立式精鍛機(jī)自動(dòng)上料機(jī)械手設(shè)計(jì)含9張CAD圖

立式精鍛機(jī)自動(dòng)上料機(jī)械手設(shè)計(jì)含9張CAD圖,立式,精鍛機(jī),自動(dòng),機(jī)械手,設(shè)計(jì),cad 任務(wù)書(shū) 論文(設(shè)計(jì))題目：立式精鍛機(jī)自動(dòng)上料機(jī)械手三維設(shè)計(jì) 工作日期：2017年12月18日 ~ 2018年05月20日 1.選題依據(jù): 本課題研究的機(jī)械手主要用于立式精鍛機(jī)，針對(duì)軸類(lèi)零件精鍛自動(dòng)生產(chǎn)線，將加熱后的坯料從運(yùn)輸車(chē)上取下搬運(yùn)到立式精鍛機(jī)上。機(jī)械手固定安裝在JD100立式精鍛機(jī)前 ，要求機(jī)械手抓取工件時(shí)，滿足被握持的工件形狀、尺寸大小、重量、材料性能、表面狀況等要求。 2.論文要求(設(shè)計(jì)參數(shù)): 1）抓重：60公斤 2）坐標(biāo)形式：圓柱坐標(biāo) 3）自由度數(shù)：4個(gè) 4）最大工作半徑：1700mm 5）手臂最大中心高：2300mm 6）手臂運(yùn)動(dòng)參數(shù)： 手臂伸縮范圍 0-500mm 手臂伸縮速度 伸出176mm/s 縮回233mm/s 0-600mm手臂升降速度 上升100mm/s 下降150mm/s 手臂升降范圍 0-600mm 手臂回轉(zhuǎn)范圍 0-200（實(shí)際使用為95 ） 手 臂 回 轉(zhuǎn) 速 度 60°/s 7）手腕運(yùn)動(dòng)參數(shù)： 手腕回轉(zhuǎn)范圍：0-180° 手腕回轉(zhuǎn)速度：201°/s 3.個(gè)人工作重點(diǎn): 采用三維設(shè)計(jì)軟件完成立式精鍛機(jī)自動(dòng)上料機(jī)械手的設(shè)計(jì)，包括機(jī)械手總裝結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、機(jī)械手手部、腕部、臂部結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、機(jī)械手升降機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，同時(shí)編寫(xiě)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)，完成英文翻譯工作。 4.時(shí)間安排及應(yīng)完成的工作: 第1周：布置畢設(shè)任務(wù) 第2周：根據(jù)題目查閱文獻(xiàn)第3周：準(zhǔn)備開(kāi)題報(bào)告材料 第4周：撰寫(xiě)開(kāi)題報(bào)告，準(zhǔn)備開(kāi)題答辯第5周： 查閱文獻(xiàn)進(jìn)行方案設(shè)計(jì) 第6周：根據(jù)方案完成結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)第7周：零件三維設(shè)計(jì)和建模第8周：零件三維設(shè)計(jì)和建模第9周：零件三維設(shè)計(jì)和建模 第10周：將三維零件進(jìn)行裝配，完成裝配圖第11周：完善裝配圖和零件圖 第12周：完成設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)和英文翻譯第13周：完善設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)和英文翻譯第14周：上交材料，答辯 5.應(yīng)閱讀的基本文獻(xiàn): [1]天津大學(xué)編寫(xiě)組編. 工業(yè)機(jī)械手設(shè)計(jì)基礎(chǔ). 天津：科學(xué)技術(shù)出版社 [2]徐元昌．工業(yè)機(jī)器人[M]，北京：中國(guó)輕工業(yè)出版社，1986：1-97. [3]中國(guó)機(jī)械工程學(xué)會(huì)塑性工程學(xué)會(huì)．鍛壓手冊(cè)[M]，第3冊(cè)，北京：機(jī)械工業(yè)出版社 ，2007：641-688． [4]李允文．工業(yè)機(jī)械手設(shè)計(jì)[M]，機(jī)械工業(yè)出版社，1996.5. [5]孫志禮等. 機(jī)械設(shè)計(jì)[M]. 沈陽(yáng): 東北大學(xué)出版社. [6]齊進(jìn)凱. 氣動(dòng)機(jī)械手的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、分析及控制的研究[D].東華大學(xué),2006. [7]陳幼平，馬志艷，袁楚明，周祖德．六自由度機(jī)械手三維運(yùn)動(dòng)仿真研究[J]，計(jì)算機(jī)應(yīng) 用研究，2006（6）P205-207． [8]賀煒，李劍玲，丁毅，李體仁，夏田．立臥兩用凸輪式換刀機(jī)械手的設(shè)計(jì)[J]，機(jī)械制 造，2003（7）． [9]嚴(yán)學(xué)高，孟正大.機(jī)器人原理.南京:東南大學(xué)出版社，1992 [10]邢啟恩,宋成芳著. SolidWorks 2008 三維設(shè)計(jì)基礎(chǔ)與典型范例. 北京:電子工業(yè)出版社 ,2008,5. 指導(dǎo)教師簽字： XX 教研室主任意見(jiàn)： 同意 簽字：XX 2017年12月14日 教學(xué)指導(dǎo)分委會(huì)意見(jiàn)： 同意 簽字：XX 2017年12月15日 學(xué)院公章 進(jìn)度檢查表 第 -1 周 工作進(jìn)展情況 選定課題：立式精鍛機(jī)自動(dòng)上下料機(jī)械手三維設(shè)計(jì)，同時(shí)對(duì)于課題進(jìn)行一定的熟悉，了解其功能。并根據(jù)課題查閱關(guān)于自動(dòng)上下料機(jī)械手的相關(guān)參考文獻(xiàn)，了解機(jī)械手的作用以及其應(yīng)用、發(fā)展趨勢(shì)。定下設(shè)計(jì)參數(shù)與初步的結(jié)構(gòu)選定方案，同時(shí)撰寫(xiě)本課題開(kāi)題報(bào)告，進(jìn)行開(kāi)題報(bào)告的答辯。 2018年01月10日 指導(dǎo)教師意見(jiàn) 根據(jù)課題查閱關(guān)于自動(dòng)上下料機(jī)械手的相關(guān)參考文獻(xiàn)，了解了機(jī)械手的作用以及其應(yīng)用、發(fā)展趨勢(shì)，掌握了立式精鍛機(jī)自動(dòng)上下料機(jī)械手的有關(guān)內(nèi)容，技術(shù)路線可行，時(shí)間進(jìn)度安排合理，較好地完成了開(kāi)題階段的任務(wù)。 指導(dǎo)教師(簽字)：XX 2018年01月11日 第 2 周 工作進(jìn)展情況 查閱相關(guān)資料，并初步設(shè)計(jì)自動(dòng)上料機(jī)械手的回轉(zhuǎn)定位結(jié)構(gòu)，手臂伸縮 、升降結(jié)構(gòu)、手腕和夾緊結(jié)構(gòu)以及中間座結(jié)構(gòu)的基本方案，并進(jìn)行二維零件圖以及裝配圖初步繪制，撰寫(xiě)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)至方案設(shè)計(jì)部分 2018年01月10日 指導(dǎo)教師意見(jiàn) 根據(jù)畢業(yè)設(shè)計(jì)進(jìn)度計(jì)劃，初步設(shè)計(jì)了自動(dòng)上料機(jī)械手的回轉(zhuǎn)定位結(jié)構(gòu)、手臂伸縮、升降結(jié)構(gòu)、手腕和夾緊結(jié)構(gòu)以及中間座結(jié)構(gòu)的基本方案，撰寫(xiě)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)此部分初稿，并進(jìn)行了二維零件圖以及裝配圖初步繪制，完成了進(jìn)度計(jì)劃相關(guān)部分。 指導(dǎo)教師(簽字)：XX 2018年03月16日 第 5 周 工作進(jìn)展情況 完成液壓原理圖，機(jī)械手中間部件裝配圖，機(jī)械手手臂升降、伸縮、回轉(zhuǎn)結(jié)構(gòu)、夾持式手部、手腕部件以及油缸的二維裝配圖。對(duì)機(jī)械手的夾持式手部作受力計(jì)算分析并且得出夾緊力，利用夾緊力算出夾緊缸尺寸；計(jì)算安全力矩得出液壓缸所需壓力。并初步進(jìn)行機(jī)械手各結(jié)構(gòu)的三維建模。 2018年04月10日 指導(dǎo)教師意見(jiàn) 根據(jù)畢設(shè)任務(wù)計(jì)劃，完成了液壓原理圖、機(jī)械手中間部件裝配圖，機(jī)械手手臂升降、伸縮、回轉(zhuǎn)結(jié)構(gòu)、夾持式手部、手腕部件以及油缸的二維裝配圖。進(jìn)行了機(jī)械手的夾持式手部作受力計(jì)算，并初步進(jìn)行機(jī)械手各結(jié)構(gòu)的三維建模。 指導(dǎo)教師(簽字)：XX 2018年04月11日 第 8 周 工作進(jìn)展情況 完成所有二維裝配圖紙，液壓原理圖紙。設(shè)計(jì)并校核完機(jī)械手的零部件及各結(jié)構(gòu)的分析，并繪制完成機(jī)械手大部分的零部件的三維建模， 完成立式精鍛機(jī)自動(dòng)上料機(jī)械手的設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)初稿。 2018年05月01日 指導(dǎo)教師意見(jiàn) 完成了二維裝配圖紙、液壓原理圖紙；完成了機(jī)械手的零部件及各結(jié)構(gòu)的校核；完成了機(jī)械手手腕和手部零部件的三維建模；完成了立式精鍛機(jī)自動(dòng)上料機(jī)械手的設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)初稿。 指導(dǎo)教師(簽字)：XX 2018年05月02日 第 11 周 工作進(jìn)展情況 完成機(jī)械手所有的三維裝配以及所有的二維圖紙，立式精鍛機(jī)自動(dòng)上料機(jī)械手三維設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)撰寫(xiě)完畢，英文文獻(xiàn)翻譯完畢。 2018年05月19日 指導(dǎo)教師意見(jiàn) 完成機(jī)械手所有零部件的三維裝配體，生成了二維圖紙，完成設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)和英文文獻(xiàn)翻譯。準(zhǔn)備畢業(yè)答辯。 指導(dǎo)教師(簽字)：XX 2018年05月21日 第周 工作進(jìn)展情況 年 月 日 指導(dǎo)教師意見(jiàn) 指導(dǎo)教師(簽字)： 年 月 日 過(guò)程管理評(píng)價(jià)表 評(píng)價(jià)內(nèi)容 具體要求 總分 評(píng)分 工作態(tài)度 態(tài)度認(rèn)真，刻苦努力，作風(fēng)嚴(yán)謹(jǐn) 3 3 遵守紀(jì)律 自覺(jué)遵守學(xué)校有關(guān)規(guī)定，主動(dòng)聯(lián)系指導(dǎo)教師,接受指導(dǎo) 3 2 開(kāi)題報(bào)告 內(nèi)容詳實(shí)，符合規(guī)范要求 5 3 任務(wù)完成 按時(shí)、圓滿完成各項(xiàng)工作任務(wù) 4 4 過(guò)程管理評(píng)分合計(jì) 12 過(guò)程管 理評(píng)語(yǔ) 該生在畢業(yè)設(shè)計(jì)過(guò)程中態(tài)度認(rèn)真，刻苦努力，積極主動(dòng)地分析問(wèn)題和解決問(wèn)題，主動(dòng)聯(lián)系指導(dǎo)老師，遇到問(wèn)題，積極主動(dòng)地查閱資料，并能解決問(wèn)題。通過(guò)查閱相關(guān)文獻(xiàn)資料，很好地完成了開(kāi)題報(bào)告，開(kāi)題報(bào)告內(nèi)容詳實(shí)，論述清晰，格式規(guī)范，同時(shí)很好地完成了文獻(xiàn)綜述。從方案設(shè)計(jì)、結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、三維建模整個(gè)畢設(shè)過(guò)程，都能夠獨(dú)立思考，認(rèn)真完成了中期檢查，符合進(jìn)度計(jì)劃的要求。設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)論述清晰，分析、計(jì)算過(guò)程準(zhǔn)確，結(jié)構(gòu)合理，很好地完成了畢業(yè)設(shè)計(jì)任務(wù)。 指導(dǎo)教師簽字:XX 日期:2018-05-22 指導(dǎo)教師評(píng)價(jià)表 評(píng)價(jià)內(nèi)容 具體要求 總分 評(píng)分 選題質(zhì)量 符合培養(yǎng)目標(biāo)要求,有一定的研究?jī)r(jià)值和實(shí)踐意義,有一定的開(kāi)拓性、創(chuàng)新性,深度、難度適宜,工作量飽滿 5 4 能力水平 有較強(qiáng)的綜合運(yùn)用知識(shí)能力、科研方法運(yùn)用能力、中文表達(dá)與外語(yǔ)能力、文獻(xiàn)資料檢索能力、計(jì)算機(jī)應(yīng)用能力 5 3 完成質(zhì)量 文題相符,概念準(zhǔn)確,分析、論證、計(jì)算、設(shè)計(jì)、實(shí)驗(yàn)等正確合理,結(jié)論明確；論文結(jié)構(gòu)、撰寫(xiě)格式、圖表等符合基本規(guī) 10 7 指導(dǎo)教師評(píng)分合計(jì) 14 指導(dǎo)教 師評(píng)語(yǔ) XX同學(xué)的畢業(yè)設(shè)計(jì)題目符合培養(yǎng)目標(biāo)要求，具有研究?jī)r(jià)值和實(shí)踐意義，難度適宜，工作量飽滿，有一定的創(chuàng)新性。該生有較強(qiáng)的綜合運(yùn)用知識(shí)能力、文獻(xiàn)資料檢索能力、計(jì)算機(jī)應(yīng)用能力、科研方法運(yùn)用能力和分析問(wèn)題解決問(wèn)題的能力。論文文題相符，概念準(zhǔn)確，分析、論證、計(jì)算、設(shè)計(jì)、實(shí)驗(yàn)等正確合理，結(jié)論明確；論文結(jié)構(gòu)合理，撰寫(xiě)格式、圖表等符合規(guī)范要求，論述清晰，該生具有中文表達(dá)與外語(yǔ)能力。在整個(gè)畢業(yè)設(shè)計(jì)過(guò)程中，該生態(tài)度較為端正，按時(shí)完成階段性任務(wù)，同意該生參加畢業(yè)答辯。 指導(dǎo)教師簽字:XX 日期:2018-05-22 評(píng)閱人評(píng)價(jià)表 評(píng)價(jià)內(nèi)容 具體要求 總分 評(píng)分 選題質(zhì)量 符合培養(yǎng)目標(biāo)要求,有一定的研究?jī)r(jià)值和實(shí)踐意義,有一定的 開(kāi)拓性、創(chuàng)新性,深度、難度適宜,工作量飽滿 5 4 能力水平 有較強(qiáng)的綜合運(yùn)用知識(shí)能力、科研方法運(yùn)用能力、中文表 達(dá)與外語(yǔ)能力、文獻(xiàn)資料檢索能力、計(jì)算機(jī)應(yīng)用能力 5 3 完成質(zhì)量 文題相符,概念準(zhǔn)確,分析、論證、計(jì)算、設(shè)計(jì)、實(shí)驗(yàn)等正確 合理,結(jié)論明確；論文結(jié)構(gòu)、撰寫(xiě)格式、圖表等符合基本規(guī) 10 7 評(píng)閱人評(píng)分合計(jì) 14 評(píng)閱人 評(píng)語(yǔ) 論文以立式精鍛機(jī)自動(dòng)上料機(jī)械手為設(shè)計(jì)內(nèi)容，主要完成了機(jī)械手的機(jī)械結(jié)構(gòu)和液壓驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)。論文選題具有較高的工程應(yīng)用價(jià)值，題目難度適中，工作量飽滿。論文的設(shè)計(jì)思路清晰，計(jì)算流程較為完備，表明該生具有比較扎實(shí)的專(zhuān)業(yè)知識(shí)基礎(chǔ)，具備應(yīng)用專(zhuān)業(yè)知識(shí)解決實(shí)際工程問(wèn)題的能力。論文文字表述流暢，文獻(xiàn)分析合理，軟件使用熟練。論文計(jì)算準(zhǔn)確，流程完整，結(jié)果合理，設(shè)計(jì)過(guò)程較為完備。論文結(jié)構(gòu)明晰，寫(xiě)作規(guī)范，圖表詳細(xì)，符合論文寫(xiě)作規(guī)范。該生已達(dá)到本科生培養(yǎng)目標(biāo)要求，建議準(zhǔn)予答辯。 評(píng)閱人簽字：XX評(píng)閱人工作單位：XX日期：2018-05-22 答辯紀(jì)錄 學(xué)生姓名：XX 專(zhuān)業(yè)班級(jí)：XX 畢業(yè)論文(設(shè)計(jì))題目： 立式精鍛機(jī)自動(dòng)上料機(jī)械手三維設(shè)計(jì) 答辯時(shí)間：2018年05月 日 時(shí) 分 ~ 時(shí) 分 答辯委員會(huì)(答 主任委員(組長(zhǎng))： XX 委 員(組 員)： XX XX 辯小組)成員 答辯委員會(huì)(答辯小組)提出的問(wèn)題和答辯情況 問(wèn)題1：圖上零件運(yùn)動(dòng)關(guān)系是怎樣的？主從運(yùn)動(dòng)是什么？ 回 答： 定位油缸進(jìn)行定位，定位后，手臂伸出并回轉(zhuǎn)，通過(guò)液壓系統(tǒng)帶動(dòng)夾鉗式手部進(jìn)行工件夾取 主運(yùn)動(dòng)為手臂運(yùn)動(dòng)，從運(yùn)動(dòng)為手部運(yùn)動(dòng)。 問(wèn)題2：說(shuō)明圖內(nèi)的運(yùn)作原理，順序 回 答： 定位油缸帶動(dòng)手臂伸縮機(jī)構(gòu)，手臂移動(dòng)之后手腕回轉(zhuǎn)，再進(jìn)行手爪的抓取 問(wèn)題3：裝配圖中方框的含義是什么 回 答： 在進(jìn)行繪制時(shí)，由于使用復(fù)制命令，沒(méi)有復(fù)制原方框，導(dǎo)致此處方框無(wú)意義。是畫(huà)圖的失誤，抱歉。 問(wèn)題4：軸的軸向是如何固定的 回 答： 利用一對(duì)滾動(dòng)軸承進(jìn)行定位問(wèn)題5：ф12H7是什么意義 回 答： 孔的直徑為12mm，基孔制配合，公差為7級(jí) 記錄人： 2018年05月24日 答辯委員會(huì)評(píng)價(jià)表 評(píng)價(jià)內(nèi)容 具體要求 總分 評(píng)分 自述總結(jié) 思路清晰,語(yǔ)言表達(dá)準(zhǔn)確,概念清楚,論點(diǎn)正確,分析歸納合理 10 7 答辯過(guò)程 能夠正確回答所提出的問(wèn)題,基本概念清楚,有理論根據(jù) 10 7 選題質(zhì)量 符合培養(yǎng)目標(biāo)要求,有一定的研究?jī)r(jià)值和實(shí)踐意義,有一定的 開(kāi)拓性、創(chuàng)新性,深度、難度適宜,工作量飽滿 5 4 完成質(zhì)量 文題相符,概念準(zhǔn)確,分析、論證、計(jì)算、設(shè)計(jì)、實(shí)驗(yàn)等正確 合理,結(jié)論明確；論文結(jié)構(gòu)、撰寫(xiě)格式、圖表等符合基本規(guī) 10 7 能力水平 有較強(qiáng)的綜合運(yùn)用知識(shí)能力、科研方法運(yùn)用能力、中文表 達(dá)與外語(yǔ)應(yīng)用能力、文獻(xiàn)資料檢索能力、計(jì)算機(jī)應(yīng)用能力 10 7 答辯委員會(huì)評(píng)分合計(jì) 32 答辯委員會(huì)評(píng)語(yǔ) XX同學(xué)在畢業(yè)設(shè)計(jì)工作期間，工作努力，態(tài)度比較認(rèn)真，能遵守各項(xiàng)紀(jì)律，表現(xiàn)一般。 能按時(shí)、全面、獨(dú)立地完成與畢業(yè)設(shè)計(jì)有關(guān)的各環(huán)節(jié)工作，具有一定的綜合分析問(wèn)題和解決問(wèn)題的能力。 論文立論正確，理論分析無(wú)原則性的錯(cuò)誤，解決問(wèn)題方案比較實(shí)用，結(jié)論正確。 論文使用的概念正確，語(yǔ)句通順，條理比較清楚。 論文中使用的圖表，設(shè)計(jì)中的圖紙?jiān)跁?shū)寫(xiě)和制作時(shí)，能夠執(zhí)行國(guó)家相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)，基本規(guī)范。 能夠獨(dú)立查閱文獻(xiàn)，外語(yǔ)應(yīng)用能力一般，原始數(shù)據(jù)搜集得當(dāng)，實(shí)驗(yàn)或計(jì)算結(jié)論準(zhǔn)確可靠。 答辯過(guò)程中，能夠簡(jiǎn)明地闡述論文的主要內(nèi)容，回答問(wèn)題基本正確，但缺乏深入地分析。 答辯成績(jī)： 32 答辯委員會(huì)主任： XX 2018年05月30日 成績(jī)?cè)u(píng)定 項(xiàng)目分類(lèi) 成績(jī)?cè)u(píng)定 過(guò)程管理評(píng)分 12 指導(dǎo)教師評(píng)分 14 評(píng)閱人評(píng)分 14 答辯委員會(huì)評(píng)分 32 總分 72 成績(jī)等級(jí) C 成績(jī)等級(jí)按“A、B、C、D、F”記載 成績(jī)審核人簽章： XX 審核人簽章： XX 一、選題依據(jù) 1、論文（設(shè)計(jì)）題目 立式精鍛機(jī)自動(dòng)上料機(jī)械手三維設(shè)計(jì) 2、研究領(lǐng)域 三維設(shè)計(jì)，機(jī)械設(shè)計(jì)，液壓傳動(dòng) 3、論文（設(shè)計(jì)）工作的理論意義和應(yīng)用價(jià)值 我國(guó)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)(GB/T 12643-90)對(duì)機(jī)械手的定義：具有和人手臂相似的動(dòng)作功能， 可在空間抓放物體，或進(jìn)行其它操作的機(jī)械裝置。 機(jī)械手技術(shù)是綜合了計(jì)算機(jī)、控制論、機(jī)構(gòu)學(xué)、信息和傳感技術(shù)、人工智能、仿生學(xué)等多學(xué)科而形成的高新技術(shù)，是當(dāng)代研究十分活躍，應(yīng)用日益廣泛的領(lǐng)域。 理論意義：其一，對(duì)于機(jī)器人的研制，尤其仿人機(jī)器人的研究應(yīng)用，必將對(duì)機(jī)器人行業(yè)起到積極的促進(jìn)作用；其二，仿人機(jī)械手的研發(fā)隸屬于制造業(yè)，其研制成功與推廣，可以增加就業(yè)，創(chuàng)造經(jīng)濟(jì)價(jià)值；其三，其技術(shù)的實(shí)現(xiàn)可以促進(jìn)制造業(yè)的信息化、自動(dòng)化和產(chǎn)品的智能化，提升產(chǎn)品技術(shù)含量和附加值，從而促進(jìn)我國(guó)制造業(yè)相關(guān)技術(shù)領(lǐng)域的發(fā)展。 應(yīng)用價(jià)值：機(jī)械手是最早出現(xiàn)的工業(yè)機(jī)器人，也是最早出現(xiàn)的現(xiàn)代機(jī)器人，它可代替人的繁重勞動(dòng)以實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)的機(jī)械化和自動(dòng)化，能在有害環(huán)境下操作以保護(hù)人身安全，因而廣泛應(yīng)用于機(jī)械制造、冶金、電子、輕工和原子能等部門(mén)。隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)的騰飛，國(guó)家在工業(yè)方面也得到了迅猛發(fā)展，機(jī)械手作為工業(yè)生產(chǎn)中非常重要的一種工具，對(duì)其技術(shù)的不斷突破也變得日趨重要。目前，機(jī)械手的種類(lèi)大至可按驅(qū)動(dòng)方式分為液壓式、氣動(dòng)式、電動(dòng)式、機(jī)械式機(jī)械手；按適用范圍可分為專(zhuān)用機(jī)械手和通用機(jī)械手兩種；按運(yùn)動(dòng)軌跡控制方式可分為點(diǎn)位控制和連續(xù)軌跡控制機(jī)械手等。隨著工業(yè)自動(dòng)化發(fā)展的需要，機(jī)械手在工業(yè)應(yīng)用中越來(lái)越重要。特別是在高溫、高壓、多粉塵、易燃、易爆、放射性等惡劣環(huán)境中，以及笨重、單調(diào)、頻繁的操作代替人作業(yè)。 本課題研究的機(jī)械手主要用于立式精鍛機(jī)，針對(duì)軸類(lèi)零件精鍛自動(dòng)生產(chǎn)線，將加熱后的坯料從運(yùn)輸車(chē)上取下搬運(yùn)到立式精鍛機(jī)上。機(jī)械手固定安裝在 JD100 立式精鍛機(jī)前，要求機(jī)械手抓取工件時(shí)，滿足被握持的工件形狀、尺寸大小、重量、材料性能、表面狀況等要求。 4、目前研究的概況和發(fā)展趨勢(shì) 工業(yè)機(jī)械手的第一次迅猛發(fā)展是在第二次世界大戰(zhàn)，最早應(yīng)用在美國(guó)橡樹(shù)嶺國(guó)家實(shí)驗(yàn)室的搬運(yùn)核原料的遙控機(jī)械操作手研究，時(shí)間大約是在上世紀(jì) 40 年代，它是一 10 種主從型的控制系統(tǒng)。1958 年美國(guó)聯(lián)合控制公司研制出第一臺(tái)機(jī)械手?？刂葡到y(tǒng)有別于 40 年代的主從型而是示教型的；1962 年，美國(guó)聯(lián)合控制公司在上述方案的基礎(chǔ)上， 研制出一種更新興的機(jī)械手，運(yùn)動(dòng)系統(tǒng)仿造坦克炮塔，臂可以回轉(zhuǎn)、俯仰、伸縮，用液壓驅(qū)動(dòng)；控制系統(tǒng)用磁鼓做儲(chǔ)存裝置。這個(gè)機(jī)械手對(duì)機(jī)械手的發(fā)展有著深遠(yuǎn)的意義， 日后的不少球面坐標(biāo)式機(jī)械手就是在這個(gè)基礎(chǔ)上發(fā)展起來(lái)的；同一年該公司和普曼公司合并成重組為萬(wàn)能制動(dòng)公司，專(zhuān)門(mén)生產(chǎn)工業(yè)機(jī)械手。雖然上述機(jī)械手出現(xiàn)在六十年代初，但都是國(guó)外機(jī)械手發(fā)展的重要基礎(chǔ)。在機(jī)械手得到一定程度的發(fā)展后，從 60 年代后期起，噴漆、弧焊工業(yè)機(jī)器人相繼在生產(chǎn)中開(kāi)始應(yīng)用。1978 年美國(guó) Unimate 公司和斯坦福大學(xué)、麻省理工學(xué)院聯(lián)合研制出一種 Unimation-Vic.arm 型工業(yè)機(jī)械手， 裝有小型電子計(jì)算機(jī)進(jìn)行控制，用于裝配作業(yè)。聯(lián)邦德國(guó)機(jī)器制造業(yè)是從 1970 年開(kāi)始應(yīng)用機(jī)械手，主要用于起重運(yùn)輸、焊接和設(shè)備的上下料等作業(yè)。 我國(guó)工業(yè)機(jī)械手的研究與開(kāi)發(fā)起步較晚，比歐美要晚 30 年左右，起步于上世紀(jì) 70 年代，1972 年我國(guó)第一臺(tái)機(jī)械手在上海開(kāi)發(fā)成功，隨之全國(guó)各省都開(kāi)始研制和應(yīng)用機(jī)械手。從第七個(gè)五年計(jì)劃開(kāi)始，我國(guó)政府更加加大了對(duì)工業(yè)機(jī)器人的重視程度， 并且為此項(xiàng)目投入了大量的資金，在眾多學(xué)者及研究人員的參與下，研究開(kāi)發(fā)并且制造了一系列的工業(yè)機(jī)器人，其中有由北京機(jī)械自動(dòng)化研究所設(shè)計(jì)制造的噴涂機(jī)器人， 廣州機(jī)床研究所和北京機(jī)床研究所合作設(shè)計(jì)制造的點(diǎn)焊機(jī)器人，大連機(jī)床研究所設(shè)計(jì)制造的氬弧焊機(jī)器人，沈陽(yáng)工業(yè)大學(xué)設(shè)計(jì)制造的裝卸載機(jī)器人等等。這些機(jī)器人的控制器，都是由中國(guó)科學(xué)院沈陽(yáng)自動(dòng)化研究所和北京科技大學(xué)機(jī)器人研究所開(kāi)發(fā)的。與此同時(shí)，一系列的機(jī)器人關(guān)鍵部件也被開(kāi)發(fā)出來(lái)，如機(jī)器人專(zhuān)用軸承，減震齒輪，直流伺服電機(jī)，編碼器等。 目前工業(yè)機(jī)械手在國(guó)內(nèi)主要是逐步擴(kuò)大應(yīng)用范圍，重點(diǎn)發(fā)展鑄造、熱處理方面的機(jī)械手，以減輕勞動(dòng)強(qiáng)度，改善作業(yè)條件，在應(yīng)用專(zhuān)用機(jī)械手的同時(shí)，相應(yīng)的發(fā)展通用機(jī)械手，有條件的還要研制示教式機(jī)械手、計(jì)算機(jī)控制機(jī)械手和組合機(jī)械手等。將機(jī)械手各運(yùn)動(dòng)構(gòu)件，如伸縮、擺動(dòng)、升降、橫移、俯仰等機(jī)構(gòu)以及根據(jù)不同類(lèi)型的加緊機(jī)構(gòu)，設(shè)計(jì)成典型的通用機(jī)構(gòu)，所以便根據(jù)不同的作業(yè)要求選擇不同類(lèi)型的基加緊機(jī)構(gòu)，即可組成不同用途的機(jī)械手。既便于設(shè)計(jì)制造，又便于更換工件，擴(kuò)大應(yīng)用范圍。同時(shí)要提高速度，減少?zèng)_擊，正確定位，以便更好的發(fā)揮機(jī)械手的作用。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)等性能的機(jī)械手，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。 在國(guó)外機(jī)械制造業(yè)中工業(yè)機(jī)械手應(yīng)用較多，發(fā)展較快。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。此外，國(guó)外機(jī)械手的發(fā)展趨勢(shì)是大力研制具有某種智能的機(jī)械手。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。如位置發(fā)生稍許偏差時(shí)， 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)取得一定成績(jī)。視覺(jué)功能即在機(jī)械手上安裝有電視照相機(jī)和光學(xué)測(cè)距儀（即距離傳感器）以及微型計(jì)算機(jī)。工作時(shí)電視照相機(jī)將物體形象變成視頻信號(hào)，然后送給計(jì)算機(jī)，以便分析物體的種類(lèi)、大小、顏色和位置，并發(fā)出指令控制機(jī)械手進(jìn)行工作。觸覺(jué)功能即是在機(jī)械手上安裝有觸覺(jué)反饋控制裝置。工作時(shí)機(jī)械手首先伸出手指尋找工作，通過(guò)安裝在手指內(nèi)的壓力敏感元件產(chǎn)生觸覺(jué)作用，然后伸向前方，抓住工件。手的抓力大小通過(guò)裝在手指內(nèi)的敏感元件來(lái)控制，達(dá)到自動(dòng)調(diào)整握力的大小?？傊S著傳感技術(shù)的發(fā)展機(jī)械手裝配作業(yè)的能力也將進(jìn)一步提高。更重要的是將機(jī)械手、柔性制造系統(tǒng)和柔性制造單元相結(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)。 隨著機(jī)械手的發(fā)展，人們也對(duì)機(jī)械手的應(yīng)用與發(fā)展提出了更高的要求，一是重復(fù)高精度，精度是指機(jī)械手到達(dá)指定點(diǎn)的精確程度，它與驅(qū)動(dòng)器的分辨率以及反饋裝置密切相關(guān)。重復(fù)精度是指如果動(dòng)作重復(fù)多次，機(jī)械手到達(dá)同樣位置的精確程度。顯然， 重復(fù)精度比精度更重要；二是模塊化，有的公司把帶有系列導(dǎo)向驅(qū)動(dòng)裝置的氣動(dòng)機(jī)械手稱(chēng)為簡(jiǎn)單的傳輸技術(shù)，而把模塊化拼裝的氣動(dòng)機(jī)械手稱(chēng)為現(xiàn)代傳輸技術(shù)。模塊化拼裝的氣動(dòng)機(jī)械手比組合導(dǎo)向驅(qū)動(dòng)裝置更具靈活的安裝體系。它集成電接口和帶電纜及氣管的導(dǎo)向系統(tǒng)裝置，使機(jī)械手運(yùn)動(dòng)自如。由于模塊化氣動(dòng)機(jī)械手的驅(qū)動(dòng)部件采用了特殊設(shè)計(jì)的滾珠軸承，使它具有高剛性、高強(qiáng)度及精確的導(dǎo)向精度。優(yōu)良的定位精度也是新一代氣動(dòng)機(jī)械手的一個(gè)重要特點(diǎn)。模塊化氣動(dòng)機(jī)械手使同一機(jī)械手可能由于應(yīng)用不同的模塊而具有不同的功能，擴(kuò)大了機(jī)械手的應(yīng)用范圍，是氣動(dòng)機(jī)械手的一個(gè)重要的發(fā)展方向；三是無(wú)給油化，無(wú)給油化是個(gè)新提出的概念，主要是為了適應(yīng)食品、醫(yī)藥、生物工程、電子、紡織、精密儀器等行業(yè)的無(wú)污染要求，不加潤(rùn)滑脂的不供油潤(rùn)滑元件已經(jīng)問(wèn)世。隨著材料技術(shù)的進(jìn)步，新型材料（如燒結(jié)金屬石墨材料）的出現(xiàn)， 構(gòu)造特殊、用自潤(rùn)滑材料制造的無(wú)潤(rùn)滑元件，不僅節(jié)省潤(rùn)滑油、不污染環(huán)境，而且系統(tǒng)簡(jiǎn)單、摩擦性能穩(wěn)定、成本低、壽命長(zhǎng)；四是機(jī)電氣一體化，機(jī)電氣一體化的核心思想在于發(fā)展與電子技術(shù)相結(jié)合的自適應(yīng)控制氣動(dòng)元件，使氣動(dòng)技術(shù)從“開(kāi)關(guān)控制” 進(jìn)到高度的“反饋控制”，大大提高了系統(tǒng)的可靠性。 二、論文（設(shè)計(jì)）研究的內(nèi)容 1.重點(diǎn)解決的問(wèn)題 機(jī)械手總裝結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，機(jī)械手驅(qū)動(dòng)結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)，機(jī)械手手部、腕部、臂部結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，機(jī)械手升降機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，機(jī)械手的驅(qū)動(dòng)控制。 2. 擬開(kāi)展研究的幾個(gè)主要方面（論文寫(xiě)作大綱或設(shè)計(jì)思路） （1）選擇機(jī)械手基本形式； （2）采用合適的坐標(biāo)式實(shí)現(xiàn)相關(guān)功能； （3）設(shè)計(jì)自動(dòng)上料機(jī)械手的驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)； （4）選定機(jī)械手手部抓取的方案、腕部的回轉(zhuǎn)范圍、速度及機(jī)構(gòu)的選定，臂部回轉(zhuǎn)，升降，伸縮的方案及結(jié)構(gòu)的選定； （5）對(duì)總體的布局及裝配設(shè)計(jì)； （6）對(duì)機(jī)械手內(nèi)的零件進(jìn)行疲勞強(qiáng)度以及接觸應(yīng)力的安全系數(shù)校核。 3.本論文（設(shè)計(jì)）預(yù)期取得的成果 （1）一套完整的立式精鍛機(jī)自動(dòng)上料機(jī)械手三維模型以及其二維零件圖、裝配圖 （2）一份立式精鍛機(jī)自動(dòng)上料機(jī)械手的設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū) （3）一篇外文文獻(xiàn)翻譯 三、論文（設(shè)計(jì)）工作安排 1. 擬采用的主要研究方法（技術(shù)路線或設(shè)計(jì)參數(shù)）； 采用三維設(shè)計(jì)軟件完成立式精鍛機(jī)自動(dòng)上料機(jī)械手的設(shè)計(jì)，包括機(jī)械手總裝結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、機(jī)械手手部、腕部、臂部結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、機(jī)械手升降機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。 本設(shè)計(jì)的機(jī)械手用于軸類(lèi)零件精鍛自動(dòng)生產(chǎn)線上，將加熱后的坯料從運(yùn)輸車(chē)上取下搬運(yùn)到立式精鍛機(jī)上。機(jī)械手固定安裝在 JD100 立式精鍛機(jī)前。設(shè)計(jì)參數(shù)： （1）抓重：60 公斤 （2）坐標(biāo)形式：圓柱坐標(biāo) （3）自由度數(shù)：4 個(gè) （4）最大工作半徑：1700mm （5）手臂最大中心高：2300mm （6）手臂運(yùn)動(dòng)參數(shù)： 手臂伸縮范圍 0-500mm 手臂伸縮速度 伸出 176mm/s 縮回 233mm/s 0-600mm 手臂升降速度 上升 100mm/s 下降 150mm/s 手臂升降范圍 0-600mm 手臂回轉(zhuǎn)范圍 0-200（實(shí)際使用為 95 ） 手臂回轉(zhuǎn)速度 60°/s （7）手腕運(yùn)動(dòng)參數(shù)： 手腕回轉(zhuǎn)范圍：0-180° 手腕回轉(zhuǎn)速度：201°/s 2. 論文（設(shè)計(jì)）進(jìn)度計(jì)劃 第 1 周：布置畢業(yè)設(shè)計(jì)任務(wù)確定立式精鍛機(jī)自動(dòng)上下料機(jī)械手三維設(shè)計(jì)的選題 第 2 周：根據(jù)立式精鍛機(jī)自動(dòng)上下料機(jī)械手三維設(shè)計(jì)的課題查閱相關(guān)參考文獻(xiàn) 第 3 周：準(zhǔn)備自動(dòng)上下料機(jī)械手開(kāi)題報(bào)告材料 第 4 周：撰寫(xiě)本課題開(kāi)題報(bào)告，準(zhǔn)備開(kāi)題答辯 第 5 周：查閱關(guān)于機(jī)械手的文獻(xiàn)并進(jìn)行自動(dòng)上下料機(jī)械手的方案設(shè)計(jì) 第 6 周：根據(jù)方案完成自動(dòng)上下料機(jī)械手的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 第 7 周：自動(dòng)上下料機(jī)械手中部分零件三維設(shè)計(jì)和建模 第 8 周：自動(dòng)上下料機(jī)械手中部分零件三維設(shè)計(jì)和建模 第 9 周：自動(dòng)上下料機(jī)械手中部分零件三維設(shè)計(jì)和建模 第 10 周：將完成的機(jī)械手的三維零件進(jìn)行裝配，完成自動(dòng)上下料機(jī)械手裝配圖 第 11 周：完善并修改自動(dòng)上下料機(jī)械手的裝配圖及其零件圖 第 12 周：完成自動(dòng)上下料機(jī)械手的設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)和英文文獻(xiàn)的翻譯 第 13 周：完善并修改自動(dòng)上下料機(jī)械手的設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)和英文文獻(xiàn)的翻譯 第 14 周：上交自動(dòng)上下料機(jī)械手說(shuō)明書(shū)，英文文獻(xiàn)的翻譯及其三維裝配圖、零件圖等所有材料，并進(jìn)行論文答辯 四、需要閱讀的參考文獻(xiàn) [1] 張俊.基于視覺(jué)定位的自動(dòng)上下料機(jī)械手系統(tǒng)研究[D].石家莊:石家莊鐵道大學(xué),2012. 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二是電機(jī)轉(zhuǎn)速控制，該機(jī)械手轉(zhuǎn)臂的旋轉(zhuǎn)速度等于步進(jìn)電機(jī)的轉(zhuǎn)速，而步進(jìn)電機(jī)的轉(zhuǎn)速取決于輸入脈沖的頻率;三是電機(jī)旋轉(zhuǎn)方向控制，步進(jìn)電機(jī)的轉(zhuǎn)向通過(guò)改變步進(jìn)電機(jī)各繞組的通電順序來(lái)實(shí)現(xiàn)。因此，根據(jù)實(shí)際情況，選取合適的轉(zhuǎn)速，從而確定 PLC 輸出的脈沖頻率。系統(tǒng)選用三菱 FX1N-14MR-0001 PLC 作為控制器，選用安川 CA4050 步進(jìn)驅(qū)動(dòng)器、安川 42HD0402 步進(jìn)電機(jī)作為控制對(duì)象；用三菱 PLC 作為控制核心， 采用步進(jìn)電機(jī)以及氣缸實(shí)現(xiàn)了數(shù)控機(jī)床上料機(jī)械手的控制方案。在車(chē)床加工的同時(shí)進(jìn)行取料，并在靠近上料位置等待取料結(jié)束，從而縮短上料時(shí)間。操作人員只需在計(jì)算機(jī)控制界面完成相關(guān)工作參數(shù)的設(shè)置即可對(duì)機(jī)械手進(jìn)行控制。利用機(jī)械手來(lái)實(shí)現(xiàn)自動(dòng)上下料功能，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)整個(gè)生產(chǎn)線的自動(dòng)化，提高生產(chǎn)效率，節(jié)約人力資源。 李斌在《鈑金沖壓自動(dòng)上下料機(jī)械手的研究與開(kāi)發(fā)》一文中，通過(guò)利用齒輪齒條傳動(dòng)機(jī)構(gòu)來(lái)代替其自動(dòng)滑塊機(jī)構(gòu)，配備有傳送帶、電機(jī)來(lái)實(shí)現(xiàn)左右移動(dòng)的功能。將電機(jī)固定在機(jī)架傳動(dòng)側(cè)，通過(guò)齒輪齒條傳動(dòng)借助導(dǎo)軌，實(shí)現(xiàn)機(jī)械手在水平和豎直方向上的運(yùn)動(dòng)。目前該系統(tǒng)可以完成對(duì) 2mm 厚、3kg 重的板料完成沖壓工作。整個(gè)生產(chǎn)線在運(yùn)行過(guò)程中送料精度高，同時(shí)運(yùn)行過(guò)程較為平穩(wěn)，并無(wú)太大噪音產(chǎn)生。由此可以看出，機(jī)械手運(yùn)行自動(dòng)化程度高，性能可靠，穩(wěn)定性，效率高，操作簡(jiǎn)便，控制精準(zhǔn)， 有著良好的動(dòng)態(tài)性能。 基于機(jī)械手的作用及功能，需要詳細(xì)分析機(jī)械手的結(jié)構(gòu)，并運(yùn)用 D-H 參數(shù)法建立該機(jī)械手的運(yùn)動(dòng)學(xué)方程。與此同時(shí)，對(duì)于材料的疲勞強(qiáng)度以及接觸強(qiáng)度進(jìn)行安全校核，機(jī)械中各零件力的傳遞，總是通過(guò)兩零件的接觸來(lái)實(shí)現(xiàn)。除了共形面相接觸的情況外，大量存在著異性曲面相接觸的情況；同時(shí)，由于機(jī)械手內(nèi)零件材料疲勞強(qiáng)度的特性，因此需要對(duì)零件的材料極限應(yīng)力進(jìn)行安全系數(shù)的校核以及接觸應(yīng)力的校核。對(duì)機(jī)械手進(jìn)行正運(yùn)動(dòng)學(xué)和逆運(yùn)動(dòng)學(xué)分析,通過(guò)計(jì)算驗(yàn)證并校核。同時(shí)利用 SolidWorks 進(jìn)行三維建模。Solidworks 的配置功能可以開(kāi)發(fā)和管理一組有著不同尺寸、零部件或者其他參數(shù)的模型，運(yùn)用配置可以的單一的文件中對(duì)零件或者裝配圖生成多個(gè)設(shè)計(jì)變化。系列零件設(shè)計(jì)表可以通過(guò)所提供的制定參數(shù)，對(duì)配置進(jìn)行驅(qū)動(dòng)，以構(gòu)建多個(gè)不同配置的零件或裝配體。 隨著我國(guó)工業(yè)化進(jìn)程的加快，物料的移動(dòng)、材料上下搬運(yùn)、零部件的組裝已經(jīng)成為各個(gè)行業(yè)都普遍存在的加工環(huán)節(jié)。以自動(dòng)上料機(jī)械手實(shí)現(xiàn)這些環(huán)節(jié)的自動(dòng)化對(duì)提高所有行業(yè)的加工效率都具有重要作用。不過(guò)現(xiàn)在還存在一系列問(wèn)題，例如：價(jià)格昂貴， 實(shí)時(shí)性不理想，設(shè)備笨重，并且大都停留在實(shí)驗(yàn)階段，這些都制約其在實(shí)際當(dāng)中的應(yīng)用。目前，工業(yè)機(jī)械手主要用于機(jī)床加工、鑄造、熱處理等方面，但是無(wú)論數(shù)量、品 種和性能方面還是不能滿足工業(yè)發(fā)展的需要。這也是我國(guó)目前工業(yè)機(jī)械手還需改進(jìn)之處。 11 指導(dǎo)教師評(píng)閱意見(jiàn)（對(duì)選題情況、研究?jī)?nèi)容、工作安排、文獻(xiàn)綜述等方面進(jìn)行評(píng)閱） 審 核 簽字： 年 月 日 意 見(jiàn) 教研室主任意見(jiàn) 簽字： 年 月 日 學(xué)院教學(xué)指導(dǎo)委員會(huì)意見(jiàn) 簽字： 年 月 日公章：