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箱式
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机械手
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- 内容简介：
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开题报告设计题目： 箱式工件转移机械手设计 学生姓名学院名称专业名称班级名称学 号指导教师教师职称学 历、课题论证1.1课题研究的目的与意义机械手是在自动化生产过程中使用的一种具有抓取和移动工件功能的自动化装置，它是在机械化、自动化生产过程中发展起来的一种新型装置。机械手能代替人类完成危险、重复枯燥的工作，减轻人类劳动强度，提高劳动生产力。在机械行业中它可用于零部件组装 ，加工工件的搬运、装卸，特别是在自动化数控机床、组合机床上使用更普遍。它适应于中、小批量生产，可以节省庞大的工件输送装置，结构紧凑，而且适应性很强。在现代生产过程中，机械手被广泛的运用于自动生产线中，机械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的技术，它更加促进了机械手的发展，使得机械手能更好地实现与机械化和自动化的有机结合。机械手虽然还不如人手那样灵活，但它具有能不断重复工作和劳动，不知疲劳，不怕危险，抓举重物的力量比人手力大的特点，因此，机械手已受到许多部门的重视，并越来越广泛地得到了应用。目前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距离，应用规模和产业化水平低，机械手的研究和开发直接影响到我国自动化生产水平的提高，从经济上、技术上考虑都是十分必要的。因此，进行机械手的研究设计非常有意义。1.2文献综述（相关课题国内外研究的现状）经过四十多年的发展，国内工业机器人已在越来越多的领域得到了应用。在制造业中，尤其是在汽车产业中，工业机器人得到了广泛的应用。如在毛坯制造（冲压、压 铸、锻造等）、机械加工、焊接、热处理、表面涂覆、上下料、装配、检测及仓库堆垛等作业中，都已逐步取代了人工作业。 在国外，工业机器人技术日趋成熟，已经成为一种标准设备被工业界广泛应用。从而，相继形成了一批具有影响力的、著名的工业机器人公司，它们包括：瑞典的ABB Robotics，日本的FANUC、Yaskawa，德国的KUKA Roboter，美国的Adept Technology、American Robot、Emerson Industrial Automation、S-T Robotics，这些公司已经成为其所在地区的支柱性产业。国外专家预测，机器人产业是继汽车、计算机之后出现的一种新的大型高技术产业。据联合国欧洲经济委员会（UNECE）和国际机器人联合会（IFR）的统计，世界机器人市场前景看好，从20世纪下半叶起，世界机器人产业一直保持着稳步增长的良好势头。在发达国家中，工业机器人自动化生产线成套设备已成为自动化装备的主流。国外汽车行业、电子电器行业、工程机械等行业已经大量使用工业机器人自动化生产线，以保证产品质量，提高生产效率，同时避免了大量的工伤事故。像国际上著名公司ABB、Comau、KUKA、BOSCH、NDC、SWISSLOG、村田等都是机器人自动化生产线及物流与仓储自动化设备的集成供应商。目前，日本、意大利、德国、欧盟、美国等国家产业工人人均拥有工业机器人数量位于世界前列，全球诸多国家近半个世纪的工业机器人的使用实践表明，工业机器人的普及是实现自动化生产，提高社会生产效率，推动企业和社会生产力发展的有效手段。1.3课题研究的内容、总体方案及技术路线、进度安排等 课题内容:题目来源于吉林省东元精密机械有限公司，本设计是应用专业知识完成箱式工件转移机械手设备的设计。随着港口包装箱吞吐量迅速增加,堆场迫切要求提高港口作业效率。影响港口堆场作业效率的主要因素之一是过多的翻箱作业。本设计针对后方堆场,根据包装箱初始位置将影响提箱翻箱量,以普通箱的堆码运送转移问题为研究对象,设计一款包装箱自动码垛运送转移设备。设计要求：（1）传送带长度到达3m，传送带速度30m/min。（2）运动速度：X-50m/min ，Z-20m/min。（3）搬运的箱体工件重量可达25kg。（4）搬运工件长度730mm，宽度680mm，高度905mm。（5）定位精度0.1。（6）工件夹持为气动。总体方案：机械手主要由执行机构，驱动系统，控制系统以及位置检测装置等组成。对气动机械手的基本要求是能快速，准确的拾取和搬运物件，这就要求他们具有高精度，快速反应，一定的承载能力，足够的工作空间，灵活的自由度以及在任意位置都能自动定位，机械手的上下左右以及手爪的夹持均采用气动控制，传送带采用减速电机控制。1减速电机 2支架 3横向气缸 4纵向气缸 5夹紧气缸 6夹爪 7传送带机械手示意图在连续自动工作方式下，机械手的顺序动作：手臂下降，夹爪夹紧。手臂上升，手臂左移，手臂下降，夹爪放松，手臂上升，手臂右移。技术路线：（1）、机电总体方案设计。带动传送带的电机精度，转速，转矩要求不高，可以采用普通的减速电机。（2）、机械总装配设计、零件详细结构设计。机械系统主要由机械手的横向移动装置纵向移动装置以及手爪的夹紧抓装置等组成。 横向移动装置采用气缸，气缸固定板，导轨，滑块，滑动安装板等组成。 纵向移动装置采用气缸，导向轴，气缸固定板，底部安装板等组成。 夹紧装置采用微型气缸，微型气缸安装板，滑块，滑块连接板，手爪等组成。（3）、气动系统设计。气动系统由气泵带动气压缸工作，通过电磁换向阀来控制气压缸的动作方向。（4）、控制部分的选型及设计 控制部分采用PLC控制系统进行控制。进度安排: 时间设计任务及要求 第1周分析、查阅资料，熟悉设备技术要求、背景，学习与毕业设计相关知识，做好前期准备工作。第2周查找相关外文并翻译。 第3周总体方案设计，方案草图绘制，撰写开题报告，准备开题报告答辩PPT 。第4-5周进行箱式工件转移机械手设计的有关力计算，对机械手总体结构进行设计，确定总体尺寸。 第6-10周利用CATIA进行三维设计。 第11-12周二维工程图设计，计算机3张0的零件图。 第13周检查设计，撰写说明书，修改设计图纸。 第14周整理编写设计说明书，交指导老师审定，制作答辩提纲，设计定稿，打印，准备毕业设计答辩。进行毕业设计答辩。1.4注意存在的问题(1) 、机械手大量采用气缸的结构，对结构密封性，精度要求比较高，装配工程量比较大。(2)、减震器底盖与支架之间属于过盈连接，靠手工难以装配，即使借助于专用夹具也很难准确、可靠的定位。(3)、机械手的手爪部分重量比较大，只有一个纵向气缸支撑，容易发生安全事故。结构有待优化。1.5参考文献1 Vineet Kumar.Efficient control of a 3-link planar rigidmanipulatorusing self-regulated fractional-order fuzzy PID controller.Applied Soft Computing Journal. 2019-09-19.82.2 N. Saravanan. Command and control ofindustrial manipulatorthrough speech-based interfaces in Indic Languages.The Journal of Supercomputing . 2019-08-01.5106-5117.3 Mahyar Abdeetedal.An open-source integration platform for multiple peripheral modules with Kuka robots.CIRP Journal of Manufacturing Science and Technology.2019-11-04.27.4Singh Kumani Devi.Minimizing constraint forces and moments ofmanipulatorsusing teachinglearning-based optimization and octahedron point mass model.Proceedings of the Institution of Mechanical Engineers.2018-10-01.232.5 杨艳霞.基于PLC机械手控制系统的硬件分析.电子测试. 2020-01-156 丰波.木工设备工业机械手控制系统设计.绿色科技.2019-12-157 陈玉瑜,顾志刚.多关节指形机械手爪的设计. 机电工程技术.2019-10-298 王梅,谷小亚.工业机械手监控系统的设计与实现.电子世界.2019-10-159 王晨.工业机械手在自动化生产线中的应用探讨.湖北农机化.2019-08-3010 李芹.工业机械手控制系统动作流程及其设计.现代制造技术与装备.2019-08-1511 周会勇,苏工兵,袁浪佳,刘天祥.6R工业机械手Adams中空间曲线位姿规划.机械传动. 2019-07-1512 韩东迅.基于软PLC的机械手系统设计.自动化技术与应用.2019-06-25 2、答辩组论证结论（1）方案可行，技术路线清晰 （2）方案可行，技术路线基本清晰 （3）方案基本
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