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1、
長江大學工程技術學院
畢業(yè)設計(論文)開題報告
題 目 名 稱
注塑機自動取料機械手旋轉(zhuǎn)底座
系 部
機械系
專 業(yè) 班 級
機械61105
學 生 姓 名
吳琦
指 導 教 師
牧 青/講師
輔 導 教 師
牧 青/講師
開題報告時間
2014年11月10日
注塑機自動取料機械手旋轉(zhuǎn)底座的的設計
學 生:吳 琦,機械系
指導教師:牧 青,機械系
1、 題目來源
本課題是注塑機自動取料機械手旋轉(zhuǎn)底座的的設計。
工業(yè)機械手是一種模仿人體上肢部分功能,按照預定要求輸送工件或握持工具
2、進行操作的自動化技術設備,它可以代替手的繁重勞動,改善勞動條件,提高勞動生產(chǎn)率和自動化水平。有著廣闊的發(fā)展前途。本課題通過對機械手旋轉(zhuǎn)底座的設計提高PLC對機械手實現(xiàn)機械手的控制。
2、 研究(設計)目的和意義
機械工業(yè)是國民的裝備部,是為國民經(jīng)濟提供裝備和為人民生活提供耐用消費品的產(chǎn)業(yè)。機械工業(yè)的規(guī)模和技術水平是衡量國家經(jīng)濟實力和科學技術水平的重要標志。因此,世界各國都把發(fā)展機械工業(yè)作為發(fā)展本國經(jīng)濟的戰(zhàn)略重點之一。生產(chǎn)水平及科學技術的不斷進步與發(fā)展帶動了整個機械工業(yè)的快速發(fā)展?,F(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。然而在機械工業(yè)中,加工、裝配等生產(chǎn)是不連續(xù)的。單靠
3、人力將這些不連續(xù)的生產(chǎn)工序銜接起來,不僅費時而且效率不高。同時人的勞動強度非常大,有時還會出現(xiàn)失誤及傷害。顯然,這嚴重影響制約了整個生產(chǎn)過程的效率和自動化程度。機械手的應用很好的解決了這一情況,它不存在重復的偶然失誤,也能有效的避免了人身事故。
在機械工業(yè)中在機械工業(yè)中,機械手旋轉(zhuǎn)底座的應用具有以下意義:
1、可以提高生產(chǎn)過程的自動化程度
應用機械手旋轉(zhuǎn)底座,有利于提高材料的傳送、工件的裝卸、刀具的更換以及機器的裝配等的自動化程度,從而可以提高勞動生產(chǎn)率,降低生產(chǎn)成本,進而降低對人力的依賴,加快實現(xiàn)工業(yè)生產(chǎn)機械化和自動化的步伐。
2、可以改善勞動條件、避免人身事
4、故
在高溫、高壓、低溫、低壓、有灰塵、噪聲、臭味、有放射性或有其它毒性污染以及工作空間狹窄等場合中,用人手直接操作是有危險或根本不可能的。而應用機械手旋轉(zhuǎn)底座可以更大范圍的、個好的代替人安全地完成作業(yè),大大地改善了工人的勞動條件。
3、可以減少人力,便于有節(jié)奏的生產(chǎn)
應用機械手旋轉(zhuǎn)底座可以提高機械手的活動自由度,提高生產(chǎn)效率,減輕工人的勞動強度,同時能更準確得控制生產(chǎn)的節(jié)拍,便于有節(jié)奏的進行生產(chǎn)。
3、 閱讀的主要參考文獻
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5、版社
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[7]李允文,《工業(yè)機械手設計》,第六版,機械工業(yè)出版社,1996.4
4、 國內(nèi)外現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢
在我國,西周時期的能工巧匠偃師就研制出能歌善舞的伶人,這是我國最早的關于機器人的記錄。機器人一詞是1920年由捷克作家卡雷爾.恰佩克在他的諷刺劇《羅莎姆的萬能機器人》種首先提出。現(xiàn)代機器人出現(xiàn)于20世紀中期,當時數(shù)字計算機已經(jīng)出現(xiàn),電子技術也
6、有了長足的發(fā)展,在產(chǎn)業(yè)領域出現(xiàn)了受計算機控制的可編程的數(shù)控機床,人類需要開發(fā)機械代替人手去勞動,在這一背景下,機器人技術的研發(fā)得到快速發(fā)展。 1959年,戴沃爾與美國發(fā)明家英格伯格聯(lián)手制造出第一臺工業(yè)機器人。 1967年,日本川崎重工公司和豐田公司分別從美國購買了工業(yè)機器人Unimation和Verstran的生產(chǎn)許可證。日本從此開始了機器人的研制。20世紀60年代,噴漆弧焊機器人問世并逐步發(fā)展應用于工業(yè)。 1969年,日本早稻田大學加藤一朗實驗室研發(fā)出第一臺雙腳走路機器人。他帶有視覺傳感器,能根據(jù)人的指令發(fā)現(xiàn)并抓取積木。 1979年,美國Unimation公司推出通用工業(yè)機器人,標志
7、著工業(yè)機器人技術已經(jīng)成熟。 1979年,日本山梨大學牧野洋發(fā)明了平面關節(jié)型SCARA機器人,該型機器人在以后裝配作業(yè)中得到廣泛的應用。
我國機器人技術起步較晚,從20世紀80年代初才開始。全國第一個機器人研究示范工程1986年在沈陽建成。目前我國已經(jīng)基本掌握了機器人設計制造技術、控制系統(tǒng)硬件和軟件設計技術、運動學和軌道規(guī)劃技術。開發(fā)出噴漆、弧焊、點焊、裝配、搬運等機器人。20世紀90年代中期,國6000m以下深水作業(yè)機器人試驗成功。以后近十年中,在步行機器人、精密裝配機器人、多自由度關節(jié)機器人的研制等國際前沿領域,我國逐步縮小了與世界先進水平的差距。但是,目前,機械手大部分還屬于第一代,主
8、要依靠人工控制。第二代機械手設有微型電子計算控制系統(tǒng),具有視覺、觸覺能力,甚至聽、想的能力。研究安裝各種傳感器,把感覺到的信息反饋,使機械手具有感覺機能。
研究意義:本課題涉及到機械技術、電子技術、氣動技術等多個學科。通過本課題的工作,不僅可以實現(xiàn)注塑機自動取料機械手的單片機控制,而且對于多學科交叉、滲透與交流有積極的促進作用。
由于注塑機專用機械手能夠大幅度的提高生產(chǎn)率和降低生產(chǎn)成本,能夠穩(wěn)定和提高注塑產(chǎn)品的質(zhì)量,避免因人為的操作失誤而造成的損失。因此,注塑機專用機械手在注塑生產(chǎn)中的作用變得越來越重要。目前國內(nèi)的機械手類型比較簡單,且大都用于取件。隨著注塑成型工業(yè)的發(fā)展,以后將有越
9、來越多的機械手用于上料、混合、自動裝卸模具、回收廢料等各個工序上,而且將朝著智能化方向發(fā)展。
個人見解:目前,我國內(nèi)地僅有少數(shù)幾個企業(yè)通過仿制的方式在生產(chǎn)注塑機機械手,大量的產(chǎn)品依靠臺灣、日本和歐美進口。進口機械手不僅成本高昂,其設計思路更適合西方人的思維卻不太適合中國人的操作習慣。而目前國內(nèi)開發(fā)的機械手控制系統(tǒng)在穩(wěn)定性方面欠缺,這為本課題找到了合適的切入點。研制與開發(fā)一種工作效率高、成本低,性能穩(wěn)定的注塑機取模機械手控制系統(tǒng)是本課題的主要目標。由于時間關系,我與班上涂新月同學合作,而我負責旋轉(zhuǎn)底座的研發(fā)。
5、 主要研究(設計)內(nèi)容、關鍵問題及解決思路
5.1 主要研究(設計)內(nèi)
10、容
1、分析機械手旋轉(zhuǎn)底座的功能和作業(yè)任務,確定旋轉(zhuǎn)底座結(jié)構(gòu)形式;
2、進行機械手旋轉(zhuǎn)底座各部分的結(jié)構(gòu)設計;
3、進行機械傳動系統(tǒng)的設計;
4、在制圖軟件中繪圖。
5.2 關鍵問題
1、選取機械手的坐標形式及自由度;
2、機械手旋轉(zhuǎn)底座的控制方式;
3、機械手旋轉(zhuǎn)底座的機械控制精度。
5.3 解決思路
1、擬定機械手的坐標形式及其自由度;
2、建立機械手旋轉(zhuǎn)底座的控制方式模型,包括:氣動,機械等方式,選取性價比最高的方式;
3、在基礎上選定標準,將誤差降到最小。
6、 完成畢業(yè)設計(論文)所必須具備的工作條件
11、
1、PLC基礎知識,機械手旋轉(zhuǎn)底座結(jié)構(gòu)知識
2、圖書館網(wǎng)絡獲取的圖書資料內(nèi)容
3、電腦PLC相關運行軟件
4、老師指導
7、 預期成果(達到目標)
本研究課題主要研究目標是,機械手旋轉(zhuǎn)底座在PLC系統(tǒng)控制中是否按規(guī)定方式回原點。主要研究內(nèi)容包括建立按手動方式或自動方式不同情況下回原點的模式,建立分析其正常運行下的效率模型。利用所建立的模型進行典型實例進行分析,討論不同方式下效率的合理性。進行基于PLC機械手旋轉(zhuǎn)底座中性價比較高的選取。
8、 工作的主要階段、進度與時間安排
2014-2015學年第一學期:
第8周-第9周,完成文獻綜述、外文翻譯,并形成設
12、計基本方案。
第10周,交任務書、文獻綜述、外文翻譯原文、開題記錄紙、開題報告。
第11周,學生完成總體方案論證。
第12周-第18周,系統(tǒng)設計、安裝與調(diào)試。學生完成畢業(yè)論文初稿。
2014-2015學年第二學期:
上交畢業(yè)論文初稿、外文翻譯譯文。在教師指導下進行畢業(yè)論文初稿及其它相關資料修改,完成第二、三稿。學生完成設計論文終稿,畢業(yè)答辯。
9、 指導教師審查意見
指導教師簽名:
年 月 日