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 日一、 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、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：60 0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，2001，43 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 2001，25 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 D.a fast robot with parallel geometry. Sydney: Symposium on in dustria