噴漆機(jī)械手設(shè)計(jì)【含Creo三維及6張CAD圖帶開題報(bào)告-獨(dú)家】.zip
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開題報(bào)告
課題名稱
噴漆機(jī)械手
課題來源
學(xué)校
課題類型
指導(dǎo)教師
學(xué)生姓名
學(xué) 號(hào)
專業(yè)班級(jí)
本課題的研究現(xiàn)狀、研究目的及意義
一、研究現(xiàn)狀
(一)國內(nèi)噴漆機(jī)械手的發(fā)展現(xiàn)狀
機(jī)械手能模仿人手臂的某些動(dòng)作功能,用以固定程序抓取、搬運(yùn)物件或操作工具的自動(dòng)操作裝置。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,機(jī)械手能夠?qū)崿F(xiàn)人類手臂的一系列動(dòng)作,機(jī)械手是最先出現(xiàn)的一種先進(jìn)工業(yè),它的功能就是代替人去完成繁重的工作,代替人前往危險(xiǎn)的環(huán)境進(jìn)行作業(yè),員工只需要在安全的操作室操作機(jī)器來完成作業(yè)。
我國第一臺(tái)噴漆機(jī)器人,1990年工業(yè)噴漆機(jī)器人PG-1。在那個(gè)年代有一臺(tái)噴漆機(jī)器人是多么的強(qiáng),體現(xiàn)出了國人的智慧,工業(yè)發(fā)展智慧的結(jié)果,但那時(shí)候的技術(shù)還處于萌芽階段,當(dāng)時(shí)的機(jī)械手只能還是沒有人工噴漆的效果好,替代不了人工。再就是由于那時(shí)候的機(jī)器手的效率和質(zhì)量以及費(fèi)用,都沒有人工便宜,再加上國內(nèi)的勞動(dòng)力廉價(jià),導(dǎo)致這種機(jī)器沒有廣泛使用,研發(fā)工作也進(jìn)展的緩慢。所以當(dāng)時(shí)噴漆機(jī)械手的應(yīng)用以及技術(shù)都相對(duì)其他工業(yè)發(fā)展較慢。
隨著時(shí)間的推移,信息的互相共享,技術(shù)的互相傳遞,慢慢的人工智能的話題就成為了現(xiàn)在的焦點(diǎn),機(jī)械手的技術(shù)也得到了蓬勃的發(fā)展,微電子技術(shù)發(fā)展迅速,使得許多工業(yè)都向智能輕便的方向發(fā)展,回到機(jī)械手方面,這樣的國情之下,機(jī)械手的技術(shù)慢慢成熟,有許多的控制方法,例如,單片機(jī),PLC等等,使得機(jī)械手的動(dòng)作變得更加擬人化以及運(yùn)動(dòng)精度提升。新型的材料使得機(jī)械手臂的材質(zhì)更輕,力學(xué)性能以及鑄造性能都有很大的提升。國家主張可持續(xù)綠色發(fā)展,以人為本的理念,所以機(jī)械手發(fā)展得到了高度的重視,機(jī)械手代替人們進(jìn)入高危環(huán)境里進(jìn)行長時(shí)間作業(yè),體現(xiàn)了以人為本的理念,新型的控制系統(tǒng)使噴漆機(jī)械手的作業(yè)比人工強(qiáng)好幾倍,從節(jié)約噴漆料到噴漆質(zhì)量上都碾壓人工?,F(xiàn)在人工的費(fèi)用也很高,機(jī)械手顯得更經(jīng)濟(jì),更環(huán)保。符合可持續(xù)綠色發(fā)展理念。
(二)國外噴漆機(jī)械手的發(fā)展現(xiàn)狀
國外機(jī)械手發(fā)展比我們國內(nèi)起步的要早很多,在四十年代,美國就有機(jī)械手搬運(yùn)放射性的物質(zhì),總所周知放射性的物質(zhì)對(duì)人體有極大的危害,那時(shí)候的國外的人就意識(shí)到要用機(jī)器去代替人工做些危險(xiǎn)的工作,那時(shí)的操控是要人工用遙控器控制機(jī)械手運(yùn)轉(zhuǎn),不過在那時(shí)候已經(jīng)很先進(jìn)了。
等到了六十年代,國外研發(fā)了一種通用機(jī)器臂,他將遙控機(jī)構(gòu)與伺服機(jī)構(gòu)連接到了一起,使得機(jī)械手臂的運(yùn)動(dòng)精度得到了很大的提升,隨后電子計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展,工業(yè)生產(chǎn)需求的提高,機(jī)械手技術(shù)在一些國家的到了迅速發(fā)展。
進(jìn)入七十年代,機(jī)械手走向了商業(yè)化,當(dāng)時(shí)世界有兩萬臺(tái)機(jī)械手投入到工業(yè)制造中,人機(jī)模式剛剛開始,工業(yè)機(jī)械手開始在生產(chǎn)中得到普遍應(yīng)用。
進(jìn)入20世紀(jì)九十年代,具有一般功能的機(jī)械手技術(shù)得到飽和,傳統(tǒng)的機(jī)械手已經(jīng)不能滿足當(dāng)時(shí)的形勢(shì),許多復(fù)雜的情況需要更加智能的手臂出現(xiàn),在這種背景下,智能機(jī)械手得到迅速發(fā)展,智能機(jī)械手可以根據(jù)預(yù)先設(shè)定好的程序,按照程序的指令運(yùn)動(dòng),并且可以循環(huán)工作。
噴漆機(jī)械手研究的目的:
一,噴漆環(huán)境對(duì)噴漆工人身體造成不可回復(fù)的傷害,即使帶上專業(yè)的過濾保護(hù)裝置,工人的健康還是不能保證。 例如:在奧特萊斯商場(chǎng)對(duì)面棟梁路3號(hào)一個(gè)工廠,兩名油漆工在一個(gè)封閉的鐵箱內(nèi)進(jìn)行噴漆作業(yè)時(shí),突然昏迷倒地,所幸消防官兵及時(shí)趕到將兩人救出。經(jīng)醫(yī)院搶救,這兩名油漆工終于醒來,醫(yī)生診斷,兩人均為油漆中毒,目前各項(xiàng)生命體征回復(fù)正常,已沒有大礙。消防部門提醒:使用油漆時(shí),要保證施工現(xiàn)場(chǎng)的良好通風(fēng),并佩戴防護(hù)用具,工作半個(gè)小時(shí)以上,最好出去透透氣。所以人工噴漆是避免不了人員傷亡。
二,噴漆技術(shù)提升有限:噴漆技術(shù)要求:1漆膜表面光滑平整,無塌陷、無暗坑、無流墜、無明顯噴涂的大點(diǎn),外表沒有或者極少數(shù)的小顆粒。2、角部沒有重色即噴糊的現(xiàn)象,整體表面沒有色差及花色現(xiàn)象。3、光澤均勻一致,手感光滑等。經(jīng)過這么多年的技術(shù),人工噴漆技術(shù)已經(jīng)成熟了,但是人工還是達(dá)不到精密層次,所以研究機(jī)械噴漆手是很有必要。
我國第一臺(tái)噴漆機(jī)器人,課題類型:
(1)A—工程實(shí)踐型;B—理論研究型;C—科研裝置研制型;D—計(jì)算機(jī)軟件型;
E—綜合應(yīng)用型
(2)X—真實(shí)課題;Y—模擬課題;
(1)、(2)均要填,如AY、BX等。
開題報(bào)告(1)
1990年工業(yè)噴漆機(jī)器人PG-1。
2009年7月16日,東莞市事通達(dá)機(jī)電科技有限公司對(duì)其自行研制的噴漆機(jī)械手申請(qǐng)了專利。
2018年中國噴涂行業(yè)發(fā)展趨勢(shì)分析:噴涂機(jī)器人將成為涂裝行業(yè)主流
噴漆機(jī)器人的優(yōu)點(diǎn):
1, 柔性大,理由是它的工作范圍大。
2, 作用大,理由是提高噴漆質(zhì)量和材料使用率。
3, 易于操作與維護(hù),理由是可離線編程,大大的縮短了現(xiàn)場(chǎng)調(diào)試時(shí)間。
4, 設(shè)備利用率高,理由是噴漆機(jī)器人的利用率可以達(dá)到90%-95%
注釋:往復(fù)機(jī):往復(fù)機(jī)擁有自動(dòng)噴漆臺(tái),產(chǎn)量大,速度快,品質(zhì)穩(wěn)定,膜厚均勻。
往復(fù)機(jī)應(yīng)用行業(yè)廣泛,目前在涂裝行業(yè)尤為突出
往復(fù)機(jī)擁有自動(dòng)噴漆臺(tái),產(chǎn)量大,速度快,品質(zhì)穩(wěn)定,膜厚均勻,設(shè)定一組程序只需要10分鐘,修改參數(shù)只需用1分鐘,可儲(chǔ)存100組程序,是目前市場(chǎng)上性價(jià)比最好的自動(dòng)噴漆機(jī).另還有多軸自動(dòng)噴漆機(jī),四軸自動(dòng)噴漆臺(tái),單盤自動(dòng)噴漆臺(tái),雙盤自動(dòng)噴漆臺(tái),兩軸自動(dòng)噴漆臺(tái).
目前市場(chǎng)有較多廠家在設(shè)計(jì)制作單軸,雙軸,三軸,......多軸往復(fù)機(jī),多種往復(fù)機(jī)的使用具有很廣的范疇,目前應(yīng)用最為廣泛的在手機(jī)外殼噴涂,電腦外殼噴涂,表面處理方面都有應(yīng)用.
總結(jié):機(jī)器人噴漆(機(jī)械噴漆手)的優(yōu)點(diǎn)很突出,將來機(jī)械噴漆手會(huì)慢慢代替手工和往復(fù)機(jī)的。
噴漆機(jī)械手的機(jī)構(gòu)圖
漆機(jī)械手的機(jī)構(gòu)主要由機(jī)械手部分與噴漆槍部分組成,整體機(jī)構(gòu)為6軸關(guān)節(jié)型機(jī)器人。
原理圖如下
研究內(nèi)容:
1.研究機(jī)械手如何能按操作員輸入的程序去做相應(yīng)的動(dòng)作。
2.查閱資料設(shè)計(jì)噴漆頭與供漆系統(tǒng)
實(shí)施方案:
1.機(jī)構(gòu)主運(yùn)動(dòng)可以由液壓系統(tǒng),或電力系統(tǒng)帶動(dòng)。主流使用電力系統(tǒng),因?yàn)殡娏ο到y(tǒng)好進(jìn)行控制,液壓系統(tǒng)接線繁雜,并且存在漏油,工作環(huán)境會(huì)更差。由于噴漆作業(yè)環(huán)境空氣容易爆炸,所以每個(gè)電機(jī)部分必須加上滅弧罩,防止電機(jī)負(fù)載產(chǎn)生電火花工作室發(fā)生爆炸。
2.噴漆機(jī)械手所有的在線操作和自動(dòng)運(yùn)行都是通過示教器來完成
3.如果有多個(gè)機(jī)械手噴漆,除了噴漆頭其他部位需要用尼龍布包住,防止誤噴到其他機(jī)械手。
進(jìn)度安排:
階段 應(yīng)完成的主要工作 時(shí)間
1? 收集資料、編寫開題報(bào)告 2018.2.25—2018.3.15
2? 翻譯外文資料、論證和擬定總體方案 2018.3.16—2018.3.25
3? 具體機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)、計(jì)算、校核等 2018.4.1—2018.5.1
4? 繪制裝配圖、專用零件圖設(shè)計(jì) 2018.5.5—2018.5.20
5? 完成畢業(yè)設(shè)計(jì)論文 2018.5.21—2018.6.3
已查閱的主要參考文獻(xiàn)
1 鐘嵐.基于PLC的機(jī)械手設(shè)計(jì)[J].電子技術(shù)與軟件工程,2017
2 張萍萍. 基于PLC的氣動(dòng)機(jī)械手控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)[D].電子科技大學(xué),2013.
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7 蘇寧.機(jī)械手的虛擬設(shè)計(jì)與仿真設(shè)計(jì)[J].中國設(shè)備工程,2017
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指導(dǎo)教師意見
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