《上下料机械手结构设计》开题报告

PAGE5开题报告上下料机械手的结构设计与分析课题的目标和任务选题依据和理论的背景:近几年来，随着经济的不断发展，科学技术的不断进步，自动化的不断发展趋势以及我国数控车床行业的迅猛发展，许多的自动化企业对上下料机械手的需求量逐渐增大，从而国内生产上下料机械手的企业也越来越多，主要是生产针对数控车床搬运工件机械手和自动化生产流水线类型的机械手。数控车床加工产品有的由于上下料搬运的工件自身重量大、有的体积大，人工搬运操作不方便，上下料机械手的研发就可以缓解人工劳动强度从而提高企业的生产效率。所以更加需要设计这种专门类型的上下料工件机械手用作辅助上下料以及流水线的生产，同时企业自己也需要不断地自主研发新型上下料机械手，提高自身在上下料机械手市场上的竞争力和自身产品的质量。本次课题主要任务就是针对性的设计开发出一种应用于数控车床上的上下料机械手，可以改善工人的工作环境以及和产品的加工精度。在结合企业多年设计和开发经验的基础上完成上下料机械手的结构设计并完成上下料机械手的模型，数控车床配备的机械手是一种能够模仿人体上肢的大部分功能，可对工件进行自动控制使其按照预定编写的程序要求取出制品、堆叠制品、摆放制品或者进行流水线生产操作的自动化生产设备。数控车床搬运工件有时会有些人工难以完成的或者很危险的工作，这种时候上下料机械手将能够发挥极其重要的作用：可减轻繁重的体力劳动、改善劳动条件、安全生产、提高数控车床产品的生产效率、稳定产品质量、降低废品率；降低生产成本、增强企业的竞争力、减少企业事故的发生等。目前，我国内地仅有少数几个企业在生产上下料机械手，按驱动方式可以分为液压式、气动式、电动式、机械式机械手。熟练掌握机械手的控制方向与精度与数字化控制相结合的方式，人们只需要在数控车床上编写好程序就可以实现自动化上下料，可实现整个自动加工过程，包括装载毛坯、供给、加工、卸料，还有零部件大小质量的检测。使用上下料机械手一人可以操作六台数控车床可以实现24小时不间断的生产，大幅度提高了生产效率和设备的使用率，操作员只需要编写好程序就可以完成自动化控制，质量产品跟稳定性都可以得到大幅度提升为客户创造更高的价值，大大的便利了人们在生产上的工作负荷。因此，上下料机械手的的研究设计具有十分重要的意义。研究目的:本次课题目的是深化和检测大学四年的学习，此次设计是机械专业毕业前的最后一个环节，是实践性和综合性极强的一个环节，是其他一些单一课程所无法替代的，这次设计的主要目的是：（1）将自己四年里所学到的东西融汇贯通，在设计的过程中不断地学习新的知识，拓宽自己的眼界。（2）合理的运用查阅文献这一过程，不断的积累知识和强化自己的能力。（3）快速提升自己，最终结果并不重要，此过程所学才是最为重要的。工作原理及结构组成：工业机器人系统主要由机械系统、传感系统、控制系统及信息处理系统组成，具有高的耦合性和一定的复杂性。因此，工业机器人的机械系统部分应该与其他系统的设计相匹配，可以说是机器人系统的基础硬件部分，其机械系统的准确设计显得尤其重要。随着时代的发展，工业机器人的结构变得各种各样，传动形式也越来越多，而本章任务就是在满足一定工作要求的前提下，设计出简单、经济、可靠的机械系统部分，即对工业机器人的主要零部件的结构、驱动和传动方式进行设计。本文的工作对象为数控车床上下料机械手。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所组成。工业机械手各部分关系图如方框图2-1。图1工业机械手各部分关系图需要解决的问题（1）分析研究了自动装卸机械手的基本功能和各组成结构。根据装卸机械手的工作负载、工作空间，并分析相关工作流程，提出上下料机械手的结构方案。（2）对机械手传动机构、驱动系统的选型与设计、末端执行器的设计以及机械手的支撑部件、手臂部件、手腕部等机械结构进行了较为合理的设计，以解决在自动生产线上自动装、卸物料的问题。（3）确定机械手各个关键部分结构参数。（4）最后将零件组装形成实体并计算关键零件设计的可靠性、合理性，使设计能够更合理。工作内容及步骤翻阅相关的书籍资料及查阅涉及设备的说明书；网上查阅相关资料；通过与老师及工厂师傅的交流及经其指导。解决的关键技术本文设计的是一款结构简单、应用普遍的上下料摆臂式机械手。通过查阅资料进行科学系统分析,提出设计的方案,进行合理设计,借助三维绘图软件设计上下料机械手的机构。工作计划安排第一阶段（第1周）：查阅相关资料，为开题报告做准备；第二阶段（第2周）：撰写开题报告,外文翻译；第三阶段（第3-4周）：学习相关软件,搜集相关设计资料，为设计准备；第四阶段（第5-11周）：初步设计，根据需要同步绘制相关图纸,三维建模；第五阶段（第12-13周）：对设计进行修改校对，并完善图纸；第六阶段（第14-15周）：定稿，制作设计电子版及准备答辩所需资料；第七阶段（第16周）：模拟答辩，再次对设计进行校核；第八阶段（第17周）：论文答辩。预期结果完成传动装置的设计，计算及校核；完成关键部件的三维建模和仿真；绘制相关图纸（包含至少一张手绘）；按时按量完成毕业论文的撰写。五．参考文献[1]闫宏强,王维国.基于PLC机械手控制系统设计[J].中国科技信息,2017(20):86-87.[2]张凯博,付莹.基于PLC的气动机械手控制系统设计[J].数码世界,2017(1):87-88.[3]于群,孙方成,石宏.基于PLC的气动机械手控制系统设计[J].沈阳航空航天大学学报,2017,34(6):60-65.[4]邓文强.浅谈基于PLC的气动机械手控制系统设计[J].考试与评价,2017(7):00173-00173.[5]孔令超.基于PLC的物料分拣机械手控制系统设计[J].江西电力职业技术学院学报,2019(5).[6]张凯,方立雯.基于PLC的三自由度机械手控制系统设计[J].山东工业技术,2017(20):145-145.[7]王伟,彭细华.多自由度柔性机械手的控制系统实现[J].电子测试,2017(19).[8]林伟,赫英歧.基于FX2NPLC的工件机械手搬运系统设计[J].黑龙江冶金,2017,037(006):18,20.