自動上下料液壓機械手設(shè)計【四自由度】,四自由度,自動,上下,液壓,機械手,設(shè)計,自由度 2014屆畢業(yè)論文 材料 院 、 部： 機械工程學(xué)院 學(xué)生姓名 劉世平 指導(dǎo)教師： 劉吉兆 職稱 教授 專 業(yè)： 機械設(shè)計制造及其自動化 班 級： 機本1007 班 完成時間： 2014年5月 湖南工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(論文)工作進(jìn)度檢查表 題目 自動上下料液壓機械手設(shè)計 學(xué)生姓名 劉世平 班級學(xué)號 10201420716 專業(yè) 機械設(shè)計制造及其自動化 指 導(dǎo) 教 師 填 寫 學(xué)生開題情況 學(xué)生調(diào)研及查閱文獻(xiàn)情況 畢業(yè)設(shè)計（論文）原計劃有無調(diào)整 學(xué)生是否按計劃執(zhí)行工作進(jìn)度 學(xué)生是否能獨立完成工作任務(wù) 學(xué)生的英文翻譯情況 學(xué)生每周接受指導(dǎo)的次數(shù)及時間 畢業(yè)設(shè)計（論文）過程檢查記錄情況 學(xué)生的工作態(tài)度在相應(yīng)選項劃“√” □認(rèn)真 □一般 □較差 1. 畢業(yè)設(shè)計各階段時間如下：[畢業(yè)設(shè)計調(diào)研：2周（2月25日—3月8日），集中實習(xí)：2周（3月11日—3月22日），畢業(yè)設(shè)計：10周（3月25日—5月31日），答辯時間：1周（6月5日—6月10日）]。開題報告需修改。 2. 進(jìn)度太慢，以后請按照教務(wù)系統(tǒng)中設(shè)定的時間及時將畢業(yè)設(shè)計的進(jìn)展情況用電子文進(jìn)行匯報，可通過系統(tǒng)上傳畢業(yè)設(shè)計大綱、畢業(yè)設(shè)計說明書的進(jìn)展、圖紙等資料，希高度重視，最好回到學(xué)校進(jìn)行畢業(yè)設(shè)計，趕快進(jìn)行設(shè)計，否則時間來不及，抓緊時間，積極主動從事畢業(yè)設(shè)計。 3. 希望按學(xué)校的時間要求進(jìn)行畢業(yè)設(shè)計工作，要抓緊時間，積極主動從事畢業(yè)設(shè)計。以后請按照教務(wù)系統(tǒng)中設(shè)定的時間及時將畢業(yè)設(shè)計的進(jìn)展情況用電子文檔進(jìn)行匯報，可通過系統(tǒng)上傳畢業(yè)設(shè)計大綱、畢業(yè)設(shè)計說明書的進(jìn)展、圖紙等資料，希高度重視，最好回到學(xué)校進(jìn)行畢業(yè)設(shè)計。 4. 只有開題報告，沒有其它資料，進(jìn)度太慢，以后請按照教務(wù)系統(tǒng)中設(shè)定的時間及時將畢業(yè)設(shè)計的進(jìn)展情況用電子文檔進(jìn)行匯報，可通過系統(tǒng)上傳畢業(yè)設(shè)計大綱、畢業(yè)設(shè)計說明書的進(jìn)展、圖紙等資料，希高度重視，最好回到學(xué)校進(jìn)行畢業(yè)設(shè)計，趕快進(jìn)行設(shè)計，否則時間來不及，抓緊時間，積極主動從事畢業(yè)設(shè)計。 5. 進(jìn)度太慢，請按照教務(wù)系統(tǒng)中設(shè)定的時間及時將畢業(yè)設(shè)計的進(jìn)展情況用電子文檔進(jìn)行匯報，可通過系統(tǒng)上傳畢業(yè)設(shè)計大綱、畢業(yè)設(shè)計說明書的進(jìn)展、圖紙等資料，希高度重視，抓緊時間進(jìn)行設(shè)計，否則時間來不及，要主動從事畢業(yè)設(shè)計。 6. 按在我辦公室討論的方式修改，請按學(xué)校規(guī)定的時間完成畢業(yè)設(shè)計工作，仔細(xì)審查畢業(yè)設(shè)計工作量(完成合計不少于3張零號圖紙的結(jié)構(gòu)設(shè)計圖、裝配圖和零件圖)、說明書格式（字體、行距、目錄、參考文獻(xiàn)等）是否符合學(xué)校要求，圖紙是否符合制圖規(guī)范；通過系統(tǒng)及時上傳畢業(yè)設(shè)計有關(guān)資料供評閱老師評閱,本科畢業(yè)設(shè)計答辯時間：（5月27日—5月30日，6月3日—6月4日）。畢業(yè)論文修改后請及時上傳。 指導(dǎo)教師簽字： 年 月 日 系部意見： 負(fù)責(zé)人簽字： 年 月 日 湖南工學(xué)院2014 屆畢業(yè)設(shè)計（論文）指導(dǎo)教師評閱表 學(xué)院：機械工程學(xué)院 專業(yè)：機械設(shè)計制造及其自動化 學(xué)生姓名 劉世平 學(xué) 號 10201420716 班 級 機本1007班 專 業(yè) 機械設(shè)計制造及其自動化 指導(dǎo)教師姓名 劉吉兆 課題名稱 自動上下料液壓機械手設(shè)計 是否同意參加答辯： 是□ 否□ 指導(dǎo)教師評定成績 分值： 指導(dǎo)教師簽字： 年 月 日 湖南工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計（論文）評閱教師評閱表 題　　目 自動上下料液壓機械手設(shè)計 學(xué)生姓名 劉世平 班級學(xué)號 10201420716 專業(yè) 機械設(shè)計制造及其自動化 評閱 教師姓名 劉安民 職稱 教授 工作單位 湖南工學(xué)院 評分內(nèi)容 具 體 要 求 總分 評分 開題情況 調(diào)研論證 能獨立查閱文獻(xiàn)資料及從事其他形式的調(diào)研，能較好地理解課題任務(wù)并提出實施方案，有分析整理各類信息并從中獲取新知識的能力。 10 外文翻譯 摘要及外文資料翻譯準(zhǔn)確，文字流暢，符合規(guī)定內(nèi)容及字?jǐn)?shù)要求。 10 設(shè)計質(zhì)量 論證、分析、設(shè)計、計算、結(jié)構(gòu)、建模、實驗正確合理。 35 創(chuàng)新 工作中有創(chuàng)新意識，有重大改進(jìn)或獨特見解，有一定實用價值。 10 撰寫質(zhì)量 結(jié)構(gòu)嚴(yán)謹(jǐn)，文字通順，用語符合技術(shù)規(guī)范，圖表清楚，書寫格式規(guī)范，符合規(guī)定字?jǐn)?shù)要求。 15 綜合能力 能綜合運用所學(xué)知識和技能發(fā)現(xiàn)與解決實際問題。 20 總評分 評閱教師 評閱意見 評閱成績 總評分ⅹ20% 評閱教師簽名 日期 湖南工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計（論文）答辯資格審查表 題 目 自動上下料液壓機械手設(shè)計 學(xué)生姓名 劉世平 學(xué)?? 號 10201420716 專 業(yè) 機械設(shè)計制造及其自動化 指導(dǎo)教師 劉吉兆 設(shè)計（論文）研究方法及步驟（進(jìn)度安排）： 本次設(shè)計的題目是汽車零件加工自動線上的設(shè)計，主要是通過老師指導(dǎo)和查詢各種相關(guān)資料得以完成。步驟如下： 課題調(diào)研，資料收集工作；總體方案擬定，畫總圖；機械部分設(shè)計、計算，畫機械手手腕、手臂、機身結(jié)構(gòu)圖；控制系統(tǒng)設(shè)計，畫液壓系統(tǒng)圖和電器系統(tǒng)圖各一張；編寫設(shè)計說明書及翻譯科技外文一篇。 主要內(nèi)容： （1）主要由手爪、手腕、手臂、機身、機座等組成，具備上料、翻轉(zhuǎn)和轉(zhuǎn)位等多種功能，并按該自動線的統(tǒng)一生產(chǎn)節(jié)拍和生產(chǎn)綱領(lǐng)完成以上動作。 （2）機械手機身采用機座式，自動線圍繞機座布置，其坐標(biāo)形式為球坐標(biāo)式，具有立柱旋轉(zhuǎn)、手臂伸縮、手臂俯仰、腕部轉(zhuǎn)動和腕部擺動4個自由度。 （3）說明書內(nèi)容完整，字跡工整，語言簡練，文字通順。說明書重點包括設(shè)計方案的分析與論證，考慮問題的出發(fā)點和最后選擇的依據(jù)，必要的計算過程，其他說明等 經(jīng)過一段時間的設(shè)計，在指導(dǎo)老師和同學(xué)們的幫助下，終于堅持完成了我的這個設(shè)計完成了。當(dāng)然，由于所學(xué)知識和見識有限，設(shè)計中仍然存在許多不足和不完善的地方，所以，還請各位老師糾正和指導(dǎo)，望各位老師給我這次畢業(yè)答辯的機會。謝謝！ 申請人簽名：劉世平 ?? ?日期：2014.5.30 資? 格? 審? 查? 項? 目 是 否 01 工作量是否達(dá)到所規(guī)定要求 ? ? 02 文檔資料是否齊全（任務(wù)書、開題報告、外文資料翻譯、定稿論文及其相關(guān)附件資料等） ? ? 03 是否完成任務(wù)書規(guī)定的任務(wù) ? ? 04 完成的成果是否達(dá)到驗收要求 ? ? 05 是否剽竊他人成果或者直接照抄他人設(shè)計（論文） 指導(dǎo)教師簽名： 畢業(yè)設(shè)計（論文）答辯資格審查小組意見： 符合答辯資格，同意答辯 □????? 不符合答辯資格，不同意答辯□ 審查小組成員簽名： ? ??? 年??? 月??? 日 湖南工學(xué)院2014屆畢業(yè)設(shè)計（論文）答辯及最終成績評定表 學(xué)院： 機械工程學(xué)院 專業(yè)：機械設(shè)計制造及其自動化 學(xué)生姓名 劉世平 學(xué)號 10201420716 班級 機本1007班 答辯 日期 課題名稱 自動上下料液壓機械手設(shè)計 指導(dǎo) 教師 劉吉兆 成 績 評 定 分值 評 定 小計 伍 利 群 匡 建 新 周 立 鄧 興 貴 畢 紅 霞 課題介紹 思路清晰，語言表達(dá)準(zhǔn)確，概念清楚，論點正確，實驗方法科學(xué)，分析歸納合理，結(jié)論嚴(yán)謹(jǐn)，設(shè)計（論文）有應(yīng)用價值。 30 答辯 表現(xiàn) 思維敏捷,回答問題有理論根據(jù)，基本概念清楚，主要問題回答準(zhǔn)確大、深入,知識面寬。 必 答 題 40 自 由 提 問 30 合 計 100 答 辯 評 分 分值： 答辯小組長簽名： 答辯成績a： ×20％＝ 指導(dǎo)教師評分 分值： 指導(dǎo)教師評定成績b： ×60％＝ 評閱教師評分 分值： 評閱教師評定成績c： ×20％＝ 最終評定成績： 分?jǐn)?shù)： 等級： 答辯委員會主任簽名： 年 月 日 湖南工學(xué)院2014屆畢業(yè)設(shè)計（論文）課題任務(wù)書 院(系)：機械工程學(xué)院 專業(yè)：機械設(shè)計制造及其自動化 指導(dǎo)教師 劉吉兆 學(xué)生姓名 劉世平 課題名稱 自動上下料液壓機械手設(shè)計 內(nèi)容及任務(wù) 本課題為汽車零件加工自動線的輔助裝置之一，機械手在零件加工自動線上完成上料、轉(zhuǎn)位和翻轉(zhuǎn)等多種功能。 2、設(shè)計內(nèi)容 （1）機械手的總裝圖， （2）部件裝配圖及零件圖， （3）機械手液壓系統(tǒng)工作原理圖； （4）設(shè)計計算說明書：１份 （所有圖紙折合不得少于3張A0圖） 擬達(dá)到的要求或技術(shù)指標(biāo) 1、設(shè)計（論文）基本要求 （1）材料牌號，形位公差，粗糙度，圖紙的標(biāo)題欄及明細(xì)表都宜采用新圖標(biāo)。 （2）設(shè)計應(yīng)以獨立完成為主，圖紙表達(dá)要正確清晰，計算正確，能借助各種工具書和技術(shù)資料獲得所需的正確數(shù)據(jù)。 （3）說明書應(yīng)內(nèi)容完整，字跡工整，語言簡練，文字通順。說明書中應(yīng)重點包括設(shè)計方案的分析與論證，考慮問題的出發(fā)點和最后選擇的依據(jù)，必要的計算過程，其他說明等 2、主要技術(shù)指標(biāo)： （1）最大抓取重量：15Kg； （2）工件最大尺寸（長×寬×高）250×170×140mm （3）最大操作范圍：提升高度1.5m；回轉(zhuǎn)半徑1m；行走范圍≤30m； （4）機械手的自由度：4~5個； （5）定位精度：0.5~1mm； （6）裝料高度：1050mm；輸送軌道寬度：350mm；輸送速度：20m/min （7）生產(chǎn)綱領(lǐng)：10萬件/年；生產(chǎn)節(jié)拍：3min/件； （8）性能要求：抓取靈活，送放平穩(wěn)，安全可靠，壽命不低于15年。 進(jìn)度安排 起止日期 工作內(nèi)容 備注 第2～5周 畢業(yè)調(diào)研及實習(xí)、搜集設(shè)計的相關(guān)資料，寫出開題報告 第6～8周 設(shè)計方案的確定 第9～11周 完成部件裝配圖及零件圖的繪制 第12～15周 編寫設(shè)計計算說明書, 通過指導(dǎo)老師驗收，準(zhǔn)備答辯 第16周 畢業(yè)答辯 主要參考資料 [1] 劉心治主編.冷沖壓工藝及模具設(shè)計[M].重慶:重慶大學(xué)出版社,2006.5～10 [2] 模具制造手冊 編寫組.模具制造手冊[J].北京:機械工業(yè)出版社,1990.2 [3] 工程材料及機械制造基礎(chǔ) 系列教材編寫委員會.機械工程材料基礎(chǔ)[M].湖南:中南大學(xué)出版社,1995,13～47 [4] 劉守勇主編.機械制造工藝與機床夾具[M].北京：機械工業(yè)出版社,1995.55～56 [5] 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工業(yè)機械手是近十年發(fā)展起來的一種高科技自動化生產(chǎn)設(shè)備。工業(yè)機械手是工業(yè)機器人的一個重要分支它的特點是可以通過編程來完成各種預(yù)期的作業(yè)任務(wù)，早構(gòu)造和性能上兼具有人和機器各自的優(yōu)點，尤其體現(xiàn)了人的智能和適應(yīng)性。機械手祖業(yè)的準(zhǔn)確性和各種環(huán)境中完成作業(yè)的能力，在國民經(jīng)濟(jì)各領(lǐng)域中有著廣闊的發(fā)展前景。 機械手是在機械化、自動化生產(chǎn)過程中發(fā)展起來的一種新型裝置。在現(xiàn)代生產(chǎn)中，機械手被廣泛的運用于自動生產(chǎn)線中，機器人的研制和生產(chǎn)已成為高技術(shù)領(lǐng)域內(nèi)迅速發(fā)展起來的一門新興的技術(shù)，它更加促進(jìn)了機械手的發(fā)展，使得機械手能更好的實現(xiàn)與機械化和自動化的有機結(jié)合。機械手雖然目前還不如人手那樣靈活，但它具有能不斷重復(fù)工作和勞動，不知疲勞，不怕危險，抓舉重物的力量比人手力大的特點，因此，機械手已受到許多部門的重視，并越來越廣泛的得到了應(yīng)用。 在機械工業(yè)中，工業(yè)機械手的意義可以概括如下： 1、以提高生產(chǎn)過程中的自動化程度 2、以改善勞動條件，避免人身事故 3、可以減輕人力，并便于有節(jié)奏的生產(chǎn) 二、機械手的現(xiàn)狀和發(fā)展前景及方向 隨著工業(yè)生產(chǎn)效率的提高以及PLC在機械控制方面的廣泛應(yīng)用，機械手已逐步代替工人手工的操作，在工廠車間得到了廣泛的應(yīng)用。 就目前來看，總的來說機械手的發(fā)展前景及方向： a) 重復(fù)高精度 精度是指機器人的機械手到達(dá)指定點的精確程度，它與驅(qū)動器的分辨率以及反饋裝置有關(guān)。重復(fù)精度是指如果動作重復(fù)多次，機械手達(dá)到同樣位置的精確程度。重復(fù)精度比精度更重要，如果一個機器人定位不夠準(zhǔn)確，通常會顯示一個固定誤差，這個誤差是可預(yù)測的，因此可以通過編程予以校正。重復(fù)精度限定的是一個隨機誤差的范圍，它通過一定次數(shù)的重復(fù)運行來測定。隨著微電子技術(shù)和現(xiàn)代控制技術(shù)的發(fā)展，機械手的重復(fù)定位精度將越來越高，它的應(yīng)用領(lǐng)域也將更廣闊，如核工業(yè)和軍事工業(yè)等。 b) 模塊化 有的公司把帶有系列導(dǎo)向驅(qū)動裝置的機械手稱為簡單的傳輸技術(shù)，而把模塊化拼裝的機械手稱為現(xiàn)代傳輸技術(shù)。模塊化拼裝的機械手比組合導(dǎo)向驅(qū)動裝置更具靈活的安裝體系。它集成電接口和帶電纜及油管的導(dǎo)向系統(tǒng)裝置，使機械手運動自如。模塊化機械手是同一機械手可能由于應(yīng)用不同模塊而具有不同功能，擴大了機械手的應(yīng)用范圍，是機械手的一個重要的發(fā)展方向。 c) 機電一體化 由“可編程控制器-傳感器-液壓元件”組成的典型的控制系統(tǒng)仍然是自動化技術(shù)的重要方面；發(fā)展與電子技術(shù)相結(jié)合的自適應(yīng)控制液壓元件，使液壓技術(shù)從“開關(guān)控制”進(jìn)入到高精度的“反饋控制”；省配線的復(fù)合集成系統(tǒng)，不僅減少配線、配管和元件，而且拆裝簡單，大大提高了系統(tǒng)的可靠性。而今，電磁閥的線圈功率越來越小，而PLC的輸出功率在增大，由PLC直接控制線圈變得越來越可能。隨著科學(xué)與技術(shù)的發(fā)展，機械手的應(yīng)用領(lǐng)域也不斷擴大。目前，機械手不僅應(yīng)用于傳統(tǒng)制造業(yè)，如：采礦、冶金、石油、化學(xué)、船舶等領(lǐng)域，同時也已開始擴大到核能、航空、航天、醫(yī)藥、生化等高科技領(lǐng)域以及家庭清潔，醫(yī)療康復(fù)等服務(wù)業(yè)領(lǐng)域中。機械手廣泛應(yīng)用于各行各業(yè)。而且，隨著人類生活水平的提高及文化生活的日益豐富多彩，未來各式各樣的機械手將不斷應(yīng)用于各行各業(yè)。 三、擬采取的研究方法、技術(shù)路線、實驗方案 1、收集相關(guān)資料，并對現(xiàn)有資料進(jìn)行可行性研究分析，進(jìn)而分析自己完成本課題還存在哪些問題，除了現(xiàn)有的知識還應(yīng)具備哪些知識。 2、選定自己適合和熟悉的制圖軟件，對選定的工具進(jìn)行深入的學(xué)習(xí)及具體實踐。 3、對驅(qū)動油路進(jìn)行仔細(xì)研究，了解液壓驅(qū)動原理，繪制油路圖。 4、機械手結(jié)構(gòu)分析，根據(jù)要求設(shè)計出合理輕便的機械手。 5、用CAD軟件繪制出設(shè)計的機械手裝配圖以及相關(guān)零件圖。 6、對相關(guān)資料進(jìn)行整理，并總結(jié)此次設(shè)計的得失，為以后的設(shè)計打基礎(chǔ)。 四、研究計劃安排及預(yù)期效果 2014年3月---------上網(wǎng)搜索資料了解發(fā)展機械手的科學(xué)意義，國內(nèi)外研究概況、水平和發(fā)展趨勢以及應(yīng)用前景等，為自己設(shè)計定下初步目標(biāo)和方向。參閱外文文獻(xiàn)并翻譯一篇，并完成開題報告。 2014年3月---------收集相關(guān)資料，進(jìn)行整體結(jié)構(gòu)方案的設(shè)計，不但要滿足功能要求，而且追求結(jié)構(gòu)簡單、傳動布置合理，噪聲低，安全可靠，操作和維護(hù)方便等，并同時考慮驅(qū)動液壓缸的安裝位置來設(shè)計好接口。 2014年4月--------- 擬定機械手的總體設(shè)計方案，對機械手各部件進(jìn)行全面細(xì)致的設(shè)計，使其能完成自動取料和下料的運動需要。 2014年5月--------使用CAD繪制上料機械手結(jié)構(gòu)設(shè)計圖、裝配圖、以及液壓原理圖等，并完成設(shè)計說明書一份。 指導(dǎo)教師批閱意見 指導(dǎo)教師(簽名)： 年 月 日