畢業(yè)設(shè)計(jì)開題報(bào)告

江西理工大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）開題報(bào)告學(xué)院：機(jī)電工程學(xué)院專業(yè)：機(jī)械電子09級(jí)（13屆）5班學(xué)號(hào)：31學(xué)生：肖斌題目：鋁錠堆垛機(jī)械手專項(xiàng)題目：液壓驅(qū)動(dòng)關(guān)節(jié)型鋁錠堆垛機(jī)械手機(jī)械系統(tǒng)設(shè)計(jì)本課題來源及研究現(xiàn)狀：鋁錠堆垛是電解鋁生產(chǎn)的重要環(huán)節(jié)之一.我國(guó)電解鋁廠現(xiàn)在所采用的鋁錠堆垛機(jī)有2種:半自動(dòng)鋁錠堆垛機(jī)和全自動(dòng)鋁錠堆垛機(jī).半自動(dòng)鋁錠堆剁機(jī)成本較低,但效率低,可靠性差,最高產(chǎn)量6t/h;全自動(dòng)鋁錠堆垛機(jī)自動(dòng)化程度較半自動(dòng)堆垛機(jī)高,產(chǎn)量達(dá)16t/h,操作方便,但成本高.在傳統(tǒng)的鋁錠堆垛作業(yè)中，最常見的堆垛方式為如圖1所示的堆垛作業(yè)流水線。液態(tài)鋁被澆鑄到鋁錠模中并凝固，在脫模后倒扣在冷卻槽中，冷卻后就形成鋁錠。圖1-1鋁錠堆垛作業(yè)流水線圖1-液態(tài)鋁；2-澆鑄模；3-輸送鏈條1；4-輸送鏈條2；5-冷卻槽；6-鋁錠；7-推擋缸；8-整潔缸；9-提高缸1；10-推動(dòng)缸；11-提高缸2；12-末端執(zhí)行器；鋁錠的堆垛過程以下：1.冷卻槽中的輸送鏈條將鋁錠輸送到冷卻槽中的最左端。2.提高裝置在提高缸的作用下，將鋁錠從冷卻槽中提起。3.根據(jù)堆垛層次規(guī)定，如果推擋缸工作將擋板上推，則使鋁錠在放置到工作臺(tái)面上以邁進(jìn)行翻轉(zhuǎn)。4.整潔缸工作，將臺(tái)面上的鋁錠按左對(duì)齊排列。5.抓取裝置從工作臺(tái)上將排列好的鋁錠（一層五塊）抓取并根據(jù)堆垛中層次的規(guī)定，在堆垛前翻轉(zhuǎn)，再將鋁錠放下。這種堆垛作業(yè)方式工序流程長(zhǎng)，所需使用的設(shè)備多，設(shè)備占用空間大，堆垛效率低?，F(xiàn)在國(guó)內(nèi)研制的全自動(dòng)鋁錠堆垛機(jī)有LDJ—20堆垛機(jī)，LDJ-20堆垛機(jī)重要由牽引排列裝置、翻轉(zhuǎn)裝置、夾取裝置和=4\*GB3④堆垛平臺(tái)部分構(gòu)成.按規(guī)定堆垛,該堆垛機(jī)的總體布局如圖2所示.設(shè)有A、B兩個(gè)堆垛工作臺(tái),當(dāng)堆垛機(jī)在一種工作臺(tái)上堆垛時(shí),另一種工作臺(tái)上則完畢鋁錠垛的捆扎,然后由叉車將鋁錠垛運(yùn)走.另外,為確保安全生產(chǎn),設(shè)有安全門,只有當(dāng)安全門關(guān)閉后,堆垛機(jī)才干在關(guān)閉后的位置上堆垛,以確保設(shè)備和人身安全.圖1-2LDJ-20鋁錠堆垛機(jī)的總體布局1、堆垛機(jī)2、牽引裝置3、翻轉(zhuǎn)裝置4、鋁錠5、冷卻運(yùn)輸機(jī)6、冷卻水槽7、澆鑄機(jī)8鋁錠鑄模9、液鋁分派器10鋁液11、叉車12、安全門13工作平臺(tái)14、控制柜15、安全柵欄圖1-3牽引裝置牽引排列裝置如圖1-3所示,氣缸驅(qū)動(dòng)牽引鉤將冷卻運(yùn)輸機(jī)上的成品鋁錠拉入翻轉(zhuǎn)機(jī)的U形爪內(nèi),同時(shí)將U形爪內(nèi)的鋁錠拉至排列臺(tái)上進(jìn)行排列.圖1-4翻轉(zhuǎn)裝置翻轉(zhuǎn)裝置如圖1-4所示,當(dāng)鋁錠需要翻轉(zhuǎn)時(shí),氣缸驅(qū)動(dòng)U形爪旋轉(zhuǎn)180度,然后由牽引裝置拉到排列臺(tái)上.圖1-5抓取裝置抓取裝置[3,4]如圖1-5所示,每層鋁錠排列好后來,在伺服電機(jī)的驅(qū)動(dòng)下夾具下降壓緊鋁錠,氣缸動(dòng)作使夾具閉合,將每層鋁錠夾取,然后左轉(zhuǎn)(或右轉(zhuǎn))90b到工作臺(tái)A或B)上進(jìn)行堆垛.圖1-6工作平臺(tái)工作平臺(tái)如圖1-6所示,在堆放鋁錠時(shí),堆垛工作平臺(tái)按堆垛規(guī)定奇數(shù)層復(fù)位,偶數(shù)層旋轉(zhuǎn)90,然后夾具在氣缸的作用下打開,鋁錠放在即將成垛的鋁錠上完畢堆垛.課題研究目的、內(nèi)容、辦法和手段：研究目的：通過對(duì)國(guó)內(nèi)使用的鋁錠堆垛機(jī)的研究和分析,針對(duì)傳統(tǒng)堆垛機(jī)的效率低、現(xiàn)在研制的堆垛機(jī)占地面積大、機(jī)械手不靈活等，存在的的局限性,研制一種液壓關(guān)節(jié)型的機(jī)械手,實(shí)現(xiàn)機(jī)械手靈活性高，堆垛機(jī)占地面積小,作業(yè)范疇大,便于操作,鋁錠堆垛效率高。研究?jī)?nèi)容：機(jī)械部分：如圖：堆垛機(jī)械手有下列機(jī)構(gòu)構(gòu)成：(1)機(jī)座機(jī)座采用旋轉(zhuǎn)裝置，完畢鋁錠堆垛大致的定位；（2）大臂大臂采用液壓缸固定，一端連接機(jī)座，通過活塞桿伸縮，完畢大臂的0~90度的旋轉(zhuǎn)；（3小臂小臂，采用液壓缸固定，一端連接大臂，通過活塞桿伸縮，完畢小臂0~90度的旋轉(zhuǎn)；（4）抓取手2.根據(jù)機(jī)械手重要構(gòu)造和運(yùn)動(dòng)參數(shù)計(jì)算其重要尺寸；3.繪制出對(duì)應(yīng)的構(gòu)造圖和裝配圖?？刂撇糠郑焊鶕?jù)堆垛規(guī)定及機(jī)械構(gòu)造和驅(qū)動(dòng)方案，設(shè)計(jì)鋁錠堆垛機(jī)械手控制系統(tǒng)的硬件和軟件。1、具體分析機(jī)械手的動(dòng)作環(huán)節(jié)及每個(gè)環(huán)節(jié)如何實(shí)現(xiàn)，由誰執(zhí)行，從而擬定整個(gè)控制系統(tǒng)的總體方案及構(gòu)成部分。2、進(jìn)行具體的硬件設(shè)計(jì)，涉及各器件的選擇、cpu的選擇、限位開關(guān)與檢測(cè)傳感器的選擇、行程開關(guān)和傳感器位置的擬定，I/O配備表及全部器件之間的電路連接圖。3、鋁錠堆垛機(jī)械手控制系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)涉及功效圖、梯形圖程序的設(shè)計(jì)。驅(qū)動(dòng)部分：1、分析機(jī)械手的功效及擬定總體方案2、進(jìn)行機(jī)械手的運(yùn)動(dòng)學(xué)及動(dòng)力學(xué)分析，為控制運(yùn)動(dòng)軌跡及驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的元件選擇提供根據(jù)。3、驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)，對(duì)選定的驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)方案進(jìn)行設(shè)計(jì)，涉及具體的計(jì)算及元件選擇，液壓系統(tǒng)圖設(shè)計(jì)等。4、通過各部分受力的分析計(jì)算來選擇液壓部件。5、結(jié)合控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)，完善驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)。設(shè)計(jì)（論文）提綱及進(jìn)度安排：3月18日至3月24日查找有關(guān)文獻(xiàn)資料，撰寫開題報(bào)告3月25日至31日總體方案設(shè)計(jì)4月1日至5月1日完畢主體設(shè)計(jì)及繪圖5月2日至5月25日撰寫論文，修改并完善論文5月26日至5月30日準(zhǔn)備答辯重要參考文獻(xiàn)和書目：[1]劉明保，呂春紅等.機(jī)械手的構(gòu)成機(jī)構(gòu)及技術(shù)指標(biāo)的擬定[J].河南高等?？茖W(xué)校學(xué)報(bào)學(xué)報(bào)..1:1~4[2]周伯英.工業(yè)機(jī)器人設(shè)計(jì)[D].北京：機(jī)械工業(yè)出版社.1995.6:2~9[3]張鐵，謝存禧.機(jī)器人學(xué)[D].廣州：華南理工大學(xué)出版社.:8~12[4]李允文.工業(yè)機(jī)械手設(shè)計(jì)[D].機(jī)械工業(yè)出版社.1996:4~6[5]李超.氣動(dòng)通用上下料機(jī)械手的研究與開發(fā)[D].陜西科技大學(xué).:11~14[6]金茂青，曲忠萍，張桂華.國(guó)外工業(yè)機(jī)械人發(fā)展的態(tài)勢(shì)分析[D].機(jī)械人技術(shù)與應(yīng)用..2:15~21[7]蔡自興.機(jī)器人學(xué)的發(fā)展趨勢(shì)和發(fā)展戰(zhàn)略[D].機(jī)器人技術(shù).:23~30[8]陸祥生，楊繡蓮.機(jī)械手[D].中國(guó)鐵道出版社.1985.1:36~41[9]黃輝先，文美純.多自由度機(jī)械手PLC控制[D].機(jī)床與液壓.:47~51[10]李明.單臂回轉(zhuǎn)機(jī)械手設(shè)計(jì)[D].制造技術(shù)與機(jī)床.:60~63[11]王承義.機(jī)械手及其應(yīng)用[D].機(jī)械工業(yè)出版社.1981.6:28~33[12]紀(jì)名剛，陳國(guó)定，吳立言.機(jī)械設(shè)計(jì)[D].高等教育出版社..5:80~93[1]廖常初.S7-200PLC編程及應(yīng)用[2]熊詩(shī)波，黃長(zhǎng)藝.機(jī)械工程測(cè)試技術(shù)基礎(chǔ)[3]鐘毓寧.機(jī)械工程控制基礎(chǔ)[4]崔堅(jiān)趙欣任術(shù)才.西門子S7可編程序控制器－－STEP7編程指南第2版[5]李杰紀(jì)秀玲何光林.機(jī)械電子學(xué)（Mechatronics）北京理工大學(xué)出版社[6]熊詩(shī)波黃長(zhǎng)藝.機(jī)械工程測(cè)試技術(shù)基礎(chǔ)機(jī)械工業(yè)出版社[7]機(jī)械工程手冊(cè)電機(jī)工程手冊(cè)編輯委員會(huì).機(jī)械工程手冊(cè)第二版檢測(cè)、控制與儀器儀表卷機(jī)械工業(yè)出版社[8]王永華.當(dāng)代電氣及可編程控制技術(shù).北京:北京航空航天大學(xué)出版社，:80－102[9]殷洪義.可編程控制器選擇設(shè)計(jì)與維護(hù).北京:機(jī)械工業(yè)出版社，:181－200[10]袁任光.可編程控制器應(yīng)用技術(shù)與實(shí)例.北京:華南理工大學(xué)出版社，1997:1－15[11]高欽和.可編程控制器應(yīng)用技術(shù)與設(shè)計(jì)實(shí)例.北京:人民郵電出版社，:172－185[12]張桂香.電氣控制與PLC應(yīng)用.北京:化學(xué)工業(yè)出版社，:1－9[13]張萬忠.電器與PLC控制應(yīng)用.北京:化學(xué)工業(yè)出版社，:38－45[14]丁煒等.可編程控制器在工業(yè)控制中的應(yīng)用.北京:化學(xué)工業(yè)出版社，:20－26[15]駱德漢.可編程控制器與現(xiàn)場(chǎng)總線網(wǎng)絡(luò)控制.北京:化學(xué)工業(yè)出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