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論文 設(shè)計(jì) 題目 碼垛機(jī)器人設(shè)計(jì) 一 本課題目的 意義及相關(guān)研究動(dòng)態(tài) 1 課題目的 機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化專(zhuān)業(yè)是為了培養(yǎng)從事機(jī)械設(shè)計(jì) 制造行業(yè)的人才 而開(kāi)設(shè)的專(zhuān)業(yè) 而碼垛機(jī)器人課程設(shè)計(jì)不僅培養(yǎng)設(shè)計(jì)者對(duì)機(jī)械的認(rèn)識(shí) 運(yùn)用能 力而且也增進(jìn)了對(duì)機(jī)械工業(yè)發(fā)展的了解和認(rèn)知 碼垛機(jī)器人的設(shè)計(jì)涉及 機(jī)械設(shè)計(jì)原理 電氣傳動(dòng)及單片機(jī) PLC 可編 程控制器等控制系統(tǒng)與基本理論知識(shí) 設(shè)計(jì)目的 1 養(yǎng)學(xué)生的機(jī)械設(shè)計(jì)能力 2 擴(kuò)展學(xué)生的知識(shí)結(jié)構(gòu) 3 幫助學(xué)生培養(yǎng)綜合運(yùn)用能力 4 是課堂教學(xué)的有益補(bǔ)充 2 課題意義 在機(jī)械工業(yè)中 應(yīng)用碼垛機(jī)器人的意義可以概括如下 1 以提高生產(chǎn)過(guò)程中的自動(dòng)化程度 應(yīng)用碼垛機(jī)器人有利于實(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(dòng)化的程度 從而可以提高勞動(dòng)生產(chǎn)率和降低生產(chǎn)成本 2 以改善勞動(dòng)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(chǎng)合中 用人手直接操作是有危險(xiǎn)或根本不可能的 而應(yīng)用碼垛機(jī)器人即可部分或全部代替人安全的完成作業(yè) 使勞動(dòng)條件得以改 善 在一些簡(jiǎn)單 重復(fù) 特別是較笨重的操作中 以碼垛機(jī)器人代替人進(jìn)行工 作 可以避免由于操作疲勞或疏忽而造成的人身事故 3 可以減輕人力 并便于有節(jié)奏的生產(chǎn) 應(yīng)用碼垛機(jī)器人代替人進(jìn)行工 作 這是直接減少人力的一個(gè)側(cè)面 同時(shí)由于應(yīng)用碼垛機(jī)器人可以連續(xù)的工作 這是減少人力的另一個(gè)側(cè)面 因此 在自動(dòng)化機(jī)床的綜合加工自動(dòng)線上 目前 幾乎都沒(méi)有碼垛機(jī)器人 以減少人力和更準(zhǔn)確的控制生產(chǎn)的節(jié)拍 便于有節(jié)奏 的進(jìn)行工作生產(chǎn) 綜上所述 有效的應(yīng)用碼垛機(jī)器人 是發(fā)展機(jī)械工業(yè)的必然趨勢(shì) 3 國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢(shì) 1 國(guó)內(nèi)的研究現(xiàn)狀 碼垛機(jī)器人最早應(yīng)用在汽車(chē)制造工業(yè) 常用于焊接 噴漆 上下料和搬運(yùn) 碼垛機(jī)器人延伸和擴(kuò)大了人的 手足和大腦功能 它可替代人從事危險(xiǎn) 有害 有毒 低溫和高溫等惡劣環(huán)境中工作 代替人完成繁重 單調(diào)重復(fù)勞動(dòng) 提高 勞動(dòng)生產(chǎn)率 保證產(chǎn)品質(zhì)量 目前主要應(yīng)用與制造業(yè)中 特別是電器制造 汽 車(chē)制造 塑料加工 通用機(jī)械制造及金屬加工等工業(yè) 碼垛機(jī)器人與數(shù)控加工 中心 自動(dòng)搬運(yùn)小車(chē)與自動(dòng)檢測(cè)系統(tǒng)可組成柔性制造系統(tǒng)和計(jì)算機(jī)集成制造系 統(tǒng) 實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)自動(dòng)化 隨著生產(chǎn)的發(fā)展 功能和性能的不斷改善和提高 碼垛 機(jī)器人的應(yīng)用領(lǐng)域日益擴(kuò)大 我國(guó)的碼垛機(jī)器人發(fā)展主要是逐步擴(kuò)大其應(yīng)用范圍 在應(yīng)用專(zhuān)業(yè)碼垛機(jī)器 人的同時(shí) 相應(yīng)的發(fā)展通用碼垛機(jī)器人 研制出示教式碼垛機(jī)器人 計(jì)算機(jī)控 制碼垛機(jī)器人和組合式碼垛機(jī)器人等 可以將碼垛機(jī)器人各運(yùn)動(dòng)構(gòu)件 如伸縮 擺動(dòng) 升降 橫移 俯仰等機(jī)構(gòu) 設(shè)計(jì)成典型的通用機(jī)構(gòu) 以便根據(jù)不同的作 業(yè)要求 選用不用的典型機(jī)構(gòu) 組裝成各種用途的碼垛機(jī)器人 即便于設(shè)計(jì)制 造 又便于跟換工件 擴(kuò)大了應(yīng)用范圍 目前國(guó)內(nèi)碼垛機(jī)器人主要用于機(jī)床加 工 鍛造 所以 在國(guó)內(nèi)主要是逐步擴(kuò)大應(yīng)用范圍 重點(diǎn)發(fā)展鑄造 熱處理方 面的碼垛機(jī)器人 以減輕勞動(dòng)強(qiáng)度 改善作業(yè)條件 在應(yīng)用專(zhuān)業(yè)碼垛機(jī)器人的 同時(shí) 相應(yīng)的發(fā)展通用碼垛機(jī)器人 有條件的要研制示教式碼垛機(jī)器人 計(jì)算 機(jī)控制碼垛機(jī)器人和組合碼垛機(jī)器人等 同時(shí)要提高速度 減少?zèng)_擊 正確定 位 以便更好的發(fā)揮碼垛機(jī)器人的作用 此外還應(yīng)大力研究伺服型 記憶再現(xiàn) 型 以及具有觸覺(jué) 視覺(jué)等性能的碼垛機(jī)器人 并考慮與計(jì)算機(jī)連用 逐步成 為整個(gè)機(jī)械制造系統(tǒng)中的一個(gè)基本單元 2 國(guó)外研究現(xiàn)狀 國(guó)外碼垛機(jī)器人在機(jī)械制造行業(yè)中應(yīng)用較多 發(fā)展也很快 目前主要用于 機(jī)床 橫鍛壓力機(jī)的上下料 以及點(diǎn)焊 噴漆等作業(yè) 它可按照事先指定的作 業(yè)程序來(lái)完成規(guī)定的操作 國(guó)外碼垛機(jī)器人的發(fā)展趨勢(shì)是大力研制具有某種智 能的碼垛機(jī)器人 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 發(fā)生少許偏差時(shí)候 即能更正并自行檢測(cè) 重點(diǎn)是研究視覺(jué)功能 和觸覺(jué)功能 目前已經(jīng)取得一定的成績(jī) 3 發(fā)展趨勢(shì) 目前世界高端碼垛機(jī)器人均具有高精化 高速化 多軸化 輕量化等的發(fā) 展趨勢(shì) 定位精度可以滿足微米及亞微米級(jí)要求 運(yùn)行速度可以達(dá)到3M S 良新產(chǎn)品可以達(dá)到6軸 負(fù)載 2KG的產(chǎn)品系統(tǒng)總重已突破100KG 更重要的是 將碼垛機(jī)器人 柔性制造系統(tǒng)和柔性制造單元相互結(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) 同時(shí) 隨著碼垛機(jī)器人的小型化和微型化 其應(yīng) 用領(lǐng)域?qū)?huì)突破傳統(tǒng)的機(jī)械領(lǐng)域 從而向著電子信息 生物技術(shù) 生命科學(xué)及 航空航天等高端行業(yè)發(fā)展 二 課題的主要內(nèi)容和創(chuàng)新之處 1 本課題主要研究?jī)?nèi)容安排如下 1 查閱資料 撰寫(xiě)開(kāi)題報(bào)告 掌握機(jī)械產(chǎn)品設(shè)計(jì)的基本步驟 2 結(jié)合題目進(jìn)行市場(chǎng)調(diào)研 深入工廠進(jìn)行畢業(yè)實(shí)習(xí) 在實(shí)習(xí)過(guò)程中 了解 現(xiàn)場(chǎng)工程問(wèn)題 積累相關(guān)資料 做好調(diào)研筆記 完成實(shí)驗(yàn)報(bào)告 3 了解碼垛機(jī)器人工作原理與性能及各部件零件的設(shè)計(jì)方法 進(jìn)行設(shè)計(jì)方 案比較后優(yōu)選 2 創(chuàng)新之處 由傳統(tǒng)的機(jī)械式改為機(jī)電綜合式 從而實(shí)現(xiàn)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單 占地面積少 適用 性強(qiáng) 能耗低 操作非常簡(jiǎn)單的碼垛機(jī)器人 三 研究方法 設(shè)計(jì)方案或論文撰寫(xiě)提綱 1 研究方法 根據(jù)設(shè)計(jì)要求首先設(shè)計(jì)碼垛機(jī)器人的總體結(jié)構(gòu)方案 根據(jù)所選機(jī)器人參 數(shù)確定結(jié)構(gòu)及尺寸 再重點(diǎn)對(duì)氣動(dòng)手爪部分進(jìn)行詳細(xì)設(shè)計(jì) 包括氣缸的設(shè)計(jì) 氣動(dòng)系統(tǒng)原理圖的繪制等 第一階段 準(zhǔn)備階段 了解工業(yè)機(jī)器人的發(fā)展現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢(shì) 查閱課題相關(guān) 的國(guó)內(nèi)外文獻(xiàn) 擬訂設(shè)計(jì)思路 第二階段 設(shè)計(jì)階段 確定碼垛機(jī)器人總體結(jié)構(gòu)方案 根據(jù)選定的工業(yè)機(jī)器人 參數(shù)確定結(jié)構(gòu)及尺寸 再重點(diǎn)對(duì)氣動(dòng)手爪部分進(jìn)行詳細(xì)設(shè)計(jì) 第三階段 制圖階段 利用 CAD 制圖分別做出裝配圖和零件圖 第四階段 總結(jié)階段 撰寫(xiě)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū) 檢查圖紙 準(zhǔn)備答辯 2 設(shè)計(jì)方案 本次設(shè)計(jì)的碼垛機(jī)器人由手爪 手臂 手腕和基座組成 總體結(jié)構(gòu)方案如 下圖 3 論文撰寫(xiě)提綱 第 1 章 緒論 第 2 章 結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì) 2 1 手部機(jī)構(gòu) 2 2 手腕結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 2 3 手臂伸縮 升降的尺寸設(shè)計(jì)與校核 第 3 章 控制系統(tǒng)設(shè)計(jì) 總 結(jié) 參考文獻(xiàn) 致謝 四 完成期限和預(yù)期進(jìn)度 1 畢業(yè)設(shè)計(jì)課題調(diào)研階段 第 1 2 周 收集畢業(yè)設(shè)計(jì) 論文 資料 2 畢業(yè)設(shè)計(jì)開(kāi)題報(bào)告階段 第 3 4 周 翻譯英文原文 撰寫(xiě)開(kāi)題報(bào)告 3 畢業(yè)設(shè)計(jì)中期檢查階段 2016 年 4 月 12 日 4 畢業(yè)設(shè)計(jì)主要工作階段 第 5 12 周 學(xué)習(xí)軟件基本知識(shí)與課題有關(guān)專(zhuān)題 部分二周 五周用于擬定設(shè)計(jì)方案 進(jìn)行圖紙?jiān)O(shè)計(jì) 撰寫(xiě)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū) 一周總 結(jié) 5 畢業(yè)設(shè)計(jì)預(yù)答辯階段 第 13 周 指導(dǎo)教師審定畢業(yè)設(shè)計(jì)資料 6 答辯時(shí)間 2015 年 6 月 23 日 五 主要參考資料 1 李超 氣動(dòng)通用上下料碼垛機(jī)器人的研究與開(kāi)發(fā) 陜西科技大學(xué) 2003 2 陸祥生 楊繡蓮 碼垛機(jī)器人 中國(guó)鐵道出版社 1985 1 3 張建民 工業(yè)機(jī)械人 北京 北京理工大學(xué)出版社 1992 4 史國(guó)生 PLC 在碼垛機(jī)器人步進(jìn)控制中的應(yīng)用 中國(guó)工控信息網(wǎng) 2005 1 5 李允文 碼垛機(jī)器人設(shè)計(jì) 機(jī)械工業(yè)出版社 1996 4 6 蔡自興 機(jī)械人學(xué)的發(fā)展趨勢(shì)和發(fā)展戰(zhàn)略 機(jī)械人技術(shù) 2001 4 7 周洪 氣動(dòng)技術(shù)的新發(fā)展 液壓氣動(dòng)與密封 1999 4 8 金茂青 曲忠萍 張桂華 國(guó)外工業(yè)機(jī)械人發(fā)展的態(tài)勢(shì)分析 機(jī)械人技術(shù)與 應(yīng)用 2001 2 9 王雄耀 近代氣動(dòng)機(jī)械人 碼垛機(jī)器人 的發(fā)展及應(yīng)用 液壓氣動(dòng)與密封 1999 5 10 李明 單臂回轉(zhuǎn)碼垛機(jī)器人設(shè)計(jì) 制造技術(shù)與機(jī)床 2004 11 張軍 封志輝 多工步搬運(yùn)碼垛機(jī)器人的設(shè)計(jì) 機(jī)械設(shè)計(jì) 2004 4 21 12 Cole Thompson Associates Directory of Intelligent Buildings 1999 指導(dǎo)教師意見(jiàn) 簽 名 年 月 日