机械手开题报告及设计.docx

1、机械手开题报告及设计齐齐哈尔大学毕业设计（论文）任务书及开题报告题 目 数控转塔冲床机械手设计 学 院 机电工程学院 专业班级 机电081 学生姓名 金宝强 指导教师 陈集 填 表 说 明1任务书中内容由指导教师本人填写，并经专业审定后，下发给学生。2开题报告中内容由学生根据任务书要求，经查阅资料、调研后填写。3开题报告一般在开始毕业设计（论文）工作的第1-2周内完成，由各专业或教研室组织安排开题。4开题报告应包括以下几个方面的内容：（1）课题的来源及选题的依据、意义，课题在理论或实际应用方面的价值以及可能达到的水平。（2）课题在国内外研究现状和水平。（3）课题研究的内容及拟采用的技术路线或研

2、究方法（包括设计、实验、加工测试条件等）。（4）研究中的主要难点以及解决问题的方法。（5）设计（论文）的工作进度计划（以周为单位）。（6）主要参考文献。5填写不下可另加附页。6本材料装订顺序为：任务书、开题报告。毕业设计（论文）任务书题 目数控转塔冲床机械手设计题目类型 设计 论文 其他学生姓名金宝强学 号2008113089学 院机电工程学院专业班级机电081指导教师解小梅职 称教授系 主 任李西兵主管院长任务下达日期任务完成日期任务要求（课题目标、主要内容、技术参数、基本要求等）1、课题目标：完成机械手在数控转塔冲床上自动上下料设计2、主要内容： 1）机械手主要部件及整体的论证及设计； 2

3、）机械手驱动系统的论证及设计； 3）机械手控制系统的论证及设计；4）完成毕业的设计说明书一部（要求详见齐齐哈尔大学毕业设计论文工作手册）；5）绘制相关图纸。3、技术参数： 抓重;3公斤（吸盘吸力为1公斤）；自由度数:3个；座标型式:直角座标手臂运动参数：伸缩行程:100毫米，升降行程:30毫米，横移行程:150毫米；冲床动作颇率:12次/分；驱动方式:气动；缓冲方式;液压缓冲器缓冲；定位方式:机械挡块；定位精度: 0.5毫米4、基本要求：此设计方案合理，详细设计计算正确，设计说明书图表及文字规范，设计图纸表达规范，尺寸标注完全。注：任务书必须由指导教师本人填写毕业设计（论文）开题报告一、 选题

4、的依据、意义和理论或实际应用方面的价值数控转塔冲床(NCT)集机、电、液、气于一体化，是在板材上进行冲孔加工、浅拉深成型的压力加工设备。近年来，由于我国国民经济的飞速发展，对数控转塔冲床的需求越来越多，国内国际市场竞争非常激烈，同时为了顺应柔性化制造的趋势，提高生产加工的自动化水平，各种用途的工业机械手雨后春笋般的出现，机械手也广泛的应用于各种机械加工设备中。冲压机械手是模仿着人手的部分动作，按给plc机械手定程序、轨迹和要求实现自动抓取、搬运或操作的自动机械装置。在自动化设备的基础上，根据冲压生产特点，专门为实现冲压自动化无人生产而研发的设备，能取代人工在各个冲压工位上进行物料冲压、搬运、上

5、下料等工作。机械手是最早出现的工业机器人，也是最早出现的现代机器人，它可代替人的繁重劳动以实现生产的机械化和自动化，能在有害环境下操作以保护人身安全，因而在机械加工、冲压、铸、 锻、焊接、热处理、电镀、喷漆、装配以及轻工业、交通运输业等方面都得到越来越广泛的引用。使用机械手，工人的工作安全性有了保障，不会出现由于工作疏忽或者疲劳造成的工伤事故。特别是三班倒的工作，晚上更容易出现生理性疲劳，容易出安全事故，夏天由于工作温度很高，容易出现工人身体不适，精神不足。同时，机械手可以保证生产的量，在接到订单后容易安排生产管理。机械手的结构形式开始比较简单，专用性较强，仅为某台机床的上下料装置，是附属于该

6、机床的专用机械手。随着工业技术的发展，制成了能够独立的按程序控制实现重复操作，适用范围比较广的“程序控制通用机械手”，简称通用机械手。由于通用机械手能很快的改变工作程序，适应性较强，所以它在不断变换生产品种的中小批量生产中获得广泛的引用二、本课题在国内外的研究现状近年来，机械手市场发展迅速。经过近几年的快速发展，世界机械手行业已经形成一定的产业规模，相关机械手产业也日渐完善，在工业机器人的研发和应用方面，日本和美国实力比较雄厚，处于世界领先水平。工业机器人在两国也得到了很好的普及，应用于流水线生产和各种加工制造业。而我国国内的机械手市场还远未成熟，工业机器人很多核心技术，目前我们尚未掌握，这是

7、影响我国机器人产业发展的一个重要瓶颈。同发达的欧美国家相比，无论市场规模、产品档次、品种规格、消费水平等方面都还有相当大的差距。不过随着市场经济的发展，机械手技术水平、产品质量的提高，应用领域的不断扩展，我国的机械手将会有巨大的市场需求和发展空间。机械手首先是从美国开始研制的。1954年美国工程师德尔沃最早提出机械人的概念； 1958年美国联合控制公司研制出第一台机械手。1959年美国德尔沃与英格伯制造了世界上的第一台机械人； 1962年美国正式将机械人的使用性提出来，且制造出类似人的手臂； 1967年日本成立了人工手研究会，并召开了首届机械手学术会； 1970年在美国召开了第一届工业机械人学

8、术会，并的到迅速普及； 1973年辛辛那提公司制造出第一台小型计算机控制的工业机械人，当时是液压驱动，能载重大成就45KG；到1980年在日本得到普及，并定为“机械人元年”此后在日本机械人得到了前所未有的发展与提升。目前世界高端工业机械手均有高精化，高速化，多轴化，轻量化的发展趋势。在国内，汽车工业是工业机械手主要的使用领域。但我国在工业机械手生产企业中，年产销量在100台以上、产值过5000万元的规模企业非常少，国外大型公司年产量都达5000到10000台，销售额为数十亿美元。目前国内机械手的保有量在4000台左右，井将以每年8001000台左右的速度快速增长。工业机械手应用前景极为广阔。目

9、前国内生产工业机械手的企业并不多，很多产品的生产技术还主要依靠进口，高科技的技术主要还掌握在国际龙头厂商手里。国内机械手厂家主要还是受到控制系统的困扰,没有比较成熟稳定的伺服系统,所以不能生产高端机器。我国本土企业生产的机械手产品还主要流通在中低端市场，因此决定了很多本土生产企业在争夺市场时主要还是采取价格战。随着技术的进步，日臻成熟，相信会有更多的厂商加入此行业。二、 课题研究的内容及拟采取的方法课题研究内容：1、 了解工业机械手的组成和工作原理、分类及其在国内外的发展状况，同时明确冲压机械手的功能特点、优势及在工业生产中的应用；2、 了解数控机床及数控转塔冲床的构造和工作方式；3、 了解机

10、械手各部结构的功能及运动参数，设计出冲压机械手的各个机构，尤其是手部、手臂结构的设计，并进行计算、校核；4、 了解机械手的各驱动方式的优劣，选择适合于数控机床冲压机械手的驱动方式；5、 机械手控制方式的选择和控制系统的设计；6、 绘出相关CAD图拟采取的方法：1、 查阅有关书籍和资料，了解机器人的由来及研究领域；掌握工业机械手的基本结构和分类；了解工业机械手的应用及其在国内外的研究现状；了解数控加工设备的现状及冲床的工作方式和原理；2、 结合个人见闻及所学专业知识，对所设计课题进行各方面的论证；3、 通过与同学交流、网络等方式对所设计课题进行资料的收集和考证；4、 在老师的指导下，认真按时完成

11、毕业设计的每个进度任务。四、课题研究中的主要难点以及解决的方法主要难点：1、机械手结构设计、主要参数的确定；2、机械手传动方式的论证和选择；3、机械手控制系统的选择和设计；4、机械手总体设计、校核。 解决方法： 1、查阅机械手相关资料；2、结合数控转塔冲床机械手的工作原理，确定机械手各环节自由度数 、相关参数，选择合适机械手的手部、腕部和臂部等的结构；3、根据机械手的工作方式，综合比较各传动方式的优劣，选择合适的传动方式；4、考虑到数控冲床机械手的工作方式和工作环境，确定plc做为机械的的控制单元，并设计控制流程；5、综合冲床和机械手的各自工作原理和方式，对机械手进行最后的方案校正。五、毕业设

12、计（论文）工作进度计划第一周第二周查阅资料，编写开题报告，拟定设计方案。第三周方案设计，比较拟定的各种方案，确定最终的设计方案。包括工艺方案、传动方案、结构方案、控制方案等。第四周第六周设计计算，根据设计方案，确定主要零部件的结构形状、尺寸，进行强度校核，编写设计说明书，翻译外文资料，并绘制各部分结构的装配草图。第七周第九周利用计算机绘制总装配图、部装配图、零件图；设计说明书、外文资料译文的计算机录入。第十周第十一周设计说明书、外文资料译文排版、打印、装订；设计图的计算机输出；整理毕业设计资料，准备答辩。第十二周第十三周毕业设计答辩，整理毕业设计资料。六、主要参考文献（或资料） 1 王承义 机

13、械手及其应用 机械工业出版社 1981.62 陆祥生，杨秀莲 机械手理论及应用 中国铁道出版社 1985 3 张黎骅，吕小荣 机械工程专业毕业设计指导书 北京大学出版 20114 张涛 机器人引论 机械工业出版社 20105 Everett L. Shostrom Bantam Books ManTheManipulator Bantam Books 19676 erwin haskell schell the technique of executive control Usa 19627 FRANK DACOSTA How to build your own working robot p

14、et Olympic Marketing Corp 1979 8 C.G.LIANG Analysis of Spatial Linkages and Robot Mechanisms Beijing University of Posts 1988 9 吴振顺 气压传动与控制 哈尔滨工业大学出版社 199510 Richard p.paul Robot Manipulators IFS(Conferences)Ltd 198111 晁勤 自动控制原理(第二版) 重庆大学出版社 200712 蔡自兴 机器人学的发展趋势和发展战略 机器人技术 2001. 413 李勇 机电控制系统 上海交通大学出版社 2012指导教师意见指导教师_签字年 月 日专业审查意见审查人_签字年 月 日