工業(yè)用機(jī)械手的設(shè)計(jì)開題報(bào)告

河南理工大學(xué)萬(wàn)方科技學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）開題報(bào)告題目名稱工業(yè)用機(jī)械手的設(shè)計(jì)學(xué)生姓名王志華專業(yè)班級(jí)08機(jī)設(shè)4班學(xué)號(hào)0828050006一、 選題的目的和意義： 目前，我國(guó)大多數(shù)工廠的生產(chǎn)線上數(shù)控機(jī)床裝卸工件仍由人工完成，其勞動(dòng)強(qiáng)度大、生產(chǎn)效率低，而且具有一定的危險(xiǎn)性，已經(jīng)滿足不了生產(chǎn)自動(dòng)化的發(fā)展趨勢(shì)。為了提高工作效率，降低成本，并使生產(chǎn)線發(fā)展成為柔性制造系通，適應(yīng)現(xiàn)代機(jī)械行業(yè)自動(dòng)化生產(chǎn)的要求，針對(duì)具體生產(chǎn)工藝，結(jié)合機(jī)床的實(shí)際結(jié)構(gòu)，利用機(jī)械手技術(shù)，設(shè)計(jì)用一臺(tái)上下料機(jī)械手代替人工工作，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。 其意義主要有：1、以提高生產(chǎn)過(guò)程中的自動(dòng)化程度應(yīng)用機(jī)械手有利于實(shí)現(xiàn)材料的傳送、工件的裝卸、刀具的更換以及機(jī)器的裝配等的自動(dòng)化的程度，從而可以提高勞動(dòng)生產(chǎn)率和降低生產(chǎn)成本。2、以改善勞動(dòng)條件，避免人身事故在高溫、高壓、低溫、低壓、有灰塵、噪聲、臭味、有放射性或有其他毒性污染以及工作空間狹窄的場(chǎng)合中，用人手直接操作是有危險(xiǎn)或根本不可能的，而應(yīng)用機(jī)械手即可部分或全部代替人安全的完成作業(yè)，使勞動(dòng)條件得以改善。在一些簡(jiǎn)單、重復(fù)，特別是較笨重的操作中，以機(jī)械手代替人進(jìn)行工作，可以避免由于操作疲勞或疏忽而造成的人身事故。3、可以減輕人力，并便于有節(jié)奏的生產(chǎn)應(yīng)用機(jī)械手代替人進(jìn)行工作，這是直接減少人力的一個(gè)側(cè)面，同時(shí)由于應(yīng)用機(jī)械手可以連續(xù)的工作，這是減少人力的另一個(gè)側(cè)面。因此，在自動(dòng)化機(jī)床的綜合加工自動(dòng)線上，目前幾乎都沒(méi)有機(jī)械手，以減少人力和更準(zhǔn)確的控制生產(chǎn)的節(jié)拍，便于有節(jié)奏的進(jìn)行工作生產(chǎn)。綜上所述，有效的應(yīng)用機(jī)械手，是發(fā)展機(jī)械工業(yè)的必然趨勢(shì)。二、 國(guó)內(nèi)外研究綜述：工業(yè)機(jī)械手是近幾十年發(fā)展起來(lái)的一種高科技自動(dòng)化生產(chǎn)設(shè)備。工業(yè)機(jī)械手的是工業(yè)機(jī)器人的一個(gè)重要分支。它的特點(diǎn)是可通過(guò)編程來(lái)完成各種預(yù)期的作業(yè)任務(wù)，在構(gòu)造和性能上兼有人和機(jī)器各自的優(yōu)點(diǎn)，尤其體現(xiàn)了人的智能和適應(yīng)性。機(jī)械手作業(yè)的準(zhǔn)確性和各種環(huán)境中完成作業(yè)的能力，在國(guó)民經(jīng)濟(jì)各領(lǐng)域有著廣闊的發(fā)展前景。機(jī)械手是在機(jī)械化，自動(dòng)化生產(chǎn)過(guò)程中發(fā)展起來(lái)的一種新型裝置。在現(xiàn)代生產(chǎn)過(guò)程中，機(jī)械手被廣泛的運(yùn)用于自動(dòng)生產(chǎn)線中，機(jī)械人的研制和生產(chǎn)已成為高技術(shù)鄰域內(nèi)，迅速發(fā)殿起來(lái)的一門新興的技術(shù)，它更加促進(jìn)了機(jī)械手的發(fā)展，使得機(jī)械手能更好地實(shí)現(xiàn)與機(jī)械化和自動(dòng)化的有機(jī)結(jié)合。機(jī)械手雖然目前還不如人手那樣靈活，但它具有能不斷重復(fù)工作和勞動(dòng)，不知疲勞，不怕危險(xiǎn)，抓舉重物的力量比人手力大的特點(diǎn)，因此，機(jī)械手已受到許多部門的重視，并越來(lái)越廣泛地得到了應(yīng)用自動(dòng)換刀裝置是數(shù)控加工中心在工件的一次裝夾中實(shí)現(xiàn)多道工序加工不可缺少的裝置, 主要由刀庫(kù)、機(jī)械手和驅(qū)動(dòng)裝置幾部分組成。機(jī)械手和驅(qū)動(dòng)裝置是兩個(gè)關(guān)鍵部分, 根據(jù)驅(qū)動(dòng)裝置的不同, 自動(dòng)換刀裝置可分為凸輪式、液壓式、齒輪式、連桿式及各種機(jī)構(gòu)復(fù)合式, 其中以凸輪式用得較多。發(fā)達(dá)國(guó)家數(shù)控加工中心的立式自動(dòng)換刀機(jī)械手主要采用凸輪式, 我國(guó)加工中心技術(shù)起步較晚, 對(duì)自動(dòng)換刀機(jī)械手研究較少。進(jìn)入20 世紀(jì)90 年代后, 北京機(jī)床研究所、大連組合機(jī)床研究所、濟(jì)南第一機(jī)床廠、青海機(jī)床廠以及陜西省的秦川機(jī)床廠都對(duì)立式自動(dòng)換刀機(jī)械手進(jìn)行了研究和開發(fā)。迄今為止, 我國(guó)制造的加工中心配置的自動(dòng)換刀機(jī)械手大多數(shù)是進(jìn)口的。其主要原因: 一是國(guó)內(nèi)生產(chǎn)的換刀機(jī)械手質(zhì)量較差, 成本也不低; 二是進(jìn)口換刀機(jī)械手價(jià)格雖然較高, 但在整個(gè)加工中心中所占份額不大。作為加工中心的配套技術(shù), 自動(dòng)換刀機(jī)械手的研究和開發(fā)將直接影響到我國(guó)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。立式換刀機(jī)械手和臥式換刀機(jī)械手已得到廣泛應(yīng)用20 世紀(jì)90 年代以來(lái), 數(shù)控加工技術(shù)得到迅速的普及和發(fā)展, 數(shù)控機(jī)床在制造業(yè)得到了越來(lái)越廣泛的應(yīng)用。帶有自動(dòng)換刀系統(tǒng)的數(shù)控加工中心在現(xiàn)代先進(jìn)制造業(yè)中起著愈來(lái)愈重要的作用, 它能縮短產(chǎn)品的制造周期, 提高產(chǎn)品的加工精度, 適合柔性加工。加工中心是數(shù)控機(jī)床中較為復(fù)雜的加工設(shè)備, 由于其具有多種加工能力而得到廣泛的應(yīng)用, 其強(qiáng)大的加工能力和效率得益于其配置的自動(dòng)換刀裝置(A u2tomat ic Too l Changer)。換刀裝置作為加工中心的重要組成部分, 其主要作用在于減少加工過(guò)程中的非切削時(shí)間, 提高生產(chǎn)率, 降低生產(chǎn)成本, 進(jìn)而提升機(jī)床乃至整個(gè)生產(chǎn)線的生產(chǎn)力。加工中心自動(dòng)換刀裝置是實(shí)現(xiàn)多工序連續(xù)加工的重要裝置, 其結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)及其控制是實(shí)現(xiàn)加工中心設(shè)計(jì)制造的關(guān)鍵。加工中心的換刀過(guò)程較為復(fù)雜, 動(dòng)作多, 動(dòng)作間的相互協(xié)調(diào)關(guān)系多, 因而自動(dòng)換刀系統(tǒng)性能的好壞直接影響加工效率的高低。 總的來(lái)說(shuō)，大體是兩個(gè)方向：其一是機(jī)械手的智能化，多傳感器、多控制器，先進(jìn)的控制算法，復(fù)雜的機(jī)電控制系統(tǒng)；其二是與生產(chǎn)加工相聯(lián)系，性價(jià)比高，在滿足工作要求的基礎(chǔ)上，追求系統(tǒng)的經(jīng)濟(jì)、簡(jiǎn)潔、可靠，大量采用工業(yè)控制器，市場(chǎng)化、模塊化的原件。 三、 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）所用的主要技術(shù)與方法：1、 了解本次畢業(yè)設(shè)計(jì)的任務(wù)及要求2、 查閱各類工具書、參考資料和實(shí)驗(yàn)室磨具模型等，找到自己設(shè)計(jì)機(jī)械手過(guò)程中所需要的各種原始資料、經(jīng)驗(yàn)公式以及機(jī)床上下料機(jī)械手的相關(guān)數(shù)據(jù)3、 查閱各類工具書、參考資料，選擇適合的驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)、氣壓驅(qū)動(dòng)的汽缸選擇和步進(jìn)機(jī)4、 用PLC編出程序來(lái)控制機(jī)械手的運(yùn)動(dòng)5、 用Pro/E制作出機(jī)械手的運(yùn)動(dòng)仿真過(guò)程四、 主要參考文獻(xiàn)與資料獲得情況：1胡學(xué)林.可編程控制器(基礎(chǔ)篇).北京:電子工業(yè)出版社,20032胡學(xué)林.可編程控制器(實(shí)訓(xùn)篇).北京:電子工業(yè)出版社,20043劉劍雄,韓建華.物流自動(dòng)化搬運(yùn)機(jī)械手幾點(diǎn)系統(tǒng)研究.機(jī)床與液壓.20034付永領(lǐng),王巖,裴忠才.基于CAN總線液壓噴漆機(jī)器人控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn).機(jī)床與液壓.2003，5孫兵,趙斌,施永康.物料搬運(yùn)機(jī)械手的研制.機(jī)電一體化.20056王田苗，丑武勝，機(jī)電控制基礎(chǔ)理論及應(yīng)用，北京：清華大學(xué)出版社，20037李建勇，機(jī)電一體化，北京：科學(xué)出版社，20048王孫安，杜海峰，任華，機(jī)械電子工程，北京：科學(xué)出版社，20039張啟玲，何玉安，PLC在氣動(dòng)控制稱量包裝裝置中的應(yīng)用，液壓與氣動(dòng)，200510趙文，數(shù)字控制技術(shù)在龍門刨床電控系統(tǒng)中的應(yīng)用，電氣傳動(dòng)，2005 11徐灝等，機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)，第5卷，北京；機(jī)械工業(yè)出版社，2000五、 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）進(jìn)度安排（按周說(shuō)明）設(shè)計(jì)總共用時(shí)13周。具體安排如下：12周：調(diào)研、收集資料（書籍和案例）、撰寫選題報(bào)告；34周： 收集電風(fēng)扇各種搖頭裝置方案，分析優(yōu)缺點(diǎn)，并初步擬定自己的設(shè)計(jì)方案；410周：設(shè)計(jì)方案，計(jì)算各種數(shù)據(jù)、畫