換刀機械手設(shè)計開題報告.doc

畢業(yè)設(shè)計(論文)開題報告題目：換刀機器人機械設(shè)計課題類別：設(shè)計學(xué)生姓名：學(xué)號：班級：專業(yè)（全稱）：系別：指導(dǎo)教師：導(dǎo)師組長：2009年月一、問題的提出：對于制造業(yè)來說，對市場做出快速響應(yīng)，按照客戶要求生產(chǎn)出高質(zhì)量低成本的產(chǎn)品非常重要，隨著計算機技術(shù)和軟件技術(shù)的發(fā)展，虛擬制造技術(shù)應(yīng)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(shè)計、分析和加工，而且可以使不同專業(yè)的設(shè)計人員、協(xié)作單位和部門共同承擔(dān)，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(shù)。與傳統(tǒng)的機床設(shè)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(zhì)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(yīng)市場變化的能力。二、設(shè)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(jié)構(gòu)是：機體上安裝一個回轉(zhuǎn)長臂，頂部裝有電磁塊的工件抓放機構(gòu)，控制系統(tǒng)是示教形的。2、應(yīng)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(dá)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(nèi)主要是逐步擴大應(yīng)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(yīng)用專用機械手的同時，相應(yīng)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(gòu)件，如伸縮、擺動、升降、橫移、俯仰等機構(gòu)以及根據(jù)不同類型的加緊機構(gòu)，設(shè)計成典型的通用機構(gòu)，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(gòu)，即可組成不同用途的機械手。既便于設(shè)計制造，有便于更換工件，擴大應(yīng)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(yù)先設(shè)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(jì)五十年代就已用于生產(chǎn)，是在自動上下料機構(gòu)的基礎(chǔ)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(yīng)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(guān)節(jié)型機器人又稱SCARA型裝配機器人，是SelectiveComplianceAssemblyRobotArm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(jié)構(gòu)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(yīng)用廣泛。1日渡邊茂.產(chǎn)業(yè)機器人的應(yīng)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(shè)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(shè)計M.北京：冶金工業(yè)出版社，1996年9月.4余達(dá)太馬香峰.工業(yè)機器人應(yīng)用工程M.北京：冶金工業(yè)出版社，1999年4月.5機械設(shè)計手冊編委會.機械設(shè)計手冊M.北京：機械工業(yè)出版社，2007年7月.6液壓傳動設(shè)計手冊編委會.液壓傳動設(shè)計手冊M.北京：機械工業(yè)出版社，2006年8月.7ErnestL.Halletl.Robotics:AUser-FriendlyIntroductionM.NewYork:CBSCollegePublishing,1985.8YoramKoren.RoboticsforEngineersM.McGraw-HillBookCompany,1985.9兵工210所.機器人技術(shù)與應(yīng)用J.雙月刊,有關(guān)文章.10中科院沈陽自動化所.機器人J.雙月刊,有關(guān)文章.11白井良明著.王棣棠譯.機器人工程M.北京：科學(xué)出版社，2001年2月.12郭洪紅.工業(yè)機器人技術(shù)M.西安：西安電子科技大學(xué)出版社，2006年3月.三、設(shè)計（研究）擬采用的技術(shù)路線和方法（論文框架、研究方法）：畢業(yè)設(shè)計的目的就是要把我們所學(xué)的比較分散的知識綜合起來，并進行靈活運用?，F(xiàn)在的發(fā)展趨勢是機電一體化，因此，我們的畢業(yè)設(shè)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(zhuǎn)右轉(zhuǎn)、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(gòu)來實現(xiàn)手臂的上升、下降方面。技術(shù)要求：結(jié)構(gòu)型式：組合式直角坐標(biāo)加旋轉(zhuǎn)；自由度數(shù)：4；負(fù)載重量：10kg(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(zhuǎn)180；運行速度：五檔可調(diào)；最大運行速度：縱向33.6m/min；橫向16m/min；升降8m/min；旋轉(zhuǎn)16rpm；重復(fù)定位精度：0.6mm；記憶刀位數(shù)：不小于170把,可擴展；總重量：600kg.任務(wù)要求：（1）論證確定總體方案；（2）設(shè)計水平移動系統(tǒng)、垂直升降系統(tǒng)和末端操作器的驅(qū)動及傳動系統(tǒng)；（3）設(shè)計水平移動系統(tǒng)、垂直升降系統(tǒng)和末端操作器的結(jié)構(gòu)；（4）編寫設(shè)計說明書。(1)開題報告(含