機械手-換刀機械手,機械手 畢業(yè)設計(論文)開題報告 題 目： 換刀機器人機械設計 課 題 類 別： 設 計 學 生 姓 名： 學 號： 班 級： 專業(yè)（全稱）： 系 別： 指 導 教 師： 導 師 組 長： 2009年 月 1、 問題的提出： 對于制造業(yè)來說，對市場做出快速響應，按照客戶要求生產(chǎn)出高質量低成本的產(chǎn)品非常重要，隨著計算機技術和軟件技術的發(fā)展，虛擬制造技術應用而生，他可以在計算機上以一個統(tǒng)一的數(shù)據(jù)庫，進行產(chǎn)品設計、分析和加工，而且可以使不同專業(yè)的設計人員、協(xié)作單位和部門共同承擔，將產(chǎn)品整個生命周期的屬性表現(xiàn)在開發(fā)初期能夠通盤考慮，并將產(chǎn)品開發(fā)全過程數(shù)字化。目前，國際大型飛機、汽車等制造企業(yè)都普遍采用該技術。與傳統(tǒng)的機床設計相比，可以減少因制作產(chǎn)品原型所耗費的人力、物力和時間，同時提高質量、降低成本、保證產(chǎn)品開發(fā)一次成功，增強企業(yè)快速適應市場變化的能力。 2、 設計（研究）現(xiàn)狀概述（文獻綜述）： 本課題所做的機械手是屬于4個自由度的機械手。 1、簡史 機械手首先是從美國開始研制的。1958年美國聯(lián)合控制公司研制出第一臺機械手。它的結構是：機體上安裝一個回轉長臂，頂部裝有電磁塊的工件抓放機構，控制系統(tǒng)是示教形的。 2、 應用簡況 現(xiàn)代工業(yè)中，生產(chǎn)過程的機械化，自動化已成為突出的主題。化工等連續(xù)性生產(chǎn)過程的自動化已基本得到解決。但在機械工業(yè)中，加工、裝配等生產(chǎn)是不連續(xù)的。因此，裝卸、搬運等工序機械化的迫切性，工業(yè)機械手就是為實現(xiàn)這些工序的自動化而產(chǎn)生的。 采用機械手進行裝配更始目前研究的重點，國外已研究采用攝象機和力傳感裝置和微型計算機連在一起，能確定零件的方位達到鑲裝的目的。 3、 發(fā)展趨勢 目前工業(yè)機械手主要用于機床加工、鑄造、熱處理等方面，無論數(shù)量、品種和性能方面還是不能滿足工業(yè)發(fā)展的需要。 在國內主要是逐步擴大應用范圍，重點發(fā)展鑄造、熱處理方面的機械手，以減輕勞動強度，改善作業(yè)條件，在應用專用機械手的同時，相應的發(fā)展通用機械手，有條件的還要研制示教式機械手、計算機控制機械手和組合機械手等。將機械手各運動構件，如伸縮、擺動、升降、橫移、俯仰等機構以及根據(jù)不同類型的加緊機構，設計成典型的通用機構，所以便根據(jù)不同的作業(yè)要求選擇不同類型的基加緊機構，即可組成不同用途的機械手。既便于設計制造，有便于更換工件，擴大應用范圍。同時要提高速度，減少沖擊，正確定位，以便更好的發(fā)揮機械手的作用。 機械手是一種模仿人手部分動作，按照預先設定的程序，軌跡或其他要求，實現(xiàn)抓取、搬運工件或操作工具的自動化裝置。它在二十世紀五十年代就已用于生產(chǎn)，是在自動上下料機構的基礎上發(fā)展起來的一種機械裝置，開始主要用來實現(xiàn)自動上下料和搬運工件，完成單機自動化和生產(chǎn)線自動化，隨著應用范圍的不段擴大，現(xiàn)在用來夾持工具和完成一定的作業(yè)。實踐證明它可以代替人手的繁重勞動，減輕工人的勞動強度，改善勞動條件，提高勞動生產(chǎn)率。 平面關節(jié)型機器人又稱SCARA型裝配機器人，是Selective Compliance Assembly Robot Arm的縮寫，意思是具有選擇柔順性的裝配機器人手臂。在水平方向有柔順性，在垂直方向有較大的剛性。它結構簡單，動作靈活，多用于裝配作業(yè)中，特別適合小規(guī)格零件的插接裝配，如在電子工業(yè)零件的插接、裝配中應用廣泛。 [1] [日]渡邊茂. 產(chǎn)業(yè)機器人的應用[M]. 北京：機械工業(yè)出版社，1986年5月. [2] 龔振邦 等. 機器人機械設計[M]. 北京：電子工業(yè)出版社，1995年6月. [3] 馬香峰 等. 工業(yè)機器人的操作機設計[M]. 北京：冶金工業(yè)出版社，1996年9月. [4] 余達太 馬香峰. 工業(yè)機器人應用工程[M]. 北京：冶金工業(yè)出版社，1999年4月. [5] 機械設計手冊編委會. 機械設計手冊[M]. 北京：機械工業(yè)出版社，2007年7月. [6] 液壓傳動設計手冊編委會. 液壓傳動設計手冊[M]. 北京：機械工業(yè)出版社，2006 年8月. [7] Ernest L. Hall et l. Robotics: A User-Friendly Introduction[M]. New York: CBS College Publishing,1985. [8] Yoram Koren. Robotics for Engineers[M]. McGraw-Hill Book Company, 1985. [9] 兵工210所. 機器人技術與應用[J]. 雙月刊,有關文章. [10] 中科院沈陽自動化所. 機器人[J]. 雙月刊,有關文章. [11] 白井良明 著. 王棣棠 譯. 機器人工程[M]. 北京：科學出版社， 2001年2月. [12] 郭洪紅. 工業(yè)機器人技術[M]. 西安：西安電子科技大學出版社，2006年3月. 3、 設計（研究）擬采用的技術路線和方法（論文框架、研究方法）： 畢業(yè)設計的目的就是要把我們所學的比較分散的知識綜合起來，并進行靈活運用。現(xiàn)在的發(fā)展趨勢是機電一體化，因此，我們的畢業(yè)設計是要我們將“機”、“電”、“液”三者合并起來?！皺C”即是指機械，機械手的動作過程可以分五部分，即機械手的上升下降、機械手的前伸后縮、機械手的加緊放松、機械手的左轉右轉、小車的前進后退。這五部分中我們靠機械完成機械手的上升下降動作，即本課題所做的機械手采用電動機帶動絲杠螺母機構來實現(xiàn)手臂的上升、下降方面。 技術要求： 結構型式： 組合式──直角坐標加旋轉; 自由度數(shù)： 4; 負載重量： 10 kg (單爪) 末端操作器： 雙手爪 工作空間： 縱向 11m; 橫向 0.6m; 升降 1m; 旋轉 180o; 運行速度： 五檔可調; 最大運行速度： 縱向 33.6 m/min; 橫向 16 m/min; 升降 8m/min; 旋轉 16 rpm; 重復定位精度： ±0.6 mm; 記憶刀位數(shù)： 不小于 170 把,可擴展; 總重量： ≯600 kg. 任務要求：（1）論證確定總體方案；（2）設計水平移動系統(tǒng)、垂直升降系統(tǒng)和末端操作器的驅動及傳動系統(tǒng)；（3）設計水平移動系統(tǒng)、垂直升降系統(tǒng)和末端操作器的結構；（4）編寫設計說明書。 (1)開題報告(含文獻綜述) ：3,000 漢字以上; (2) 外文資料翻譯 ： 3,000 漢字以上;(3)總體裝配圖： 1 張; (4) 部件裝配圖：3張; (5)主要零件圖： 若干張; (6)畢業(yè)設計說明書,字數(shù)不少于30,000字,并附有200~300漢字的中文摘要及相應的英文摘要。 5．本畢業(yè)設計（論文）課題工作進度計劃： 起 迄 日 期 工 作 內 容 2009 年 3月 9 日～ 3 月25 日 3月 26 日～ 4月 2 日 4月 3 日～ 4月10日 4月11日～ 4月30日 5月1日 ～ 5月10日 5月10日～ 5月20日 5月21日～ 5月31 日 6月 1 日～ 6月11日 6月 12日～ 6月14日 6月 15 日～ 6月16日 接受任務書，開題報告(包含文獻綜述)，外文資料翻譯 總體方案論證 運動參數(shù)設計、計算 動力參數(shù)設計、計算 繪制總裝配圖 繪制部件裝配圖 繪制零件圖 撰寫設計說明書 修改設計說明書 論文答辯 指導教師意見 指導教師簽名： 月 日 導師組長意見 導師組長簽名： 月 日 專業(yè)意見 系主任簽名： 月 日