【正文】 感謝宿舍的室友、班級(jí)的同學(xué)、朋友對(duì)我的支持與鼓勵(lì)。何老師在這次畢業(yè)論文中付出了很多，在此，我向老師致以最崇高的敬意和深深的謝意。由于本人能力有限，設(shè)計(jì)中難免有考慮不周與設(shè)計(jì)不正確的地方，希望各位老師能夠給予諒解，并提出您的寶貴建議，我將不勝感激！謝 辭 首先要感謝我的指導(dǎo)老師，在她的悉心指導(dǎo)和熱情關(guān)懷下完成了本論文的工作。本次設(shè)計(jì)，囊括了大學(xué)四年所學(xué)知識(shí)的方方面面，是大學(xué)生活中的最后一課，它不僅是對(duì)我們以前所學(xué)知識(shí)的一次綜合檢驗(yàn)，也是對(duì)我們一次綜合能力的測(cè)試，鍛煉了自己發(fā)現(xiàn)問題、分析問題、解決問題的能力，并為以后的工作學(xué)習(xí)打下良好的堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。本方案重點(diǎn)設(shè)計(jì)了玻璃上片臺(tái)的翻轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)、臺(tái)升機(jī)構(gòu)。此時(shí)真空系統(tǒng)工作，吸盤開始吸附玻璃，當(dāng)真空壓力開關(guān)達(dá)到設(shè)定壓力時(shí)，真空泵停止，吸盤的伸縮連桿機(jī)構(gòu)通過電機(jī)驅(qū)動(dòng)把玻璃提升起來，在此工位約停數(shù)秒后，確保單片玻璃吸起，電機(jī)驅(qū)動(dòng)機(jī)械翻轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)使玻璃反轉(zhuǎn)至傳輸臺(tái)面，伸縮連桿機(jī)構(gòu)使吸盤與玻璃同時(shí)降落，吸盤吹壓縮空氣快速釋放玻璃，傳動(dòng)機(jī)構(gòu)啟動(dòng)將玻璃片送到上片機(jī)前端至信號(hào)點(diǎn)停止。整個(gè)工作過程有PLC自動(dòng)控制或手動(dòng)控制均可完成，手動(dòng)方式主要在設(shè)備調(diào)整和維修時(shí)使用，每個(gè)動(dòng)作可單獨(dú)完成，也可用來進(jìn)行正常工作。不僅提高生產(chǎn)效率，降低廢品率，而且更換抓取裝置亦可滿足廠家各種玻璃產(chǎn)品及其它物料的搬運(yùn)堆垛，因而廣泛應(yīng)用于玻璃搬運(yùn)部門。應(yīng)用玻璃搬運(yùn)裝置可以代替人從事單調(diào)、重復(fù)或繁重的體力勞動(dòng)，實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)的機(jī)械化和自動(dòng)化，代替人在有害環(huán)境下的手工操作，改善勞動(dòng)條件，保證人身安全。單擊按鈕，便可在工作區(qū)觀看到機(jī)構(gòu)在運(yùn)動(dòng)，運(yùn)動(dòng)仿真結(jié)束之后，單擊按鈕，完成分析的定義。圖52 “伺服電動(dòng)機(jī)定義”對(duì)話框接著單擊“輪廓（Profile）”選項(xiàng)卡，在“規(guī)范（Specification）”欄中選擇“速度（Velocity）”，模的大小A：50，如圖53所示，單擊按鈕，完成伺服電動(dòng)機(jī)的定義。 Pro/E運(yùn)動(dòng)仿真的步驟Pro/E運(yùn)動(dòng)仿真的步驟的流程圖如圖51： 四桿機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)仿真 設(shè)置機(jī)構(gòu)環(huán)境依次單擊主菜單中的“應(yīng)用程序（Applications）”→“機(jī)構(gòu)（Mechanism）”命令，進(jìn)入機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)仿真環(huán)境，進(jìn)行機(jī)構(gòu)環(huán)境的設(shè)置?？梢栽诮宇^或幾何圖元上放置驅(qū)動(dòng)器，并指定構(gòu)件之間的位置、速度或加速度運(yùn)動(dòng)。⑻ 拖動(dòng)：鼠標(biāo)點(diǎn)取并在屏幕上移動(dòng)機(jī)構(gòu)。在一個(gè)運(yùn)動(dòng)仿真機(jī)構(gòu)中，可以定義多個(gè)基礎(chǔ)。乃基礎(chǔ):即大地或者機(jī)架，它是一個(gè)固定不移動(dòng)的零件。⑸ 環(huán)連接：加到運(yùn)動(dòng)環(huán)中的最后一個(gè)連接。它是定義并限制相對(duì)運(yùn)動(dòng)的構(gòu)件的關(guān)系。⑶ 主體：元件或相對(duì)不動(dòng)的一組元件。 Pro/E運(yùn)動(dòng)仿真的基本術(shù)語(yǔ)在機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)仿真過程中經(jīng)常會(huì)用到以下的基本術(shù)語(yǔ)：⑴ 放置約束：件中放置元件并限制該元件是否運(yùn)動(dòng)的圖元。就是說，在許多情況下，在機(jī)構(gòu)進(jìn)行生產(chǎn)前或者說在機(jī)構(gòu)真正生產(chǎn)出來前，用該軟件預(yù)測(cè)機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)特性，即它類似于有限元分析Pro/E有限元分析模塊)和注塑流動(dòng)分析(Pro/E塑料零件分析顧問模塊)。⑹ 多種形式輸出Pro/E運(yùn)動(dòng)仿真的結(jié)果可以以多種格式進(jìn)行輸出，這些形式主要有MPEG、AnimatedGFI以及VRML等。⑸ 設(shè)計(jì)位置和裝配位置模型的裝配位置可能不同于模型的設(shè)計(jì)位置。⑷ 機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)學(xué)/機(jī)構(gòu)動(dòng)力學(xué)分析機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)學(xué)/機(jī)構(gòu)動(dòng)力學(xué)分析(Kinematic/Dynamci Analysis)按輸入的時(shí)間和步數(shù)進(jìn)行仿真分析。⑶ 靜力學(xué)分析靜力學(xué)分析(Static Analysis)將模型移動(dòng)到平衡位置，并輸入運(yùn)動(dòng)副上的反作用力。使用者可以根據(jù)需要選擇無運(yùn)動(dòng)驅(qū)動(dòng)、運(yùn)動(dòng)函數(shù)、恒定運(yùn)動(dòng)、簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)驅(qū)動(dòng)以及關(guān)節(jié)運(yùn)動(dòng)驅(qū)動(dòng)等5種可能的運(yùn)動(dòng)驅(qū)動(dòng)中的一種。與其他的軟件相比較，用Pro/E做運(yùn)動(dòng)仿真的主要特點(diǎn)如下：⑴ 運(yùn)動(dòng)輸入運(yùn)動(dòng)輸入(Motion Input)是賦給運(yùn)動(dòng)副控制運(yùn)動(dòng)的運(yùn)動(dòng)副參數(shù)。而機(jī)構(gòu)又是由構(gòu)件組合而成的，其中每個(gè)構(gòu)件都是以一定的方式至少與另一個(gè)構(gòu)件相連接，這種連接既使兩個(gè)構(gòu)件直接接觸，又使兩個(gè)構(gòu)件產(chǎn)生一定的相對(duì)運(yùn)動(dòng)。圖410 銷釘約束單擊（確認(rèn)）按鈕，完成翻轉(zhuǎn)支撐板的放置，如圖411所示。在“元件放置（Component Placement）”操控板的對(duì)話欄中單擊“預(yù)定義集（Predefine Set）”列表，在列表中選擇“銷釘（Pin）”選項(xiàng)，設(shè)置如圖410所示的約束1。圖48 銷釘約束單擊（確認(rèn)）按鈕，完成連桿的放置，如圖49所示。圖47 凸輪的放置 單擊工具欄中的（裝配）工具，在彈出的“打開（Open）”對(duì)話框中選擇*：\…\結(jié)果→，單擊按鈕。在“元件放置（Component Placement）”操控板的對(duì)話欄中單擊“預(yù)定義集（Predefine Set）” 列表，在列表中選擇“銷釘（Pin）”選項(xiàng)，設(shè)置如圖46所示的約束。在“元件放置（Component Placement）”操控板的對(duì)話欄中單擊“約束（Constraint）”列表，在列表中選擇“缺?。―efault）”項(xiàng)，單擊（確認(rèn)）按鈕，完成主體零件的放置，如圖45所示。在出現(xiàn)“新文件選項(xiàng)（New File Options）”對(duì)話框中選擇“mmns_asm_design”作為模板，單擊按鈕，即進(jìn)入裝配環(huán)境，此時(shí)工作區(qū)顯示坐標(biāo)系A(chǔ)SM_DEF_CSYS及基準(zhǔn)平面ASM_FRONT、ASM_RIGHT、ASM_TOP。⑴ 設(shè)置工作目錄依次單擊主菜單中的“文件（File）”→“設(shè)置工作目錄（Set Working Directory...）”命令,在彈出“選取工作目錄（Select Working Directory）”對(duì)話框中選擇*：\…\結(jié)果，單擊按鈕。用戶在進(jìn)行裝配規(guī)劃時(shí)，可以隨意的調(diào)入任意裝配模型進(jìn)行零部件的拆卸與路徑的調(diào)整，并可以根據(jù)個(gè)人的意愿任意的選擇所要拆卸的零部件數(shù)目，如果用戶不想繼承建模者所建立的裝配模型，也可以很方便的打破原有模型的子裝配體等框架進(jìn)行裝配。裝配過程設(shè)計(jì)相當(dāng)復(fù)雜，它不但要受零部件設(shè)計(jì)的幾何和功能的影響，而且受制造、裝配過程以及經(jīng)濟(jì)性的影響。⑶裝配規(guī)則裝配規(guī)劃即裝配工藝規(guī)劃形象的描述，就是指裝配過程中按要求制定的裝配計(jì)劃，它研究產(chǎn)品裝配體是用什么工具、沿怎樣的路徑、按照怎樣的次序裝配起來的。還有零件的材料、重量、體積、重心與熱處理方法等，也是屬于裝配模型中的語(yǔ)義信息。裝配工藝路徑規(guī)劃模塊可依據(jù)該語(yǔ)義信息按照一定的判別使序列規(guī)劃更合理更具智能型，如遇到的子裝配體是標(biāo)準(zhǔn)件(如軸承)或作為整體的外購(gòu)裝配體，則當(dāng)作不可拆分的零件處理直接拆卸；如遇到聯(lián)接件、緊固件則應(yīng)當(dāng)首先拆卸。⑵ 裝配模型中的語(yǔ)義信息裝配模型中的語(yǔ)義信息即附加于裝配模型的一些輔助語(yǔ)義信息，它在裝配模型中也同樣具有比較重要的作用。這些約束在建立裝配模型，確定零部件在裝配體中的相對(duì)空間位置時(shí)就建立起來了。對(duì)這些虛擬元素的約束其實(shí)也就是對(duì)實(shí)體零件的約束。部件和部件之間的幾何空間關(guān)系籠統(tǒng)來說是一種拓?fù)渎?lián)接關(guān)系，它描述的是一個(gè)零件在另一個(gè)零件的內(nèi)部、外部、上面、下面等的定性關(guān)系和它們相互之間的距離、角度等定量關(guān)系。零部件間的這種關(guān)聯(lián)性和有機(jī)統(tǒng)一性體現(xiàn)于各個(gè)零部件間的約束之中。裝配體中的各個(gè)零件是不可能孤立存在的，它總是和周圍的零件有聯(lián)系，各個(gè)零部件是有機(jī)的統(tǒng)一在一起的。 零部件的實(shí)體建模⑴ 底座的建模底座零件的三維實(shí)體模型如圖41所示：圖41 底座⑵ 翻轉(zhuǎn)鉸鏈板的建模翻轉(zhuǎn)鉸鏈板的三維實(shí)體模型如圖42所示：圖42 翻轉(zhuǎn)鉸鏈板⑶ 連桿的建模連桿零件的三維實(shí)體模型如圖43所示：圖43 連桿⑷ 翻轉(zhuǎn)支撐板的建模翻轉(zhuǎn)支撐板的三維實(shí)體模型如圖44所示：圖44 翻轉(zhuǎn)支撐板 裝配原理簡(jiǎn)介與裝配模型的建立 Pro/E仿真裝配原理介紹⑴ 裝配模型的配合聯(lián)接信息裝配體的配合聯(lián)接信息即為構(gòu)成裝配體的所有零部件間的互相關(guān)聯(lián)的信息，它包括三維幾何約束和拓?fù)渎?lián)接關(guān)系。Pro/Engineer是軟件包，并非模塊，它是該系統(tǒng)的基本部分，其中功能包括參數(shù)化功能定義、實(shí)體零件及組裝造型，三維上色實(shí)體或線框造型棚完整工程圖產(chǎn)生及不同視圖（三維造型還可移動(dòng)，放大或縮小和旋轉(zhuǎn)）。它不但可以應(yīng)用于工作站，而且也可以應(yīng)用到單機(jī)上。另外，它采用模塊化方式，用戶可以根據(jù)自身的需要進(jìn)行選擇，而不必安裝所有模塊。在目前的三維造型軟件領(lǐng)域中占有著重要地位，并作為當(dāng)今世界機(jī)械CAD/CAE/CAM領(lǐng)域的新標(biāo)準(zhǔn)而得到業(yè)界的認(rèn)可和推廣，是現(xiàn)今最成功的CAD/CAM軟件之一。圖318 平行四邊形機(jī)構(gòu)最終整體為圖319。圖317 翻轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)與臺(tái)升機(jī)構(gòu)的組合機(jī)構(gòu)安裝吸盤的平行四邊形機(jī)構(gòu)，當(dāng)兩桿間距離減小時(shí)，玻璃被提升。圖313 驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)圖314 臺(tái)升焊接鉸鏈圖315 臺(tái)升電機(jī)底座板（a）(b)圖316 臺(tái)升機(jī)構(gòu)開始鉸鏈板分別處于AB,BC,CD位置，隨著電機(jī)帶動(dòng)鉸鏈板AB順時(shí)針運(yùn)動(dòng)，AB再帶動(dòng)其他鉸鏈板運(yùn)動(dòng)，以及隨翻轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)，最終總體運(yùn)動(dòng)到位置ABCD。臺(tái)升電機(jī)底座板設(shè)計(jì)如要就圖315。圖312 臺(tái)升架作圖過程根據(jù)工作，驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)結(jié)果見圖313。則可得CD長(zhǎng)為150mm，BC長(zhǎng)為150。此時(shí)，以CD為機(jī)架，采用反轉(zhuǎn)機(jī)架法，將終止位置的機(jī)構(gòu)反轉(zhuǎn)到初始位置，即反轉(zhuǎn)使得CD與CD重合，這樣得到新的B點(diǎn)為B。從動(dòng)搖桿為CD,任取長(zhǎng)200mm，初始位置為CD,終止位置為CD。下面對(duì)四桿機(jī)構(gòu)做出設(shè)計(jì)。m，重43千克。電動(dòng)機(jī)取用普通電機(jī)Y112M4,功率4KW,滿載轉(zhuǎn)速1440r/min，最終使得AB板運(yùn)動(dòng)到AB位置，BC板運(yùn)動(dòng)到BC位置，CD板運(yùn)動(dòng)到CD位置。所得結(jié)果于圖311。圖39 側(cè)板圖310 翻轉(zhuǎn)座鉸鏈板而桿CD則由翻轉(zhuǎn)坐鉸鏈板和翻轉(zhuǎn)支撐板通過框架連接板連接在一起構(gòu)成，見圖5。見圖39。⑤ 校核翻轉(zhuǎn)座鉸鏈板，則滿足強(qiáng)度要求。③ 求（即） 由于2桿為二力桿，則有力平衡條件,得，據(jù)構(gòu)件1的平衡條件，得，而由上式的等式兩端的實(shí)部相等可得則知,設(shè)計(jì)合理。由圖38有圖38 初始位置做受力分析圖① 求（即） 取構(gòu)件3為分離體，并將該構(gòu)件上的諸力對(duì)D點(diǎn)取矩（規(guī)定逆時(shí)針者為正，順時(shí)針者為負(fù)），則根據(jù),并應(yīng)用歐拉公式，可得由上式的實(shí)部等于零可得 （a）同理，取構(gòu)件2為分離體，并將諸力對(duì)B點(diǎn)取矩，則根據(jù),可得由上式的實(shí)部等于零，可得 （b）可知2桿是一二力桿，桿上力的方向沿桿的方向。由受力分析，外力轉(zhuǎn)化到桿三上得一力F和力矩。由得。01234θ1a2a2圖36 θ1a2圖