蘋果裝箱機(jī)械手設(shè)計(jì)-含開題報(bào)告【8張CAD圖紙及說明書全套】【YC系列】
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南京理工大學(xué)泰州科技學(xué)院
畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文)開題報(bào)告
學(xué) 生 姓 名:
張廣濟(jì)
學(xué) 號:
1201010160
專 業(yè):
機(jī)械工程及自動化
設(shè)計(jì)(論文)題目:
蘋果裝箱機(jī)械手設(shè)計(jì)
指 導(dǎo) 教 師:
胡小秋
2016年1月11日
畢 業(yè) 設(shè) 計(jì)(論 文)開 題 報(bào) 告
1.結(jié)合畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文)課題情況,根據(jù)所查閱的文獻(xiàn)資料,每人撰寫
2000字左右的文獻(xiàn)綜述:
文 獻(xiàn) 綜 述
摘要 裝箱機(jī)械手控制系統(tǒng)的研究是近代自動控制領(lǐng)域中出現(xiàn)的一項(xiàng)新技術(shù),并巳成為現(xiàn)代機(jī)械制造生產(chǎn)系統(tǒng)中的一個重要組成部分。本文從工作原理和工作結(jié)構(gòu)方面介紹了裝箱機(jī)械手,對控制系統(tǒng)做了簡要說明,并從歷史發(fā)展角度談了裝箱機(jī)械手對現(xiàn)代工業(yè)應(yīng)用的積極意義與優(yōu)勢。
關(guān)鍵詞 裝箱機(jī)械手 工作原理 基本結(jié)構(gòu)
1 機(jī)械手的作用和意義
在機(jī)械工業(yè)中,應(yīng)用機(jī)械手的意義可以概括如下:
一、以提高生產(chǎn)過程中的自動化程度:應(yīng)用機(jī)械手有利于實(shí)現(xiàn)材料的傳送、工件的裝卸、刀具的更換以及機(jī)器的裝配等的自動化的程度,從而可以提高勞動生產(chǎn)率和降低生產(chǎn)成本?!?】二、以改善勞動條件,避免人身事故:在高溫、高壓、低溫、低壓、有灰塵、噪聲、臭味、有放射性或有其他毒性污染以及工作空間狹窄的場合中,用人手直接操作是有危險(xiǎn)或根本不可能的,而應(yīng)用機(jī)械手即可部分或全部代替人安全的完成作業(yè),使勞動條件得以改善。三、可以減輕人力,并便于有節(jié)奏的生產(chǎn):應(yīng)用機(jī)械手代替人進(jìn)行工作,這是直接減少人力的一個側(cè)面,同時(shí)由于應(yīng)用機(jī)械手可以連續(xù)的工作,這是減少人力的另一個側(cè)面。
綜上所述,有效的應(yīng)用機(jī)械手,是發(fā)展機(jī)械工業(yè)的必然趨勢
2 裝箱機(jī)械手及其發(fā)展
2.1裝箱機(jī)械手的工作原理
灌裝生產(chǎn)線上的機(jī)械手運(yùn)行在一個半環(huán)型的軌道上,如圖1所示。機(jī)械手有四種運(yùn)行模式:尋參考點(diǎn)、示教、手動、自動?!?】自動運(yùn)行模式中,機(jī)械手根據(jù)瓶子是否OK,箱子是否OK信號自動往復(fù)運(yùn)行于抓瓶子,放瓶子位置。抓瓶子過程中,如果瓶子OK,機(jī)械手就直接走向抓瓶位置,否則機(jī)械手將先走向平衡位置然后等待,直到瓶子OK。放瓶子過程和抓瓶過程相似,但是由于此時(shí)機(jī)械手負(fù)重,運(yùn)行分成三段速度,分別是speed1區(qū)低速,脫離該區(qū)起動瓶子傳送帶;Speed2高速;Speed3再低速,進(jìn)人該區(qū)停止箱子傳送帶?!?-5】
圖1 裝箱機(jī)械手工作原理示意圖
2.2 裝箱機(jī)械手的基本結(jié)構(gòu)
手部:機(jī)械手的手部是最重要的執(zhí)行機(jī)構(gòu),是用來握持的部件。如圖2所示。【6】
圖2 機(jī)械手手部機(jī)構(gòu)圖
腕部:是連接手部和臀部的部件,并可用來調(diào)節(jié)被抓物體的方位,以擴(kuò)大機(jī)械手的動作范圍,并使機(jī)械手變得更靈巧,適應(yīng)性更強(qiáng)。手腕有獨(dú)立的自由度?!?】
臀部:手臂部件是機(jī)械手的重要握持部件。它的作用是支撐腕部和手部,并帶動他們做空間運(yùn)動。【8】
行走機(jī)構(gòu) 有的工業(yè)機(jī)械手帶有行走機(jī)構(gòu),本課題的機(jī)械手不具有行走機(jī)構(gòu)。【9】
驅(qū)動機(jī)構(gòu) 驅(qū)動機(jī)構(gòu)是工業(yè)機(jī)械手的重要組成部分。【10】按照動力源分為液壓、氣壓、電動驅(qū)動三大類,根據(jù)需要,也可以將這三種基本類型合成復(fù)合式的驅(qū)動系統(tǒng)?!?1】
2.3 機(jī)械手控制系統(tǒng)
裝箱機(jī)械手的重要指標(biāo)有快速性、定位精度和平穩(wěn)性等?!?2】以煤餅生產(chǎn)線的裝箱工序?yàn)槔?, 機(jī)械手完成一次動作循環(huán)的時(shí)間僅3秒鐘左右 ,裝箱的定位精度需要控制在2 m m 之內(nèi)。單片微型計(jì)算機(jī)在功能上與單板微型計(jì)算機(jī)相當(dāng) , 且具有價(jià)格低廉、體積小結(jié)構(gòu)簡單/可靠性高等優(yōu)點(diǎn)。【13】機(jī)械手的信號定位是通過側(cè)位開關(guān)發(fā)出位置到達(dá)信號,待PLC收到該信號之后立即停發(fā)輸往步進(jìn)驅(qū)動器的脈沖,從而使步進(jìn)電機(jī)預(yù)定位置。【14】控制系統(tǒng)的硬件主要由伺服電機(jī)、伺服放大器、人機(jī)界面、現(xiàn)場執(zhí)行設(shè)備等組成?!?5】系統(tǒng)的通訊設(shè)計(jì)中,請求報(bào)文和響應(yīng)報(bào)文通過不斷循環(huán)地與伺服放大 器交換過程數(shù)據(jù)來對伺服放大器進(jìn)行控制。系統(tǒng)的軟件設(shè)計(jì)主要包括兩部分:PLC軟件和SEW伺服軟件。【16】
2.4 國內(nèi)外研究進(jìn)展與發(fā)展趨勢
機(jī)械手是一種模擬人手操作的自動機(jī)械。它可按固定程序抓取、搬運(yùn)物件或操持工具完成某些特定操作。【17】應(yīng)用機(jī)械手可以代替人從事單調(diào)、重復(fù)或繁重的體力勞動,實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)的機(jī)械化和自動化,代替人在有害環(huán)境下的手工操作,改善勞動條件,保證人身安全,因而廣泛應(yīng)用于機(jī)械制造、冶金、電子、輕工和原子能等部門。20世紀(jì)40年代后期,美國在原子能實(shí)驗(yàn)中,首先采用機(jī)械手搬運(yùn)放射性材料,人在安全間操縱機(jī)械手進(jìn)行各種操作和實(shí)驗(yàn)?!?8】50年代以后,機(jī)械手逐步推廣到工業(yè)生產(chǎn)部門,用于在高溫、污染嚴(yán)重的地方取放工件和裝卸材料,也作為機(jī)床的輔助裝置在自動機(jī)床、自動生產(chǎn)線和加工中心中應(yīng)用,完成上下料或從刀庫中取放刀具并按固定程序更換刀具等操作。我國工業(yè)機(jī)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(jì) 70 年代,1972 年我國第一臺機(jī)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(jī)械手。從第七個五年計(jì)劃(1986~1990 年)開始,我國政府大大加 大了對工業(yè)機(jī)器人的重視程度,并且為此項(xiàng)目投入大量的資 金,在眾多學(xué)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(jī)器人,與此同時(shí),一系列的機(jī)器人關(guān)鍵部件也被開發(fā)出來,如機(jī)器人專用軸承,減震齒輪,直流伺服電機(jī),編碼器等等。【19】
國外機(jī)械手的發(fā)展趨勢是大力研制具有某種智能的機(jī)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。重點(diǎn)是研究視覺功能和觸覺功能。隨著傳感技術(shù)的發(fā)展機(jī)械手裝配作業(yè)的能力也將進(jìn)一步提高,更重要的是將機(jī)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(jī)械制造系統(tǒng)的人工操作狀態(tài)?!?0】
3 結(jié)論
經(jīng)實(shí)踐證明, 裝箱機(jī)械手把工人從簡單重復(fù)勞動中解脫出來, 大大提高了裝箱的效率, 并且安全可靠, 對于改進(jìn)生產(chǎn)線, 提高生產(chǎn)率有很大幫助。同時(shí)有效解決了該工位工人的高強(qiáng) 度重復(fù)性勞動,降低了企業(yè)的用工成本,具有較好的推廣應(yīng)用價(jià)值。
參 考 文 獻(xiàn)
[1] 張憲民.工業(yè)機(jī)器人應(yīng)用基礎(chǔ)[M].北京:機(jī)械工業(yè)出版社,2015
[2]滕洪春. 工業(yè)機(jī)器人與機(jī)械手[M]. 北京: 電子工業(yè)出版社, 2015
[3] 龔振邦. 機(jī)器人機(jī)械設(shè)計(jì)[M]. 北京: 電子工業(yè)出版社, 1995
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[7] 劉光起.PLC技術(shù)及其應(yīng)用[M].北京:化學(xué)工業(yè)出版社,2007
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[9] 李瑞琴.機(jī)械原理[M].北京:國防工業(yè)出版社,2008
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[20] 郭洪武.淺析機(jī)械手的應(yīng)用與發(fā)展趨勢.2012.10.
畢 業(yè) 設(shè) 計(jì)(論 文)開 題 報(bào) 告
2. 本課題要研究或解決的問題和擬采用的研究手段(途徑):
1 本課題研究的問題
課題為軍工企業(yè)設(shè)計(jì)搬運(yùn)及裝箱機(jī)械手,替代人工,實(shí)現(xiàn)圓柱形火工品裝箱的機(jī)械化。充分利用箱內(nèi)空間,需要選擇一種最佳的擺放方式。并且設(shè)計(jì)出機(jī)械手夾持結(jié)構(gòu),并且要穩(wěn)定不得有震動,以便可以將其放入包裝箱內(nèi)。
2 本課題的研究方法擬采用的研究手段
(1)運(yùn)用CAD,PROE等,建立相關(guān)模型
(2)通過比較堆疊擺放和上下對齊的兩種蘋果擺放方式選擇出一種合適的裝箱方法。
(3)了解被夾持對象數(shù)據(jù)并設(shè)計(jì)出能最大夾持的結(jié)構(gòu)
(4)根據(jù)要求制定機(jī)械手運(yùn)行軌跡,確定工作行程。
(5)確定已制定方案的可行性,設(shè)計(jì)、計(jì)算、校核等等。
畢 業(yè) 設(shè) 計(jì)(論 文)開 題 報(bào) 告
指導(dǎo)教師意見:
1.對“文獻(xiàn)綜述”的評語:
2.對本課題的深度、廣度及工作量的意見和對設(shè)計(jì)(論文)結(jié)果的預(yù)測:
指導(dǎo)教師:
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