2-开题报告-普通机床物料搬运机械手设计

本科毕业论文(设计)开题报告论文题目： 普通机床物料搬运机械手设计 学院： 机械工程学院 专 业 、班级：机械设计 毕业论文（设计）开题报告要求开题报告既是规范本科生毕业论文工作的重要环节，又是完成高质量毕业论文（设计）的有效保证。为了使这项工作规范化和制度化，特制定本要求。一、选题依据1. 论文（设计）题目及研究领域；2. 论文（设计）工作的理论意义和应用价值；3. 目前研究的概况和发展趋势。二、论文（设计）研究的内容1.重点解决的问题；2. 拟开展研究的几个主要方面（论文写作大纲或设计思路）；3. 本论文（设计）预期取得的成果。三、论文（设计）工作安排1. 拟采用的主要研究方法（技术路线或设计参数）；2. 论文（设计）进度计划。四、文献查阅及文献综述学生应根据所在学院及指导教师的要求阅读一定量的文献资料，并在此基础上通过分析、研究、综合，形成文献综述。必要时应在调研、实验或实习的基础上递交相关的报告。综述或报告作为开题报告的一部分附在后面，要求思路清晰，文理通顺， 较全面地反映出本课题的研究背景或前期工作基础。五、其他要求1. 开题报告应在毕业论文（设计）工作开始后的前四周内完成；2. 开题报告必须经学院教学指导委员会审查通过；3. 开题报告不合格或没有做开题报告的学生，须重做或补做合格后，方能继续论文（设计）工作，否则不允许参加答辩；4. 开题报告通过后，原则上不允许更换论文题目或指导教师；5. 开题报告的内容，要求打印并装订成册（部分专业可根据需要手写在统一纸张上，但封面需按统一格式打印）。9一、选题依据1、研究领域机械设计制造及其自动化机械设计、液压传动2、论文（设计）工作的理论意义和应用价值理论意义：本设计通过对机械工程专业大学本科四年的所学知识进行整合，完成一个特定功能、特殊要求的普通机床上下料机械手的设计，能够比较好地体现机械设计制造及其自动化专业毕业生的理论研究水平，实践动手能力以及专业精神和态度， 具有较强的针对性和明确的实施目标，能够实现理论和实践的有机结合。应用价值：目前，在国内很多工厂的生产线上普通机床装卸工件仍由人工完成， 劳动强度大、生产效率低。为了提高生产加工的工作效率,降低成本,并使生产线发展成为柔性制造系统,适应现代自动化大生产,针对具体生产工艺,利用机器人技术，设计用一台装卸机械手代替人工工作，以提高劳动生产率。本机械手主要普通机床形成生产线，实现加工过程（上料、加工、下料）的自动化、无人化。目前，我国的制造业正在迅速发展，越来越多的资金流向制造业，越来越多的厂商加入到制造业。本设计能够应用到加工工厂车间，满足机床以及加工中心的加工过程安装、卸载加工工件的要求，从而减轻工人劳动强度，节约加工辅助时间， 提高生产效率和生产力。3、目前研究的概况和发展趋势目前，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：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、连杆模块用重组方式构造机器人整机。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，控制柜日见小巧，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、顶喷式、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；e. 焊接、搬运、装配、切割等作业的工业机器人产品的标准化、通用化、模块化、系列化研究；以及离线示教编程和系统动态仿真。综上所述，大体是两个方向：其一是机器人的智能化，多传感器、多控制器，先进的控制算法，复杂的机电控制系统；其二是与生产加工相联系，满足相对具体的任务的工业机器人，主要采用性价比高的模块，在满足工作要求的基础上，追求系统的经济、简洁、可靠，大量采用工业控制器，市场化、模块化的元件。二、论文（设计）研究的内容1.重点解决的问题本设计所需要解决的首要问题是机械手臂的动作精度，即如何定制各段手臂的长度和连杆的尺寸，如何控制连杆的伸缩程度，如何控制两段手臂之间的夹角等。如果手臂的动作精度不够，会直接影响末端执行器对工件的定位和抓紧，甚至产生失控现象，与其他设备碰撞引起事故。当手臂发生动作时，手臂的上臂和下壁之间的夹角发生改变时，如果保持下臂和手腕腕臂之间的夹角不变的话，腕臂则必然和水平面不想垂直，则会影响末端执行器对工件内孔的定位，故需使角随角的变化而变化，使腕臂始终和水平面保持垂直，这对各段机械臂动作轨迹的计算提出了更高的要求。2.拟开展研究的几个主要方面（论文写作大纲或设计思路）a、机械手机械结构设计b、机械手液压驱动原理图的设计c、机械手 PLC 控制梯形图的设计d、提出机械手缓冲定位装置的常用方式3.本论文（设计）预期取得的成果本毕业设计及其论文预计在 13 周全部完成，并在 14 周进行答辩。在已有课程学习的基础上，需要投入足够的时间和经理，理论紧密联系实际，预期的设计成果如下：a、机械手机械结构设计，完成 4 张 A0 图纸b、机械手液压驱动原理图的设计c、机械手 PLC 控制梯形图的设计d、提出机械手缓冲定位装置的常用方式e、外文科技文献翻译三、论文（设计）工作安排1.拟采用的主要研究方法（技术路线或设计参数）；查阅文献，对整体方案进行构思；绘制各个部分零件图； 对零件图进行总体装配； 导出二维工程图编写毕业设计说明书 2.论文（设计）进度计划第 1-4 周收集机械手 PLC 等有关资料，完成开题报告；第 5 周确定系统的设计方案，完成相关的方案论证和计算；第 6 周用 PROTEL 软件设计系统方案的电气原理图、PCB 图；第 7 周学习可编程控制电路，编写系统的语言程序；第 8-10 周硬件电路的调试，软件的调试实现系统的工作功能；第 11-12 周设计的总结和资料的整理并撰写毕业设计论文；第 13 周上交论文、修改并准备答辩；第 14 周完成毕业设计.四、需要阅读的参考文献1. 丁树模, 液压传动丁树模, 液压传动M. 北京:机械工业出版社,20072. 熊幸明, 曹才开, 一种工业机械手的 PLC 控制J.微计算机信息,2006,11s:120-1223. 孔秀艳, 一种四轴搬运机械手的 PLC 控制J. 大众科技,2008,7:112-1134. 王炳实, 机床电气控制.第三版J. 北京:机械工业出版社,2004:146-1625. 赵旭, 基于机电液一体化的液压机械手设计及其控制D,20106. 郐红艺,自动下料机的机械结构设计与研究D,20177. 牛瑞利,基于西门子 PLC 的小型搬运机械手控制系统设计D,20138. 徐帅,基于 PLC 的气动搬运机械手控制系统J,2016,9:75-789. Jan Stochel,Jerzy Bart omiej Stochel, On the th root of a Stieltjes moment sequenceJ,2012,2:786-80010. Alejandro Peralta Soler, Colleen W. Marano,Margaret Bryans, Activation of NF-B is necessary for the restoration of the barrier function of an epithelium undergoing TNF-induced apoptosisJ,1999,1:56-6611. 毛毅龙,罗一平,王小明.基于 PLC 控制的液动机械手设计J,2012,4:357-36012. 司建星,数控车床上下料机器人的研究D,201413. 吴迪,生产线搬运机构的研究D,201414. 侯忠坤,六自由度教学机器人手臂系统研究D,201115. 牛瑞利,基于西门子 PLC 的小型搬运机械手控制系统设计D,201316. 李亮,机械手对目标物体的抓取 D,200917. 卢秉恒,机械制造技术基础M.第三版,2007附：文献综述文献综述工业机械手是近几十年发展起来的一种高科技自动化生产设备。工业机械手是工业机器人的一个重要分支。目前国内工业机械手主要用于机床加工，铸锻，热处理等方面，数量，品种，性能方面都不能满足生产发展的需要，因此，国内主要扩大机械手运用范围，重点发展铸锻，热处理方面的机械手，以减轻劳动强度，改善作业条件。在运用专业机械手的同时，相应地发展通用机械手，有条件的还要研制示教式机械手， 计算机控制机械手和组合式机械手等。国内外对发展这一新技术都很重视，几十年来， 这项技术的研究和发展一直比较活跃，设计在不断的修改，品种在不断的增加，运用领域也在不断的扩大。在国外机械制造业中，工业机械手运用较多，发展较快。目前主要用于机床，摸锻压机的上下料，以及点焊，喷漆等作业中，它可按照事先制定的作业程序完成规定的操作，但是还不具备任何传感反馈能力，不能应付外界的变化。如发生某些偏离时， 就将引起零部件机械手本身的损害。在工业自动化生产中，无论是单体还是组合机床，一级自动生产流水线，都要用到机械手来完成工件的取放。对机械手的控制主要是位置识别、运动方向控制和物料是否存在的判别，其任务是将传送带 A 上的工件或物品搬运到传送带 B 上。机械手的上升、下移、左移、右移抓紧和放松都是用双线圈三位电磁阀气动缸完成。单某个电磁阀通电是，就保持相应的动作，即使线圈再断电任然保持动作，直到相反方向的线圈通电，相对应的动作才结束。设备上装有上、下、左、右、抓紧、放松六个限位开关，控制相应工步的结束。传送带上设有一个光点开关，监视工件到位与否。机械手是模仿人的手部动作，按给定程序、轨迹和要求实现自动抓取、搬运和操作的自动装置。他特别是在高温、高压、多粉尘、易燃、易爆、放射性等恶劣环境中， 以及笨重、单调、频繁的操作中代替人作业，因此获得日益广泛的应用。机械手一般由执行机构、驱动机构、控制机构及检测装置三大部分组成，智能机械手还具有感觉系统和智能系统。工业机械手的特点是可通过编程来完成各种预期的作业任务，在构造和性能上兼有人和机器各自的优点，尤其体现在人的智能和适应性。机械手作业的准确性和各种环境中完成作业的能力，在国民经济个领域都有广泛的发展前景。在工业上，自动控制系统有着广泛的应用，如工业自动化机床控制，计算机系统， 机器人等，而工业机器人是相对较新的电子设备，它正开始改变现代化工业面貌。实际的机器人尤带有腕（或称为手臂）的主机身和机身端部的工具（通常是某些类型的夹持器）组成，同时也包括一个辅助动力系统。PLC 是以现代微处理技术为核心的控制器，作为一种通用的工业控制器，其可靠性高、抗干扰能力强；PLC 由于采用现代大规模集成电路技术，采用严格的生产工艺控制，内部电路采取了先进的抗干扰技术，具有很高的可靠性，此外，PLC 都有硬件故障自我检测功能，出现故障时可及时发出警报信息；PLC 采用光电隔离和滤波技术有效抑制外部干扰源对 PLC 的影响，此外 PLC 通用性好、开发周期短、功耗小、本课题在现代工业的发展的过程中具有很重要的意义。