柔性臂机构设计及其控制系统开题报告

1、本科生毕业设计（论文）开题报告论文题目 柔性臂机构设计及其控制系统 姓 名开题时间2014-03-10学 制四年专业班级指导教师论文题目柔性臂机构设计及其控制系统导师组长开题报告内容： 选题的目的和意义：目前， 我国的制造业正在迅速发展，但大多数工厂的生产线上数控机床装卸工件仍由人工完成，其劳动强度大、生产效率低，而且具有一定的危险性，已经满足不了生产自动化的发展趋势。为了提高工作效率，降低成本，并使生产线发展成为柔性制造系统，适应现代机械行业自动化生产的要求，针对具体生产工艺，结合机床的实际结构，利用机械手技术，设计用一台上下料机械手代替人工工作，以提高劳动生产率。机械手是近几十年发展起来的

2、一种高科技自动化生产设备。在柔性制造系统中起到了物流的作用，是其中一个重要的环节。机械手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。其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。在现代工业中，生产过程的机械化、自动化已成为突出的主题。在机械工业中，加工、装配等生产是不连续的。专用机床是大批量生产自动化的有效办法，程控机床、数控机床、加工中心等自动化机械是有效解决多品种小批量生产自动化的重要办法。通过这个柔性臂机构设计及其控制系统更加巩固了plc的知识，更好的掌握了梯形图的编程，同时锻炼了我将理论知

3、识应用到于实际的能力。国内外现状 目前国内机械于主要用于机床加工、铸锻、热处理等方面，数量、品种、性能方面都不能满足工业生产发展的需要。所以，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。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。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。 国外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

4、于机床、横锻压力机的上下料，以及点焊、喷漆等作业，它可按照事先指定的作业程序来完成规定的操作。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。使它具有一定的传感能力，能反馈外界条件的变化，作相应的变更。如位置发生稍许偏差时，即能更正并自行检测，重点是研究视觉功能和触觉功能。目前已经取得一定成绩。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。定位精度可以满足微米及亚微米级要求，运行速度可以达到3m/s，量新产品达到6轴，负载2kg的产品系统总重已突破100kg。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。同时，随着

5、机械手的小型化和微型化，其应用领域将会突破传统的机械领域，而向着电子信息、生物技术、生命科学及航空航天等高端行业发展。选题研究的内容任务：实现机械手在两个工作台间代替工人进行持久地搬移工作。要求：支撑部件校核、传动部件校核、其他关键部件校核；控制系统的实现方法、电气（液压）原理设计。选题研究的内容、路线、要求和要解决的主要问题、主要研究内容：1、机械手的整体结构方案；2、机械手的运动分析；3、确定主要工作参数；4、机械手手部、手腕、手臂各机构的设计和计算；5、传动装置的设计及安放：确定个关节部分的传动方式及要求的动力大小。重点解决的问题是手爪夹紧的受力分析与计算，设计和计算机械手各部分结构，机

6、械手机构图、装配图与主要零件图的绘制。机械手设计的一般原则和要求：1、设计方案可行；2、整个系统能够稳定运行；3、满足所需功能要求；4、各部件结构紧凑、刚度好，传动布置合理，能保证工件准确定位；5、在满足控制要求的前提下，尽量使系统简单、经济、实用、安全和维修方便；6、设计必须遵循有关设计标准和规范，执行国家的有关方针、政策，包括节约能源、节约有色金属等技术经济政策。设计过程计划按如下方案进行：1先对命题进行分析；2其次根据分析的结果进行资料查询，并对资料进行整理、归类，找到相关参数；3对机械手结构及工作原理进行分析；4根据设计要求用软件设计出合理轻便的机械手；5在三维软件中模拟机械手工作状态

7、；6模拟调试后对整个机械手进行完善，整理相关数据，最后撰写设计说明书。五、研究的实施方案、进度安排2014-3-11至2014-3-28：结构设计（机械部分设计）设计机械手的结构，2014-4-01至2014-4-09：机械手气压系统设计，要求气压系统的设计要正确选择气压元件，合理设计气压系统。；2014-4-10至2014-4-15：控制单元部分的设计（电气控制采用plc，包括选择所用检测原件及plc、合理分配plc的i/o接口、设计plc控制梯形图）；2014.4.18前：plc程序设计；2014.4.22前：中期检查2014.5.13前：完成毕业设计的初稿；2014.5.31前：整理毕业设计的全部资料，修改不合格的部分，合格后全部资料装订成册；2014.5.31前：通过毕业答辩的资格审查，准备毕业答辩；2014.6.1-6.10：进行毕业答辩；2014.6.17：上交所有的毕业设计资料。六、参考文献：1段卫民。液压与气压传动。北京：高等教育出版社，2012.112毕淑娥。电工与电子技术基础（第三版）。哈尔滨：哈尔滨工业大学出版社，2008.63濮良贵，纪名刚。机械设计（第八版）。北京：高等教育出版社，2006.54钟肇新，范建东，冯太合（第四版）。可编程控制器原理及应用。广州：华南理工大学出版社，2008.25何庭蕙，黄小清，陆丽芳。