开题报告-压铸机自动浇注机械手设计

一、选题依据1．论文（设计）题目压铸机自动浇注机械手设计2．研究领域控制论、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,本课题研究领域为机械手结构设计。3．论文（设计）工作的理论意义和应用价值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的是工业机器人的一个重要分支它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了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，在国民经济各领域有着广阔的发展前景。机械手是在机械化自动化生产过程中发展起来的一种新型装置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邻域好地实现与机械化和自动化的有机结合机械手虽然目前还不如人手那样灵活但它点，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。计算机技术等科学领域是一门跨学科综合技术机械手是一种能自动化定位控制并可重新编程序以变动的多功能机器它有多个自由度可用来搬运物体以完成在各个不同环境中工作。随着科学技术的发展，机械手也越来越多的地被应用。在机械工业中，铸、焊、铆、冲、压、热处理、机械加工、装配、检验、喷漆、电镀等工种都有应用的实理。其他部门，如轻工业、建筑业、国防工业等工作中也均有所应用。在机械工业中，应用机械手的意义可以概括如下：一、以提高生产过程中的自动化程度应用机械手有利于实现材料的传送工件的装卸刀具的更换以及机器的装配等的自动化的程度，从而可以提高劳动生产率和降低生产成本。二、以改善劳动条件，避免人身事故以及工作空间狭窄的场合中用人手直接操作是有危险或根本不可能的而应用机械手即可部分或全部代替人安全的完成作业，使劳动条件得以改善。免由于操作疲劳或疏忽而造成的人身事故。三、可以减轻人力，并便于有节奏的生产应用机械手代替人进行工作这是直接减少人力的一个侧面同时由于应用机械奏的进行工作生产。综上所述，有效的应用机械手，是发展机械工业的必然趋势。4．目前研究的概况和发展趋势机械手一般分为三类第一类是不需要人工操作的通用机械手它是一种独立的不附属于某一主机的装置它可以根据任务的需要编制程序以完成各项规定的操作。成特定的作业后来发展到用无线电讯号操作机来进行探测月球等工业中采用的锻造操作机也属于这一范畴第三类是用专用机械手主要附属于自动机床或自动线上，用以解决机床上下料和工件送。这种机械手在国外称为“MechanicalHand”，它是为主机服务的，由主机驱动；除少数以外，工作程序一般是固定的，因此是专用的。手是属于第三类机械手。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系统是示教形的。1962年美国联合控制公司在上述方案的基础上又试制成一台数控示教再现型机个基础上发展起来的。同年该公司和普鲁曼公司合并成立万能自动公司,专门生产工业机械手。1962年美国机械制造公司也实验成功一种叫Vewrsatran机械手。该机械手的中央立柱可以回转升降采用液压驱动控制系统也是示教再现型虽然这两种机械手出现在六十年代初，但都是国外工业机械手发展的基础。1978年美国Unimate公司和斯坦福大学，麻省理工学院联合研制一种Unimate-Vicarm型工业机械手装有小型电子计算机进行控制用于装配作业定位误差小于±1毫米联邦德国机械制造业是从1970年开始应用机械手主要用于起重运输、焊接和设备的上下料等作业。联邦德国KnKa公司还生产一种点焊机械手，采用关节式结构和程序控制。日本是工业机械手发展最快、应用最多的国家。自1969年从美国引进两种机械手后大力从事机械手的研究。前苏联自六十年代开始发展应用机械手，至1977年底，其中一半是国产，一半是进口。要是降低成本和提高精度。感觉机能。第三代机械手则能独立完成工作中过程中的任务它与电子计算机和电视设备保持联系，并逐步发展成为柔性制造系统FMS和柔性制造单元FMC中的重要一环。2、应用简况产生的。展，应用的对象还会有所改变。机械手在锻造工业中的应用能进一步发展锻造设备的生产能力改善热累等劳动条件。的劳动强度。组成一个综合的数控加工系统。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、发展趋势能方面还是不能满足工业发展的需要。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速度，减少冲击，正确定位，以便更好的发挥机械手的作用。此外还应大力研究伺服型、记忆再现型，以及具有触觉、视觉等性能的机械手，并考虑与计算机连用，逐步成为整个机械制造系统中的一个基本单元。的操作。此外国外机械手的发展趋势是大力研制具有某种智能的机械手使它具有一定更正并自行检测，重点是研究视觉功能和触觉功能。目前已经取得一定成绩。视觉功能即在机械手上安装有电视照相机和光学测距（即距离传感器以及微物体的种类、大小、颜色和位置，并发出指令控制机械手进行工作。触觉功能即是在机械手上安装有触觉反馈控制装置工作时机械手首先伸出手指之，随着传感技术的发展机械手装配作业的能力也将进一步提高。更重要的是将机械手柔性制造系统和柔性制造单元相结合从而根本改变目前机械制造系统的人工操作状态。二、论文（设计）研究的内容1.重点解决的问题（1）压铸机自动浇注机械手结构设计方案和控制系统设计；（2）压铸机自动浇注机械手升降机构设计；（3）压铸机自动浇注机械手回转机构设计；（4）压铸机自动浇注机械手前后左右伸缩设计；（5）压铸机自动浇注机械手机座和行走机构的机构设计；（6）压铸机自动浇注机械手的定位和平稳性设计2.拟开展研究的几个主要方面（论文写作大纲或设计思路）（1）压铸机自动浇注机械手总体结构设计；（2）压铸机自动浇注机械手系统组成设计；（3）压铸机自动浇注机械手达到预定动作设计；（4）有关参数的设定、机械结构设计、零部件设计等领域。3.本论文（设计）预期取得的成果结合具体的设计要求通过学习及查阅相关方面的资料全面的了解和掌握压铸机自动浇注机械手工作原理和结构，完成机械手总体结构设计及相关功能部件的设计设计出的机械手应能达到结构合理可靠性高抗干扰能力高效率高的特点。3D文文献翻译。三、论文（设计）工作安排三、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）；通过运用所学的专业知识（机械原理、机械设计、液压传动、控制工程等）完成各部分的结构设计和控制系统原理设计。对开展工作作技术可行性分析先做结构设计，确保结构合理后，完成控制系统设计。本设计经济无污染，适合在工厂中广泛应用。规格参数浇包最大容量：自由度数：坐标型式：手臂运动参数：回转（φ）：俯仰（θ）：浇包最大倾转角（θ1）：驱动方式：控制方式：2.论文（设计）进度计划8公斤3个类似球坐标54°70°液压继电器固定程序控制第周：了解设计的内容和要求，查阅资料，了解课题内容；第周：方案设计，完成开题报告与开题答辩第周：查阅文献，初步进行方案设计第周：完善设计方案并完成结构设计第周：完成零件三维建模，完善装配图和零件图第周：完成修改设计说明书第周：完成论文，准备答辩四、需要阅读的参考文献科技信息.2016[6]液压与气动.戴勤.自动换刀机械手结构设计及控制研究苏州:苏州大学.2010.[13]程技术.孙龙跃.华中科技大学.2015of..2012ofonofPro/E[J]..2014JieTheof..2012附：文献综述或报告文献综述靠工人进行控制；改进的方向主要是降低成本和提高精度。近20年来，气动技术的应用领域迅速拓宽尤其是在各种自动化生产线上得到广泛应用电气可编程控制技术与气动技术相结合使整个系统自动化程度更高控制方式更灵活性能更加可靠；从开关控制进入闭环比例伺服控制控制精度不断提高由于气动脉宽调制技术具有结构简单、抗污染能力强和成本低廉等特点，国内外都在大力开发研究。机械手在机械制造行业中应用较多，发展也很快。目前主要用于注塑辅机上自定的作业程序来完成规定的操作机械手的发展趋势是大力研制具有某种智能的机械它的发展趋势如下也越来越明显我国的机械手技术已日趋成熟已形成了几家具有一定竞争力的机械手公司和产业化基地机器人不但在数量上有所突破在质量上也于一体的典型机电一体化产品。气动系统的最大优势就是低成本，模块化和集成化。这种机械手在自动化领域中与电动和液压驱动的机械手相比显示出独特的优越性，得到了越来越广泛的应用以信息技术为代表的现代科学技术的发展对机械制造业提出了更高更新的要求更加体现了机械装备制造业作为高新技术产业化载体在推动整个社会技术进步和产业升级中不可替代的基础作用而在工业自动化成果转移用信息化带动工业化、用高新技术改造传统产业已成为我国工业机器人发展的必由之路。今后机器人将逐渐发展成为完全智能化的机器由于机器人技术的发展提高了机器人可靠性和智能化程度其应用领域正在不断扩大在越来越多的工程技术领域，我们将看到越来越多的机器人在神气绝妙地工作机器人产业将随着机器人技术的发展和对机器人要求的增加而稳步发展由于机器人产业的发展需要越来越多的机器化人性化等方向不断深入相信我们将会看到有形形色色的机械手在更多的机械领域为人类服务。写道压铸技术发展至今150是一种年轻的工艺技术。然而，由于压铸技术所具有的许多特点，使压铸件的应用领域日益扩大，遍及各个工业门类，因而发展速度十分惊人，受到了普遍的关注。压铸工艺的改进或采用新的技术都要有与之相应的或新型的压铸机作为技术支撑。所以，在压铸技术的发展进程中，压铸机始终担负着重要的角色，起着积极的、直接的推动作用。康立新等在《工业机械手的设计》[7]中说道工业机械手是近几十年发展起来的一种高科技自动生产设备，工业机械手也是工业机器人的一个重要分支。它的特点是可以通过编程来完成各种预期的作业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环境中完成作业的能力，在国民经济领域有着广泛的发展空间。根据王素粉《基于PC的气动机械手控制系统设计[8]中设计的机械手是一种能自动化定位控制并可重新编程以变动的多功能机器，在工业自动化生产中占据着重要位置。驱动方式可以液压传动，也可以气压传动，也可以是电气控制等方法并且机械手具有动作快速、灵活、能适应危险和恶劣的环境、重复定位精度?{及可长时间连续作业等优点，采用机械手上进行浇注可减轻工人的劳动量，降低生产成—PLC（ProgrammablelogicController，简称PLC）的控制系统设计，首先对搬运机械手的基本应用和基本结构进行介绍，然后提出了实现“原点位置开始启动，完成向左摆动、臂水平伸出、臂垂直下降、夹紧工件、臂垂直缩回、臂水平缩回、向右摆回、臂水平伸出、臂垂直下降、放开工件、臂垂直上升、臂水平缩回至原位”的位置控制。搬运物料气动技术驱动，用气爪气缸实现最大总重量为10kg搬运。运机械手驱动系统中采用气压传动控制系统中基于三菱公司的FX2N系列PLC为控制单元完成升降、抓物、水平与左右移动等动作的控制。之后介绍了各组成部件的作用、传感器的选型PLC控制系统的硬件连接等，通过对机械手的各功能实现形式和控制方式研究，给出各部分的实现方案。刘明保等在《机械手的组成机构及其技术指标的确定》[9]中论述了工业机器人和机械手的机构组成,并讨论了工业机器人和机械手的工作空间、看管区域、位置函数、运动速度等技术指标的确定方法。为机械手的结构组成合技术指标的确定打下了坚实的理论基础在同一篇论文中刘明保,吕春红,张春梅等指出机械手和工业机器人的工作性能是由一系列的技术指标来表示的,其主要技术指标是:工作空间的形状和尺寸;机械手的灵活性;摆动的角度和系数;基本机构的自由度数目等根据他的研究我们能够确定这些参数，从而完成机械手的结构方面的设计。曹环军等于《压铸机浇铸机械手的工作流程及PLC系统控制》[10]中研究了浇油缸和升降油缸等，这些结构在设计中都能表现出来。戴勤的《自动换刀机械手结构设计及PLC控制研究》[11]一文中,为了增强机械手的通用性和互换性，使同一机械手由于应用不同的模块而具有不同的功能，而采用模块化气动机械手，对基座、立柱、手臂、手部等模块进行结构设计，通过模块选择与组合，以构成一定范围内的不同功能或同功能不同性能、不同规格的系列产品，并且在产品变化或临时对机械手进行新任务分配时，可以允许方便地改动或重新设计其新部件，能很快地投产，降低安装和转换工作的费用，便于机械手的标准化生产和使用。运操作的自由度液压机械手为研究对象根据用途分析了机械手的动作循环及工作压驱动的设计理论与方法步骤。全面详尽的讨论了四自由度液压机械手的液压系图及零件图进行绘制。全面而又具体地对机械手的液压系统进行了设计。赵献丹等在《压铸机浇铸机械手PLC控制系统