南京农业大学本科生毕业论文开题报告

本科生毕业论文（设计）开题报告题目:机械手电气控制系统设计姓名:袁超学院:南京农业大学专业:机电班级:09机电1学号:01指导教师:周正宝职称:教师20年月日南京农业大学教务处制本课题的意义、国内外研究概况、应用前景等（列出主要参考文献）1本课题的研究目的和意义：理论上，机械手控制电路的设计是对于大入学里面学到的课程，例如电气控制系统与可编程控制器、机械基础、电路理论等课程的进一步巩固。实践方面本课题将PLC应用于机械手的控制电路中，具有很强的PLC系统设计上意义。机械手是模仿人的手部动作，按给定程序、轨迹和要求实现自动抓取、搬运和操作的自动装置。在工业生产和其他领域内，由于工作的需要，人们经常受到高温、腐蚀及有毒气体等因素的危害，增加了工人门劳动强度，甚至危及生命。机械手就是在这种条件下诞生的，机械手是工业机器人系统中传统的任务执行机构，是机器人的关键部件之一。它特别是在高温、高压、多粉尘、易燃、易爆、放射性等恶劣环境中，以及笨重、单调、频繁的操作中代替人作业。机械手虽然目前还不如然手那样灵活，但它具有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，因此获得日益广泛的应用2本课题在国内外研究状态随着社会进步和科学技术的发展，工业生产的操作方式也发尘着革命性的变化，从手工作坊式的劳动，逐步演变成自动化、智能化的生产方式，人类也逐渐无法完成某些生产过程，所以为了适应生产的需要出现了特殊的生产工具一一机械手。机械手首先是从美国开始研制的。1954年美国工程师德尔沃最早提出机械人的概念；1958年美国联合控制公司研制出第一台机械手。1959年美国德尔沃与英格伯制造了世界上的第一台机械人；1962年美国正式将机械人的使用性提出来，且制造出类似人的手臂；1967年日本成立了人工手研究会，并召开了首届机械手学术会；1970年在美国召开了第一届工业机械人学术会，并的到迅速普及；1973年辛辛那提公司制造出第一台小型计算机控制的的工业机械人，当时是液压驱动，能载重大成就45KG；到1980年在日本得到普及，并定为“机械人元年”此后在日本机械人得到了前所未有的发展与提升。目前世界高端工业机械手均有高精化，高速化，多轴化，轻量化的发展趋势。定位精度可以满足微米及亚微米级要求，运行速度可以达到3M/S，量产产品达到6轴，负载2KG的产品系统总重已突破100KG在我国，汽车工业仍然是工业机械手主要的使用领域。但我国在工业机械手生产企业中，年产销量在100台以上、产值过5000万元的规模企业非常少，国外大型公司年产量都达5000到10000台，销售额为数十亿美元。目前国内机械手的保有量在4000台左右，井将以每年800～1000台左右的速度快速增长。工业机械手应用前景极为广阔。虽然目前国内生产工业机械手的企业并不多，很多产品的生产技术还主要依靠进口，高科技的技术主要还掌握在国际龙头厂商手里。国内机械手厂家主要还是受到控制系统的困扰,没有比较成熟稳定的伺服系统,所以不能生产高端机器。我国本土企业生产的机械手产品还主要流通在中低端市场，因此决定了很多本土生产企业在争夺市场时主要还是采取价格战。随着技术的进步，日臻成熟，会有更多的厂商加入此行业。我国国家“863'’机械手技术主题自成立以来一直重视机械手技术在产业中的推广和应用和推进机械手技术以提升传统产业，利用机械手技术发展高新产业。目前，政府正在使用各种办法加大中国装备制造业在市场中占据的份额，井提供优惠措施鼓励更多企业使用机械手及技术以提升技术水平。国内越来越多的企业在生产中采用了工业机械手，各种机械手生产厂家的销售量都有大幅度的提高。研究的目标、内容和拟解决的关键问题课题研究内容：利用可编程控制器作为载体设计一套程序驱动机械手进行预订动作实现物料搬运功能，并可根据工件的变化要求随时更改相关控制参数。需要实现的目标：(1)编写一套PLC的应用程序其功能是实现对机械手的循环控制，使机械手按照预先设想的轨迹运行实现物料搬运的功能。(2)正确设计PLC与机械手的接线方式并进行控制信号线的连接。(3)运行程序使机械手按照预订的动作运动。解决的关键问题：1指导老师2资料3电脑4设计场地5时间研究方法、技术路线、实验方案及可行性分析以TVT-99D机械手模型为控制对象，使用三菱公司生产的FX2N系列PLC制器按照正确的方式连接机械手模型与PLC。编写控制命令并输入PLC使机械手完成对放在固定位置的笔的抓取并在预定的位置写出想要的文字。可行性分析：1）技术可行性本课题所涉及的研究目标，在国内外已经有相当成熟的理论基础和技术基础。通过文献调查，机械手PLC控制系统的设计，绝大部分可以使用电气工程及其自动化专业知识进行构建，其他的部分则可以通过自学，调用已经开发好的一些功能模块完成课题涉及到的技术要求。2）经济可行性本课题通过对既有平台的使用，能够设计出比较完善的机械手控制系统，没有任何经济上的负担，通过本课题可以自主利用我校实验机房的软硬件设备，既节省了学校的经费，又锻炼了学生的自我研发意识和自己动手的能力。3）操作可行性本课题要求对可编程控制技术有比较细致的了解，能够通过对于已有文献的学习和已有技术的研习，利用自己在大学学习的电气工程专业相关的知识，PLC控制程序的设计。从可操作性的角度来讲，完全可行。特色或创新之处自动控制系统可编程控制器（简称PLC）吊杆控制系统利用高可靠的工业控制技术，将分布在不同地点的多个节点联系在一起，并通过一台控制主机作为中央控制器进行统一的监控和管理，从而形成一个集中式的控制系统。整个系统全部采用模块化结构，大大提高了系统的可靠性。同时，使用图形化用户界面作为人机对话界面，具有操作简单，运行可靠的特点。代表了舞台机械最新的技术发展水平。在线路行程上的任何位置都可设置上限值和下限值；在线路行程上的任何位置都可设置单一自由定位值；控制任何一个线路的上行、下行、定位和停止；控制任何一个线路的上限到位、下限到位和定位点到位的停止；可以在一场演出中设置任意个（超过100）场景的线路定位设计；可以在一个场景中同时动作10道吊杆；（具体数量依现场实际情况而定）在每个场景设计中，可以分别设置每个线路的不同的定位位置；可以对已经设计好的场景内容进行修改；在演出中，可以按照任意的场景顺序控制线路位置；在线路的运行过程中，具有定位误差的自动学习和自动校正功能，定位误差小于1cm；系统特点：灵活的配置方式，可任意增加或减少吊杆路数；完全模块化结构，大大减少了现场布线的工作量；高可靠的PLC控制技术，确保系统的安全可靠；多重故障诊断措施，确保系统运行的安全可靠；精确的定位精度，定位误差小于1cm，高可靠性的传感技术，在任何恶劣的环境下都无需维护高度智能化的自学习功能，可有效的消除机械装置带来的定位误差模块化设置，系统最大可带100路吊杆；大容量的场景设置及集控设置，确保任意复杂的场景组合的需要；操作方便，使用简单，采用传统控制台和计算机相结合方式，二者可分别控制，互不影响；多重可靠性设计，系统运行非常稳定。杜绝演出过程中死机现象。三重限位保护措施，彻底杜绝吊杆冲顶故障的发生。研究计划及预期进展进度计划：进一步熟悉课题内容，收集资料（15篇文章以上）收集资料，制定总体方案，并与指导教师讨论（绘制示意图）绘制系统组成原理框图绘制PLC程序设计流程图绘制控制部件原理图整理有关数据，进行相关部件的调试工作编制PLC主控程序调试完善PLC主控程序进行联机系统调试试验整理试验数据，撰写设计计算说明书（准确，客观）准备答辩已具备的条件、尚缺少的条件和拟解决的途径（包括利用教学实验中心、科研实验室、实习基地、校外其它企事业单位等条件的计划与落实情况）已具备的条件：1指导老师2资料3电脑4设计场地5时间不具备的条件：1操作经验2理论知识3工作流程本科生毕业论文（设计）开题报告评定表指导教师意见指导教师签名：年月日备注教务处制表