多功能取料機(jī)攜手一體化設(shè)計機(jī)械工程系開題報告

1、畢業(yè)論文（設(shè)計）開題報告論文題目： 多功能取料機(jī)攜手一體化設(shè)計系部名稱：專業(yè)班級：學(xué)生姓名：學(xué) 號： 指導(dǎo)教師： 教師職稱： 畢業(yè)論文（設(shè)計）開題報告一、結(jié)合畢業(yè)論文（設(shè)計）任務(wù)書的要求，根據(jù)所查閱的文獻(xiàn)資料，撰寫 1500字左右的文獻(xiàn)綜述：一、本課題的選題背景機(jī)械手是在自動化生產(chǎn)中使用的一種具有具有抓起和移動工件功能的自動化置, 是在機(jī)械化、自動化生產(chǎn)過程中發(fā)展的一種新型裝置，近年來隨著電子技術(shù)特別是電 子計算機(jī)的廣泛應(yīng)用，機(jī)器人的研制和生產(chǎn)已成為高技術(shù)領(lǐng)域內(nèi)迅速發(fā)展起來的一門 新興技術(shù)，它更加出盡了機(jī)械手的發(fā)展使得機(jī)械手能更好的實(shí)現(xiàn)機(jī)械化和自動化的有 機(jī)結(jié)合。機(jī)械手能代替人類完成危險、重復(fù)

2、、枯燥的工作，減輕人類勞動強(qiáng)度，提高 生產(chǎn)力。機(jī)械手的研發(fā)和開發(fā)直接影響到我國自動化生產(chǎn)水平的提高，從經(jīng)濟(jì)上技術(shù) 上考慮是十分必要的。因此進(jìn)行機(jī)械手的研究設(shè)計是非常有意義的。二、國內(nèi)外發(fā)展現(xiàn)狀和趨勢目前，在國內(nèi)外各種機(jī)器人和機(jī)械手的研究成為科研的熱點(diǎn)，其研究的現(xiàn)狀 和大體趨勢如下：AA A.機(jī)械結(jié)構(gòu)向模塊化、可重構(gòu)化發(fā)展。例如關(guān)節(jié)模塊中的伺服電機(jī)、減速機(jī)、檢測系統(tǒng)三位一體化；由關(guān)節(jié)模塊用重組方式構(gòu)造機(jī)器人整體。B. 工業(yè)機(jī)器人控制系統(tǒng)向基于 PC機(jī)的開放型控制器方向發(fā)展，便于標(biāo)準(zhǔn)化、網(wǎng)絡(luò)化；器件集成度提高，控制柜日漸小巧，且采用模塊化結(jié)構(gòu)；大大提高了系統(tǒng)的可靠性、 易操作性和可維修性。C. 機(jī)

3、器人中的傳感器作用日益重要，除采用傳統(tǒng)的位置、速度、加速度等傳感器外, 裝配焊接機(jī)器人還用了視覺、力覺等傳感器，而遙控機(jī)器人則采用視覺聲覺力覺觸覺等多 傳感器的融合技術(shù)來進(jìn)行決策控制；多傳感器融合配置技術(shù)成為智能化機(jī)器人的關(guān)鍵技術(shù)。D. 關(guān)節(jié)式、側(cè)噴式、龍門式噴涂機(jī)器人產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)化通用化、模塊化、系列化設(shè)計; 柔性仿形噴涂機(jī)器人開發(fā)，柔性仿形復(fù)合機(jī)構(gòu)開發(fā)，仿形伺服軸軌跡規(guī)劃研究，控制系統(tǒng) 開發(fā)。三、物料搬運(yùn)機(jī)械手概述 國內(nèi)外實(shí)際上使用權(quán)的定位控制的機(jī)械手，沒有視覺和觸覺反饋。目前，世界各國正積極研并器為測修引帶有視覺和觸覺的工業(yè)機(jī)械手，使它對所抓取的工件進(jìn)行辨認(rèn)，選取說需要的工件， F確地夾持工

4、件，進(jìn)行精確的在機(jī)器中定位定向。為使機(jī)械手有眼睛去處理方位變化的工件和分辨開頭不同的零件，它有視覺傳感 俞入三個視圖方向的視覺信息，通過計算機(jī)進(jìn)行圖形分辨，分辨是否是所要抓取的工件。 方止握力過大引起物件損壞或握力過小引起物件滑落下來，一般采用兩種方法：一是檢 巴握物體手臂的變形，已決定適當(dāng)?shù)奈樟?；另一種是直接檢測指部與物體的滑動位移來 F握力。因此，這種機(jī)械手就具有以下幾個方面的性能:1 ）能準(zhǔn)確的抓住方位變化的物體。2 ）能判斷對象重量。3 ）能自動避開障礙物4 ）抓空或抓力不足時能檢測出來這種具有感知力并能對感知的信息作出反應(yīng)的機(jī)械手稱為智能機(jī)械手，它是非常 展前途的。現(xiàn)在，搬運(yùn)機(jī)械手只

5、限于再簡單重復(fù)的操作方面節(jié)省人力，其效用是代替人事繁重的工作和危險的工作，在惡劣環(huán)境下尤其明顯。至于在汽車工業(yè)和電子工業(yè)之 I勺費(fèi)工的工業(yè)部門，機(jī)械手的應(yīng)用情況絕不能說是很好的。雖然這些工業(yè)部門公式不足，但采用機(jī)械手的只限于一小部分工序。其原因之一是，這些搬運(yùn)機(jī)械手還，適用機(jī)械手工作范圍很小。另外經(jīng)濟(jì)問題當(dāng)然也很重要，采用戒手來來節(jié)省人力從經(jīng)濟(jì)上看不一定總是合算的。然而利用機(jī)械收獲雷似的機(jī)械設(shè)備節(jié)k力和實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)合理化的要求，今后還會持續(xù)增長，只要技術(shù)方面和價格方面的問題獲 i軍決，機(jī)械手的應(yīng)用必將會飛速發(fā)展。四、本課題的主要研究內(nèi)容物料搬運(yùn)機(jī)械手的一體化結(jié)構(gòu)及其控制設(shè)計。通過對機(jī)械手這一部分的

6、設(shè)計， 比較多種控制方式和動力系統(tǒng)設(shè)備，對電動機(jī)、PLG變頻器、傳感器等硬件進(jìn)行比較選擇，同時進(jìn)行電路控制的分析。畢業(yè)論文（設(shè)計）開題報告二、本論文（設(shè)計）要研究或解決的問題以及擬采用的研究手段（途徑）：本論文（設(shè)計）要研究或解決的問題：一套完整的物料搬運(yùn)機(jī)械手系統(tǒng)設(shè)計，主要包括：動力系統(tǒng)的整體結(jié)構(gòu)設(shè)計：機(jī)械部分和控制部分、PLC的選型、電動機(jī)的選擇、傳感器的計算與選型、變頻器的 計算與選型、PLC控制系統(tǒng)設(shè)計。本論文（設(shè)計）采用的研究手段和方法：首先查閱和參考國內(nèi)外的相關(guān)資料文獻(xiàn)，做出取料機(jī)械手機(jī)械系統(tǒng)的整體設(shè)計方 案，然后通過對相關(guān)的電動機(jī)，傳感器，變頻器和pic等進(jìn)行選型和計算后，進(jìn)一步

7、對方案優(yōu)化設(shè)計，最后在導(dǎo)師的指導(dǎo)下做出最佳的設(shè)計方案。課題擬采用的方案：機(jī)械手一體化系統(tǒng)的設(shè)計包括機(jī)械和自動控制兩個方面。控制部分大方向可定為自動控制部分?jǐn)M用pic控制，pic控制的優(yōu)點(diǎn)是它的價格較低，控制能力強(qiáng)、抗 干擾能力強(qiáng)，帶有脈沖輸出，可以直接連接伺服系統(tǒng)。再配合使用有傳感器、電動機(jī)等其他元件。pic可擬用目前工業(yè)控制上使用較為廣泛的西門子S7-200plc。S7-200系列小型pic可應(yīng)用于各種自動化系統(tǒng)。緊湊的結(jié)構(gòu)、低廉的成本以及功能強(qiáng)大的指 令集使得S7-200 pic成為各種小型控制任務(wù)理想的解決方案。S7-200產(chǎn)品的多樣化以 及基于Windows的編程工具，使您能夠更加方便

8、靈活地完成自動化任務(wù)，而且價格有 優(yōu)勢,電動機(jī)擬用步進(jìn)電機(jī)。雖然其性能不如交直流伺服電動機(jī)，但其比較經(jīng)濟(jì)在要求 不高的一般取料機(jī)械手系統(tǒng)中。最重要的是學(xué)過S7-200pic，更加熟悉了解！機(jī)械部分大方向可定為機(jī)械手的機(jī)械部分?jǐn)M采用有以下幾種坐標(biāo)系方案設(shè)計，其結(jié)構(gòu)簡單易控制，可靠性、高速度、高精度，可用于惡劣的環(huán)境，可長期工作，便于操作維修。1. 直角坐標(biāo)型機(jī)器人這種形式的主要特點(diǎn)是：（1）在三個直線方向上移動，運(yùn)動容易想象。（2）計算比較方便。(3) 由于可以兩端支撐，對于給定的結(jié)構(gòu)長度，其剛性最大。(4) 要求保留較大的移動空間，占用空間較大。(5) 要求有較大的平面安裝區(qū)域。(6) 滑動部

9、件表面的密封較困難，容易被污染。2. 圓柱坐標(biāo)型機(jī)器人(1) 容易想象和計算。(2) 能夠伸入形腔式機(jī)器內(nèi)部。(3) 空間定位比較直觀。(4) 直線驅(qū)動部分難以密封、防塵及防御腐蝕物質(zhì)。(5) 手臂端部可以達(dá)到的空間受限制，不能到達(dá)靠近立柱或地面的空間3. 極坐標(biāo)型機(jī)器人其特點(diǎn)是：(1) 在中心支架附近的工作范圍較大。(2) 兩個轉(zhuǎn)動驅(qū)動裝置容易密封。(3) 覆蓋工作空間較大。(4) 坐標(biāo)系較復(fù)雜，較難想象和控制。(5) 直線驅(qū)動裝置仍存在密封問題。(6) 存在工作死區(qū)。4. 多關(guān)節(jié)機(jī)器人。其特點(diǎn)是：(1)動作較靈活，工作空間大。(2關(guān)節(jié)驅(qū)動處容易密封防塵。(3) 工作條件要求低，可在水下等環(huán)境中工作。(4) 適合于電動機(jī)驅(qū)動。(5) 運(yùn)動難以想象和控制，計算量較大。(6) 不適于液壓驅(qū)動。綜上坐標(biāo)機(jī)器人的特點(diǎn)以及說明書的參數(shù)最后選擇直角坐標(biāo)機(jī)械手方案本設(shè)計（論文）計劃進(jìn)度:2月28日3月11日（第12周）3月14日3月25日（第34周