第四章工业机器人设计(机械制造装备设计第四版)
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02209《机械制造装备设计》备考提示本课程为自学考试四川省出题、西南科技大学主考,出题范围西南科技大学的自考题库为准。
本大纲及汇总资料根据近几年来的出题重点汇编,有很强的针对性。
请大家在备考的过程中,先根据习题边做边看书。
本次10月中旬考试,模拟题提前1周可以拿到。
《机械制造装备设计》备考试大纲一、课程性质、目的和要求《机械制造装备设计》是机械制造及自动化专业的主要专业课程。
通过学习,获得装备设计的基本理论、基本知识和方法;通过学习和课程设计,初步具备设计一般机械制造装备总体设计和部件设计的能力,具体要求是:1.获得机械制造装备设计的基本知识和理论,包括机械制造装备的构成、基本要求,传统设计的基础理论和设计方法,先进的设计原理和现代设计方法。
2.初步具备机械制造装备设计(总体和部件设计)的能力。
3.了解机械制造装备的技术现状和发展趋势。
本课程的先修课程为:工程力学、机械设计、机械工程材料、机械制造技术;后续课程为:其它专业课程、课程设计、毕业设计。
二、考核目标(考核知识点、考核要点)第一章绪论一、考核知识点(一)机械制造装备的作用。
(二)机械制造装备应具备的主要功能和分类。
二、考核要点1.识记:全新的生产制造模式的主要特征;制造装备的功能和分类。
2.领会:理解机械制造装备应满足的一般要求和柔性化、精密化、自动化、机电一体化、节材、绿色工程等要求。
第二章机械制造装备设计方法一、考核知识点(一)机械制造装备设计的类型创新设计、变形设计和模块化设计及应用场合(二)机械制造装备设计的方法系列化设计、模块化设计的概念、优缺点和作用;技术经济评价和可靠性评价的实质及其特点;产品造型、结构工艺性、标准化等评价的概念、内容和作用。
二、考核要点1.识记:装备设计的类型,实质及其区别;设计的各种方法及特点;设计评价的项目、实质及适用场合。
2.领会:装备设计方法评价的实质及特点和设计方法的基本知识。
第三章典型部件设计一、考核知识点(1)主轴部件设计主轴部件的基本要求和传动方式,主轴部件设计,主轴轴承。
机械制造装备设计》第四版思考题与习题答案第一章机械制造及装备设计方法1.为什么机械制造装备在国民经济发展中占有重要作用?答:制造业是国民经济发展的的支柱产业,也是科学技术发展的载体及其转化为规模生产力的工具与桥梁。
机械制造业的生产能力主要取决于机械制造装备的先进程度,装备制造业是一个国家综合制造能力的集中体现,重大装备研制能力是衡量一个国家工业化水平和综合国力的重要标准。
2.机械制造装备与其它工业装备相比,特别强调应满足哪些要求,为什么?答:机械制造装备与其它工业装备相比应具备的主要功能中,除了一般的功能要求外,应强调柔性化、精密化、自动化、机电一体化、节材节能、符合工业工程和绿色工程的要求;更加注重加工精度方面的要求、强度、刚度和抗振性方面的要求、加工稳定性方面的要求、耐用度方面的要求、技术经济方面的要求。
3.柔性化指的是什么?试分析组合机床、普通机床、数控机床、加工中心和柔性制造系统的柔性化程度。
其柔性表现在哪里?答:即产品结构柔性化和功能柔性化。
产品结构柔性化是指产品设计时采用模块化设计方法和机电一体化技术,只需对结构作少量的重组和修改,或修改软件,就可以快速地推出满足市场需求的,具有不同功能的新产品。
功能柔性化是指只需进行少量的调整,或修改软件可以方便地改变产品或系统的运行功能,以满足不同的加工需要。
数控机床、柔性制造单元或系统具有较高的功能柔性化程度。
在柔性制造系统中,不同工件可以同时上线,实现混流加工。
普通机床、组合机床、数控机床、加工中心和柔性制造系统的柔性化程度依次增高,其柔性表现在机床结构柔性化和功能柔性化,其中,柔性制造系统的柔性化程度最高。
4.如何解决用精密度较差的机械制造装备制造出精密度较高机械制造装备来?答:采用机械误差补偿技术或采用数字化技术分析各种引起加工误差的因素,建立误差的数学模型,将误差的数学模型存入计算机。
在加工时,由传感器不断地将引起误差的因素测出,输入计算机,算出将产生的综合误差,然而由误差补偿装置按算出的综合误差进行补偿。
机械制造装备设计第四版课程设计一、引言本次课程设计是针对机械制造装备设计第四版教材的一个补充,主要完成以下三个目标:1.帮助学生进一步理解教材中涉及的概念和原理;2.培养学生独立思考和解决问题的能力;3.增强学生实践能力,提高学生的设计水平。
二、课程设计任务本次课程设计的任务是设计一种新型的机械制造装备。
设计过程需要包括以下四个阶段:1.问题定义阶段:明确设计的目标和需求,确定装备的性能指标;2.方案设计阶段:采用不同的方案进行比较和评估,选择最优方案;3.设计优化阶段:对方案进行优化,提高装备的性能和可靠性;4.详细设计阶段:对设计方案进行具体的细化和实现。
三、课程设计内容1. 问题定义阶段在本阶段,学生需要明确设计装备的目标和需求,确定装备的性能指标。
具体任务如下:1.根据教材内容,确定要设计的机械制造装备的类型;2.确定装备的主要功能和工作环境,包括工作条件、工艺要求、操作要求等;3.制定装备的性能指标,包括工作效率、精度、稳定性、可靠性等;4.根据装备的使用范围和市场需求,制定装备的成本指标和市场定位。
2. 方案设计阶段在本阶段,学生需要根据问题定义阶段的任务,在教材中选择合适的方案进行比较和评估,最终选择最优方案。
具体任务如下:1.根据问题定义阶段的任务,选择教材中涉及的不同方案;2.根据性能指标,对不同方案进行比较和评估,选择最优方案;3.确定最优方案的具体技术方案和工艺流程;4.根据最优方案的技术要求和工艺流程,设计方案的3D模型。
3. 设计优化阶段在本阶段,学生需要对最优方案进行优化,提高装备的性能和可靠性。
具体任务如下:1.根据最优方案的实际情况,进一步提高装备的性能指标;2.对最优方案的关键技术进行深入研究和改进,提高装备的可靠性;3.通过实验和模拟,对设计方案进行验证和优化,保证装备的稳定性;4.完善设计文档和技术说明书,为下一步的制造和实现提供必要的信息和指导。
4. 详细设计阶段在本阶段,学生需要对设计方案进行具体的细化和实现。
第四章工业机器人设计思考题与习题1.工业机器人的定义是什么?操作机的定义是什么?答:我国国家标准GT/T12643—1997《工业机器人词汇》将工业机器人定义为“是一种能自动控制、可重复编程、多功能、多自由度操作机,能搬运物料、工件或夹持工具,用以完成各种作业”;将操作机定义为“具有和人手臂相似的动作功能,可在空间抓放物体或进行其它操作的机械装置”.2.工业机器人由哪几部分组成?并比较它与数控机床组成的区别.答:工业机器人由操作机、驱动单元和控制装置组成。
数控机床一般由机床本体、伺服系统和数控装置组成。
二者组成的区别主要在于机械本体,机器人操作机通常由末端执行器、手腕、手臂和机座组成,而数控机床机械本体通常包含主运动部件、进给运动部件、支承部件、冷却润滑、排屑等部分。
3.工业机器人的基本功能和基本工作原理是什么?它与机床主要有何相同和不同之处?答:工业机器人基本功能是提供作业所需的运动和动力,其基本工作原理是通过操作机上各运动构件的运动,自动地实现手部作业的动作功能及技术要求.在基本功能及基本工作原理上,工业机器人与机床有如下相同之处:二者的末端执行器都有位姿变化要求;二者都是通过坐标运动来实现末端执行器的位姿变化要求。
二者的主要不同之处有:机床是以直角坐标形式运动为主,而机器人是以关节形式运动为主;机床对刚度、精度要求很高,其灵活性相对较低;而机器人对灵活性要求很高,其刚度、精度相对较低4.工业机器人的结构类型有哪几类?各种类型的特点如何?答:工业机器人的结构类型有如下四类:关节型机器人,其特点是关节一般为回转运动副,灵活性好,工作空间范围大(同样占地面积329情况下),但刚度和精度较低;球坐标型机器人,其特点是按球坐标形式动作(运动),灵活性好,工作空间范围大,但刚度、精度较差;圆柱坐标型机器人,其特点是按圆柱坐标形式动作,灵活性较好,工作空间范围较大,刚度、精度较好;直角坐标型机器人,其特点是按直角坐标形式动作,刚度和精度高,但灵活性差,工作空间范围小。
机械制造装备设计第四版在机械制造这个领域,装备设计就像给机器穿衣服。
想想吧,衣服合不合身可是直接影响人的气质。
机械装备也是一样,如果设计得不合适,哪怕是再高大上的机器,也可能会让你哭笑不得。
哈哈,大家都知道,机器就像人一样,穿得好看,心情就好,做事也带劲儿。
机械制造装备设计,真的是个需要智慧和创意的活儿。
设计师们就像那些时尚界的大咖,得时刻关注潮流,还得考虑实用性,这可不是个简单的活儿。
设计师们就像在给机器做美容,咱们不仅要看外表,内部也得要搭配得当。
想象一下,如果你的机器外观像个艺术品,但里面的零件就像一团乱麻,那可真是让人心急如焚。
各个零件的相互配合,真的是一门艺术。
设计师们得把这些零件的特性考虑周全,不然就得“自作自受”,等着机器出毛病。
唉,遇到这样的问题,真是“欲哭无泪”。
再说说材料的选择,这也是一门大学问。
有些材料就像好酒,越陈越香;有些材料呢,可能一碰就碎。
设计师们得睁大眼睛,挑挑拣拣,选对材料可比选对象还要重要,真的是“千挑万选”。
不仅要考虑成本,还得考虑到使用环境,天气变化等等。
如果一个机器的设计是“天衣无缝”,那么材料选择就是“锦上添花”。
选好了,机器就能顺风顺水,反之则可能“事倍功半”。
说到这里,咱们还得聊聊工艺。
设计再好,工艺不到位,最后结果也不过是空中楼阁。
工艺就像是烹饪的火候,火候掌握得当,才能做出美味的菜;火候掌握不好,那就是“煮了也白煮”。
在机械制造中,工艺的每一个细节都得认真对待,稍有不慎,可能就会让整台机器“功亏一篑”。
设计师们的责任可真不小,要时刻保持警觉,生怕哪一步出了差错。
随着科技的发展,机械制造的设计也在不断进步。
这就像是跟上潮流的舞者,得不断学习新招式。
新技术、新材料层出不穷,设计师们可得时刻跟进。
就像做菜,总得尝试新食材,才能做出让人惊艳的美味。
未来的设计可能会引入更多智能化元素,让机器不仅能干活,还能“聪明”地做出决策,简直就是让人兴奋。
机械制造的设计也离不开团队合作。