换刀机械手设计开题报告.doc

毕业设计(论文)开题报告题目：换刀机器人机械设计课题类别：设计学生姓名：学号：班级：专业（全称）：系别：指导教师：导师组长：2009年月一、问题的提出：对于制造业来说，对市场做出快速响应，按照客户要求生产出高质量低成本的产品非常重要，随着计算机技术和软件技术的发展，虚拟制造技术应用而生，他可以在计算机上以一个统一的数据库，进行产品设计、分析和加工，而且可以使不同专业的设计人员、协作单位和部门共同承担，将产品整个生命周期的属性表现在开发初期能够通盘考虑，并将产品开发全过程数字化。目前，国际大型飞机、汽车等制造企业都普遍采用该技术。与传统的机床设计相比，可以减少因制作产品原型所耗费的人力、物力和时间，同时提高质量、降低成本、保证产品开发一次成功，增强企业快速适应市场变化的能力。二、设计（研究）现状概述（文献综述）：本课题所做的机械手是属于4个自由度的机械手。1、简史机械手首先是从美国开始研制的。1958年美国联合控制公司研制出第一台机械手。它的结构是：机体上安装一个回转长臂，顶部装有电磁块的工件抓放机构，控制系统是示教形的。2、应用简况现代工业中，生产过程的机械化，自动化已成为突出的主题。化工等连续性生产过程的自动化已基本得到解决。但在机械工业中，加工、装配等生产是不连续的。因此，装卸、搬运等工序机械化的迫切性，工业机械手就是为实现这些工序的自动化而产生的。采用机械手进行装配更始目前研究的重点，国外已研究采用摄象机和力传感装置和微型计算机连在一起，能确定零件的方位达到镶装的目的。3、发展趋势目前工业机械手主要用于机床加工、铸造、热处理等方面，无论数量、品种和性能方面还是不能满足工业发展的需要。在国内主要是逐步扩大应用范围，重点发展铸造、热处理方面的机械手，以减轻劳动强度，改善作业条件，在应用专用机械手的同时，相应的发展通用机械手，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机械手等。将机械手各运动构件，如伸缩、摆动、升降、横移、俯仰等机构以及根据不同类型的加紧机构，设计成典型的通用机构，所以便根据不同的作业要求选择不同类型的基加紧机构，即可组成不同用途的机械手。既便于设计制造，有便于更换工件，扩大应用范围。同时要提高速度，减少冲击，正确定位，以便更好的发挥机械手的作用。机械手是一种模仿人手部分动作，按照预先设定的程序，轨迹或其他要求，实现抓取、搬运工件或操作工具的自动化装置。它在二十世纪五十年代就已用于生产，是在自动上下料机构的基础上发展起来的一种机械装置，开始主要用来实现自动上下料和搬运工件，完成单机自动化和生产线自动化，随着应用范围的不段扩大，现在用来夹持工具和完成一定的作业。实践证明它可以代替人手的繁重劳动，减轻工人的劳动强度，改善劳动条件，提高劳动生产率。平面关节型机器人又称SCARA型装配机器人，是SelectiveComplianceAssemblyRobotArm的缩写，意思是具有选择柔顺性的装配机器人手臂。在水平方向有柔顺性，在垂直方向有较大的刚性。它结构简单，动作灵活，多用于装配作业中，特别适合小规格零件的插接装配，如在电子工业零件的插接、装配中应用广泛。1日渡边茂.产业机器人的应用M.北京：机械工业出版社，1986年5月.2龚振邦等.机器人机械设计M.北京：电子工业出版社，1995年6月.3马香峰等.工业机器人的操作机设计M.北京：冶金工业出版社，1996年9月.4余达太马香峰.工业机器人应用工程M.北京：冶金工业出版社，1999年4月.5机械设计手册编委会.机械设计手册M.北京：机械工业出版社，2007年7月.6液压传动设计手册编委会.液压传动设计手册M.北京：机械工业出版社，2006年8月.7ErnestL.Halletl.Robotics:AUser-FriendlyIntroductionM.NewYork:CBSCollegePublishing,1985.8YoramKoren.RoboticsforEngineersM.McGraw-HillBookCompany,1985.9兵工210所.机器人技术与应用J.双月刊,有关文章.10中科院沈阳自动化所.机器人J.双月刊,有关文章.11白井良明著.王棣棠译.机器人工程M.北京：科学出版社，2001年2月.12郭洪红.工业机器人技术M.西安：西安电子科技大学出版社，2006年3月.三、设计（研究）拟采用的技术路线和方法（论文框架、研究方法）：毕业设计的目的就是要把我们所学的比较分散的知识综合起来，并进行灵活运用。现在的发展趋势是机电一体化，因此，我们的毕业设计是要我们将“机”、“电”、“液”三者合并起来。“机”即是指机械，机械手的动作过程可以分五部分，即机械手的上升下降、机械手的前伸后缩、机械手的加紧放松、机械手的左转右转、小车的前进后退。这五部分中我们靠机械完成机械手的上升下降动作，即本课题所做的机械手采用电动机带动丝杠螺母机构来实现手臂的上升、下降方面。技术要求：结构型式：组合式直角坐标加旋转；自由度数：4；负载重量：10kg(单爪)末端操作器：双手爪工作空间：纵向11m；横向0.6m；升降1m；旋转180；运行速度：五档可调；最大运行速度：纵向33.6m/min；横向16m/min；升降8m/min；旋转16rpm；重复定位精度：0.6mm；记忆刀位数：不小于170把,可扩展；总重量：600kg.任务要求：（1）论证确定总体方案；（2）设计水平移动系统、垂直升降系统和末端操作器的驱动及传动系统；（3）设计水平移动系统、垂直升降系统和末端操作器的结构；（4）编写设计说明书。(1)开题报告(含