摘 要

本设计针对目前国内汽车电机产能不足的现状，根据汽车电机的市场定位与包装要求，再加上自己对自动生产线的理解，建立汽车电机自动包装生产线设计的整体方案，完成对汽车电机自动包装生产线的设计。

本设计分为三部分，其中第一部分对目前现有的生产线做了简单的介绍，并结合自己所学的知识，对本次设计做了简要的分析和设想；第二部分是对带式输送机的选型以及相关设计计算；第三部分是对工业机器人的选型以及末端执行器的设计。

本设计通过各个系统之间的配合，从而达到所需的要求，实验汽车启动电机的自动化包装。

关键词：包装生产线，输送机，工业机器人

Abstract

This design aims at the current shortage of domestic automotive motor capacity, according to the market positioning and packaging requirements of automotive motors, coupled with my understanding of the automatic production line, the establishment of automotive motor automatic packaging production line design of the overall program, to complete the automotive motor automatic packaging production line the design of.

The design is divided into three parts. The first part introduces the existing production lines and combines the knowledge they have learned. The design is briefly analyzed and envisaged. The second part is the belt conveyor. Machine selection and related design calculations; the third part is the selection of industrial robots and the design of end effectors.

This design through the cooperation between the various systems to achieve the required requirements, experimental automotive starter motor automatic packaging.

Keywords: packaging line, conveyor, industrial robot

目录

第一章 绪论 1

1.1汽车启动电机包装生产线的组成及其组成部分功能 1

1.2汽车启动电机包装设计的现状及发展趋势 2

1.3汽车启动电机包装生产线的优点和发展方向 2

1.4主要设计的基本内容及拟采用的技术方案 3

1.4.1本次设计的基本内容 3

1.4.2拟采用的技术方案 3

第二章 汽车启动电机包装生产线的总体设计方案 4

2.1输送机方案的提出 4

2.2生产线整体方案的确定 5

2.3工作节拍的确认 6

2.3.1机器人的动作规划 6

2.3.2搬运机器人的工作节拍 6

2.3.3堆码机器人的工作节拍 7

第三章 带式输送机的选择与设计计算 9

3.1原始数据 9

3.2设计计算 9

3.2.1输送带速度的选择 9

3.2.2输送带带宽的选择 10

3.2.3输送能力的计算 10

3.2.4功率计算 11

3.2.5最大张力计算 12

3.2.6输送带层数的计算 13

第四章 输送机零部件的选用 14

4.1输送带的选择 14

4.2传动滚筒的选择 14

4.2.1传动滚筒的分类及选型 14

4.2.2传动滚筒的直径验算 15

4.2.3传动滚筒扭矩的验算 16

4.3改向滚筒的选择 16

4.4托辊的选择 17

4.4.2托辊的类型 17

4.4.3托辊的选型 18

4.5驱动装置的选择 20

4.6机架的选择 20

第五章 塑料周转箱以及托盘的选择 23

5.1塑料周转箱的选择 23

5.2托盘的选择 23

第六章 机器人的选型以及末端执行器的设计 25

6.1机器人的选型 25

6.2末端执行器的设计 25

6.2.1手爪的结构设计 26

6.2.2搬运机器人手指形状的设计 27

6.2.3堆码机器人手指形状的设计 28

第七章 总结 29

参考文献 30

致谢 31

第一章 绪论

在现代社会中，伴随着世界各国对科学研究的不断投入，科学技术尤其是自动化技术发生了翻天覆地的变化，可以说是日新月异了。俗话说，科学技术是第一生产力，自动化技术的广泛应用，不仅使得人们的生活越来越便利，更在日常的工业生产当中大大提高了生产力。在机械和电子等各个领域，工业生产大多数完成了从流水线到自动化生产线的蜕变，正是这种蜕变，即自动化技术的广泛应用，使得日常生产在提高生产效率，改善工作环境和降低能源和材料的损耗等方面取得非常显著的成效。可以说，没有科学技术的发展，就没有如今这个工业成果井喷的年代。

汽车启动电机包装生产线是人们通过输送机以及其他辅助设备按工艺的顺序，将各个机械装置连在一起，并通过驱动系统，检测系统和控制系统将各个工序连接起来，使其按照事前规定的程序进行包装工作。

汽车启动电机包装生产线与流水线有相似之处，又与之不同。它脱离了流水线和人工包装的桎梏，其工作效率大大的超过了包装流水线和人工包装。目前，我国正处于经济增长时期，人们的消费水平在日益提高，对于汽车的需求量也就日益增加，相对应的，对于汽车启动电机的需求量也在不断增加。对于如今汽车启动电机的产能不足的现状，汽车启动电机自动包装生产线能很好的加速电机的包装过程，从而达到提高产能的目的。

1.1汽车启动电机包装生产线的组成及其组成部分功能

不同的产品，对于自动化生产线的要求也有所不同，通过改变自动化生产线的结构以及功能来满足生产的要求。但大致上还是可以将一条自动化生产线分为四个部分：动力系统，控制中心，检测系统和执行机构。

汽车启动电机包装生产线的动力系统主要由伺服电机和传动滚筒等组成，它是整条生产线的动力源，负责给生产线的运转提供动力。控制中心是发布命令的“决策机构”，生产线上的各种信号被输送到这里，经过计算后再由控制中心发送出去，从而达到控制整个生产过程的目的。

检测系统则主要由位置传感器、温度传感器等各个传感器组成，在检测到某些生产过程中特定的参数时，发送信号给控制中心，以便于控制中心控制整个生产过程。从而提高生产效率，达到提高产能的目的。执行机构分为输送机和机械手，输送机负责产品能连续不断的从上一个工位移动到指定位置，并由机械手完成包装工作。

这四个部分缺一不可，只有在这四个部分同时存在工作的情况下，汽车启动电机包装生产线才能称之为一个完整的系统。根据生产的需要，运用机械技术、计算机技术、传感技术等科学技术，对这四个部分进行有机的组织和结合，从而实现生产的最优化。

1.2汽车启动电机包装设计的现状及发展趋势

21世纪，是汽车启动电机的类型和产能需求井喷的年代，也是启动电机市场竞争越发激烈的年代。这种激烈表现体现在品牌、质量、价格、包装、服务等各个能提高产品竞争力的方面上。包装对于增强产品竞争力来说是非常重要的一环，如今汽车启动电机包装的要求主要体现在以下几个方面：

（1）产品包装应根据产品的性质、特点和储运条件进行包装设计。设计应做到包装紧凑、防护周密、安全可靠、便于装卸，并具有科学性、经济性、牢固和美观，确保产品在正常装卸、运输条件下，和在储存有效期内，产品不得因包装原因发生损坏、锈蚀而降低产品的安全和使用性能^[1]。

（2）在包装产品时，周围环境应保持清洁、干燥、且不能有有害介质。温度应该在室温20℃左右，相对湿度不能大于80%。

（3）包装材料必须保持干燥、整洁，不能使用会有腐蚀作用或者其他有害影响的包装材料。

如今汽车启动电机生产完成后的路线主要两种，一是作为整一条汽车生产线中的一环，在生产完成后直接运输到整车装配厂进行装配；二是作为商品直接流向市场，被个体客户或者其他汽车厂商购买。不同的路线对启动电机包装的要求的侧重点也不同。若是运输到装配厂进行装配，则包装更侧重于便利性，在有限的时间内更方便快速的包装更多的启动电机，在保证质量安全的情况下，一切为了产能服务；如果作为商品流向市场，则包装更侧重于视觉效果以及想对消费者传达的信息。

本次毕业设计是基于汽车启动电机直接运输到整车装配厂进行装配的情况下设计的，所以在包装方面，以简洁，方便为主，以提高产品的生产效率。

1.3汽车启动电机包装生产线的优点和发展方向

汽车启动电机包装生产线的优点主要是提高了产品的包装速度，从而提高产能，同时可以降低能源的损耗和材料的浪费。

目前，我国对于自动化技术的重视程度越来越高，大力发展自动化生产业，虽然现在还赶不上国外发达国家的水平，但是我国的应用空间大，市场广，在我国的大力发展之下，一定可以迎头赶上。就现实发展情况而言，我国的汽车启动电机包装生产线和先进国家相比还有一定的差距，应以考虑如何能更加自动化的实现包装动作，提高产能为主要的发展方向。

1.4主要设计的基本内容及拟采用的技术方案

1.4.1本次设计的基本内容

（1）根据汽车启动电机市场调研的数据和包装要求，建立汽车电机自动包装生产线设计的整体方案；

（2）根据建立的整体方案，对输送系统的结构、控制、运动部件进行选择以及相关的设计与计算；

（3）考虑如何实现汽车启动电机的自动化包装过程，生产线辅助装置的选择以及相关设计及计算。

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