.0”计划、日本的“创新25战略”、英国的“高价值制造战略”、韩国的“新增长动力规划及发展战略”、印度的“印度制造”计划等。在这样的工业发展形势下下，我国制定了“中国制造2025”战略，将智能制造作为主攻方向，推进制造过程智能化，在重点领域试点建设智能工厂、数字化车间，加快人机智能交互、工业机器人、智能物流管理等技术和装备在生产过程中的应用，促进制造工艺的仿真优化、数字化控制、状态信息实时监测和自适应控制。面向智能制造的自动化无人工厂包括上下料系统、机器人、操作机床及其他一些辅助装置，自动上料是智能工厂和智能制造不可或缺的一环，振动传输装置作为重要的自动上料装置，具有宽阔的应用前景。当前我国数控机床总量有800万台左右，并将呈现平稳持续增长的状态，而现在的大部分工厂机床上下料仍然是人工操作，因而针对振动传输系统的研究迫在眉睫。（二）研究目的利用振动来定向传输工件的历史由来已久，目前市场上的振动筛、振动送料机、振动传输机等都是利用微小振动来达到传输工件的目的。自20世纪中叶起，振动传输装置由于结构简单、无传动装置、不需要润滑、送料率高、易于维护调节、适用范围广，因此被广泛应用于电子元件制造业及医疗、食品、烟草、汽车装配等行业。本文设计的圆盘式振动料斗就是振动传输技术中的一个典型应用。振动料斗在交流电磁铁和弹性板弹簧的作用下，其圆形料盘作往复微小振动，料盘中的工件在重力、摩擦力和惯性力的作用下，沿着螺旋轨道平稳运动，从自动化生产线的一个工位自行传输到另一个工位，并在传输过程中剔除或者拨正姿态错误的工件。本课题基于振动传输理论，深入研究振动料斗料盘和振动底座的模块化设计方案、振动料斗状态测试系统的模块化设计和驱动控制器的模块化设计，为圆盘式振动料斗的快速设计以及广泛使用打下坚实的理论基础。因此，研究本课题具有重大意义。（三）国内外研究现状1.国内研究现状浙江万兴自动化设备有限公司，是一家专门从事振动料斗的制作的非标自动化公司。该公司设计了一系列的铝盖式振动底座，这种铝盖式振动底座有直径160mm、200mm、250mm、300mm、350mm、400mm等6个系列。相同直径的振动底座，又有顺时针和逆时针之分。其公司生产的圆形料盘，直径从120mm到700mm有13个系列，根据材料厚度的不同又分为A跟B两种型号。该公司在等分式圆盘振动料斗的系列化方面取得了一定的成果。2.国外研究现状图1是美国研发的一种螺旋型压电振动输送装置，板弹簧的两面都贴有压电陶瓷片，通过引线输入相位相反的交流电压，压电晶体产生长度方向的伸缩运动，驱动弹簧片进行往复弯曲扭振，从而驱使料盘按照所需要的方式振动，实现对物料的定向传输。1.料盘2.弹簧片3.压电陶瓷4.钢片5.引线6.底座7.减震地脚图1美国螺旋压电振动送料装置图2是美国俄亥俄大学振动料斗专家Maul教授在振动料斗系统中加入机器视觉，设计了基于光纤传感器的视觉振动料斗。该系统通过16像素的光纤传感器识别工件的姿态，SDK-85处理器读取当前光纤传感器的信息，将读取到的信息与存储的信息进行对比，得出当前工件姿态是否异常。如果当前工件姿态异常，SDK-85处理器发出启动喷气嘴命令将当前姿态异常工件吹入料盘中重新排列。图2基于机器视觉振动料斗（四）主要参考文献[1]虞益群,季佳明.基于模块化的振动料斗设计系统[C]//全国理化测试学术研讨会暨理化检验创刊50周年大会.中国机械工程学会,2012.[2]王可义.振动料斗结构优化设计与驱动技术研究[D].东南大学,2010.[3]孙为韬,吕彦明.振动料斗料槽几何参数的研究与设计[J].组合机床与自动化加工技术,2016(3):3.[4]韩良,凌少钦,颜凯歌.圆盘解耦式振动料斗的机械结构设计与实验研究[J].电子工业专用设备,2013(4):6.[5]高建祥.工件振动专输状态分析与示教平台优化设计[D].东南大学,2011.[6]沈燕虎.基于垂直驱动的压电振动送料器结构设计分析与试验研究.吉林大学,2014.[7]顾建军.振动给料机料斗动力特性分析与参数优化设计研究[D].东北大学,2015.[8]张燕萍,杜玉明,刘炳奎.振动料斗智能选型系统的研究[J].组合机床与自动化加工技术,2003(4):2.[9]陈永亮,李云梅,徐燕申,等.基于有限元的模块化振动料斗动态分析[J].现代制造工程,2005(3):3.[10]刘佳,龚民.一种电磁振动上料装置振动弹簧的设计[J].机电信息,2011(27):2.[11]沈燕虎,苏江,刘勇,等.双振子垂直驱动式压电振动送料器的设计[J].吉林大学学报：工学版,2014(6):7.[12]项超群.压电式小型超声振动料斗的研究[D].辽宁工业大学,2012.[13]孙为韬,吕彦明,李强.板弹簧角度对振动料斗振幅的影响[J].轻工机械,2015,33(4):5.[14]王翔.电磁振动料斗动态特性及其结构优化[D].燕山大学,2011.[15]刘伟,陶德清,缪宏,等.直线型钻井液振动筛结构设计[J].机械工程与自动化,2014(3):3.[16]陈仁涛,陈鹿民.物料整列定向过程的接触碰撞现象及其动力学建模与仿真[C]//机械动力学理论及其应用.2011.二、研究内容（研究内容，研究思路，研究方法）（一）研究内容针对目前市场上的圆盘式电磁振动料斗的研究现状，本文基于振动传输理论，提出一套完整的圆盘式振动料斗模块化设计方案，代替传统的经验设计方法，以期针对多样化、小批量的工件能够快速设计定向传输系统。因此本课题的研究内容主要包括以下几个方面：1.确定圆盘式振动料斗模块化设计的总体方案，从圆盘式振动料斗的结构、振动状态检测系统和驱动控制器三个模块对圆盘式振动料斗进行模块化设计。2.提出圆盘式振动料斗的料盘和驱动底座的模块化设计方法，对圆盘式振动料斗组成模块一一螺旋轨道、圆锥储物盘、定向结构、板弹簧、电磁铁及减振系统进行模块化设计和结构优化。3.对圆盘式振动料斗的测试系统进行模块化设计，基于激光位移传感器对振动料斗的上下振幅进行检测；基于工业相机搭建视觉系统对工件的姿态和传输速度进行检测。4.对圆盘式振动料斗的控制方式进行模块化设计。圆盘式振动料斗在不同的场合下，需使用不同的控制方法，本文将对不同的控制器进行研究，对比分析何种场合应使用哪种控制器，并用功率放大器设计模拟电压放大电路。（二）研究思路本文首先确定了振动料斗模块化设计总体方案；其次对圆盘式振动料斗的料盘轨道、圆锥储物盘、定向机构、减震系统、板弹簧和电磁铁等结构进行模块化设计；然后依据不同的传感器对圆盘式振动料斗的测试系统进行模块化设计；最后根据不同的控制原理对圆盘式振动料斗的控制系统进行模块化设计。（三）研究方法文献研究法：通过搜索相关文献资料，对振动料斗的相关研究成果进行汇总，为本课题研究积累资料。结构分析法：本次设计振动料斗过程中，对振动料斗结构进行了详细分析，然后就振动料斗的每一个部件进行了详细设计。三、进度安排起止时间主要内容2022.11.01-2022.11.30查找