汽車前后橋半軸套管裝焊線搬運(yùn)機(jī)械手手爪的設(shè)計(jì)開題報告.doc

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畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文)開題報告 題目：汽車前后橋半軸套管裝焊線 搬運(yùn)機(jī)械手手爪的設(shè)計(jì) 1、畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）綜述（題目背景、研究意義及國內(nèi)外相關(guān)研究情況） 1.1題目背景、研究意義 對在日常的生產(chǎn)線工作中，裝卸工作主要由人工完成，對于生產(chǎn)企業(yè)來說，這種人工方式消耗的勞動強(qiáng)度較大，而且生產(chǎn)效率比較低，安全隱患大 生產(chǎn)工具是第一生產(chǎn)力，為了能夠提升企業(yè)生產(chǎn)線的工作效率，減少人工方式消耗的勞動成本，將生產(chǎn)線發(fā)展為柔性制造系統(tǒng)，應(yīng)該從實(shí)際的生產(chǎn)工藝出發(fā)，設(shè)計(jì)并且研究自動化控制裝卸機(jī)械手，以機(jī)械化代替人工化。 隨著科學(xué)技術(shù)的迅猛發(fā)展，生產(chǎn)力水平的不斷提高，人們對勞動強(qiáng)度和工作環(huán)境的要求也越來越高，石油化工、港口、食品等行業(yè)對裝卸質(zhì)量和效率的要求也越來越高，然而效率低下的人工裝卸阻礙了這些行業(yè)產(chǎn)量的提高，已不能滿足企業(yè)的需要，從而促進(jìn)了企業(yè)向現(xiàn)代化改造。目前國內(nèi)全自動裝卸設(shè)備主要依靠進(jìn)口，國產(chǎn)設(shè)備生產(chǎn)廠家相對較少，裝卸機(jī)器人技術(shù)不很成熟。我國人工裝卸的低效率與產(chǎn)量的日益提高之間的矛盾日益突出，因此，對裝卸機(jī)器人的研究具有重大的經(jīng)濟(jì)意義和現(xiàn)實(shí)意義。 1.2國內(nèi)外相關(guān)研究情況 1962年，美國AMF公司制造了世界上第一臺使用的示教再現(xiàn)型工業(yè)機(jī)器人。迄今為止，世界上對于工業(yè)機(jī)器人的研究、開發(fā)及應(yīng)用已經(jīng)經(jīng)歷了近50年的歷程，日本、美國、法國、德國的工業(yè)機(jī)器人產(chǎn)品已日趨完善和成熟。隨著現(xiàn)代科技的迅猛發(fā)展，工業(yè)機(jī)器人技術(shù)已經(jīng)廣泛地應(yīng)用于各個生產(chǎn)領(lǐng)域。 我國從20世紀(jì)70年代后期開始進(jìn)行工業(yè)機(jī)器人研究，當(dāng)時主要是局限于理論探討。真正進(jìn)行工業(yè)機(jī)器人的研究、開發(fā)及應(yīng)用是在“七五”計(jì)劃、“八五”計(jì)劃、“九五”計(jì)劃、“十五”計(jì)劃、“十一五”計(jì)劃時期，1986年我國開始實(shí)施“863高技術(shù)發(fā)展計(jì)劃”，該計(jì)劃將工業(yè)機(jī)器人作為一個重要的發(fā)展主題，并且投入了大量的資金進(jìn)行工業(yè)機(jī)器人研發(fā)，從而是我國的工業(yè)機(jī)器人研發(fā)得到了迅速的發(fā)展。 雖然近幾年我國的工業(yè)機(jī)器人市場發(fā)展迅猛，但是，我國工業(yè)機(jī)器人的發(fā)展水平與發(fā)達(dá)國家相比，總體上還存在著很大的差距，主要表現(xiàn)在工業(yè)機(jī)器人的擁有量遠(yuǎn)遠(yuǎn)不能滿足社會的需要，長期大量依靠從外國引進(jìn)。當(dāng)前，我國的工業(yè)機(jī)器人生產(chǎn)和應(yīng)用都是應(yīng)用戶的要求，“一個客戶，一次重新設(shè)計(jì)”品種規(guī)格多、批量小、零部件通用化程度低、供貨周期長、成本高，而且質(zhì)量、可靠性不穩(wěn)定。特別是加入WTO后，我國的工業(yè)機(jī)器人產(chǎn)業(yè)面臨越來越大的競爭和沖擊。因此，我國必須要加倍努力研究、開發(fā)及應(yīng)用各類工業(yè)機(jī)器人[1]。 2、本課題研究的主要內(nèi)容和擬采用的研究方案、研究方法或措施 2.1本課題研究的主要內(nèi)容 ⑴了解工業(yè)機(jī)器人的發(fā)展及其在工業(yè)生產(chǎn)中的應(yīng)用； ⑵通過調(diào)研，掌握常用機(jī)械手的基本結(jié)構(gòu)組成； ⑶本課題機(jī)械手的抓取對象為：半軸套管直徑為65-85mm,搬運(yùn)過程：，回轉(zhuǎn)角度為0-180抓重30kg； ⑷完成該機(jī)械手的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，繪制機(jī)械手裝配圖和關(guān)鍵零部件圖。 2.2研究方案 汽車前后橋半軸套管裝焊線搬運(yùn)機(jī)械手整體結(jié)構(gòu)按照人體仿生學(xué)， 汽車前后橋半軸套管裝焊線搬運(yùn)機(jī)械手主要部件分為機(jī)械手部，機(jī)械腕部以及機(jī)械臂部，只有合理的設(shè)計(jì)這3個關(guān)鍵部位，才能夠設(shè)計(jì)出完善的裝卸機(jī)械手。 機(jī)械手手部，機(jī)械手的手部應(yīng)該具有適當(dāng)?shù)膴A緊力和手部驅(qū)動力，手部應(yīng)該具有一定的張開范圍，機(jī)械手指應(yīng)該具有足夠的開閉角度，這樣才能便于抓取工件。 機(jī)械手腕部，腕部處于機(jī)械手手臂的最前端，它連同手部的靜動載荷均由臂部承擔(dān)，所以其內(nèi)部結(jié)構(gòu)直接影響閏土機(jī)械外文翻譯成品某寶dian到機(jī)械手臂部的設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)，因此在腕部設(shè)計(jì)的要點(diǎn)是結(jié)構(gòu)緊湊，并且其重量適輕。 機(jī)械手臂部，臂部是機(jī)械手主要的握持部件，它的主要作用是支撐腕部和手部，并帶動它們做空間運(yùn)動[2]。 (1) 機(jī)械手結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 按機(jī)械手手臂的不同運(yùn)動形式及其組合情況，其坐標(biāo)形式可分為直角坐標(biāo)形式、 圓柱坐標(biāo)形式、球坐標(biāo)形式和關(guān)節(jié)形式，如圖1所示： 圖1機(jī)械手坐標(biāo)形式圖 由于本機(jī)械手在裝卸時手臂具有升降、收縮及回轉(zhuǎn)運(yùn)動，且圓柱坐標(biāo)型位置精度高、運(yùn)動直觀、控制簡單、占地面積小，所以這里選圓柱坐標(biāo)型。 （2）機(jī)械手的手部設(shè)計(jì) 為了使機(jī)械手的通用性更強(qiáng)，把機(jī)械手的手部結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)成可更換結(jié)構(gòu)，當(dāng)工件是棒料時，使用夾持式手部；當(dāng)工件是板料時，使用氣流負(fù)壓式吸盤，由于本課題的工件是棒料，所以這里采用夾持式手部。 （3）機(jī)械手的手腕設(shè)計(jì) 考慮到機(jī)械手的通用性，同時由于被抓取工件是水平放置，因此手腕必須設(shè)有回轉(zhuǎn)運(yùn)動才可滿足工作的要求。因此，手腕設(shè)計(jì)成回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)，實(shí)現(xiàn)手腕回轉(zhuǎn)運(yùn)動的機(jī)構(gòu)是回轉(zhuǎn)液壓缸。 （4）機(jī)械手的手臂設(shè)計(jì) 按照抓取工件的要求，本機(jī)械手的手臂有三個自由度，及手臂的收縮、左右回轉(zhuǎn)和降運(yùn)動，手臂的回轉(zhuǎn)和升降運(yùn)動是通過立柱來實(shí)現(xiàn)的，立柱的橫向移動即為手臂的橫移，手臂的各種運(yùn)動由液壓缸來實(shí)現(xiàn)。 （5）機(jī)械手的機(jī)身設(shè)計(jì) 機(jī)身采用回轉(zhuǎn)與升降結(jié)構(gòu)機(jī)身，實(shí)現(xiàn)機(jī)身回轉(zhuǎn)采用液壓馬達(dá)驅(qū)動。 （6）機(jī)械手的驅(qū)動設(shè)計(jì) 由于液壓傳動系統(tǒng)的動作迅速，反應(yīng)靈敏阻力損失和泄漏較小，成本低廉因此本機(jī)械手采用液壓傳動方式。 （7）機(jī)械手的工件設(shè)計(jì) 由于本課題所要求的抓取對象半軸套管直徑為65-85mm，如圖2所示： 圖2半軸套管為65-85mm工件圖 2.3研究方法與措施 通過查找資料，對資料的學(xué)習(xí)，分別對所選定的方案進(jìn)行理論分析，可行性分析， 然后通過CAD繪制機(jī)械手的裝配圖與關(guān)鍵零部件圖。從中要發(fā)現(xiàn)問題，解決問題，讓機(jī)械手的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)更加的合理。 3、本課題研究的重點(diǎn)及難點(diǎn)，前期已開展工作 3.1本課題研究的難點(diǎn)與重點(diǎn) 通過合理的分析與設(shè)計(jì)，繪制和完成機(jī)械手的裝配圖與關(guān)鍵零部件圖，并滿足要求。 3.2前期已展開工作 通過查找資料，已經(jīng)了解機(jī)械手的結(jié)構(gòu)構(gòu)成，以及機(jī)械手手部、腕部、手臂的關(guān)系，為下一步的合理設(shè)計(jì)做好準(zhǔn)備。 4、本課題的工作方案及進(jìn)度計(jì)劃（按周次填寫） 第1-3周：查閱資料，了解結(jié)構(gòu)以及特點(diǎn)，完成基礎(chǔ)知識的積累并撰寫開題報告； 第4-6周：完成該裝卸機(jī)械手的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方案； 第7-11周：完成機(jī)械手結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)計(jì)算； 第12-15周：完成該機(jī)械手的裝配圖； 第16-18周：完成論文撰寫，準(zhǔn)備答辯。 指導(dǎo)教師意見（對課題的深度、廣度及工作量的意見） 指導(dǎo)教師： 年 月 日 所在系審查意見： 系主管領(lǐng)導(dǎo)： 年 月 日 參考文獻(xiàn) [1] 肖南峰等編著.工業(yè)機(jī)器人[M],北京:機(jī)械工業(yè)出版,2011.10-20. 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