机械工程及自动化开题报告 .pdfVIP

机械工程及自动化开题报告

机械工程及自动化开题报告

设计(论文)题目：基于PLC的机械手自动操作系统设计

1本课题的来源及研究的目的和意义

本课题目的主要是利用PLC作为载体设计一套程序驱动机械手进

行预订动作,实现对工件抓取，实现自动化。

机械手技术涉及的学科相当广泛，其一，它能够部分的代替人工

操作;其二，它能够按照生产工艺的要求，遵循一定的程序、时间和位

置来完成工件的传送和装卸;其三，它能操作必要的机具进行焊接和装

备，从而改善了公认的劳动条件，显著提高了劳动生产率，加快实现

工业生产机械化和自动化的步伐，尤其在高温、高压、粉尘、噪音一

级带有放射性和污染的场合，应用的更为广泛。

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。

随着电子技术的广泛应用，机器人的研制和生产已成为高技术领域内

迅速发展起来的一门新兴技术，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。在现代生产过程中，

机械手被广泛的运用于自动生产线中，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。

2国内外研究的现状及发展趋势

2.1国外研究现状

机械手起源于美国，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[11]。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[12]。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[1]。

现代式工业中，生产过程的机械化，自动化已成为突出的主题

[13]。化工等连续性生产过程的自动化已基本得到解决。采用全自动

化机械手进行装配更是目前研究的重点，国外已研究采用摄像机和力

传感装置和微型计算机连在一起，能确定零件的方位达到镶装的目的。

但在机械工业中，加工、装配等生产是不连续的。因此，装卸、搬运

等工序机械化的迫切性，工业机械手就是为实现这些工序的自动化而

产生的。工业机械手主要用于机床加工、铸造、热处理等方面，动作

灵活多样，适用于可变换生产品种的中、小批量自动化生产，广泛应

用于柔性自动线。[2]

2.2国内研究现状

我国的工业机械手是从80年代七五科技攻关开始起步，在国家的

支持下，通过七五，八五科技的攻关，目前国内生产了部分机器人关

键元器件，开发喷漆，孤焊，点焊，装配，搬运等机器人，其中有

130多台喷漆机器人在二十余家企业的近30条自动喷漆生产线上获得

规模应用，孤焊机器人已经应用在汽车制造厂的焊装线上。的那总的

看来，我国的工业机械手技术及工程应用的水平和国外比还有一定的

差距。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[3]。

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[4]。

3课题的研究内容、目标及可行性分析

3.1课题研究内容

(1)对机械手动作进行构思，设计出一套工作的