凸輪軸機床的工件輸送機構的設計【機械手】【含圖紙】

喜歡就充值下載吧。資源目錄里展示的全都有，下載后全都有,請放心下載，【QQ：1304139763 可咨詢交流】=喜歡就充值下載吧。資源目錄里展示的全都有，下載后全都有,請放心下載，【QQ：1304139763 可咨詢交流】=喜歡就充值下載吧。資源目錄里展示的全都有，下載后全都有,請放心下載，【QQ：1304139763 可咨詢交流】= 畢業(yè)設計(論文)開題報告題目：凸輪軸機床的工件輸送機構的設計系 別 機電信息系 專 業(yè) 機械設計制造及其自動化 班 級 姓 名 學 號 導 師 2012年 12 月 25 日1.畢業(yè)設計（論文）綜述（題目背景、研究意義及國內外相關研究情況）1.1題目背景在現(xiàn)代企業(yè)生產過程中，生產線零件的輸送是非常重要的工作之一，隨著生產自動化的發(fā)展，目前，這一工作已由機械手的自動搬運逐漸替代傳統(tǒng)的人工完成。機械手的出現(xiàn)在減輕工人勞動強度和難度、提高工作效率和質量、降低生產成本上做出了突出貢獻,機械手的發(fā)展在企業(yè)的發(fā)展和創(chuàng)收上起到了舉足輕重的作用。本課題設計一種在七工位凸輪軸加工機床上應用的機械手,用于實現(xiàn)工件的輸送。明確機械手的功能、技術參數(shù)、工作原理、主要結構及特點。要求結構簡單、抓取重量大、開合行程長、運行可靠,從而提高生產效率。 1.2研究意義機械手是模仿著人手的部分動作，按給定程序、軌跡和要求實現(xiàn)自動抓取、搬運或操作的自動機械裝置。工業(yè)機械手是近幾十年發(fā)展起來的一種高科技自動生產設備【1】。他的特點是可以通過編程來完成各種預期的作業(yè)，在構造和性能上兼有人和機器各自的優(yōu)點，尤其是在高溫、高壓、粉塵、噪音以及帶有放射性和污染的場合，應用的更為廣泛【2】。因此，進行凸輪軸機床的工件輸送機械手的研究設計具有重要意義。我感覺設計所需要的知識僅課堂所學的是完全不夠的，但正是這樣，才更能鍛煉自己，才更富有挑戰(zhàn)，我想在這次的設計中我一定會盡全力做好的！1.3國內研究的情況我國的工業(yè)機械手的研究研發(fā)開發(fā)始于20世紀70年代左右。1972年我國的第一臺工業(yè)機械手開發(fā)制造于上海，隨著全國各省都開始研制和研發(fā)應用機械手。如今我國正從一個“制造型大國”向“制造型強國”邁進，中國的制造業(yè)正在面臨著與國際接軌、世界接軌、參與國際分工的巨大工作和挑戰(zhàn)當中，這將會給機械手產業(yè)發(fā)展注入新的動力和活力【3】。隨著機械手發(fā)展的深度和廣度以及機器人智能水平的不斷提高，中國的機械手已在眾多領域得到了廣泛普遍的應用。已經從傳統(tǒng)的工業(yè)制造領域向非制造領域延伸。如采礦機器人、建筑業(yè)機器人以及水電系統(tǒng)用于維護維修的機器人等。在國防軍事、醫(yī)療衛(wèi)生、食品加工、生活服務等領域機械手的應用也越來越多。在未來幾年，我國將在傳感技術、激光技術、工程網絡技術中機械手將會被廣泛應用，因此這些技術會使機械手的應用更為高效、高質，運行成本將更低【4】。據一系列現(xiàn)象證據表明，今后機械手將在醫(yī)療、保健、生物技術和產業(yè)、教育、救災、海洋開發(fā)、機器維修、交通運輸和農業(yè)生產等各領域得到廣泛應用。1.4國外研究情況 現(xiàn)代工業(yè)機械手起源于20世紀50年代初，是基于示教再現(xiàn)和主從控制方式、能適應產品種類變更，具有多自由度動作功能的柔性自動化產品5。機械手首先是從美國開始研制的，1958年美國聯(lián)合控制公司研制出第一臺機械手。在此基礎上美國通過不斷改進完善，研制出一系列新的機械手，美國的研制十分注意提高機械手的可靠性，改進其結構，降低其成本。德國從1970年開始在制造行業(yè)中應用機械手，主要用于起重運輸、焊接和設備的上下料等作業(yè)。日本是工業(yè)機械手發(fā)展最快、應用最多的國家。自1969年從美國引進二種典型的機械手后，便開始大力進行機械手的研究。據報道，1979年從事機械手的研究工作的大專院校、研究單位多達50多個；1976年大學和國家研究部門用在機械手的研究費用42%；1979年日本機械手的產值達443億日元，產量為14535臺。使用機械手最多的行業(yè)是汽車工業(yè)，其次是電機、電器和電子行業(yè)。到目前在日本工作的工業(yè)機械手已有100萬臺左右。第二代機械手設有微型電子計算機控制系統(tǒng)，具有視覺、觸覺能力，甚至聽、想的能力。研究安裝各種傳感器，把感覺到的信息反饋，使機械手具有感覺機能。目前國外已經出現(xiàn)了觸覺和視覺機械手。第三代機械手（機械人）則能獨立地完成工作過程中的任務。它與電子計算機和電視設備保持聯(lián)系。并逐步發(fā)展成為柔性制造系統(tǒng)FMS(Flexible Manufacturing System)和柔性制造單元(Flexible Manufacturing Cell)中重要一環(huán)。隨著工業(yè)機器手（機械人）研究制造和應用的擴大，國際性學術交流活動十分活躍，歐美各國和其他國家學術交流活動開展很多6。2.本課題研究的主要內容和擬采用的研究方案、研究方法或措施2.1主要內容2.1.1了解凸輪軸機床工作原理，工業(yè)機器人的發(fā)展及在工業(yè)生產中的應用；2.1.2明確該機械手的規(guī)格參數(shù)，分析其組成和工作原理；2.1.3完成該機械手的結構設計和主要部件的設計計算；2.1.4應用軟件繪制所設計機械手的裝配圖。2.2研究方案2.2.1凸輪軸機床的工作原理 如圖1所示零件為凸輪軸。凸輪軸是發(fā)動機中的重要零件之一，其通常是由具有多段高次曲線型面的非圓輪廓面組成，其升程、轉角與砂輪半徑之間存在非線性關系，且大部分凸輪軸屬細長軸類零件。而凸輪軸加工精度和質量直接影響到發(fā)動機的質量、廢氣排放、使用壽命、節(jié)能和效率。圖2是某型號發(fā)動機的凸輪軸示意圖，其法蘭面上的孔系的加工是在一臺臥式單面七工位的機床上完成的,該機床用一個多軸頭在5個加工工位上完成了5道加工工序。在加工工位之前有一個零件裝卸工位,為了在裝卸工位卸下工件,必須解決工件的返回問題。為此,我們設計了機械手在五個加工工位之后的等待工位抓取工件,并實現(xiàn)工件的返回。如圖3所示,工位是裝卸工位,工位是機械手抓取工位,凸輪軸從工位通過步伐式棘爪輸送機構依次自動輸送至工位,而機械手用來實現(xiàn)工件由工位返回至工位。 圖1 凸輪軸 圖2 凸輪軸示意圖圖3 各工位布局圖2.2.2機械手總體結構的設計 如圖4所示，機械手裝置安裝在機床的側面，機械手大臂的回轉運動，靠液壓缸2通過齒輪、齒條機構來實現(xiàn)。機械手小臂的升降，由油缸1驅動。手爪4的開合動作由液壓缸3驅動的連桿、滑塊機構來實現(xiàn)。為了確保機械手大臂回轉輸送時，隨行夾具在此時是平面平行移動，采用了平行四邊形機構。機械手的動作順序是：機械手在等待工位(抓取工件工位)等候機械手小臂下降手爪收攏抓取隨行夾具小臂上升大臂回轉至裝卸料工位小臂下降手爪放松小臂上升大臂回轉至等待工位等候。機械手的動作全部采用液壓驅動，電氣控制。(1）機械手腰座結構的設計(2）機械手手臂結構的設計(3）機械手手腕結構的設計(4）機械手手爪結構的設計 如圖5所示，手爪是用來抓取工件的，要求其結構簡單，動作靈敏，操作方便。(5）機械手機械傳動機構的設計(6）機械手驅動系統(tǒng)的設計 圖4 機械手結構圖 圖5 手爪示意圖2.3研究方法2.3.1首先閱讀畢業(yè)設計題目和任務書，查閱相關文獻和資料，做出初步規(guī)劃設計方案，積極開展調研論證；2.3.2向指導老師咨詢有關問題和登陸中國知網查閱資料文獻；2.3.3對機械手進行結構分析，畫出草圖；2.3.4結合自己熟悉的制圖軟件，對其進行深入的實踐；2.3.5完善繪圖，請指導老師修改。3.本課題研究的重點及難點，前期已開展工作3.1 研究的重點及難點 機械手結構的設計及其傳動機構和驅動系統(tǒng)的設計；機械手零件設計及其裝配關系；機械手的技術參數(shù)、結構特點和受力分析。 3.2前期已展開的工作3.2.1查找和閱讀大量期刊、書籍、報紙及優(yōu)秀碩士論文分析相關數(shù)據；3.2.2初步擬定了整體結構和設計方案；3.2.3學習零件的結構設計的有關知識；3.2.4在學校電子閱覽室查找了有關機械手的外文翻譯。 4.完成畢業(yè)論文的工作步驟與時間安排（按周次填寫）（1）13周：調研并收集資料；（2）46周：明確該機械手的規(guī)格參數(shù)，分析其組成和工作原理；（3）79周：完成該機械手的結構設計計算；（4）1012周：完成該機械手的裝配圖；（5）1315周：完成論文撰寫，準備答辯。5.指導教師意見（對課題的深度、廣度及工作量的意見） 指導教師： 年 月 日6.所在系審查意見：系主管領導： 年 月 日 注：1）正文：宋體小四號字，行距20磅，單面打?。黄渌袷脚c畢業(yè)論文要求相同。2）開題報告由各系集中歸檔保存。 3）開題報告引用參考文獻注釋格式可參照附錄E“畢業(yè)設計（論文）參考文獻樣式”執(zhí)行。不進入正文，可以作為附件放在開題報告后面。參考文獻1 姚志良. 工業(yè)機械手淺談（二）J. 組合機床與自定化技術. 1977，(03) ：6- 92 郭益友. 工業(yè)機械手在制造工藝中的發(fā)展及應用J. 淮南職業(yè)技術學院學報. 2002，(01) ：5- 73 國內機械行業(yè). 機械手應用與技術發(fā)展概況（上）J. 科技簡報. 1975，(07) ：9- 114 鄒莉. 傳感檢測技術在機械手中的應用J. 科技信息（學術研究）. 2008，(36) ：25- 315 吳振彪，王正家. 工業(yè)機器人 M. 武漢：華中科技大學出版社. 20066 Tsai LW. Solving the inverse dynamics of a Stewart-Cough manipulator by the principle of virtual work. Journal of Mechanical Design . 2000，(1) ：13- 187 陶湘廳，袁銳波，羅璟. 氣動機械手的應用現(xiàn)狀及發(fā)展前景J. 機床與液壓. 2007，(08) ：35- 418 雷勇濤，李大明. 機械手運動穩(wěn)定性分析J. 茂名學院學報. 2006，(01) ：13- 179 孫恒，陳作模，葛文杰. 機械原理 M. 北京：高等教育出版社. 2006.510 胡玉睿. 機械手原理 M .北京：中央廣播電視大學出版社. 200411 陸祥生,楊秀蓮. 機械手理論及應用 M .中國鐵道出版社.198512 馬振福. 液壓與氣壓傳動 M. 機械工業(yè)出版社. 200413 裴仁清. 機電一體化原理. 上海大學出版社. 199814 工業(yè)機械手設計基礎編寫組. 工業(yè)機械手設計基礎 M . 天津科學技術出版社. 1980 15 方明倫,應振澍,裴任清. 工業(yè)機器人. 北京:機械工程師進修大學. 1989.6 16 張建民. 工業(yè)機械人. 北京：北京理工大學出版社. 199217 HILLER Manfred. Simulation Modeling of the Motion Control of a Two Degree of Freedom,Tendon Based,Parallel Manipulator in Operational Space Using MATLAB J. Journal of China University of Mining & Technology. 2007，(02) ：45- 5718 Carlos，Acosta Calderon，John Q. Gan. An Analysis of the Inverse Kinematics for a 5-DOF Manipulator J. International Journal of Automation and Computing. 2005，(02) ：23- 45