物流搬運(yùn)直角坐標(biāo)機(jī)械臂設(shè)計(jì)含開題及8張CAD圖,物流,搬運(yùn),直角坐標(biāo),機(jī)械,設(shè)計(jì),開題,cad XXXXX 設(shè)計(jì)開題報(bào)告 學(xué)生姓名 分院 專業(yè)、班級(jí) 指導(dǎo)教師姓名 職稱 從事 專業(yè) 是否外聘 □是□否 題目名稱 物流搬運(yùn)直角坐標(biāo)機(jī)械臂設(shè)計(jì) 一、課題研究現(xiàn)狀、選題目的和意義（可增頁(yè)） 1、選題目的及意義 現(xiàn)在的社會(huì)是自動(dòng)化的機(jī)械代替人工工作的時(shí)代，機(jī)械工作效率高，成本比人工工作低，已經(jīng)在大部分領(lǐng)域廣泛應(yīng)用推廣。一個(gè)操作工人可以控制3到6臺(tái)機(jī)器，工作安全性很高?，F(xiàn)在大部分的自動(dòng)化機(jī)構(gòu)都運(yùn)用到機(jī)械手結(jié)構(gòu)，比如摘果機(jī)械手，自動(dòng)上料機(jī)等等。直角坐標(biāo)機(jī)械手，現(xiàn)在基本上是應(yīng)用在自動(dòng)化設(shè)備上的，可精確定位，一般用在高速高精度的工作環(huán)境，用來(lái)重復(fù)搬運(yùn)；或者用來(lái)點(diǎn)膠，也可涂膠，也可焊接，甚至裝配、檢測(cè)、封裝、剁碼，鎖螺絲當(dāng)然也可以。在制造方面，它制造成本相當(dāng)?shù)牡?，它系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，只有控制系統(tǒng)，驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)，機(jī)械系統(tǒng)和操作工具。使用靈活，功能多，根據(jù)操作工具的不同，使用功能不同?？煽啃愿?、速度快、精度高，可以代替人工，提高生產(chǎn)效率，穩(wěn)定產(chǎn)品質(zhì)量。它可以24小時(shí)在高溫等惡劣環(huán)境下不停歇地工作，如果有故障，維修也很方便。 本設(shè)計(jì)根據(jù)所需的要求和實(shí)踐理論分析，設(shè)計(jì)了整個(gè)系統(tǒng)由電機(jī)驅(qū)動(dòng)的三自由度機(jī)器人，使工件從一個(gè)位置運(yùn)送至指定位置，機(jī)械手在規(guī)定時(shí)間內(nèi)把工件沿指定路線搬運(yùn)到另一個(gè)位置。 目前我國(guó)的工業(yè)機(jī)器人技術(shù)還有對(duì)它的工程應(yīng)用的水平和國(guó)外比較起來(lái)還是有相當(dāng)大的距離。我國(guó)對(duì)工業(yè)機(jī)械手的應(yīng)用規(guī)模和產(chǎn)業(yè)化水平相對(duì)很低，機(jī)械手的研究和開發(fā)從根本上會(huì)直接影響到我國(guó)自動(dòng)化生產(chǎn)水平，故從經(jīng)濟(jì)上、技術(shù)都考慮要提高機(jī)械手的水平。因此，對(duì)機(jī)械手的研究設(shè)計(jì)是非常有現(xiàn)實(shí)意義和未來(lái)展望的。 2、課題研究現(xiàn)狀 機(jī)械手首先是從美國(guó)開始研制的。1958年美國(guó)聯(lián)合控制公司研制出第一臺(tái)機(jī)械手。它的結(jié)構(gòu)是：機(jī)體上安裝一個(gè)回轉(zhuǎn)長(zhǎng)臂，頂部裝有電磁塊的工件抓放機(jī)構(gòu)，控制系統(tǒng)是示教形的。 1962年，美國(guó)聯(lián)合控制公司在上述方案的基礎(chǔ)上又試制成一臺(tái)數(shù)控示教再現(xiàn)型機(jī)械手。商名為Unimate（即萬(wàn)能自動(dòng)）。運(yùn)動(dòng)系統(tǒng)仿照坦克炮塔，臂可以回轉(zhuǎn)、俯仰、伸縮、用液壓驅(qū)動(dòng)；控制系統(tǒng)用磁鼓作為存儲(chǔ)裝置。不少球坐標(biāo)通用機(jī)械手就是在這個(gè)基礎(chǔ)上發(fā)展起來(lái)的。同年該公司和普魯曼公司合并成立萬(wàn)能自動(dòng)公司，專門生產(chǎn)工業(yè)機(jī)械手。 1962年美國(guó)機(jī)械制造公司也實(shí)驗(yàn)成功一種叫Vewrsatran機(jī)械手。該機(jī)械手的中央立柱可以回轉(zhuǎn)、升降采用液壓驅(qū)動(dòng)控制系統(tǒng)也是示教再現(xiàn)型。雖然這兩種機(jī)械手出現(xiàn)在六十年代初，但都是國(guó)外工業(yè)機(jī)械手發(fā)展的基礎(chǔ)。 1978年美國(guó)Unimate公司和斯坦福大學(xué)，麻省理工學(xué)院聯(lián)合研制一種Unimate-Vicarm型工業(yè)機(jī)械手，裝有小型電子計(jì)算機(jī)進(jìn)行控制，用于裝配作業(yè)，定位誤差小于±1毫米。聯(lián)邦德國(guó)機(jī)械制造業(yè)是從1970年開始應(yīng)用機(jī)械手，主要用于起重運(yùn)輸、焊接和設(shè)備的上下料等作業(yè)。 聯(lián)邦德國(guó)KnKa公司還生產(chǎn)一種點(diǎn)焊機(jī)械手，采用關(guān)節(jié)式結(jié)構(gòu)和程序控制。日本是工業(yè)機(jī)械手發(fā)展最快、應(yīng)用最多的國(guó)家。自1969年從美國(guó)引進(jìn)兩種機(jī)械手后大力從事機(jī)械手的研究。前蘇聯(lián)自六十年代開始發(fā)展應(yīng)用機(jī)械手，至1977年底，其中一半是國(guó)產(chǎn)，一半是進(jìn)口。 目前，工業(yè)機(jī)械手大部分還屬于第一代，主要依靠工人進(jìn)行控制；改進(jìn)的方向主要是降低成本和提高精度。第二代機(jī)械手正在加緊研制。它設(shè)有微型電子計(jì)算控制系統(tǒng)，具有視覺(jué)、觸覺(jué)能力，甚至聽(tīng)、想的能力。研究安裝各種傳感器，把感覺(jué)到的信息反饋，是機(jī)械手具有感覺(jué)機(jī)能。第三代機(jī)械手則能獨(dú)立完成工作中過(guò)程中的任務(wù)。它與電子計(jì)算機(jī)和電視設(shè)備保持聯(lián)系，并逐步發(fā)展成為柔性制造系統(tǒng)FMS和柔性制造單元FMC中的重要一環(huán)。 一般概況國(guó)內(nèi)機(jī)械行業(yè)應(yīng)用的機(jī)械手絕大部分為專用機(jī)械手，附屬于某一設(shè)備，其工作程序是固定的。通用機(jī)械手也有發(fā)展，目前應(yīng)用的都是開關(guān)式點(diǎn)位控制型，伺服型已試制出數(shù)臺(tái)在調(diào)試中，連續(xù)軌跡控制型還沒(méi)有。 二、設(shè)計(jì)的基本內(nèi)容、擬解決的主要問(wèn)題 1、設(shè)計(jì)的基本內(nèi)容 ① 各方向的直線運(yùn)動(dòng)模塊執(zhí)行元件的選型，即電機(jī)的選擇計(jì)算； ② 各方向傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)，包括：滾珠絲杠副設(shè)計(jì)選擇、導(dǎo)向機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)選擇、滾動(dòng)軸承的選擇、軸承的安裝座座的設(shè)計(jì)、絲杠支承的選擇設(shè)計(jì)、聯(lián)軸器的選擇、兩軸連接處零件結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)、電機(jī)安裝座的設(shè)計(jì)、機(jī)架與三個(gè)運(yùn)動(dòng)模塊的鏈接設(shè)計(jì)； ③ 零件的各項(xiàng)參數(shù)的校核。 2、擬解決的主要問(wèn)題 如何選取直角坐標(biāo)機(jī)械臂各自由度動(dòng)力匹配及運(yùn)動(dòng)范圍、速度參數(shù)，如何選擇滾珠絲杠副、以及如何校核機(jī)械臂強(qiáng)度等。 三、技術(shù)路線 1、技術(shù)路線 本次設(shè)計(jì)采用如下方式層次推進(jìn)： （1）收集相關(guān)資料，并對(duì)現(xiàn)有的資料進(jìn)行研究，進(jìn)而分析自己完成本課題還存那方面的困難，除了現(xiàn)有的知識(shí)外還應(yīng)該具備哪些新的知識(shí)。 （2）對(duì)直角坐標(biāo)機(jī)械手進(jìn)行仔細(xì)的研究，了解工作的原理。 （3）機(jī)械結(jié)構(gòu)的分析，根據(jù)要求設(shè)計(jì)出合理輕便的機(jī)械手。 （4）在相關(guān)的軟件中模擬機(jī)械手的工作狀態(tài)。 （5）在模擬調(diào)試后對(duì)整個(gè)機(jī)械手進(jìn)行完善。 （6）撰寫設(shè)計(jì)說(shuō)明書。 調(diào)研、資料收集、完成開題報(bào)告 AutoCAD軟件完成機(jī)械臂總體布置設(shè)計(jì) 各零件結(jié)構(gòu)、尺寸設(shè)計(jì)與校核計(jì)算 AutoCAD軟件分析結(jié)合結(jié)構(gòu)、尺寸分析 是否合理 AutoCAD軟件模擬機(jī)械手的工作狀態(tài) 是否合理 N Y N Y 撰寫設(shè)計(jì)說(shuō)明書 圖1 技術(shù)路線方案圖 2、設(shè)計(jì)方案 本次設(shè)計(jì)的直角坐標(biāo)機(jī)械臂，采用XYZ直角坐標(biāo)形式，即有三個(gè)自由度。機(jī)械臂的XYZ三個(gè)軸的結(jié)構(gòu)均設(shè)計(jì)為執(zhí)行元件直接帶動(dòng)絲杠，并設(shè)計(jì)選擇合適的導(dǎo)向機(jī)構(gòu)導(dǎo)向，其結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)圖如下： X軸 Y軸 Z軸 圖2 直角坐標(biāo)機(jī)械臂方案簡(jiǎn)圖 四、進(jìn)度安排 1月1日～3月9日．畢業(yè)實(shí)習(xí)階段。 畢業(yè)實(shí)習(xí)，查閱資料，到多個(gè)公司實(shí)踐，撰寫實(shí)習(xí)報(bào)告。 1月1日～3月15日．開題階段。 提出總體設(shè)計(jì)方案及草圖，填寫開題報(bào)告，前期檢查。 3月15日～4月20日． 設(shè)計(jì)初稿階段。 完成總體設(shè)計(jì)圖、部件圖、零件圖，中期檢查。 4月21日～5月16日． 設(shè)計(jì)完善工作階段。 完善設(shè)計(jì)圖紙，編寫畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書。 5月17日～5月18日．畢業(yè)設(shè)計(jì)預(yù)答辯。 5月19日～5月28日．畢業(yè)設(shè)計(jì)整改。 圖紙修改、設(shè)計(jì)說(shuō)明書修改、定稿，材料復(fù)查。 5月29日～5月30日．畢業(yè)設(shè)計(jì)材料評(píng)閱。 5月31日～6月1日．畢業(yè)答辯。 6月2日～6月15日．材料整理裝袋。 五、參考文獻(xiàn) [1] 李超，氣動(dòng)通用上下料機(jī)械手的研究與開發(fā).陜西科技大學(xué)，2013 [2] 史國(guó)生.PLC在機(jī)械手步進(jìn)控制中的應(yīng)用.中國(guó)工控信息網(wǎng),2015.1 [3] 李明.單臂回轉(zhuǎn)機(jī)械手設(shè)計(jì).制造技術(shù)與機(jī)床，2014. 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