立式精鍛機自動上料機械手三維設(shè)計【含CAD圖紙、說明書】
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本科畢業(yè)論文(設(shè)計)開題報告論文題目:立式精鍛機自動上料機械手三維設(shè)計學院: 一、選題依據(jù)1、論文(設(shè)計)題目立式精鍛機自動上料機械手三維設(shè)計2、研究領(lǐng)域三維設(shè)計,機械設(shè)計,液壓傳動3、論文(設(shè)計)工作的理論意義和應(yīng)用價值我國國家標準(GB/T 12643-90)對機械手的定義:具有和人手臂相似的動作功能, 可在空間抓放物體,或進行其它操作的機械裝置。機械手技術(shù)是綜合了計算機、控制論、機構(gòu)學、信息和傳感技術(shù)、人工智能、仿生學等多學科而形成的高新技術(shù),是當代研究十分活躍,應(yīng)用日益廣泛的領(lǐng)域。理論意義:其一,對于機器人的研制,尤其仿人機器人的研究應(yīng)用,必將對機器人行業(yè)起到積極的促進作用;其二,仿人機械手的研發(fā)隸屬于制造業(yè),其研制成功與推廣,可以增加就業(yè),創(chuàng)造經(jīng)濟價值;其三,其技術(shù)的實現(xiàn)可以促進制造業(yè)的信息化、自動化和產(chǎn)品的智能化,提升產(chǎn)品技術(shù)含量和附加值,從而促進我國制造業(yè)相關(guān)技術(shù)領(lǐng)域的發(fā)展。應(yīng)用價值:機械手是最早出現(xiàn)的工業(yè)機器人,也是最早出現(xiàn)的現(xiàn)代機器人,它可代替人的繁重勞動以實現(xiàn)生產(chǎn)的機械化和自動化,能在有害環(huán)境下操作以保護人身安全,因而廣泛應(yīng)用于機械制造、冶金、電子、輕工和原子能等部門。隨著我國經(jīng)濟的騰飛,國家在工業(yè)方面也得到了迅猛發(fā)展,機械手作為工業(yè)生產(chǎn)中非常重要的一種工具,對其技術(shù)的不斷突破也變得日趨重要。目前,機械手的種類大至可按驅(qū)動方式分為液壓式、氣動式、電動式、機械式機械手;按適用范圍可分為專用機械手和通用機械手兩種;按運動軌跡控制方式可分為點位控制和連續(xù)軌跡控制機械手等。隨著工業(yè)自動化發(fā)展的需要,機械手在工業(yè)應(yīng)用中越來越重要。特別是在高溫、高壓、多粉塵、易燃、易爆、放射性等惡劣環(huán)境中,以及笨重、單調(diào)、頻繁的操作代替人作業(yè)。本課題研究的機械手主要用于立式精鍛機,針對軸類零件精鍛自動生產(chǎn)線,將加熱后的坯料從運輸車上取下搬運到立式精鍛機上。機械手固定安裝在 JD100 立式精鍛機前,要求機械手抓取工件時,滿足被握持的工件形狀、尺寸大小、重量、材料性能、表面狀況等要求。4、目前研究的概況和發(fā)展趨勢工業(yè)機械手的第一次迅猛發(fā)展是在第二次世界大戰(zhàn),最早應(yīng)用在美國橡樹嶺國家實驗室的搬運核原料的遙控機械操作手研究,時間大約是在上世紀 40 年代,它是一10種主從型的控制系統(tǒng)。1958 年美國聯(lián)合控制公司研制出第一臺機械手。控制系統(tǒng)有別于 40 年代的主從型而是示教型的;1962 年,美國聯(lián)合控制公司在上述方案的基礎(chǔ)上, 研制出一種更新興的機械手,運動系統(tǒng)仿造坦克炮塔,臂可以回轉(zhuǎn)、俯仰、伸縮,用液壓驅(qū)動;控制系統(tǒng)用磁鼓做儲存裝置。這個機械手對機械手的發(fā)展有著深遠的意義, 日后的不少球面坐標式機械手就是在這個基礎(chǔ)上發(fā)展起來的;同一年該公司和普曼公司合并成重組為萬能制動公司,專門生產(chǎn)工業(yè)機械手。雖然上述機械手出現(xiàn)在六十年代初,但都是國外機械手發(fā)展的重要基礎(chǔ)。在機械手得到一定程度的發(fā)展后,從 60 年代后期起,噴漆、弧焊工業(yè)機器人相繼在生產(chǎn)中開始應(yīng)用。1978 年美國 Unimate 公司和斯坦福大學、麻省理工學院聯(lián)合研制出一種 Unimation-Vic.arm 型工業(yè)機械手, 裝有小型電子計算機進行控制,用于裝配作業(yè)。聯(lián)邦德國機器制造業(yè)是從 1970 年開始應(yīng)用機械手,主要用于起重運輸、焊接和設(shè)備的上下料等作業(yè)。我國工業(yè)機械手的研究與開發(fā)起步較晚,比歐美要晚 30 年左右,起步于上世紀70 年代,1972 年我國第一臺機械手在上海開發(fā)成功,隨之全國各省都開始研制和應(yīng)用機械手。從第七個五年計劃開始,我國政府更加加大了對工業(yè)機器人的重視程度, 并且為此項目投入了大量的資金,在眾多學者及研究人員的參與下,研究開發(fā)并且制造了一系列的工業(yè)機器人,其中有由北京機械自動化研究所設(shè)計制造的噴涂機器人, 廣州機床研究所和北京機床研究所合作設(shè)計制造的點焊機器人,大連機床研究所設(shè)計制造的氬弧焊機器人,沈陽工業(yè)大學設(shè)計制造的裝卸載機器人等等。這些機器人的控制器,都是由中國科學院沈陽自動化研究所和北京科技大學機器人研究所開發(fā)的。與此同時,一系列的機器人關(guān)鍵部件也被開發(fā)出來,如機器人專用軸承,減震齒輪,直流伺服電機,編碼器等。目前工業(yè)機械手在國內(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,又便于更換工件,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。此外還應(yīng)大力研究伺服型、記憶再現(xiàn)型,以及具有觸覺、視覺等性能的機械手,并考慮與計算機連用,逐步成為整個機械制造系統(tǒng)中的一個基本單元。在國外機械制造業(yè)中工業(yè)機械手應(yīng)用較多,發(fā)展較快。目前主要用于機床、橫鍛壓力機的上下料,以及點焊、噴漆等作業(yè),它可按照事先指定的作業(yè)程序來完成規(guī)定的操作。此外,國外機械手的發(fā)展趨勢是大力研制具有某種智能的機械手。使它具有一定的傳感能力,能反饋外界條件的變化,作相應(yīng)的變更。如位置發(fā)生稍許偏差時, 即能更正并自行檢測,重點是研究視覺功能和觸覺功能。目前已經(jīng)取得一定成績。視覺功能即在機械手上安裝有電視照相機和光學測距儀(即距離傳感器)以及微型計算機。工作時電視照相機將物體形象變成視頻信號,然后送給計算機,以便分析物體的種類、大小、顏色和位置,并發(fā)出指令控制機械手進行工作。觸覺功能即是在機械手上安裝有觸覺反饋控制裝置。工作時機械手首先伸出手指尋找工作,通過安裝在手指內(nèi)的壓力敏感元件產(chǎn)生觸覺作用,然后伸向前方,抓住工件。手的抓力大小通過裝在手指內(nèi)的敏感元件來控制,達到自動調(diào)整握力的大小。總之,隨著傳感技術(shù)的發(fā)展機械手裝配作業(yè)的能力也將進一步提高。更重要的是將機械手、柔性制造系統(tǒng)和柔性制造單元相結(jié)合,從而根本改變目前機械制造系統(tǒng)的人工操作狀態(tài)。隨著機械手的發(fā)展,人們也對機械手的應(yīng)用與發(fā)展提出了更高的要求,一是重復(fù)高精度,精度是指機械手到達指定點的精確程度,它與驅(qū)動器的分辨率以及反饋裝置密切相關(guān)。重復(fù)精度是指如果動作重復(fù)多次,機械手到達同樣位置的精確程度。顯然, 重復(fù)精度比精度更重要;二是模塊化,有的公司把帶有系列導(dǎo)向驅(qū)動裝置的氣動機械手稱為簡單的傳輸技術(shù),而把模塊化拼裝的氣動機械手稱為現(xiàn)代傳輸技術(shù)。模塊化拼裝的氣動機械手比組合導(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氣管的導(dǎo)向系統(tǒng)裝置,使機械手運動自如。由于模塊化氣動機械手的驅(qū)動部件采用了特殊設(shè)計的滾珠軸承,使它具有高剛性、高強度及精確的導(dǎo)向精度。優(yōu)良的定位精度也是新一代氣動機械手的一個重要特點。模塊化氣動機械手使同一機械手可能由于應(yīng)用不同的模塊而具有不同的功能,擴大了機械手的應(yīng)用范圍,是氣動機械手的一個重要的發(fā)展方向;三是無給油化,無給油化是個新提出的概念,主要是為了適應(yīng)食品、醫(yī)藥、生物工程、電子、紡織、精密儀器等行業(yè)的無污染要求,不加潤滑脂的不供油潤滑元件已經(jīng)問世。隨著材料技術(shù)的進步,新型材料(如燒結(jié)金屬石墨材料)的出現(xiàn), 構(gòu)造特殊、用自潤滑材料制造的無潤滑元件,不僅節(jié)省潤滑油、不污染環(huán)境,而且系統(tǒng)簡單、摩擦性能穩(wěn)定、成本低、壽命長;四是機電氣一體化,機電氣一體化的核心思想在于發(fā)展與電子技術(shù)相結(jié)合的自適應(yīng)控制氣動元件,使氣動技術(shù)從“開關(guān)控制” 進到高度的“反饋控制”,大大提高了系統(tǒng)的可靠性。二、論文(設(shè)計)研究的內(nèi)容1.重點解決的問題機械手總裝結(jié)構(gòu)設(shè)計,機械手驅(qū)動結(jié)構(gòu)的設(shè)計,機械手手部、腕部、臂部結(jié)構(gòu)設(shè)計,機械手升降機構(gòu)的結(jié)構(gòu)設(shè)計,機械手的驅(qū)動控制。2. 擬開展研究的幾個主要方面(論文寫作大綱或設(shè)計思路)(1) 選擇機械手基本形式;(2) 采用合適的坐標式實現(xiàn)相關(guān)功能;(3) 設(shè)計自動上料機械手的驅(qū)動機構(gòu);(4) 選定機械手手部抓取的方案、腕部的回轉(zhuǎn)范圍、速度及機構(gòu)的選定,臂部回轉(zhuǎn),升降,伸縮的方案及結(jié)構(gòu)的選定;(5) 對總體的布局及裝配設(shè)計;(6) 對機械手內(nèi)的零件進行疲勞強度以及接觸應(yīng)力的安全系數(shù)校核。3.本論文(設(shè)計)預(yù)期取得的成果(1) 一套完整的立式精鍛機自動上料機械手三維模型以及其二維零件圖、裝配圖(2) 一份立式精鍛機自動上料機械手的設(shè)計說明書(3) 一篇外文文獻翻譯三、論文(設(shè)計)工作安排1. 擬采用的主要研究方法(技術(shù)路線或設(shè)計參數(shù));采用三維設(shè)計軟件完成立式精鍛機自動上料機械手的設(shè)計,包括機械手總裝結(jié)構(gòu)設(shè)計、機械手手部、腕部、臂部結(jié)構(gòu)設(shè)計、機械手升降機構(gòu)的結(jié)構(gòu)設(shè)計。本設(shè)計的機械手用于軸類零件精鍛自動生產(chǎn)線上,將加熱后的坯料從運輸車上取下搬運到立式精鍛機上。機械手固定安裝在 JD100 立式精鍛機前。設(shè)計參數(shù):(1) 抓重:60 公斤(2) 坐標形式:圓柱坐標(3) 自由度數(shù):4 個(4) 最大工作半徑:1700mm(5) 手臂最大中心高:2300mm(6) 手臂運動參數(shù):手臂伸縮范圍 0-500mm手臂伸縮速度 伸出 176mm/s縮回 233mm/s0-600mm手臂升降速度 上升 100mm/s下降 150mm/s手臂升降范圍 0-600mm手臂回轉(zhuǎn)范圍 0-200(實際使用為 95 ) 手臂回轉(zhuǎn)速度 60/s(7) 手腕運動參數(shù):手腕回轉(zhuǎn)范圍:0-180 手腕回轉(zhuǎn)速度:201/s2. 論文(設(shè)計)進度計劃第 1 周:布置畢業(yè)設(shè)計任務(wù)確定立式精鍛機自動上下料機械手三維設(shè)計的選題第 2 周:根據(jù)立式精鍛機自動上下料機械手三維設(shè)計的課題查閱相關(guān)參考文獻第 3 周:準備自動上下料機械手開題報告材料第 4 周:撰寫本課題開題報告,準備開題答辯第 5 周:查閱關(guān)于機械手的文獻并進行自動上下料機械手的方案設(shè)計第 6 周:根據(jù)方案完成自動上下料機械手的結(jié)構(gòu)設(shè)計第 7 周:自動上下料機械手中部分零件三維設(shè)計和建模第 8 周:自動上下料機械手中部分零件三維設(shè)計和建模第 9 周:自動上下料機械手中部分零件三維設(shè)計和建模第 10 周:將完成的機械手的三維零件進行裝配,完成自動上下料機械手裝配圖第 11 周:完善并修改自動上下料機械手的裝配圖及其零件圖第 12 周:完成自動上下料機械手的設(shè)計說明書和英文文獻的翻譯第 13 周:完善并修改自動上下料機械手的設(shè)計說明書和英文文獻的翻譯第 14 周:上交自動上下料機械手說明書,英文文獻的翻譯及其三維裝配圖、零件圖等所有材料,并進行論文答辯四、需要閱讀的參考文獻1 張俊.基于視覺定位的自動上下料機械手系統(tǒng)研究D.石家莊:石家莊鐵道大學,2012.2 郭洪武.淺析機械手的應(yīng)用和發(fā)展趨勢J.中國西部科技,2012,11(10):3+12.3 馮崇.工業(yè)機器人運動分析及控制研究D.洛陽:河南科技大學,2015.4 吳振彪,王正家.工業(yè)機器人第二版M.武漢:華中科技大學出版社,2006.5 劉奇.淺談工業(yè)機械手的設(shè)計措施J.技術(shù)與市場,2017,24(11):178.6 張 金 萍 . 基 于 自 動 上 料 機 械 手 的 液 壓 傳 動 系 統(tǒng) 設(shè) 計 J. 制 造 業(yè) 自 動化,2013,35(21):153-156.7 歐洋,高禎,李連強.工業(yè)機械手結(jié)構(gòu)設(shè)計分析J.工業(yè)控制計算機,2017,30(06):81-82.8 丁錦宏,張慧.可編程控制器在數(shù)控車床自動上料機械手中的應(yīng)用J.常州信息職業(yè)技術(shù)學 院學報,2014,13(05):17-19.9 龔仲華.論工業(yè)機器人、數(shù)控機床和機械手J.機床與液壓,2016,44(15):30-32+91. 10熊幸明,曹才開.一種工業(yè)機械手的 PLC 控制J.微計算機信息,2006,22(11):120-122.11李斌.鈑金沖壓自動上下料機械手的研究與開發(fā)J.現(xiàn)代制造技術(shù)與裝備,2017(02):49-50. 12濮良貴,陳國定,吳立言.機械設(shè)計第九版M.北京:高等教育出版社,2006.13 王戰(zhàn)中,張俊,季紅艷.自動上下料機械手運動學分析及仿真J.機械設(shè)計與制造,2012(05):244-246.14 趙罘,楊曉晉,劉玥.SolidWorks 機械設(shè)計從零開始 2014 中文版M.北京:電子工業(yè)出版社,2014.15 Alberto Brunete,Ernesto Gambao,Jukka Koskinen,Tapio Heikkil,Stefan Anton.Hard material small-batch industrial machining robotR.Robotics and Computer-Integrated Manufacturing.In press,corrected proof.Nov.17th,2017.16 Ali Marwan,Milan Simic,Fadi Imad.Calibration method for articulated industrial robotsR.Procedia Computer Science.Volume 112,2017,1601-1610.17 Alexandr Klimchik,Alexandre Ambiehl,Sbastien.Efficiency evaluation of robots in machining applications using industrial performance measureR.Robotics and Computer-Integrated Manufacturing.Volume 48,December 2017,12-29.附:文獻綜述或報告文獻綜述機械制造自動化是制造業(yè)在長期發(fā)展中追求的目標之一,采用自動化技術(shù),不僅可以大大降低勞動強度,還可以提高產(chǎn)品質(zhì)量,讓企業(yè)更加適應(yīng)市場,提高競爭力。因此,機械手便是機械制造自動化所追求的一種高科技自動生產(chǎn)設(shè)備。機械手是指能模仿人手和臂的某些動作功能,用以按固定程序抓取、搬運物件或操作工具的自動操作裝置。機械手是最早出現(xiàn)的工業(yè)機器人,也是最早出現(xiàn)的現(xiàn)代機器人,它可代替人的繁重勞動以實現(xiàn)生產(chǎn)的機械化和自動化,能在有害環(huán)境下操作以保護人身安全,因而廣泛應(yīng)用于機械制造、冶金、電子、輕工和原子能等部門。目前, 機械手的種類大至可按驅(qū)動方式分為液壓式、氣動式、電動式、機械式機械手;按適用范圍可分為專用機械手和通用機械手兩種;按運動軌跡控制方式可分為點位控制和連續(xù)軌跡控制機械手等。隨著我國經(jīng)濟的騰飛,國家在工業(yè)方面也得到了迅猛發(fā)展, 機械手作為工業(yè)生產(chǎn)中非常重要的一種工具,對其技術(shù)的不斷突破也變得日趨重要, 隨著制造業(yè)發(fā)展,機器人技術(shù)的應(yīng)用越來越普遍,勞動成本的增高和制造業(yè)自動化、智能化的進程加快進一步加快了工業(yè)機器人的研究和應(yīng)用。機械手由三大部分(機械部分,傳感部分,控制部分)及六個子系統(tǒng)(驅(qū)動系統(tǒng),機械結(jié)構(gòu)系統(tǒng),感受系統(tǒng),機器人-環(huán)境交互系統(tǒng),人機交互系統(tǒng),控制系統(tǒng))所組成。從 1960 年由通用電氣公司設(shè)計制造的造型為兩只手指的爪狀物開始,即為以后的各類機械手打下了基礎(chǔ),到現(xiàn)在為止美國的宇航局(NASA)、哈佛大學和耶魯大學, 日本的東京大學在機械手的研究上都取得了不小的突破。我國機械手的研究比較晚但是也做了很多工作,國防科技大學、哈爾濱工業(yè)大學也研制出了多指靈巧手。尤其是哈爾濱工業(yè)大學機器人研究所研制的“仿人型機器人靈巧手”,2006 年 5 月亮相德國慕尼黑國際機器人及自動化展覽會,以其精美的外觀、可靠的軟硬件系統(tǒng)等贏得了眾多參觀者的贊賞,并率先進入了國際市場。由此可見,目前多數(shù)國家和企業(yè)高校都在對仿人機械手進行研究與設(shè)計。在對機械手進行設(shè)計時,首先要根據(jù)所得的參數(shù)進行設(shè)計。不同的驅(qū)動方式會有不同的使用功能,所產(chǎn)生的壓力大小,安全性能,氣動元件工作壓力高低也有差異。此外,還要充分考慮到維修便捷性,造價成本,操作產(chǎn)生的噪音等問題。傳統(tǒng)機械手大多采用機械傳動方式,由于機械式傳動系統(tǒng)中包含變速箱、驅(qū)動橋等體積較大部件使得機械手體積大、運動不穩(wěn)定。驅(qū)動方式一般分為液壓驅(qū)動和氣壓驅(qū)動兩種,液壓傳動系統(tǒng)因具有體積小、重量輕、可以實現(xiàn)無級變速且調(diào)速范圍寬、低速穩(wěn)定性好等特點。但液壓驅(qū)動也存在缺點如密封問題較大、只適用于重載、低俗驅(qū)動的機器人等。氣壓驅(qū)動系統(tǒng)具有輸出功率大、響應(yīng)速度較高、控制簡單直接的優(yōu)點,便于減少可能錯誤環(huán)節(jié),減少誤差,提高精準度。但其精度低,阻尼效果差,低速、控制難度過大, 控制成本過高,實現(xiàn)高精度控制不易。白城職業(yè)技術(shù)學院張金萍教授在對自動上料機械手的液壓傳動系統(tǒng)設(shè)計中,基于自動上料機械手作業(yè)環(huán)境特點,從經(jīng)濟性、可控性、可靠性等角度考慮,采用了雙泵供油四輪對稱驅(qū)動方案。系統(tǒng)主要由 1 個變量軸向柱塞雙聯(lián)泵和 4 個斜盤式軸向柱塞變量馬達和行星減速器組成的車輪馬達組成。采用 X 型連接。該液壓系統(tǒng)主要由雙聯(lián)變量泵、變量馬達、補油泵、變量油缸、安全閥、單向閥、溢流閥等組成。作為閉式回路,當液壓馬達進行正反轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)換時,工作油路的高低壓也將會發(fā)生互換,因此在油路的兩個方向都必須設(shè)置安全閥,用來雙向限制系統(tǒng)的最高工作壓力。此外,系統(tǒng)中還設(shè)置了壓力切斷閥,當閉式回路中出現(xiàn)異常高壓時,壓力切斷閥將高壓端與油箱連通,保證液壓系統(tǒng)的安全。因此,其可靠性、穩(wěn)定性較高,可以自動實現(xiàn)前進、后退、快慢的控制、無級變速且調(diào)速范圍寬。由于組成此系統(tǒng)零件都較為常見,因此,降低了制造成本與控制成本。在控制系統(tǒng)上,工業(yè)機器人一般都有獨立的控制器、驅(qū)動系統(tǒng)和操作界面,可進行手動、自動操作和編程,因此,它是一種可獨立運行的完整設(shè)備,可通過自身的控制系統(tǒng)來實現(xiàn)所需的功能。整個機械手的控制,可以根據(jù)該機械手的工作特點,采用步進順序控制方式,使程序簡化,便于調(diào)試。常州信息職業(yè)技術(shù)學院的丁錦宏,張慧在可編程控制器在數(shù)控車床自動上料機械手中的應(yīng)用一文中,介紹了數(shù)控車床自動上料機械手的工作要求和結(jié)構(gòu),分析了步進電機的控制原理和實現(xiàn)方法,提出了基于 PLC 的控制系統(tǒng)方案。根據(jù)機械手的工作過程,設(shè)計了順序控制功能圖。機械手在送料位置時,手爪中心( 即工件中心) 的位置精度取決于轉(zhuǎn)臂的旋轉(zhuǎn)精度和氣缸的位置精度。一般,氣缸的位置控制是利用行程開關(guān)來實現(xiàn),但這種方法的定位精度較差。該機械手使用步進電機定位系統(tǒng)控制轉(zhuǎn)臂的旋轉(zhuǎn),提高手爪的定位精度。PLC 對步進電機的控制有三個方面。一是電機轉(zhuǎn)角控制,轉(zhuǎn)角與所輸入的控制脈沖數(shù)成正比; 二是電機轉(zhuǎn)速控制,該機械手轉(zhuǎn)臂的旋轉(zhuǎn)速度等于步進電機的轉(zhuǎn)速,而步進電機的轉(zhuǎn)速取決于輸入脈沖的頻率;三是電機旋轉(zhuǎn)方向控制,步進電機的轉(zhuǎn)向通過改變步進電機各繞組的通電順序來實現(xiàn)。因此,根據(jù)實際情況,選取合適的轉(zhuǎn)速,從而確定 PLC 輸出的脈沖頻率。系統(tǒng)選用三菱 FX1N-14MR-0001 PLC 作為控制器,選用安川 CA4050 步進驅(qū)動器、安川 42HD0402 步進電機作為控制對象;用三菱 PLC 作為控制核心, 采用步進電機以及氣缸實現(xiàn)了數(shù)控機床上料機械手的控制方案。在車床加工的同時進行取料,并在靠近上料位置等待取料結(jié)束,從而縮短上料時間。操作人員只需在計算機控制界面完成相關(guān)工作參數(shù)的設(shè)置即可對機械手進行控制。利用機械手來實現(xiàn)自動上下料功能,進而實現(xiàn)整個生產(chǎn)線的自動化,提高生產(chǎn)效率,節(jié)約人力資源。李斌在鈑金沖壓自動上下料機械手的研究與開發(fā)一文中,通過利用齒輪齒條傳動機構(gòu)來代替其自動滑塊機構(gòu),配備有傳送帶、電機來實現(xiàn)左右移動的功能。將電機固定在機架傳動側(cè),通過齒輪齒條傳動借助導(dǎo)軌,實現(xiàn)機械手在水平和豎直方向上的運動。目前該系統(tǒng)可以完成對 2mm 厚、3kg 重的板料完成沖壓工作。整個生產(chǎn)線在運行過程中送料精度高,同時運行過程較為平穩(wěn),并無太大噪音產(chǎn)生。由此可以看出,機械手運行自動化程度高,性能可靠,穩(wěn)定性,效率高,操作簡便,控制精準, 有著良好的動態(tài)性能?;跈C械手的作用及功能,需要詳細分析機械手的結(jié)構(gòu),并運用 D-H 參數(shù)法建立該機械手的運動學方程。與此同時,對于材料的疲勞強度以及接觸強度進行安全校核,機械中各零件力的傳遞,總是通過兩零件的接觸來實現(xiàn)。除了共形面相接觸的情況外,大量存在著異性曲面相接觸的情況;同時,由于機械手內(nèi)零件材料疲勞強度的特性,因此需要對零件的材料極限應(yīng)力進行安全系數(shù)的校核以及接觸應(yīng)力的校核。對機械手進行正運動學和逆運動學分析,通過計算驗證并校核。同時利用 SolidWorks 進行三維建模。Solidworks 的配置功能可以開發(fā)和管理一組有著不同尺寸、零部件或者其他參數(shù)的模型,運用配置可以的單一的文件中對零件或者裝配圖生成多個設(shè)計變化。系列零件設(shè)計表可以通過所提供的制定參數(shù),對配置進行驅(qū)動,以構(gòu)建多個不同配置的零件或裝配體。隨著我國工業(yè)化進程的加快,物料的移動、材料上下搬運、零部件的組裝已經(jīng)成為各個行業(yè)都普遍存在的加工環(huán)節(jié)。以自動上料機械手實現(xiàn)這些環(huán)節(jié)的自動化對提高所有行業(yè)的加工效率都具有重要作用。不過現(xiàn)在還存在一系列問題,例如:價格昂貴, 實時性不理想,設(shè)備笨重,并且大都停留在實驗階段,這些都制約其在實際當中的應(yīng)用。目前,工業(yè)機械手主要用于機床加工、鑄造、熱處理等方面,但是無論數(shù)量、品種和性能方面還是不能滿足工業(yè)發(fā)展的需要。這也是我國目前工業(yè)機械手還需改進之處。11指導(dǎo)教師評閱意見(對選題情況、研究內(nèi)容、工作安排、文獻綜述等方面進行評閱)審核簽字:年月日意見教研室主任意見簽字:年月日學院教學指導(dǎo)委員會意見簽字:年月日公章:
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