開題報告--- 駕駛室焊接自動轉(zhuǎn)序機械手系統(tǒng)設(shè)計

1、<p>　　本科生畢業(yè)設(shè)計（論文）開題報告</p><p>　　論文題目： 駕駛室焊接自動轉(zhuǎn)序機械手系統(tǒng)設(shè)計 </p><p>　　學(xué) 院： 機械工程學(xué)院 </p><p>　　專業(yè)班級： </p><p>　　開題時間： 2012

2、年 4 月 6 日</p><p><b>　　1．內(nèi)容摘要</b></p><p>　　機械手是近幾十年發(fā)展起來的一種高科技自動化生產(chǎn)設(shè)備。工業(yè)機械手是工業(yè)機器人的一個重要分支?？赏ㄟ^編程來完成各種預(yù)期的作業(yè)任務(wù)，在構(gòu)造和性能上兼有人和機器各自的優(yōu)點，尤其體現(xiàn)了人的智能和適應(yīng)性。它在減輕工人的勞動強度的同時, 大大提高了勞動生產(chǎn)率。機械手作業(yè)的準確性和各種環(huán)境中

3、完成作業(yè)的能力，在國民經(jīng)濟各領(lǐng)域有著廣闊的發(fā)展前景。據(jù)資料顯示，目前機械手在我國制造業(yè)領(lǐng)域的應(yīng)用率已達到35%，而在歐美等發(fā)達國家更是達到了60%-70%。</p><p>　　在汽車制造業(yè)中，各類型的機械手的應(yīng)用更為廣泛，對于汽車制造從傳統(tǒng)的離散型生產(chǎn)到高度流水線式的轉(zhuǎn)變起到了很大的作用。本課題的內(nèi)容是設(shè)計某卡車駕駛室外殼的自動轉(zhuǎn)序機械手。此機械手的作用是作為駕駛室外殼轉(zhuǎn)序的夾持和動力裝置。負責夾持駕駛室外殼，

4、提升并旋轉(zhuǎn)。并轉(zhuǎn)到下一個焊接加工工位以實現(xiàn)連續(xù)作業(yè)。</p><p>　　2.課題研究現(xiàn)狀及發(fā)展前景</p><p>　　經(jīng)過在某大型汽車制造廠的認識實習及參考相關(guān)國內(nèi)外資料，對于此類輔助轉(zhuǎn)序機械手。懸吊、起升及搬運過程多采用機械夾持裝置，動力常采用電動、液壓或氣動。且對此類要求精度不高的機械手沒有太嚴格的技術(shù)要求。由于對動力的要求不大且動作頻繁的機械手，常采用氣動作為動力源。近20年來，

5、氣動技術(shù)的應(yīng)用領(lǐng)域迅速拓寬，尤其是在各種自動化生產(chǎn)線上得到廣泛應(yīng)用。電氣可編程控制技術(shù)與氣動技術(shù)相結(jié)合，使整個系統(tǒng)自動化程度更高，控制方式更靈活，性能更加可靠；氣動機械手、柔性自動生產(chǎn)線的迅速發(fā)展，對氣動技術(shù)提出了更多更高的要求；微電子技術(shù)的引入，促進了電氣比例伺服技術(shù)的發(fā)展，現(xiàn)代控制理論的發(fā)展，使氣動技術(shù)從開關(guān)控制進入閉環(huán)比例伺服控制，控制精度不斷提高；由于氣動脈寬調(diào)制技術(shù)具有結(jié)構(gòu)簡單、抗污染能力強和成本低廉等特點，國內(nèi)外都在大力開發(fā)

6、研究。    由于氣壓傳動系統(tǒng)使用安全、可靠，可以在高溫、震動、易燃、易爆、多塵埃、強磁、輻射等惡劣環(huán)境下工作。而氣動機械手作為機械手的一種，它具有結(jié)構(gòu)簡單、重量輕、動作迅速、平穩(wěn)、可靠、節(jié)能和不污染環(huán)境、容易實現(xiàn)無級調(diào)速、易實現(xiàn)過載保護、易實現(xiàn)復(fù)雜的動作等優(yōu)點。所以，氣動機械手被廣泛應(yīng)</p><p><b>　　3.課題任務(wù)</b></p><p

7、><b>　　3.1設(shè)計要求</b></p><p>　　已知駕駛室的外形尺寸為2100×2100×1900，重量為200Kg。</p><p><b>　　動作要求：</b></p><p>　　機械手夾持駕駛室工件。</p><p><b>　　垂直吊升1m。

8、</b></p><p><b>　　順時針旋轉(zhuǎn)90°。</b></p><p>　　橫向行走至焊接工序工位。</p><p>　　機械手開合時間為2秒，行程為150mm。</p><p>　　機械手旋轉(zhuǎn)90度時間為3秒。</p><p>　　節(jié)拍為1輛/2min。</

9、p><p>　　3.2課題重點及難點</p><p>　　此機械手僅作為工件起吊的搬運裝置，對精度要求不高。但機械手的開合時間和旋轉(zhuǎn)都要求動作迅速，工件重量較大，轉(zhuǎn)動慣量較大，對機械手旋轉(zhuǎn)部分的起停裝置有較高的要求。由于此機械手的作用是將駕駛室工件轉(zhuǎn)到下個工序工位。所以機械手的整個搬運過程應(yīng)平穩(wěn)，在吊運駕駛室的過程中應(yīng)該保證工件平衡。又因為生產(chǎn)線為流水線作業(yè)，機械手的整套動作有節(jié)拍的要求，所以

10、應(yīng)設(shè)計各個動作的控制系統(tǒng)。最后繪制整個系統(tǒng)的詳細裝配圖。</p><p><b>　　4.設(shè)計方案</b></p><p>　　(1)由于要求機械手快速開合。設(shè)計方案的手爪部分采用氣動聯(lián)動裝置。由快速氣缸通過連桿機構(gòu)直接驅(qū)動手爪開合，從而滿足動作要求。</p><p>　　(2)由于駕駛室旋轉(zhuǎn)動作同樣要求快速，加之轉(zhuǎn)動的過程僅需要克服

11、 駕駛室工件和機械手整體兩者的轉(zhuǎn)動慣量以及回轉(zhuǎn)支撐部分的摩擦力，總的旋轉(zhuǎn)阻力不大。故也采用氣動驅(qū)動。由氣缸通過齒輪齒條機構(gòu)實現(xiàn)。</p><p>　　(3)橫向吊運動作通過滑輪天車實現(xiàn)。</p><p>　　(4)節(jié)拍過程采用PLC控制。</p><p>　　5.工作進度與時間安排</p><p>　　(1)明確設(shè)計任務(wù)并查閱相關(guān)資料。

12、 3.19～3.25</p><p>　　(2)學(xué)習相關(guān)文獻，翻譯外文參考文獻。 3.26～4.1</p><p>　　(3)完成開題報告和外文翻譯。 4.2～4.7</p><p>　　(4)總體方案設(shè)計及主要部件計算與選擇。 4.9～4.5</p><p>　　(5)手爪開合機構(gòu)設(shè)計。

13、 4.16～4.29</p><p>　　(6)旋轉(zhuǎn)機構(gòu)設(shè)計。 4.30～5.13</p><p>　　(7)行走機構(gòu)設(shè)計。 5.14～5.27</p><p>　　(8)總裝配圖設(shè)計。 5.28～6.10</p&

14、gt;<p>　　(9)撰寫畢業(yè)論文。 6.11～6.17</p><p>　　(10)提交論文及圖紙，修改后打印。 6.18～6.24</p><p>　　(11)答辯。 6.25～6.29</p><p><b>　　6 .參考資

15、料</b></p><p>　　[1] 孫桓，陳作摸. 機械原理. 北京：高等教育出版社，2006</p><p>　　[2] 濮良貴，紀名剛. 機械設(shè)計. 北京：高等教育出版社，2006</p><p>　　[3] 于駿一，鄒青. 機械制造技術(shù)基礎(chǔ). 北京：機械工業(yè)出版社，2009</p><p>　　[4] Levin, J

16、. and Dutta, D. (1992) Computer-aided process planning</p><p>　　for parallel machines. Journal of Manufacturing Systems,11,79-92.</p><p>　　[5] 朱龍根. 機械系統(tǒng)設(shè)計. 北京：機械工業(yè)出版社，2001</p><p>　　

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