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1、毕业论文（设计）开题报告 论文题目： 多功能取料机携手一体化设计 系部名称： 专业班级： 学生姓名： 学 号： 指导教师： 教师职称： 毕业论文（设计）开题报告一、结合毕业论文（设计）任务书的要求，根据所查阅的文献资料，撰写1500字左右的文献综述：一、 本课题的选题背景 机械手是在自动化生产中使用的一种具有具有抓起和移动工件功能的自动化置，是在机械化、自动化生产过程中发展的一种新型装置，近年来随着电子技术特别是电子计算机的广泛应用，机器人的研制和生产已成为高技术领域内迅速发展起来的一门新兴技术，它更加出尽了机械手的发展使得机械手能更好的实现机械化和自动化的有机结合。机械手能代替人类完成危险、
2、重复、枯燥的工作，减轻人类劳动强度，提高生产力。机械手的研发和开发直接影响到我国自动化生产水平的提高，从经济上技术上考虑是十分必要的。因此进行机械手的研究设计是非常有意义的。 二、国内外发展现状和趋势 目前，在国内外各种机器人和机械手的研究成为科研的热点，其研究的现状 和大体趋势如下：AA A.机械结构向模块化、可重构化发展。例如关节模块中的伺服电机、减速机、检测系统三位一体化；由关节模块用重组方式构造机器人整体。 B.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。 C.机
3、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决策控制；多传感器融合配置技术成为智能化机器人的关键技术。 D.关节式、侧喷式、龙门式喷涂机器人产品标准化通用化、模块化、系列化设计；柔性仿形喷涂机器人开发，柔性仿形复合机构开发，仿形伺服轴轨迹规划研究，控制系统开发。 三、物料搬运机械手概述国内外实际上使用权的定位控制的机械手，没有视觉和触觉反馈。目前，世界各国正积极研制带有视觉和触觉的工业机械手，使它对所抓取的工件进行辨认，选取说需要的工件，并正确地夹持工件，进行精确的在机
4、器中定位定向。 为使机械手有眼睛去处理方位变化的工件和分辨开头不同的零件，它有视觉传感器输入三个视图方向的视觉信息，通过计算机进行图形分辨，分辨是否是所要抓取的工件。为防止握力过大引起物件损坏或握力过小引起物件滑落下来，一般采用两种方法：一是检测把握物体手臂的变形，已决定适当的握力；另一种是直接检测指部与物体的滑动位移来修正握力。 因此，这种机械手就具有以下几个方面的性能： 1）能准确的抓住方位变化的物体。 2）能判断对象重量。 3）能自动避开障碍物 4）抓空或抓力不足时能检测出来 这种具有感知力并能对感知的信息作出反应的机械手称为智能机械手，它是非常有发展前途的。现在，搬运机械手只限于再简单
5、重复的操作方面节省人力，其效用是代替人从事繁重的工作和危险的工作，在恶劣环境下尤其明显。至于在汽车工业和电子工业之类的费工的工业部门，机械手的应用情况绝不能说是很好的。虽然这些工业部门公式不足的问题很尖锐，但采用机械手的只限于一小部分工序。其原因之一是，这些搬运机械手还不能满足这些部门的要求，适用机械手工作范围很小。另外经济问题当然也很重要，采用机械手来来节省人力从经济上看不一定总是合算的。然而利用机械收获雷似的机械设备节省人力和实现生产合理化的要求，今后还会持续增长，只要技术方面和价格方面的问题获得解决，机械手的应用必将会飞速发展。 四、本课题的主要研究内容 物料搬运机械手的一体化结构及其控
6、制设计。通过对机械手这一部分的设计，比较多种控制方式和动力系统设备，对电动机、PLC、变频器、传感器等硬件进行比较选择，同时进行电路控制的分析。毕业论文（设计）开题报告二、本论文（设计）要研究或解决的问题以及拟采用的研究手段（途径）：本论文（设计）要研究或解决的问题：一套完整的物料搬运机械手系统设计，主要包括：动力系统的整体结构设计:机械部分和控制部分、PLC的选型、电动机的选择、传感器的计算与选型、变频器的计算与选型、PLC控制系统设计。本论文（设计）采用的研究手段和方法： 首先查阅和参考国内外的相关资料文献，做出取料机械手机械系统的整体设计方案，然后通过对相关的电动机，传感器，变频器和pl
7、c等进行选型和计算后，进一步对方案优化设计，最后在导师的指导下做出最佳的设计方案。课题拟采用的方案：机械手一体化系统的设计包括机械和自动控制两个方面。控制部分大方向可定为自动控制部分拟用plc控制，plc控制的优点是它的价格较低，控制能力强、抗干扰能力强，带有脉冲输出，可以直接连接伺服系统。再配合使用有传感器、电动机等其他元件。plc可拟用目前工业控制上使用较为广泛的西门子S7-200plc。S7-200系列小型plc可应用于各种自动化系统。紧凑的结构、低廉的成本以及功能强大的指令集使得S7-200 plc成为各种小型控制任务理想的解决方案。S7-200产品的多样化以及基于Windows的编程
8、工具，使您能够更加方便灵活地完成自动化任务，而且价格有优势,电动机拟用步进电机。虽然其性能不如交直流伺服电动机，但其比较经济在要求不高的一般取料机械手系统中。最重要的是学过S7-200plc，更加熟悉了解！机械部分大方向可定为机械手的机械部分拟采用有以下几种坐标系方案设计，其结构简单易控制，可靠性、高速度、高精度，可用于恶劣的环境，可长期工作，便于操作维修。1.直角坐标型机器人 这种形式的主要特点是： (1)在三个直线方向上移动，运动容易想象。 (2)计算比较方便。 (3)由于可以两端支撑，对于给定的结构长度，其刚性最大。 (4)要求保留较大的移动空间，占用空间较大。 (5)要求有较大的平面安
9、装区域。(6)滑动部件表面的密封较困难，容易被污染。2.圆柱坐标型机器人(1)容易想象和计算。(2)能够伸入形腔式机器内部。(3)空间定位比较直观。(4)直线驱动部分难以密封、防尘及防御腐蚀物质。(5)手臂端部可以达到的空间受限制，不能到达靠近立柱或地面的空间。3.极坐标型机器人 其特点是： (1)在中心支架附近的工作范围较大。 (2)两个转动驱动装置容易密封。 (3)覆盖工作空间较大。 (4)坐标系较复杂，较难想象和控制。 (5)直线驱动装置仍存在密封问题。 (6)存在工作死区。4.多关节机器人 。其特点是：(1)动作较灵活，工作空间大。(2关节驱动处容易密封防尘。(3)工作条件要求低，可在水下等环境中工作。(4) 适合于电动机驱动。(5)运动难以想象和控制，计算量较大。(6)不适于液压驱动。 综上坐标机器人的特点以及说明书的参数最后选择直角坐标机械手方案。本设计（论文）计划进度：2月28日3月11日(第12周) 收集资料，毕业实习。3月14日3月25日(第34周) 进行外文翻译，撰写实习报告，开题报告。3月28日5月27日(第513周) 查阅资料，撰写毕业设计论文。毕业论文（设计）开题报告指导教师意见：指导教师： 2011年03月12日导师组审核意见： 负责人： 2011年03月14日系毕业论文领导小组审核意见：负责人： 2011年03月16日
