张迪的开题报告1.doc

毕业设计(论文) 开 题 报 告 题 目 二维螺钉装配机械手的设计及制作 学 院 电气与控制工程学院 专业及班级 自动化0902班 姓 名 张 迪 学 号 0906050204 指 导 老师 王党树 日 期 2013年3月26日  西安科技大学毕业设计(论文)开题报告 题 目 二维螺钉装配机械手的设计及制作 选题类型 应用型 一、选题依据(简述国内外研究现状、生产需求状况, 说明选题目的、意义，列出主要参考文献)： 1．课题国内外研究现状 机械手是近几十年发展起来的一种高科技自动化生产设备。它可由固定程序控制从而模拟人手进行抓取、搬运物件或操持工具等操作。机械手最早应用在汽车生产工业代替人工进行焊接，喷漆等重复或繁重的体力劳动，以提高生产效率保证生产质量，实现机械化和自动化。随生产的发展，其功能和性能不断提高，应用领域不断扩大，着重用于机械制造、冶金、电子、轻工和原子能等部门。 “robot”一词是1920年由捷克作家卡雷尔.恰佩克在他的讽刺剧《罗莎姆的万能机器人》中首先提出的。机械手研究始于20世纪中期，随着计算机和自动化技术的发展，特别是1946年第一台数字电子计算机问世以来，计算机取得了惊人的进步，向高速度、大容量、低价格的方向发展。同时，大批量生产的迫切需求推动了自动化技术的进展，又为机器人的开发奠定了基础。另一方面，核能技术的研究要求某些操作机械代替人处理放射性物质。在这一需求背景下，美国于1947年开发了遥控机械手，1948年又开发了机械式的主从机械手1958年美国联合控制公司研制出第一台机械手它的结构是；机体上安装一个回转臂，顶部装有电磁块的工件抓放机构，控制系统是示教形的，随着计算机和自动控制技术的迅速发展,农业机械将进入高度自动化和智能化时期，机械手机器人的应用可以提高劳动生产率和产品质量,改善劳动条件,解决劳动力不足等问题构成机械手是在机械化，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，机械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。我国塑料机械已成为机械制造业发展最快的行业之一，年需求量在不断的加大。我国塑料机械产业的高速发展主要有以下两个大因素：一是对高技术含量装备的需求所带来的设备更新及陈旧设备的淘汰;二是海内塑料加工产业的高速发展，对塑料机械的需求旺盛。 步进电机转动带动丝杠副传动轴转动进而达到机械手的左右，上下移动。左右，上下限的传感器规定了机械手的运动范围。装配时，电机带动螺钉转动，同时Z轴下降进行装配。 3、设计方案 （1）二维螺钉装配机械手结构的设计 本项目中，机械手由双轴X与Y轴的滚珠丝杠副机构、升降气缸、吸盘、磁感应开光及限位开关等构成，直接与工件接触的部件，实现工件的吸取、提升、下降及释放。提升、下降位置由装在气缸上的两个磁感应开关通过检测装在活塞上的磁环位置来判断，吸盘利用真空发生器产生的负压将工件吸住，负压消失工件在其自身重力作用下自然与吸盘分离。此过程是磁感应开关把升降气缸缸位检测信号反馈给控制器（PLC1），再通过控制器控制电磁阀，使升降气缸与真空发生器实现气源换向，从而实现工件的吸取、提升、下降及释放操作。 （2）机械手对螺钉装配方式的选择 机械手常用的驱动方式有液压驱动、电机驱动和气压驱动等类型。三种类型各自的特点，液压适合搬运体积较大较重的物体、不适于高速运动，电机驱动启动力矩大、效率高、但需定期维、修寿命短，气压适合较轻的物体且可高速运动。结合二维螺钉装配机械手所要求的输出功率、控制性能、响应速度、成本等，确定机械手选用气压驱动，实现结构简单、安全可靠、价格便宜。