自動(dòng)上下料機(jī)械手開題報(bào)告

自動(dòng)上下料機(jī)械手開題報(bào)告自動(dòng)上下料機(jī)械手開題報(bào)告

1.課題研究的意義

對(duì)實(shí)現(xiàn)工業(yè)生產(chǎn)自動(dòng)化，推動(dòng)工業(yè)生產(chǎn)的進(jìn)一步發(fā)展起著重要的作用。因而具有強(qiáng)大的生命力受到人們的廣泛重視和歡迎。實(shí)踐證明，工業(yè)機(jī)械手可以代替人手的繁重勞動(dòng)，顯著減輕工人的勞動(dòng)強(qiáng)度，改善勞動(dòng)條件，提高勞動(dòng)生產(chǎn)率和自動(dòng)化水平。工業(yè)生產(chǎn)中經(jīng)常出現(xiàn)的笨重工件的搬運(yùn)和長(zhǎng)期頻繁、單調(diào)的操作，采用機(jī)械手是有效的。此外，他能在高溫、低溫、深水、宇宙、放射性和其他有毒、污染環(huán)境條件下進(jìn)行操作，更顯示其優(yōu)越性，悠著廣闊的發(fā)展前途。

2.課題簡(jiǎn)介和設(shè)計(jì)要求

1、簡(jiǎn)介

本課題是為普通車床配套而設(shè)計(jì)的自動(dòng)上下料機(jī)械手。工業(yè)機(jī)械手是工業(yè)生產(chǎn)的必然產(chǎn)物，他是一種模仿人體上肢的部分功能，按照預(yù)定要求輸送工件或握持工具進(jìn)行操作的自動(dòng)化技術(shù)設(shè)備，對(duì)實(shí)現(xiàn)工業(yè)生產(chǎn)自動(dòng)化，推動(dòng)工業(yè)生產(chǎn)的進(jìn)一步發(fā)展起著重要作用

2、本設(shè)計(jì)的具體要求

本課題通過(guò)應(yīng)用AutoCAD技術(shù)對(duì)機(jī)械手進(jìn)行結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和液壓傳動(dòng)原理設(shè)計(jì)，運(yùn)用PRO/E技術(shù)對(duì)自動(dòng)上下料機(jī)械手進(jìn)行三維實(shí)體造型，并進(jìn)行了運(yùn)動(dòng)仿真，使其能將基本的運(yùn)動(dòng)更具體的展現(xiàn)在人們面前。他能實(shí)行自動(dòng)上下料運(yùn)動(dòng)。機(jī)械手的運(yùn)動(dòng)速度是按著滿足生存率的要求來(lái)設(shè)定的。

3.課題研究擬采用的手段和工作路線

課程設(shè)計(jì)方法；

設(shè)計(jì)時(shí)，認(rèn)真閱讀參考現(xiàn)有的相關(guān)技術(shù)資料，繼承或借鑒前任人的設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)和成果，但不盲目抄襲，根據(jù)具體的設(shè)計(jì)條件和要求，獨(dú)立思考，大膽的進(jìn)行改進(jìn)與創(chuàng)新，爭(zhēng)取拿出一個(gè)高質(zhì)量的設(shè)計(jì)成果。

全面考慮現(xiàn)有機(jī)械手零部件的強(qiáng)度、剛度、工藝性、經(jīng)濟(jì)性和維護(hù)性等方面要求任何零部件的結(jié)構(gòu)和尺寸。

設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)盡量使用標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范，這樣有利于零件的互換性和工藝性，同時(shí)也可減少設(shè)計(jì)工作量、節(jié)省設(shè)計(jì)時(shí)間，對(duì)于國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)或部門規(guī)范，一般都要嚴(yán)格遵守和執(zhí)行。設(shè)計(jì)中采用標(biāo)準(zhǔn)或規(guī)范的多少，是評(píng)價(jià)設(shè)計(jì)質(zhì)量的一項(xiàng)重要指標(biāo)。因此，畢業(yè)設(shè)計(jì)中，凡是有國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)和企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范要求的，應(yīng)盡量采用。工作路線：

了解設(shè)計(jì)任務(wù)書，明確設(shè)計(jì)要求、工作條件、涉及內(nèi)容的步驟；通過(guò)查閱有關(guān)設(shè)計(jì)資料，參觀實(shí)物征詢操作人員的建議等，了解設(shè)計(jì)對(duì)象的性能、結(jié)構(gòu)及工藝性；準(zhǔn)好設(shè)計(jì)需要的資料、繪圖工具；擬定涉及計(jì)劃等。

繪制機(jī)械手各部件裝配草圖；進(jìn)行機(jī)械手總體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和部件設(shè)計(jì)。

寫明整個(gè)設(shè)計(jì)的主要計(jì)算和一些技術(shù)說(shuō)明。

第二篇：數(shù)控機(jī)床上下料機(jī)械手3300字

數(shù)控機(jī)床上下料機(jī)械手畢業(yè)設(shè)計(jì)開題報(bào)告

課題名稱：數(shù)控機(jī)床上下料機(jī)械手

課題來(lái)源：教師擬定指導(dǎo)教師：繆群華

學(xué)生：趙飛專業(yè)：機(jī)械工程及其自動(dòng)化學(xué)號(hào)：2008011505

摘要

通過(guò)對(duì)機(jī)械設(shè)計(jì)、制造及其自動(dòng)化專業(yè)課程的學(xué)習(xí)，總結(jié)大學(xué)四年所學(xué)的知識(shí)，對(duì)工業(yè)機(jī)械手各部分機(jī)械結(jié)構(gòu)和功能的論述和分析，以及實(shí)際操作中的應(yīng)用情況，設(shè)計(jì)一種圓柱坐標(biāo)形式的數(shù)控機(jī)床上下料機(jī)械手。重點(diǎn)針對(duì)機(jī)械手的手爪、手腕、手臂、腰座等各部分機(jī)械結(jié)構(gòu)以及機(jī)械手控制系統(tǒng)（傳動(dòng)系統(tǒng)、驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)）進(jìn)行詳細(xì)的設(shè)計(jì)。同時(shí)對(duì)其控制系統(tǒng)和電動(dòng)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)進(jìn)行理論分析和設(shè)計(jì)計(jì)算?；赑LC對(duì)機(jī)械手的控制系統(tǒng)進(jìn)行設(shè)計(jì)，通過(guò)對(duì)機(jī)械手作業(yè)的工藝過(guò)程和控制要求的分析，設(shè)計(jì)控制系統(tǒng)的硬件電路，同時(shí)編制機(jī)械手的PLC控制T型圖，以達(dá)到預(yù)期目的。

1：選題背景

由于工業(yè)自動(dòng)化的全面發(fā)展和科學(xué)技術(shù)的不斷提高，對(duì)工作效率的提高迫在眉睫。單純的手工勞作以滿足不了工業(yè)自動(dòng)化的要求，因此，必須利用先進(jìn)設(shè)備生產(chǎn)自動(dòng)化機(jī)械以取代人的勞動(dòng)，滿足工業(yè)自動(dòng)化的需求。其中機(jī)械手是其發(fā)展過(guò)程中的重要產(chǎn)物之一，它不僅提高了勞動(dòng)生產(chǎn)的效率，還能代替人類完成高強(qiáng)度、危險(xiǎn)、重復(fù)枯燥的工作，減輕人類勞動(dòng)強(qiáng)度，可以說(shuō)是一舉兩得。在機(jī)械行業(yè)中，機(jī)械手越來(lái)越廣泛的得到應(yīng)用，它可用于零部件的組裝，加工工件的搬運(yùn)、裝卸，特別是在自動(dòng)化數(shù)控機(jī)床、組合機(jī)床上使用更為普遍。目前，機(jī)械手已發(fā)展成為柔性制造系統(tǒng)FMS和柔性制造單元FMC中一個(gè)重要組成部分。把機(jī)床設(shè)備和機(jī)械手共同構(gòu)成一個(gè)柔性加工系統(tǒng)或柔性制造單元，可以節(jié)省龐大的工件輸送裝置，結(jié)構(gòu)緊湊，而且適應(yīng)性很強(qiáng)。但目前我國(guó)的工業(yè)機(jī)械手技術(shù)及其工程應(yīng)用的水平和國(guó)外比還有一定的距離，應(yīng)用規(guī)模和產(chǎn)業(yè)化水平低，機(jī)械手的研究和開發(fā)直接影響到我國(guó)機(jī)械行業(yè)自動(dòng)化生產(chǎn)水平的提高，從經(jīng)濟(jì)上、技術(shù)上考慮都是十分必要的。因此，進(jìn)行機(jī)械手的研究設(shè)計(jì)具具有重要意義。

目前，在國(guó)內(nèi)很多工廠的生產(chǎn)線上數(shù)控機(jī)床裝卸工件仍由人工完成，勞動(dòng)強(qiáng)

度大、生產(chǎn)效率低。為了提高生產(chǎn)加工的工作效率,降低成本,并使生產(chǎn)線發(fā)展成為柔性制造系統(tǒng),適應(yīng)現(xiàn)代自動(dòng)化大生產(chǎn),針對(duì)具體生產(chǎn)工藝,利用機(jī)器人技術(shù)，設(shè)計(jì)用一臺(tái)裝卸機(jī)械手代替人工上下料工作，以提高勞動(dòng)生產(chǎn)率。本機(jī)械手主要與數(shù)控機(jī)床組合最終形成生產(chǎn)線，實(shí)現(xiàn)加工過(guò)程的自動(dòng)化和無(wú)人化。

2:設(shè)計(jì)目的

本設(shè)計(jì)通過(guò)對(duì)機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化專業(yè)大學(xué)本科四年的所學(xué)知識(shí)進(jìn)行整合，完成一個(gè)特定功能、特殊要求的數(shù)控機(jī)床上下料機(jī)械手的設(shè)計(jì)，能夠比較好地體現(xiàn)機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化專業(yè)畢業(yè)生的理論研究水平，實(shí)踐動(dòng)手能力以及專業(yè)精神和態(tài)度，具有較強(qiáng)的針對(duì)性和明確的實(shí)施目標(biāo)，能夠?qū)崿F(xiàn)理論和實(shí)踐的有機(jī)結(jié)合。

本機(jī)械手主要與數(shù)控車床（數(shù)控銑床，加工中心等）組合最終形成生產(chǎn)線，實(shí)現(xiàn)加工過(guò)程（上料、加工、下料）的自動(dòng)化、無(wú)人化。目前，我國(guó)的制造業(yè)正

在迅速發(fā)展，越來(lái)越多的資金流向制造業(yè)，越來(lái)越多的廠商加入到制造業(yè)。本設(shè)計(jì)能夠應(yīng)用到加工工廠車間，滿足數(shù)控機(jī)床以及加工中心的加工過(guò)程安裝、卸載加工工件的要求，從而減輕工人勞動(dòng)強(qiáng)度，節(jié)約加工輔助時(shí)間，提高生產(chǎn)效率和生產(chǎn)力。

3：發(fā)展現(xiàn)狀及趨勢(shì)

3.1國(guó)外應(yīng)用

美國(guó)制造155毫米的鋼彈體洛克福特軍械廠，從胚料加工開始到加工完畢直至彈體包裝都自動(dòng)進(jìn)行，不用人手去接觸，達(dá)到全自動(dòng)生產(chǎn)。

工業(yè)機(jī)械手還能用來(lái)代替人工進(jìn)行打磨、拋光、去毛刺和清理切屑等工作。例如，瑞典一家工廠打磨和拋光不銹鋼子彎頭時(shí)，采用ASEA機(jī)械手，提高加工效率30%以上，而且產(chǎn)品質(zhì)量穩(wěn)定，不傷害工人。又如：瑞典沃爾沃（Valov）公司在機(jī)械手上裝了三個(gè)環(huán)形磨輪裝置，用來(lái)對(duì)傳動(dòng)箱外表面去毛刺，比手工方法節(jié)省工時(shí)50%。

3.2國(guó)內(nèi)運(yùn)用

國(guó)內(nèi)在金屬切削加工中，用機(jī)械手來(lái)完成刀具的自動(dòng)更換。如北京第二機(jī)床廠，北京第八機(jī)床廠，上海第二機(jī)床廠，上海第八機(jī)床廠，寧夏大河機(jī)床廠等單位研制的自動(dòng)換刀機(jī)床，均用機(jī)械手自動(dòng)更換刀具。在生產(chǎn)自動(dòng)線上，用機(jī)械手完成的傳遞和上下料，如：沈陽(yáng)水泵廠深井泵體加工自動(dòng)線，無(wú)錫柴油機(jī)廠和甘肅汽車齒輪廠的齒胚的加工自動(dòng)線都采用了機(jī)械手。大連工礦車輛廠的800Kg側(cè)架的加工，采用機(jī)械手抓取、傳遞和安放并與一些機(jī)床組合成側(cè)架切削加工自動(dòng)線，提高效率10倍。

3.3未來(lái)發(fā)展趨勢(shì)

國(guó)內(nèi)應(yīng)加強(qiáng)機(jī)械手基礎(chǔ)性能的實(shí)驗(yàn)以及基礎(chǔ)理論研究，克服和解決制造技術(shù)及其它存在的問(wèn)題。提高機(jī)械手運(yùn)動(dòng)速度。尤其是應(yīng)用于沖壓行業(yè)中的機(jī)械手，以適應(yīng)提高生產(chǎn)率和符合生產(chǎn)節(jié)拍的需要。要研究解決機(jī)械手的運(yùn)動(dòng)速度和緩沖、定位技術(shù)。引進(jìn)國(guó)外先進(jìn)技術(shù)，培訓(xùn)專門技術(shù)人才，普及機(jī)械手有關(guān)知識(shí)。盡快解決機(jī)械手的定型設(shè)計(jì)、定點(diǎn)、定量生產(chǎn)以及配套件的生產(chǎn)和供應(yīng)問(wèn)題，推進(jìn)機(jī)械手設(shè)計(jì)制造中的現(xiàn)代化（CAD/CAM）、標(biāo)準(zhǔn)化、系列化工作，以滿足國(guó)內(nèi)外市場(chǎng)的需求。目前工業(yè)機(jī)械手的應(yīng)用逐步擴(kuò)大，技術(shù)性能不斷提高，其發(fā)展趨勢(shì)是：擴(kuò)大機(jī)械手在工業(yè)上的應(yīng)用、提高工業(yè)機(jī)械手的工作性能、發(fā)展組合式機(jī)械手、研制具有“視覺”和“觸覺”的“智能機(jī)器人”。

4：設(shè)計(jì)主要內(nèi)容

數(shù)控機(jī)床上下料機(jī)械手是典型的機(jī)電一體化設(shè)備，它可自動(dòng)地為機(jī)床抓取工件，取代操作人員頻繁取料，降低勞動(dòng)強(qiáng)度，提高工作效率。

本課題要求設(shè)計(jì)一個(gè)五自由度，圓柱坐標(biāo)式機(jī)械手；可以完成水平臂的擺動(dòng)和伸縮，垂直臂的伸縮，手爪的旋轉(zhuǎn)、擺動(dòng)和抓取物料等動(dòng)作，準(zhǔn)確地把物料送到指定位置。

5：研究方案

該機(jī)械手的設(shè)計(jì)，主要包括機(jī)械部分，直流步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)部分，PLC的控制部分,以及位置檢測(cè)裝置等。

A)機(jī)械部分:主要是機(jī)械部分的計(jì)算與校核，其中包括機(jī)械手臂的手腕、手臂和立柱等部件的校核，以及手抓的計(jì)算和校核等。

B)驅(qū)動(dòng)部分:主要是直流步進(jìn)電機(jī)標(biāo)準(zhǔn)件的選用以及安裝的設(shè)計(jì)等。

C)PLC的控制部分：主要是確定PLC的安裝位置以及其功能圖的設(shè)計(jì)等，它支配著機(jī)械手按規(guī)定的程序運(yùn)動(dòng)。

D)位置檢測(cè)裝置:機(jī)械手執(zhí)行機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)位置的控制，并隨時(shí)將執(zhí)行機(jī)構(gòu)的實(shí)際位置反饋給控制系統(tǒng)，并與設(shè)定的位置進(jìn)行比較，然后通過(guò)控制系統(tǒng)進(jìn)行調(diào)整，從而使執(zhí)行機(jī)構(gòu)以一定的精度到達(dá)設(shè)定位置。

設(shè)計(jì)機(jī)械手時(shí)應(yīng)考慮的因素很多，但從機(jī)械手的特點(diǎn)來(lái)分析有以下幾點(diǎn)：

1）抓重：是機(jī)械手所能抓取或搬運(yùn)的最大重量。一般抓重1kg以下的定為微型，1-5kg的定為小型，5-30kg的定為中型，30kg以上的定為大型。

2）自由度和坐標(biāo)型式：自由度是機(jī)械手的每一個(gè)構(gòu)件相對(duì)固定坐標(biāo)系所具有的獨(dú)立運(yùn)動(dòng)自由度。因手指的夾放動(dòng)作不能改變工件的位置和方位，故它不計(jì)為自由度數(shù)，其它運(yùn)動(dòng)均計(jì)為自由度數(shù)。按機(jī)械手的不同運(yùn)動(dòng)形式及其組合情況，其坐標(biāo)型式分為直角坐標(biāo)式、圓柱坐標(biāo)式、球坐標(biāo)式和關(guān)節(jié)式。機(jī)械手的自由度數(shù)和坐標(biāo)形式應(yīng)根據(jù)機(jī)械手現(xiàn)場(chǎng)具體的生產(chǎn)情況和工藝的要求而定。

3）運(yùn)動(dòng)速度：它反應(yīng)了機(jī)械手的生產(chǎn)水平，影響機(jī)械手動(dòng)作快慢的主要運(yùn)動(dòng)是手臂的伸縮和回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)。手臂的運(yùn)動(dòng)速度大小與機(jī)械手的驅(qū)動(dòng)方式、定位方式、抓重大小和行程距離有關(guān)。手臂的運(yùn)動(dòng)對(duì)機(jī)械手的速度影響最大，因此，手臂的運(yùn)動(dòng)速度應(yīng)根據(jù)生產(chǎn)節(jié)拍時(shí)間長(zhǎng)短、生產(chǎn)過(guò)程的平穩(wěn)性和定位精度等要求來(lái)確定。

4）行程范圍：主要受手臂的伸縮行程影響，其行程范圍大多在500-1000mm范圍內(nèi)。

除上述主要參數(shù)外，還應(yīng)考慮定位方式和位置檢測(cè)裝置的選用。

機(jī)械手由機(jī)座、機(jī)械臂、手爪、PLC可編程控制器及直流步進(jìn)電