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1、60吨冲床上料机械手设计开题报告 本科毕业论文开题报告 题目 60吨冲床上料机械手设计 学 部 专 业 班 级 姓 名 学 号 指导教师 20年 3 月 2 日 题目来源背景现状前景 工业机器人由操作机机械本体控制器伺服驱动系统和检测传感装置构成是一种仿人操作自动控制可重复编程能在三维空间完成各种作业的机电一体化生产设备特别适合于多品种变批量的柔性生产他对稳定提高产品质量提高生产效率改善劳动条件和产品的快速更新换代起着十分重要的作用 机器人技术是综合了计算机控制论机构学信息和传感技术人工智能仿生学等多学科而形成的高新技术是当代研究十分活跃应用日益广泛的领域机器人应用情况是一个国家工业自动化水平
2、的重要标志机器人并不是在简单意义上代替人工的劳动而是综合了人的特长和机器特长的一种拟人的电子机械装置既有人对环境状态的快速反应和分析判断能力又有机器可长时间持续工作准确度高抗恶劣环境的能力高从某种意义上说它也是机器的进化过程产物它是工业以及非产业界的重要生产和服务设备也是先进制造技术领域不可或缺的自动化设备 机械手是模仿着人手的部分动作按给定程序轨迹和要求实现自动抓取搬运和操作的自动机械装置在工业生产中应用的机械手被称为工业机械手生产中应用机械手可以提高生产的自动化水平和劳动生产率可以减轻劳动强度保证产品质量实现安全生产尤其在高温高压低温低压粉尘有毒气体和放射性等恶劣的环境中它代替人进行正常的
3、工作意义更为重大因此在机械加工冲压铸锻焊接热处理电镀喷漆装配以及轻工业交通运输业等方面得到越来越广泛的引用 我国工业机器人起步于70年代初期经过多年的发展大致经历了3个阶段70年代的萌芽期80年代的开发期和90年代的实用化期 70年代是世界科技发展的一个里程碑人类登上了月球实现了金星火星的软着陆我国也发射了人造卫星他补充了日益短缺的劳动力在这种背景下我国于1972年开始研制自己的工业机器人 进入80年代后在高科技浪潮的冲击下随着改革开放的不断深入我国机器人技术的开发与研究得到了政府的重视与支持七五期间国家投入资金对工业机器人及其零部件进行攻关完成了示教再现式工业机器人成套技术的开发研制出了喷涂
4、点焊弧焊和搬运机器人1986年国家高科技研究发展计划开始实施智能机器人主题跟踪世界机器人技术的前沿经过几年的研究取得了一大批科研成果成功研制出了一批塔中机器人 90年代初期我国的国民经济进入实现两个根本转变时期掀起了新一轮的经济体制改革和技术进步浪潮我国的工业机器人又在实践中迈进了一大步先后研制出了点焊弧焊装配喷漆切割搬运包装码垛等各种用途的工业机器人并实施了一批机器人应用工程形成了一批机人产业化基地为我国机器人产业的腾飞奠定了基础 国外机器人领域发展近几年有如下几个趋势 1工业机器人性能不断提高高速度高精度高可靠性便于操作和维修而单机价格不断下降 2机械结构向模块化可重构化发展例如关节模块中
5、的伺服电机减速机监测系统三位一体化由关节模块连杆模块用重组方式构造机器人整机国外已有模块化装备机器人产品问世 3工业机器人控制系统向基于PC机的开放型控制器方向发展便于标准化网络化器件集成度提高控制柜日渐小巧且采用模块化结构大大提高了系统的可靠性易操作性和可维修性 4机器人中的传感器作用日益重要除采用传统的位置速度加速度等传感器外装配焊接机器人还应用了视觉力觉等传感器而遥控机器人则采用视觉声觉力觉触觉等多传感器的融合技术来进行环境建模及决策控制多传感器融合配置技术在产品化系统中已有成熟应用 5虚拟现实技术在机器人中的作用已从仿真预演发展到用于过程控制如使遥控机器人操作者产生置身于远端作业环境中
6、的感觉来操纵机器人 6当代遥控机器人系统的发展特点不是追求全自治系统而是致力于操作者与机器人的人机交互控制即遥控加局部自主系统构成完整的监控遥控操作系统使智能机器人走出实验室进入实用化阶段美国发射到火星上的索杰纳机器人就是这种系统成功应用的最著名实例 7机器人话机械开始兴起从94年美国开发出虚拟轴机床以来这种新型装置已成为国际研究的热点之一纷纷探索开拓其实际应用的领域 我国目前已基本掌握了机器人操作机的设计制造技术控制系统硬件和软件设计技术运动学和轨迹规划技术生产了部分机器人关键元器件开发出喷漆弧焊点焊装配搬运等机器人其中有130多台喷漆机器人在二十余家企业的近30条自动喷漆生产线上获得规模应
7、用弧焊机器人以应用在汽车制造厂的焊装线上但总的来看我国的工业机器人技术及其工程应用的水平和国外比还有一定的差距如可靠性低于国外产品机器人应用工程起步较晚应用领域窄生产线系统技术与国外比有差距以上原因主要是没有形成机器人产业当前我国的机器人生产都是应用户的要求品种规模多批量小零部件通用化程度低供货周期长成本也不低而且质量可靠性也不稳定因此迫切需要解决产业化前期的关键技术对产品进行全面规划搞好系列化通用化模块化设计积极推进产业化进程 社会主义制度的优越性决定了机器人能够充分发挥其长处它不仅能为我国的经济建设带来高度的生产力和巨大的经济效益而且将为我国的宇宙开发海洋开发核能利用等新兴领域的发展做出卓
8、越的贡献二主要研究内容应用价值改进及创新 主要设计参数 1抓重 约1公斤 2自由度数 1个 3坐标形式 圆坐标 4手臂运动参数手臂回转角度600 手臂送料频率5060次分 5缓冲方式 机械摩擦缓冲 6驱动方式 气压 7控制方式 PLC 根据设计参数来设计整个上料机械手的结构通过对上料机械手的设计来进一步熟悉掌握机械制图理论力学材料力学机械原理机械设计几何量及精度检测等课程并熟练掌握一般零部件的设计方法使我得到了一次独立设计整个机械部件的机会为我以后的工作开了好头三拟采用的研究方法手段及实验准备情况 通过认真阅读各类关于上料机械手方面的资料熟悉各个设计参数与机械结构间的关系掌握标准通用零部件的计
9、算和选型主要非标准件关键结构参数的确定主要零部件位置布置基本原则边计算边绘图边修改最后再编制符合我校论文书写格式规定的设计计算说明书 具体按照以下几点来开展设计工作 第一熟悉上料机械手的结构和工作原理 第二根据相关参数进行设计计算 第三绘制所需的零件图装配图 机械结构的设计包括手部腕部臂部支撑工作台的材料选择和成型设计以及它们之间的连接设计工作原理包括升降台的工作原理上料机械手的气动原理和上料机械手的电气控制原理四进度安排 13周 调研查阅相关资料完成开题报告 47周 总体设计方案论证完成主要零件图设计 810周完善设计方案准备中期检查报告 1114周 完成装配图设计验证校核 1516周 撰写
10、设计说明书整理有关资料17周准备毕业设计答辩五主要参考文献外文参考文献不少于2篇1 李允文 工业机械手设计M 北京机械工业出版社19962 蔡自兴机械人学的发展趋势和发展战略J北京机械人技术200143 王承义机械手及其应用M北京机械工业出版社 19814 金茂青国外工业机械人发展的态势分析J北京中国铁道出版社200125 张建民工业机器人M北京北京工业大学出版社19886 唐保宁高学满机械设计与制造简明手册M上海同济大学出版社19937 费仁元张慧慧机器人机械设计和分析M北京北京工业出版社19988 周宏气动工程手册M北京国防工业出版社19959 周洪陆鑫盛自动化系统的优化设计D上海上海科学
11、技术文献出版社10 柳洪义宋伟刚机械人技术基础M北京冶金工业出版社 200211 李允文 工业机械手上册M上海上海科学技术出版社 197812 王承义机械手及其应用M北京 机械工业出版社 198113 万胜狄王运赣等 锻造机械化与自动化M北京机械工业出版社198314 宋伟刚机械零件设计手册第三版M北京冶金工业出版社 199415 ClavelR Da fast robot with parallel geometry Sydney Symposium on in dustrial robots ISIR198891-10016 John JCraigIntroduction to Robotics Mechanics and ControlSecond EditionNew YorkAddison-Wesley Reading1989指导教师意见 指导教师签字 年月日毕业设计论文领导小组意见 负责人签章 年月日
