臥式加工中心機械手的設計

臥式加工中心機械手的設計,臥式加工中心機械手的設計,臥式,加工,中心,機械手,設計 ? ? 湖南農(nóng)業(yè)大學全日制普通本科生 畢業(yè)論文（設計）開題報告 ? ? ? ? ? ? 學生姓名 胡旭 學??? 號 200940306215 年級專業(yè)及班級 2009級機械設計制造及其自動化(1)班 指導教師及職稱 張嵐 副教授 學??? 院 工學院 ? ? ? ? ? ? ? 20 13?? 年?? 01? 月? 07? ?日 ? 畢業(yè)論文（設計）題目 臥式加工中心機械手的設計 文獻綜述（選題研究意義、國內(nèi)外研究現(xiàn)狀、主要參考文獻等，不少于1000字） 一、選題研究意義 該選題的目的是運用PLC對機械手的控制系統(tǒng)做一個詳細的了解和研究。這次的畢業(yè)設計，是對我大學四年所學知識的一次系統(tǒng)的應用與鞏固，是對課本知識的重新梳理與完善，我之前四年所學的都是碎片化的知識，僵硬死板且不能活學活用，這次畢業(yè)設計正好能將這些碎片化的知識整合起來，融會貫通，以達到經(jīng)過四年的量的積累后通過畢業(yè)設計得到質的提升的目的。這是我大學階段首次設計完整且富有挑戰(zhàn)性的項目。完成這次設計將使我的綜合能力有很大的提升，更能為我今后的工作打下扎實的基礎并提供可以借鑒的經(jīng)驗。 機械手也被稱為自動手（auto hand），能模仿人手和臂的某些動作功能，用以按固定程序抓取、搬運物件或操作工具的自動操作裝置。 機械手主要由手部、運動機構和控制系統(tǒng)三大部分組成。手部是用來抓持工件（或工具）的部件，根據(jù)被抓持物件的形狀、尺寸、重量、材料和作業(yè)要求而有多種結構形式，如夾持型、托持型和吸附型等。運動機構，使手部完成各種轉動（擺動）、移動或復合運動來實現(xiàn)規(guī)定的動作，改變被抓持物件的位置和姿勢。運動機構的升降、伸縮、旋轉等獨立運動方式，稱為機械手的自由度 。為了抓取空間中任意位置和方位的物體，需有6個自由度。自由度是機械手設計的關鍵參數(shù)。自由度越多，機械手的靈活性越大，通用性越廣，其結構也越復雜。一般專用機械手有2～3個自由度。機械手可代替人的繁重勞動以實現(xiàn)生產(chǎn)的機械化和自動化，能在有害環(huán)境下操作以保護人身安全，因而廣泛應用于機械制造、冶金、電子、輕工和原子能等。 ? 二、國內(nèi)外研究現(xiàn)狀 1、國內(nèi)研究現(xiàn)狀：當今社會，機械手被普遍用作機床或其他機器的附加裝置，如在自動機床或自動生產(chǎn)線上裝卸和傳遞工件，在加工中心中更換刀具等，一般沒有獨立的控制裝置。有些操作裝置需要由人直接操縱，如用于原子能部門操持危險物品的主從式操作手也常稱為機械手。這些工業(yè)機器人主要由類似人的手和臂組成，它可代替人的繁重勞動以實現(xiàn)生產(chǎn)的機械化和自動化，能在有害環(huán)境下操作以保護人身安全，因而廣泛應用于機械制造、冶金、電子、輕工和原子能等部門。 目前國內(nèi)外正在研究反應速度更快，更可靠的機械手，同時也正在研究用人腦來代替程序控制的機械手。在這個進程中仿生機械手也正在慢慢的被人類所重視。 2、國外研究現(xiàn)狀：國外機械手在機械制造業(yè)中應用較多，發(fā)展也很快，目前主要用于機床、橫鍛壓力機的上下料，以及點焊、噴漆等作業(yè)。 三、主要參考文獻 [1]吳祖育．秦鵬飛主編．數(shù)控機床(第三版)(M3．上海；上海科學技術出版社，2000．7 [2]夏粉玲，賀煒，李體仁等．關于立臥兩用換刀機械手的設計[J]．西北輕工業(yè)學院學報．2002．20(5) [3]李團結，文群燕等．伺服輸入曲柄滑塊機構的控制模型[J]．西安電子科技大學學報，2002．29(3)：415～418 [4]李團結．柔性機構的結構拓撲特征及其自由度分析[J]機械科學與技術，2003，26(1) [5]劉德福，陳蜂．計算機數(shù)控系統(tǒng)三維刀具半徑補償研究．組合機床與自動化加工技術，2001(8)，9—11 [6]鄧召義, 姚振甫1實用機械電子技術設計手冊(機械部分) [M ]。 北京: 機械工業(yè)出版社, 2001.11: 1210- 12171 [7] 中國農(nóng)業(yè)機械化科學研究院.農(nóng)業(yè)機械設計手冊.中國工業(yè)出版社.1971. [8] 蔣秀珍.“機械學基礎”綜合訓練圖冊[M].科學出版社.2002 [9] 史美堂.金屬材料[M].上?？茖W技術出版社.2003 [10] 陳侍良.農(nóng)產(chǎn)品加工機械與設備[M].北京:北京農(nóng)業(yè)工程大學出版社.1998. [11] 朱冬梅,胥北瀾主編.畫法幾何及機械制圖[M].高等教育出版社.1999 ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 注：此表如不夠填寫，可另加頁。 研究方案（研究目的、內(nèi)容、方法、預期成果、條件保障等） 一、研究目的 在機械工業(yè)中，研究臥式加工中心機械手的目的可以概括如下： 1、以提高生產(chǎn)過程中的自動化程度； 2、以改善勞動條件，避免人身事故在一些簡單、重復，特別是較笨重的操作中，以機械手代替人進行工作，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)。 二、研究內(nèi)容 1.進行原理的分析及方案的比較 2.進行總體結構設計 3.進行傳動部分設計 4.進行執(zhí)行部分設計 5.進行必要的設計計算（含動力參數(shù)、運動學分析、剛度計算、強度計算等） ?? 主要技術參數(shù)： 1，????????? 刀具最大重量： 1.5Kg 2，????????? 換刀時間：???? 3.5S 3，刀柄：???????? 標準刀柄 三、研究方法 采取同其他同等機械類設備的對比、方案比較等方法，根據(jù)臥式加工中心機械手的實際應用特征及現(xiàn)有的物質、經(jīng)濟技術、人力等條件，以所學的理論知識為基礎，按照臥式加工中心機械手工作的一般過程、設計標準，借鑒以往相似設備的成功經(jīng)驗進行初步設計，然后對初步設計方案進行驗算、修正，直至達到安全、經(jīng)濟、實用的目的。其中對于臥式加工中心機械手設計中的關鍵問題、重點問題進行重點分析解決，確保整個方案的可行性和最佳性。 ? ? ? ? ? ? ? 進程計劃（各研究環(huán)節(jié)的時間安排、實施進度、完成程度等） 2013年1月07日前??????? 研讀任務書、查閱文獻、開題 2013年3月30日前??????? 總體設計、零部件設計、準備中期檢查 2013年4月30日前??????? 完成繪圖、編寫設計說明書、提交正稿 2013年5月06日前??????? 修改、完善畢業(yè)設計、準備答辯 ? ? ? 論證小組意見 ? ? ? ? ????????????????????????????? 組長簽名： ??????????????????????????????????????????????? 20??? 年?? 月?? 日 專業(yè)委員會意見 ? ? ??????????????????????????????專業(yè)委員會主任簽名： ???????????????? ??????????????????????????????20?? 年?? 月?? 日 注：1.此表可用黑色簽字筆填寫，也可打印，但意見欄必須相應責任人親筆填寫。 2.此表可從教務處網(wǎng)站下載中心下載。