自动浇铸机械手毕业设计开题报告.doc

毕业设计开题报告 设 计 题 目: 自动浇铸机械手设计 院 系 名 称: 机电工程学院 专 业 班 级: 机械10-班 学 生 姓 名: 导 师 姓 名: 开 题 时 间: 2014 年 3 月 22 日 1课题研究的目的和意义 1962年美国制造出第一台实用的示教型工业机器人以来,国际上对工业机器人的开发、研究和应用已有50余年的历程。工业机械手延伸和扩大了人的手足和大脑等功能，它可以代替人从事危险、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。 目前，工业机械手主要应用于制造业中，特别是电器制造、汽车制造、塑料加工、通用机械制造及金属加工等工业。以日、美、德、法、韩等为代表，许多国家的机器人产业日趋成熟和完善，所生产的工业机器人已成为一种标准设备在全球得到广泛应用。由于制造企业技术的不断进步,对工业机器人的需求越来越大，因而工业机器人技术在制造业应用范围也越来越大，其标准化、模块化、网络化和智能化的程度越来越高，功能也越来越强，正在向着成套技术和装备的方向发展。在发达国家中，工业机器人自动化生产线成套装备已成为自动化装备的主流及未来的发展方向。 而机械手作为工业机器人的基础部分，更有研究价值。机械手是模仿人手的部分动作，按给定的程序轨迹和要求实现自动抓取、搬运或工作的自动机械装置。在工业生产中应用的机械手被称为“工业机械手”。生产中应用机械手可以提高生产的自动化水平和劳动生产率；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，铸、锻、焊接、热处理、电镀、喷漆、装置以及轻工业、交通运输等方面得到越来越广泛的应用。因此研究机械手是十分必要的。本文就对自动浇铸机械手进行研究。 2文献综述（课题研究现状及分析） 2.1机械手的发展水平 机械手首先是从美国开始研制的。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长臂，顶部装有电磁块的工件抓放机构，控制系统是示教形的。 图2.1 世界第一台机械手 1962年，美国联合控制公司在上述方案的基础上又试制成一台数控示教再现型机械手。商名为Unimate（即万能自动）。运动系统仿照坦克炮塔，臂可以回转、俯仰、伸缩、用液压驱动；控制系统用磁鼓作为存储装置。不少球坐标通用机械手就是在这个基础上发展起来的。 同年，美国机械制造公司也实验成功一种叫Vewrsatran机械手。该机械手的中央立柱可以回转、升降采用液压驱动控制系统也是示教再现型。这两种出现在六十年代初的机械手，是后来国外工业机械手发展的基础。 图2.2 Unimate机器人和Versatran机器人 1978年美国Unimate公司和斯坦福大学，麻省理工学院联合研制一种Unimate-Vicarm型工业机械手，装有小型电子计算机进行控制，用于装配作业，定位误差小于±1毫米。联邦德国KnKa公司还生产一种点焊机械手，采用关节式结构和程序控制。 目前，机械手大部分还属于第一代，主要依靠人工进行控制；改进的方向主要是降低成本和提高精度。第二代机械手正在加紧研制。它设有微型电子计算控制系统，具有视觉、触觉能力，甚至听、想的能力。研究安装各种传感器，把感觉到的信息反馈，使机械手具有感觉机能。第三代机械手则能独立完成工作中过程中的任务。它与电子计算机和电视设备保持联系，并逐步发展成为柔性制造系统FMS和柔性制造单元FMC中的重要一环节。 机械手从使用范围、运动坐标形式、驱动方式以及臂力大小四个方面的分类分别为： 1. 按使用范围分类： （1）（2）2. 按运动坐标型式分类： （1）X、Y、ZX方向的移动)、左右移动(定为沿Y方向的移动)和上下升降(定为沿Z方向的移动)； （2）X和Z方向移动，又可绕Z轴转动(定为绕Z轴转动)，亦即臂部可以前后伸缩、上下升降和左右转动； （3）X方向移动，还可以绕Y轴和Z轴转动，亦即手臂可以前后伸缩(沿X方向移动)、上下摆动(定为绕Y轴摆动)和左右转动(仍定为绕Z轴转动)； （4） 3. 按驱动方式分类： （1）（2）（3）（4）4. 按机械手的臂力大小分类： （1）1㎏（2）1－10㎏（3）10－30㎏（4）30㎏2.2机械手的发展趋势 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大等特点，因此，机械手已受到许多部门的重视，并越来越广