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湖南工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(論文)開題報告
題 目
汽車零件加工自動線上的多功能機(jī)械手的設(shè)計
學(xué)生姓名
劉世平
班級學(xué)號
機(jī)本1007班10201420716
專業(yè)
機(jī)械設(shè)計制造及自動化
一、本課題研究的背景目的和意義
工業(yè)機(jī)械手是近十年發(fā)展起來的一種高科技自動化生產(chǎn)設(shè)備。工業(yè)機(jī)械手是工業(yè)機(jī)器人的一個重要分支它的特點(diǎn)是可以通過編程來完成各種預(yù)期的作業(yè)任務(wù)，早構(gòu)造和性能上兼具有人和機(jī)器各自的優(yōu)點(diǎn)，尤其體現(xiàn)了人的智能和適應(yīng)性。機(jī)械手祖業(yè)的準(zhǔn)確性和各種環(huán)境中完成作業(yè)的能力，在國民經(jīng)濟(jì)各領(lǐng)域中有著廣闊的發(fā)展前景。
機(jī)械手是在機(jī)械化、自動化生產(chǎn)過程中發(fā)展起來的一種新型裝置。在現(xiàn)代生產(chǎn)中，機(jī)械手被廣泛的運(yùn)用于自動生產(chǎn)線中，機(jī)器人的研制和生產(chǎn)已成為高技術(shù)領(lǐng)域內(nèi)迅速發(fā)展起來的一門新興的技術(shù)，它更加促進(jìn)了機(jī)械手的發(fā)展，使得機(jī)械手能更好的實現(xiàn)與機(jī)械化和自動化的有機(jī)結(jié)合。機(jī)械手雖然目前還不如人手那樣靈活，但它具有能不斷重復(fù)工作和勞動，不知疲勞，不怕危險，抓舉重物的力量比人手力大的特點(diǎn)，因此，機(jī)械手已受到許多部門的重視，并越來越廣泛的得到了應(yīng)用。
在機(jī)械工業(yè)中，工業(yè)機(jī)械手的意義可以概括如下：
1、以提高生產(chǎn)過程中的自動化程度
2、以改善勞動條件，避免人身事故
3、可以減輕人力，并便于有節(jié)奏的生產(chǎn)
二、機(jī)械手的現(xiàn)狀和發(fā)展前景及方向
隨著工業(yè)生產(chǎn)效率的提高以及PLC在機(jī)械控制方面的廣泛應(yīng)用，機(jī)械手已逐步代替工人手工的操作，在工廠車間得到了廣泛的應(yīng)用。
就目前來看，總的來說機(jī)械手的發(fā)展前景及方向：
a) 重復(fù)高精度
精度是指機(jī)器人的機(jī)械手到達(dá)指定點(diǎn)的精確程度，它與驅(qū)動器的分辨率以及反饋裝置有關(guān)。重復(fù)精度是指如果動作重復(fù)多次，機(jī)械手達(dá)到同樣位置的精確程度。重復(fù)精度比精度更重要，如果一個機(jī)器人定位不夠準(zhǔn)確，通常會顯示一個固定誤差，這個誤差是可預(yù)測的，因此可以通過編程予以校正。重復(fù)精度限定的是一個隨機(jī)誤差的范圍，它通過一定次數(shù)的重復(fù)運(yùn)行來測定。隨著微電子技術(shù)和現(xiàn)代控制技術(shù)的發(fā)展，機(jī)械手的重復(fù)定位精度將越來越高，它的應(yīng)用領(lǐng)域也將更廣闊，如核工業(yè)和軍事工業(yè)等。
b) 模塊化
有的公司把帶有系列導(dǎo)向驅(qū)動裝置的機(jī)械手稱為簡單的傳輸技術(shù)，而把模塊化拼裝的機(jī)械手稱為現(xiàn)代傳輸技術(shù)。模塊化拼裝的機(jī)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油管的導(dǎo)向系統(tǒng)裝置，使機(jī)械手運(yùn)動自如。模塊化機(jī)械手是同一機(jī)械手可能由于應(yīng)用不同模塊而具有不同功能，擴(kuò)大了機(jī)械手的應(yīng)用范圍，是機(jī)械手的一個重要的發(fā)展方向。
c) 機(jī)電一體化
由“可編程控制器-傳感器-液壓元件”組成的典型的控制系統(tǒng)仍然是自動化技術(shù)的重要方面；發(fā)展與電子技術(shù)相結(jié)合的自適應(yīng)控制液壓元件，使液壓技術(shù)從“開關(guān)控制”進(jìn)入到高精度的“反饋控制”；省配線的復(fù)合集成系統(tǒng)，不僅減少配線、配管和元件，而且拆裝簡單，大大提高了系統(tǒng)的可靠性。而今，電磁閥的線圈功率越來越小，而PLC的輸出功率在增大，由PLC直接控制線圈變得越來越可能。隨著科學(xué)與技術(shù)的發(fā)展，機(jī)械手的應(yīng)用領(lǐng)域也不斷擴(kuò)大。目前，機(jī)械手不僅應(yīng)用于傳統(tǒng)制造業(yè)，如：采礦、冶金、石油、化學(xué)、船舶等領(lǐng)域，同時也已開始擴(kuò)大到核能、航空、航天、醫(yī)藥、生化等高科技領(lǐng)域以及家庭清潔，醫(yī)療康復(fù)等服務(wù)業(yè)領(lǐng)域中。機(jī)械手廣泛應(yīng)用于各行各業(yè)。而且，隨著人類生活水平的提高及文化生活的日益豐富多彩，未來各式各樣的機(jī)械手將不斷應(yīng)用于各行各業(yè)。
三、擬采取的研究方法、技術(shù)路線、實驗方案
1、收集相關(guān)資料，并對現(xiàn)有資料進(jìn)行可行性研究分析，進(jìn)而分析自己完成本課題還存在哪些問題，除了現(xiàn)有的知識還應(yīng)具備哪些知識。
2、選定自己適合和熟悉的制圖軟件，對選定的工具進(jìn)行深入的學(xué)習(xí)及具體實踐。
3、對驅(qū)動油路進(jìn)行仔細(xì)研究，了解液壓驅(qū)動原理，繪制油路圖。
4、機(jī)械手結(jié)構(gòu)分析，根據(jù)要求設(shè)計出合理輕便的機(jī)械手。
5、用CAD軟件繪制出設(shè)計的機(jī)械手裝配圖以及相關(guān)零件圖。
6、對相關(guān)資料進(jìn)行整理，并總結(jié)此次設(shè)計的得失，為以后的設(shè)計打基礎(chǔ)。
四、研究計劃安排及預(yù)期效果
2014年3月---------上網(wǎng)搜索資料了解發(fā)展機(jī)械手的科學(xué)意義，國內(nèi)外研究概況、水平和發(fā)展趨勢以及應(yīng)用前景等，為自己設(shè)計定下初步目標(biāo)和方向。參閱外文文獻(xiàn)并翻譯一篇，并完成開題報告。
2014年3月---------收集相關(guān)資料，進(jìn)行整體結(jié)構(gòu)方案的設(shè)計，不但要滿足功能要求，而且追求結(jié)構(gòu)簡單、傳動布置合理，噪聲低，安全可靠，操作和維護(hù)方便等，并同時考慮驅(qū)動液壓缸的安裝位置來設(shè)計好接口。
2014年4月--------- 擬定機(jī)械手的總體設(shè)計方案，對機(jī)械手各部件進(jìn)行全面細(xì)致的設(shè)計，使其能完成自動取料和下料的運(yùn)動需要。
2014年5月--------使用CAD繪制上料機(jī)械手結(jié)構(gòu)設(shè)計圖、裝配圖、以及液壓原理圖等，并完成設(shè)計說明書一份。
指導(dǎo)教師批閱意見
指導(dǎo)教師(簽名)： 年 月 日