锯片磨床机械手毕业设计

丽水学院2009届毕业设计说明书-1-总目录1毕业论文任务书2毕业论文开题报告3文献综述4毕业设计说明书5外文文献翻译6谢辞丽水学院2009届毕业设计说明书-2-丽水学院毕业设计（论文）任务书（2009届）题目锯片磨床机械手指导教师李盛宇、吕永昌院系机械系专业机械设计制造及其自动化班级机自05学号0526050103姓名郑晓云2009年2月16日至2009年4月10日共10周丽水学院2009届毕业设计说明书-3-一、论文（设计）方向：上下料机械手的设计二、主要参考资料：[1]张利平.液压气动技术实用问答[J].北京：化学工业出版社，2007.8[2]张利平.液压气动技术速查手册[S].北京：化学工业出版社，2006.12[3]刘延俊，关浩，周德繁.液压与气压传动[J].高等教育出版社,2007.5[4]徐灏.机械设计手册第五卷[S].北京：机械工业出版社，1992[5]吴宗泽，罗圣国.机械设计课程设计手册[S].北京：高等教育出版社，2006[6]【日】日本机器人学会，《编新编机器人技术手册》宗光华、程君实译，科学出版社2007[7]徐元昌主编，《工业机器人》中国轻工业出版社1999.8[8]高安邦主编，《新编机床电气与PLC控制技术》机械工业出版社2008.2[9]费仁元主编，《机器人机械设计和分析》北京工业大学出版社1998.9[10]机械设计手册编委会、机械设计手册单行本（气压传动与控制）、北京、机械工业出版社，2001[11]机械设计手册编委会、机械设计手册单行本（滚动轴承）、北京、机械工业出版社，2001三、课题的内容和任务要求：设计一台锯片磨床上下料机械手。1．设计说明书1份，达0.3万字以上，且要符合规范要求；外文翻译达0.2万字以上2．设计图样全部用CAD绘制，具体设计的图样有：（1）总装配图1张；（2）重要零件图若干。丽水学院2009届毕业设计说明书-4-四、毕业论文（设计）进度安排：起讫日期工作内容备注09.02.16-09.02.22调查研究，收集资料，熟悉课题，完成开题报告前期检查09.02.23-09.03.15总体设计，方案论证09.03.16-09.03.22零件设计阶段中期检查09.03.23-09.04.1编写说明书后期检查09.04.2-09.04.10复查材料，准备答辩答辩资格审查09.04.11-09.04.12答辩学生（签名）：年月日指导教师（签名）：年月日系毕业设计（论文）工作指导小组意见：组长（签名）年月日二级学院（直属系）毕业论文工作领导小组审核意见：主管领导（签名）年月日丽水学院2009届毕业设计说明书-5-丽水学院毕业设计（论文）开题报告（2009届）题目锯片磨床机械手指导教师李盛宇、吕永昌院系机械系班级机自05学号3号姓名郑晓云二〇〇九年二月十六日丽水学院2009届毕业设计说明书-6-一、选题的意义机械手是在机械化，自动化生产过程中发展起来的一种新型装置。在现代生产过程中，机械手被广泛的运用于自动生产线中，机器人的研制和生产已成为高技术邻域内，迅速发展起来的一门新兴的技术，它更加促进了机械手的发展，使得机械手能更好地实现与机械化和自动化的有机结合。机械手虽然目前还不如人手那样灵活，但它具有能不断重复工作和劳动，不知疲劳，不怕危险，抓举重物的力量比人手力大的特点，因此，机械手已受到许多部门的重视，并越来越广泛地得到了应用。在工业生产过程中，尤其在自动流水线上，零件的加工和搬运都可能用到机械手。本课题就为解决在锯片磨床或加工中心上锯片上料和卸料，实现其无人生产，故设计锯片磨床机械手，它能大大改善工人的劳动条件，减轻工人的劳动强度，显著地提高劳动生产率，加快实现工业生产机械化和自动化的步伐。二、研究的主要内容，拟解决的主要问题（阐述的主要观点）设计一台锯片磨床机械手，该机械手要完成在锯片磨床或加工中心上锯片的上料和卸料，实现无人化生产。研究的基本内容：重点针对锯片磨床机械手的腰座、手臂、手爪等各部分机械结构以及机械手控制系统进行了详细的设计。具体包括机械手的总体设计，腰座结构的设计，机械手手臂结构的设计，末端执行器（手爪）的结构设计，机械手的机械传动机构的设计，机械手驱动系统的设计，基于PLC对机械手的控制系统的设计，通过对机械手作业的工艺过程和控制要求的分析，设计控制系统的硬件电路，同时编制了机械手的控制程序。解决的主要问题：1机械手实现准确的运动。2机械手取料可靠，结构简单。三、研究（工作）步骤、方法及措施（思路）研究（工作）步骤：1．熟悉课题，调查研究，收集资料。2．总体设计，方案论证。3．结构设计与计算4．零件设计阶段。5．编写技术文件。丽水学院2009届毕业设计说明书-7-研究方法及措施：本课题拟采用到图书馆和网上查看资料寻找实现类似功能的机械手相关信息，了解其结构，及设计方案，然后在此基础上创新改进以实现其功能。具体内容包含以下几个方面：（1）查阅相关资料，在明确所需解决问题的前提下，提出实现锯片磨床机械手总体设计方案，可提出多个设计方案，通过比较拟订最后方案和工作原理。（2）机械手机械结构设计包括机械手手臂的设计和末端执行器的机构设计，根据机械手所要上料的参数确定取料手的机构，提出了夹钳式、磁吸式、真空吸盘式多种方案，最终确定方案。（3）机械手驱动系统及传动系统的选择，提出了液压、气压、电力驱动，通过比较拟订最后方案和工作原理。提出齿轮、蜗轮、链轮等传动系统方案，确定最合适的方案。（4）机械手控制装置的设计拟采用可编程序控制器(PLC)对机械手进行控制，根据机械手预期要实现的运动编写程序，并设计电子线路。（5）在工作原理图的指导下，应用所学知识对该机构的传动系统进行相关的设计计算。在设计过程中，不断修改完善，使该机构能真正的适应生产需要，减少工人的劳动强度，提高加工精度和生产效率。四、毕业论文（设计）提纲摘要毕业设计调研报告引言第一章概述1-1工业机械手概述1-2国内外发展状况1-3机械手的组成1-4机械手的分类1-5机械手的意义第二章机械手总体设计2-1机械手的设计分析丽水学院2009届毕业设计说明书-8-2-2总体方案拟定2-3机械手主要技术性能参数第三章锯片磨床机械手机械本体设计3-1末端执行器的结构设计3-2机械手手臂结构的设计3-3机械手腰座结构的设计第四章机械手的驱动传动部分4-1方案的确定4-2气缸的选择第五章基于PLC对机械手控制系统的设计第六章设计体会参考文献五、主要参考文献[1]张利平.液压气动技术实用问答[J].北京：化学工业出版社，2007.8[2]张利平.液压气动技术速查手册[S].北京：化学工业出版社，2006.12[3]刘延俊，关浩，周德繁.液压与气压传动[J].高等教育出版社,2007.5[4]徐灏.机械设计手册第五卷[S].北京：机械工业出版社，1992[5]吴宗泽，罗圣国.机械设计课程设计手册[S].北京：高等教育出版社，2006[6]【日】日本机器人学会，《编新编机器人技术手册》宗光华、程君实译，科学出版社2007[7]徐元昌主编，《工业机器人》中国轻工业出版社1999.8[8]高安邦主编，《新编机床电气与PLC控制技术》机械工业出版社2008.2[9]费仁元主编，《机器人机械设计和分析》北京工业大学出版社1998.9[10]机械设计手册编委会、机械设计手册单行本（气压传动与控制）、北京、机械工业出版社，2001[11]机械设计手册编委会、机械设计手册单行本（滚动轴承）、北京、机械工业出版社，2001丽水学院2009届毕业设计说明书-9-指导教师意见：签名：年月日系毕业设计（论文）工作指导小组意见：签名：年月日二级学院(直属系)毕业设计（论文）工作领导小组意见：签名：年月日丽水学院2009届毕业设计说明书-10-工业机器人工业机器人由作机(机械本体)、控制器、伺服驱动系统和检测传感装置构成，是一种仿人作，自动控制、可重复编程、能在三维空间完成各种作业的机电一体化自动化生产设备。特别适合于多品种、变批量的柔性生产。它对稳定、提高产品质量，提高生产效率，改善劳动条件和产品的快速更新换代起着十分重要的作用。机器人应用情况，是一个国家工业自动化水平的重要标志。工业机器人最早应用在汽车制造业，常用于焊接、喷漆、上下料和搬运。工业机器人延伸和扩大了人的手足和大脑功能，它可代替人从事危险、有害、有毒、低温和高热等恶劣环境中的工作；代替人完成繁重、单调重复劳动，提高劳动生产率，保证产品质量。工业机器人与数控加工中心，自动搬运小车及其自动检测系统可组成柔性制造系统（FMS）和计算机集成制造系统（CIMS）、实现生产自动化。随着工业机器人技术的发展，其应用已扩展到宇宙探测、深海开发、核科学研究和医疗福利领域。现代工业机器人起源于数控机床和远程控制器。1954年，美国的GeorgeDevol首先把远程控制器的杆结构与数控铣床的伺服轴结合起来，研制出了第一台通用机械手。自从机器人在五十年代诞生以来，在短短的四十多年里由于各种有关技术的发展，特别是自动控制技术、集成电路技术及微型计算机技术的应用，在国际形式的推动下，各国在经济上和科技上展开激烈的竞争，机器人的生产和应用随之得到了迅速的发展。它经历了第一代工业机器人的研究、实用化、普及，第二代感知功能机器人的研究、实用化，以及第三代智能机器人的研究等各个阶段。开发、应用机器人的规模反映了一个国家的科技水平，因此世界各国都很重视机器人的开发和推广工作。我国的机器人研究始于70年代。经过近20年努力，特别是经过“711”攻关、“863”计划，取得了一批重要成果，掌握了机器人控制系统硬件设计、软件设计、机器人语言等技术。1986年国家把智能机器人列为高技术发展计划，研究目标是跟踪世界先进水平，工作内容主要是围绕特种机器人进行攻关。进入90年代，在国内市场经济发展的推动下，确定了特种机器人与工业机器人及其应用工程并重、以应用带动关键技术和基础研究的发展方针，实现了高技术发展与国民经济主战场的密切衔接，研制出有自主知识产权的工业机器人系列产品，并小批试产，完成了一批机器人应用工程，建立了9个机器人产业化基地和7个科研基地。我国机器人发展已跨过了起步阶段，走上了进步和发展的道路。今后的任务是丽水学院2009届毕业设计说明书-11-把机器人技术推广到更多的工业自动化生产领域和其他更广泛的应用领域，大力开展跨区域交流合作，与国际接轨，早跻身于世界先进行列。虽然，目前工业机器人的技术已经很发达了，但其制造成本和对使用者的素质要求很高，在高端产业集成化制造业中广泛应用，而在中小制造业中，零散化的制造过程中，却很少应用。工业机器人技术的发展趋势：1提高运动速度和动作精度，减少重量和占用空间，加速机器人功能部件的标准化和模块组合化；将机器人的回转、伸缩、俯仰和摆动等各种功能的机械模块和控制模块、检测模块组合成结构和用途不同的机器人。2开发新型结构，如开发微动机构保证动作精度；开发多关节、多自由度的手臂和手指；研发新型的行走机构，以适应各种作业需要。3研制各种传感检测装置，如视觉、触觉、听觉和测距传感器等，用传感器获取有关工作对象和外部环境信息，来完成模式识别，并采用专家系统进行问题求解，动作规划，采用微机控制。机器人是现代科学发展的结果之一，它以机械工程学、控制工程学、计算机工程学、生命科学等技术为基础的综合性系统技术。工业机器人正在向智能机器人的方向发展。它的发展涉及材料、动力、通信和控制诸多方面。生产中应用机械手可以提高生产的自动化水平，可以减轻劳动强度、保证产品质量、实现安全生产;尤其在高温、高压、低温、低压、粉尘、易爆、有毒气体和放射性等恶劣的环境中，它代替人进行正常的工作，意义更为重大。因此，在机械加工、冲压、铸、锻、焊接、热处理、电镀、喷漆、装配以及轻工业、交通运输业等方面得到越来越广泛的引用。机械手的结构形式开始比较简单，专用性较强，仅为某台机床的上下料装置，是附属于该机床的专用机械手。随着工业技术的发展，制成了能够独立的按程序控制实现重复作，适用范围比较广的“程序控制通用机械手”，简称通用机械手