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1、 長江大學工程技術學院 畢業(yè)設計（論文）開題報告 題 目 名 稱 注塑機自動取料機械手旋轉底座 系 部 機械系 專 業(yè) 班 級 機械61105 學 生 姓 名 吳琦 指 導 教 師 牧 青／講師 輔 導 教 師 牧 青／講師 開題報告時間 2014年11月10日 注塑機自動取料機械手旋轉底座的的設計 學 生：吳 琦，機械系 指導教師：牧 青，機械系 1、 題目來源 本課題是注塑機自動取料機械手旋轉底座的的設計。 工業(yè)機械手是一種模仿人體上肢部分功能，按照預定要求輸送工件或握持工具

2、進行操作的自動化技術設備，它可以代替手的繁重勞動，改善勞動條件，提高勞動生產率和自動化水平。有著廣闊的發(fā)展前途。本課題通過對機械手旋轉底座的設計提高PLC對機械手實現(xiàn)機械手的控制。 2、 研究（設計）目的和意義 機械工業(yè)是國民的裝備部，是為國民經(jīng)濟提供裝備和為人民生活提供耐用消費品的產業(yè)。機械工業(yè)的規(guī)模和技術水平是衡量國家經(jīng)濟實力和科學技術水平的重要標志。因此，世界各國都把發(fā)展機械工業(yè)作為發(fā)展本國經(jīng)濟的戰(zhàn)略重點之一。生產水平及科學技術的不斷進步與發(fā)展帶動了整個機械工業(yè)的快速發(fā)展?，F(xiàn)代工業(yè)中，生產過程的機械化，自動化已成為突出的主題。然而在機械工業(yè)中，加工、裝配等生產是不連續(xù)的。單靠

3、人力將這些不連續(xù)的生產工序銜接起來，不僅費時而且效率不高。同時人的勞動強度非常大，有時還會出現(xiàn)失誤及傷害。顯然，這嚴重影響制約了整個生產過程的效率和自動化程度。機械手的應用很好的解決了這一情況，它不存在重復的偶然失誤，也能有效的避免了人身事故。 在機械工業(yè)中在機械工業(yè)中，機械手旋轉底座的應用具有以下意義： 1、可以提高生產過程的自動化程度 應用機械手旋轉底座，有利于提高材料的傳送、工件的裝卸、刀具的更換以及機器的裝配等的自動化程度，從而可以提高勞動生產率，降低生產成本，進而降低對人力的依賴，加快實現(xiàn)工業(yè)生產機械化和自動化的步伐。 2、可以改善勞動條件、避免人身事

4、故 在高溫、高壓、低溫、低壓、有灰塵、噪聲、臭味、有放射性或有其它毒性污染以及工作空間狹窄等場合中，用人手直接操作是有危險或根本不可能的。而應用機械手旋轉底座可以更大范圍的、個好的代替人安全地完成作業(yè)，大大地改善了工人的勞動條件。 3、可以減少人力，便于有節(jié)奏的生產 應用機械手旋轉底座可以提高機械手的活動自由度，提高生產效率，減輕工人的勞動強度，同時能更準確得控制生產的節(jié)拍，便于有節(jié)奏的進行生產。 3、 閱讀的主要參考文獻 [1] 吳宗澤，羅勝國.機械設計課程設計手冊.第3版.北京：高等教育出版社.2006.12 [2] 劉朝儒，彭福蔭，高正一 機械制圖，第四版，高等教育出

5、版社 [3] 韓進宏，互換性與技術測量，2007.1 [4] 劉鴻文，材料力學，第4版，2004.9 [5] 郭洪紅. 工業(yè)機器人運用技術，科學出版社，2008. 1 [6]霍偉，《機器人動力學與控制》，第一版，高等教育出版社，2005.1 [7]李允文，《工業(yè)機械手設計》，第六版，機械工業(yè)出版社，1996.4 4、 國內外現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢 在我國，西周時期的能工巧匠偃師就研制出能歌善舞的伶人，這是我國最早的關于機器人的記錄。機器人一詞是1920年由捷克作家卡雷爾.恰佩克在他的諷刺劇《羅莎姆的萬能機器人》種首先提出?，F(xiàn)代機器人出現(xiàn)于20世紀中期，當時數(shù)字計算機已經(jīng)出現(xiàn)，電子技術也

6、有了長足的發(fā)展，在產業(yè)領域出現(xiàn)了受計算機控制的可編程的數(shù)控機床，人類需要開發(fā)機械代替人手去勞動，在這一背景下，機器人技術的研發(fā)得到快速發(fā)展。 1959年，戴沃爾與美國發(fā)明家英格伯格聯(lián)手制造出第一臺工業(yè)機器人。 1967年，日本川崎重工公司和豐田公司分別從美國購買了工業(yè)機器人Unimation和Verstran的生產許可證。日本從此開始了機器人的研制。20世紀60年代，噴漆弧焊機器人問世并逐步發(fā)展應用于工業(yè)。 1969年，日本早稻田大學加藤一朗實驗室研發(fā)出第一臺雙腳走路機器人。他帶有視覺傳感器，能根據(jù)人的指令發(fā)現(xiàn)并抓取積木。 1979年，美國Unimation公司推出通用工業(yè)機器人，標志

7、著工業(yè)機器人技術已經(jīng)成熟。 1979年，日本山梨大學牧野洋發(fā)明了平面關節(jié)型SCARA機器人，該型機器人在以后裝配作業(yè)中得到廣泛的應用。 我國機器人技術起步較晚，從20世紀80年代初才開始。全國第一個機器人研究示范工程1986年在沈陽建成。目前我國已經(jīng)基本掌握了機器人設計制造技術、控制系統(tǒng)硬件和軟件設計技術、運動學和軌道規(guī)劃技術。開發(fā)出噴漆、弧焊、點焊、裝配、搬運等機器人。20世紀90年代中期，國6000m以下深水作業(yè)機器人試驗成功。以后近十年中，在步行機器人、精密裝配機器人、多自由度關節(jié)機器人的研制等國際前沿領域，我國逐步縮小了與世界先進水平的差距。但是，目前，機械手大部分還屬于第一代，主

8、要依靠人工控制。第二代機械手設有微型電子計算控制系統(tǒng)，具有視覺、觸覺能力，甚至聽、想的能力。研究安裝各種傳感器，把感覺到的信息反饋，使機械手具有感覺機能。 研究意義：本課題涉及到機械技術、電子技術、氣動技術等多個學科。通過本課題的工作，不僅可以實現(xiàn)注塑機自動取料機械手的單片機控制，而且對于多學科交叉、滲透與交流有積極的促進作用。 由于注塑機專用機械手能夠大幅度的提高生產率和降低生產成本，能夠穩(wěn)定和提高注塑產品的質量，避免因人為的操作失誤而造成的損失。因此，注塑機專用機械手在注塑生產中的作用變得越來越重要。目前國內的機械手類型比較簡單，且大都用于取件。隨著注塑成型工業(yè)的發(fā)展，以后將有越

9、來越多的機械手用于上料、混合、自動裝卸模具、回收廢料等各個工序上，而且將朝著智能化方向發(fā)展。 個人見解：目前，我國內地僅有少數(shù)幾個企業(yè)通過仿制的方式在生產注塑機機械手，大量的產品依靠臺灣、日本和歐美進口。進口機械手不僅成本高昂，其設計思路更適合西方人的思維卻不太適合中國人的操作習慣。而目前國內開發(fā)的機械手控制系統(tǒng)在穩(wěn)定性方面欠缺，這為本課題找到了合適的切入點。研制與開發(fā)一種工作效率高、成本低，性能穩(wěn)定的注塑機取模機械手控制系統(tǒng)是本課題的主要目標。由于時間關系，我與班上涂新月同學合作，而我負責旋轉底座的研發(fā)。 5、 主要研究（設計）內容、關鍵問題及解決思路 5.1 主要研究（設計）內

10、容 1、分析機械手旋轉底座的功能和作業(yè)任務，確定旋轉底座結構形式； 2、進行機械手旋轉底座各部分的結構設計； 3、進行機械傳動系統(tǒng)的設計； 4、在制圖軟件中繪圖。 5.2 關鍵問題 1、選取機械手的坐標形式及自由度； 2、機械手旋轉底座的控制方式； 3、機械手旋轉底座的機械控制精度。 5.3 解決思路 1、擬定機械手的坐標形式及其自由度； 2、建立機械手旋轉底座的控制方式模型，包括：氣動，機械等方式，選取性價比最高的方式； 3、在基礎上選定標準，將誤差降到最小。 6、 完成畢業(yè)設計（論文）所必須具備的工作條件

11、 1、PLC基礎知識，機械手旋轉底座結構知識 2、圖書館網(wǎng)絡獲取的圖書資料內容 3、電腦PLC相關運行軟件 4、老師指導 7、 預期成果（達到目標） 本研究課題主要研究目標是，機械手旋轉底座在PLC系統(tǒng)控制中是否按規(guī)定方式回原點。主要研究內容包括建立按手動方式或自動方式不同情況下回原點的模式，建立分析其正常運行下的效率模型。利用所建立的模型進行典型實例進行分析，討論不同方式下效率的合理性。進行基于PLC機械手旋轉底座中性價比較高的選取。 8、 工作的主要階段、進度與時間安排 2014-2015學年第一學期： 第8周-第9周，完成文獻綜述、外文翻譯，并形成設

12、計基本方案。 第10周，交任務書、文獻綜述、外文翻譯原文、開題記錄紙、開題報告。 第11周，學生完成總體方案論證。 第12周-第18周，系統(tǒng)設計、安裝與調試。學生完成畢業(yè)論文初稿。 2014-2015學年第二學期： 上交畢業(yè)論文初稿、外文翻譯譯文。在教師指導下進行畢業(yè)論文初稿及其它相關資料修改，完成第二、三稿。學生完成設計論文終稿,畢業(yè)答辯。 9、 指導教師審查意見 指導教師簽名： 年 月 日