第一篇：一篇文章帶您讀懂工業(yè)機(jī)器人的設(shè)計(jì)過(guò)程

一篇文章帶您讀懂工業(yè)機(jī)器人的設(shè)計(jì)過(guò)程-全文

[導(dǎo)讀] 對(duì)于工業(yè)機(jī)器人的設(shè)計(jì)與大多數(shù)機(jī)械設(shè)計(jì)過(guò)程相同;首先要知道為什么要設(shè)計(jì)機(jī)器人?機(jī)器人能實(shí)現(xiàn)哪些功能?活動(dòng)空間(有效工作范圍)有多大?了解基本的要求后，接下來(lái)的工作就好作了。

關(guān)鍵詞：工業(yè)機(jī)器人

對(duì)于工業(yè)機(jī)器人的設(shè)計(jì)與大多數(shù)機(jī)械設(shè)計(jì)過(guò)程相同;首先要知道為什么要設(shè)計(jì)機(jī)器人？機(jī)器人能實(shí)現(xiàn)哪些功能？活動(dòng)空間（有效工作范圍）有多大？了解基本的要求后，接下來(lái)的工作就好作了。

首先是根據(jù)基本要求確定機(jī)器人的種類，是行走的提升（舉升）機(jī)械臂、還是三軸的坐標(biāo)機(jī)器人、還是六軸的機(jī)器人等。選定了機(jī)器人的種類也就確定了控制方式，也就有了在有限的空間內(nèi)進(jìn)行設(shè)計(jì)的指導(dǎo)方向。

接下來(lái)的要做的就是設(shè)計(jì)任務(wù)的確定。這是一個(gè)相對(duì)復(fù)雜的過(guò)程，在實(shí)現(xiàn)這一復(fù)雜過(guò)程的第一步是將設(shè)計(jì)要求明確的規(guī)定下來(lái);第二步是按照設(shè)計(jì)要求制作機(jī)械傳動(dòng)簡(jiǎn)圖，分析簡(jiǎn)圖，制定動(dòng)作流程表（圖），初步確定傳動(dòng)功率、控制流程和方式;第三步是明確設(shè)計(jì)內(nèi)容，設(shè)計(jì)步驟、攻克點(diǎn)、設(shè)計(jì)計(jì)算書、草圖繪制，材料、加工工藝、控制程序、電路圖繪制;第四步是綜合審核各方面的內(nèi)容，確認(rèn)生產(chǎn)。

下面我將以六軸工業(yè)機(jī)器人作為設(shè)計(jì)對(duì)象來(lái)闡明這一設(shè)計(jì)過(guò)程：

在介紹機(jī)器人設(shè)計(jì)之前我先說(shuō)一下機(jī)器人的應(yīng)用領(lǐng)域。機(jī)器人的應(yīng)用領(lǐng)域可以說(shuō)是非常廣泛的，在自動(dòng)化生產(chǎn)線上的就有很多例子，如垛碼機(jī)器人、包裝機(jī)器人、轉(zhuǎn)線機(jī)器人;在焊接方面也有很例子，如汽車生產(chǎn)線上的焊接機(jī)器人等等;現(xiàn)在機(jī)器人的發(fā)展是非常的迅速，機(jī)器人的應(yīng)用也在民用企業(yè)的各個(gè)行業(yè)得以延伸。機(jī)器人的設(shè)計(jì)人才需求也越來(lái)越大。

六軸機(jī)器人的應(yīng)用范籌不同，設(shè)計(jì)形式也各不相同。現(xiàn)在世界上生產(chǎn)機(jī)器人的公司也很多，結(jié)構(gòu)各有特色。在中國(guó)應(yīng)用最多的如：ABB、Panasonic、FANUK、莫托曼等國(guó)外進(jìn)口的機(jī)器人。

既然機(jī)器人的應(yīng)用那么廣泛，在我國(guó)卻沒(méi)有知名的生產(chǎn)公司。對(duì)于作為中國(guó)機(jī)械工程技術(shù)人員來(lái)說(shuō)是一個(gè)值得思考的問(wèn)題！有關(guān)機(jī)器人技術(shù)方面探討太少了？從業(yè)人員還不能成群體？雖然在很多地方可以看到機(jī)器的論術(shù)，可是卻沒(méi)有真正形成普及的東西。

即然是要說(shuō)設(shè)計(jì)，那我就從頭一點(diǎn)一點(diǎn)的說(shuō)起。力求講的通俗簡(jiǎn)明一些，講得不對(duì)的地方還請(qǐng)各位指正！

六軸機(jī)器人是多關(guān)節(jié)、多自由度的機(jī)器人，動(dòng)作多，變化靈活;是一種柔性技術(shù)較高的工業(yè)機(jī)器人，應(yīng)用面也最廣泛。那么怎樣去從頭開(kāi)始的設(shè)計(jì)它呢？工作范圍又怎樣去確定？動(dòng)作怎樣去編排呢？位姿怎樣去控制呢？各部位的關(guān)節(jié)又是有怎么樣的要求呢？等等。。。讓我們帶著眾多的疑問(wèn)慢慢的往下走吧！

首先我們?cè)O(shè)定：機(jī)器人是六軸多自由度的機(jī)器人，手爪夾持二氧氣體保護(hù)焊標(biāo)準(zhǔn)焊槍;完成點(diǎn)焊、連續(xù)焊等不同要求的焊接部件，工藝要求、工藝路線變化快的自動(dòng)生線上。最大伸長(zhǎng)量：1700mm;轉(zhuǎn)動(dòng)270度;底座與地平線水平固定;全電機(jī)驅(qū)動(dòng)。

好了，有了這樣的基本要求我們就可以做初步的方案的思考了。

首先是全電機(jī)驅(qū)動(dòng)的，那么我們?cè)诳紤]方案的時(shí)候就不要去考慮液壓和氣壓的各種結(jié)構(gòu)了，也就是傳動(dòng)機(jī)構(gòu)只能用齒輪齒條、連桿機(jī)構(gòu)等機(jī)械機(jī)構(gòu)了。

機(jī)器人是用于焊接方面的，那么我們就去考察有人工行為下的各種焊接手法和方法。這里就有一個(gè)很復(fù)雜的東西在里面，那就是焊接工藝;即然焊藝定不下來(lái)，我們就給它區(qū)分一下，在常用焊接里有單點(diǎn)點(diǎn)焊、連續(xù)斷點(diǎn)點(diǎn)焊、連續(xù)平縫焊接、填角焊接、立縫焊接、仰焊、環(huán)縫焊等等。。。

搞清了各種焊方法，也就明白了要實(shí)現(xiàn)這些復(fù)雜的動(dòng)作就要有一套可行的控制方式才行;在機(jī)械沒(méi)有完全設(shè)計(jì)出來(lái)之前可以不做太多的控制方案思考，有一個(gè)大概的輪廓概念就行了，待機(jī)械結(jié)構(gòu)做完，各方面的驅(qū)動(dòng)功率確定下來(lái)之后再做詳細(xì)的程序。

焊槍是用常用的標(biāo)準(zhǔn)的焊槍，也就是說(shuō)焊槍是隨時(shí)可以更換下來(lái)的，也就要求我們要做到對(duì)焊槍的夾持部分進(jìn)行快速鎖定與松開(kāi)。

焊槍在焊接過(guò)程中要進(jìn)行各種焊接姿態(tài)調(diào)整，那么機(jī)械手腕就要很靈活，在各個(gè)方位角度上都可調(diào)節(jié)。

有了上面的基本要求和設(shè)定條件，方案推理也有了條理，接下來(lái)我們就把設(shè)計(jì)要求明確下來(lái)，設(shè)計(jì)方向就不會(huì)有太大的偏離了。

設(shè)計(jì)任務(wù)

設(shè)計(jì)要求：機(jī)器人適用于焊接領(lǐng)域，可以完成各種焊接動(dòng)作;為了機(jī)器人能適應(yīng)各種焊接工藝，在線調(diào)整工藝快速，編制控制程序時(shí)采用柔性控制程序，自適應(yīng)在線、離線示教程序;焊縫、焊池、焊道成像跟蹤，自動(dòng)調(diào)節(jié)焊機(jī)的各項(xiàng)參數(shù)。

機(jī)器人采用全伺服驅(qū)動(dòng)，地面固定安裝。六軸控制，各關(guān)節(jié)運(yùn)動(dòng)靈活，按工藝描述表設(shè)計(jì)各軸動(dòng)作范圍，盡量使機(jī)構(gòu)緊湊，整體外形美觀。

設(shè)計(jì)內(nèi)容

機(jī)械設(shè)計(jì)：根據(jù)設(shè)計(jì)要求及工藝描述設(shè)計(jì)各關(guān)節(jié)的機(jī)械機(jī)構(gòu)，確定各部件的材料和加工工藝;制作計(jì)算書，驗(yàn)算機(jī)械強(qiáng)度、驅(qū)動(dòng)功率和給出最大抓（舉）重量，各運(yùn)動(dòng)路徑的慣量計(jì)算，位姿的控制計(jì)算。驗(yàn)算機(jī)器人各關(guān)鍵部件使用壽命。結(jié)合控制程序及電路制作機(jī)器人維修保養(yǎng)說(shuō)明書。

程序控制設(shè)計(jì)：根據(jù)設(shè)計(jì)要求與機(jī)械工程師最后制定的工藝路線設(shè)計(jì)控制流程;結(jié)合機(jī)械結(jié)構(gòu)與驅(qū)動(dòng)、信號(hào)反饋方式，設(shè)計(jì)機(jī)器人運(yùn)動(dòng)程序;程序要具有自適應(yīng)功能，自動(dòng)定點(diǎn)跟蹤，對(duì)焊機(jī)電流、電壓實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)，并自動(dòng)調(diào)節(jié);焊道、焊池用成像監(jiān)測(cè)判別技術(shù)。

設(shè)計(jì)電路圖

有了這樣一個(gè)文件，我們就好設(shè)計(jì)了;那么我們首先就要做的是：繪制機(jī)器人動(dòng)運(yùn)簡(jiǎn)圖，規(guī)劃?rùn)C(jī)器人運(yùn)動(dòng)軌跡，做好這些我們就可以進(jìn)行機(jī)械機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)，同時(shí)可以考慮程序的線路圖了。

先做一個(gè)簡(jiǎn)圖，來(lái)研究一下運(yùn)動(dòng)規(guī)跡。

機(jī)器人運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)圖：

當(dāng)我們把機(jī)械運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)圖畫好后，一般的情況下是先對(duì)簡(jiǎn)圖進(jìn)行分析;雖然簡(jiǎn)圖不能全部反映機(jī)械結(jié)構(gòu)的組成，但是它卻表現(xiàn)出了要設(shè)計(jì)的物體的總體輪廓。

那么對(duì)于我們這個(gè)機(jī)器人的簡(jiǎn)圖，我們從哪里著手分析才合理呢？

首先，我們看一下設(shè)計(jì)任務(wù)書的內(nèi)容。從任務(wù)書中知道，六個(gè)軸中有三個(gè)軸是做旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)的，其余作擺角運(yùn)動(dòng)。

結(jié)合任務(wù)書，我們看一下簡(jiǎn)圖，是不是第1軸、第4軸和第六軸是做轉(zhuǎn)動(dòng)的，也就是說(shuō)我們要檢查一下我們所畫的簡(jiǎn)圖是不是與任務(wù)書中的要求相符合，符合了也就代表我們的設(shè)計(jì)思路與要求（客戶要求）相同，可以進(jìn)行下一步工作，如果不同，就得重新畫簡(jiǎn)圖。

從簡(jiǎn)圖知道，機(jī)器人的手臂伸縮范圍較大;如果把手臂全部伸直，而且我們假設(shè)地把它們看成同一鋼體，這樣就形成一端固定的懸臂梁。

應(yīng)用力學(xué)知識(shí)體系中的有關(guān)梁的分析我們知道，要搞清懸臂梁的變形量，首先要知道梁的重量和截面慣量。

由簡(jiǎn)圖知道，由于有多個(gè)關(guān)節(jié)連接，要知道截面形狀和慣量不太容易，只有把所有的機(jī)構(gòu)都設(shè)計(jì)完成后才會(huì)知道想求的參數(shù)。

由簡(jiǎn)圖看出，第二軸擔(dān)負(fù)著手臂的上下運(yùn)動(dòng)，而且手臂又比較長(zhǎng)，在運(yùn)動(dòng)的過(guò)程中必然存在著慣性沖量，也就是說(shuō)，當(dāng)大臂的運(yùn)動(dòng)速度很慢時(shí)，慣性就很小;如果速度加快，慣性就加大，這個(gè)慣性沖量是與速度有著線性關(guān)系;怎樣保持一定的速度，又不讓慣性隨著變化呢？大家都知道，增加阻尼，可有效消除這種關(guān)系。這樣，大家就可以理解簡(jiǎn)圖上兩個(gè)彈簧的用意了。

即然是這樣，那我們就從手腕開(kāi)始設(shè)計(jì)。也說(shuō)是大家所說(shuō)的從上到下的設(shè)計(jì)方法。

設(shè)計(jì)手腕要考慮哪些問(wèn)題呢？可以知道的是有一把焊槍，焊槍的重量不是很重，同時(shí)要有夾持焊槍的手爪。也就是說(shuō)手腕在轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)的負(fù)載是不大的，選擇驅(qū)動(dòng)功率不大的元件就行了。

要讓手腕在360度范圍內(nèi)轉(zhuǎn)動(dòng)，而且后面緊跟著又有一個(gè)上下擺動(dòng)的關(guān)節(jié);手腕又是在機(jī)器人手臂的最前端，當(dāng)然總體質(zhì)量不能太重。用什么樣的機(jī)構(gòu)最好呢？下面我們考慮幾個(gè)方案：

1.如簡(jiǎn)圖所示，采用行星齒輪傳動(dòng)。電機(jī)驅(qū)動(dòng)太陽(yáng)輪，行星輪繞太陽(yáng)輪轉(zhuǎn)動(dòng)，內(nèi)齒輪經(jīng)行星輪減速與太陽(yáng)輪反向運(yùn)動(dòng)，電機(jī)與太陽(yáng)輪同軸安裝。

2.多級(jí)齒輪減速傳，電機(jī)安裝于手腕一側(cè)。

3.擺線針輪減速傳動(dòng)，電機(jī)與偏心軸同軸安裝。

4.蝸輪蝸桿減速傳動(dòng)，電機(jī)有兩種安裝方式;一種與輸出軸成90度安裝，另一種與輸出軸同軸線反向錯(cuò)位安裝。

如上所述，還有很多種方式方法，到底選哪一種最好呢？這樣我們就要做比較了。從上面的方案里看，第2種方法是不行的;第4種方法如果采用，手腕的結(jié)構(gòu)就會(huì)很大，不利于機(jī)器人在運(yùn)動(dòng)時(shí)做精密定位。這樣我們?nèi)コ藘煞N方法，我們?cè)俦容^一下第1種和第3種方法;

行星齒輪傳動(dòng)，傳動(dòng)比大，結(jié)構(gòu)復(fù)雜，齒輪副配合有間隙，不能自鎖。如果采用就得提高齒輪精度，由于是精密傳動(dòng)，齒輪材料也不能按常規(guī)齒輪選用材料，加工工藝相對(duì)常規(guī)齒輪相復(fù)雜的多。

擺線針輪傳動(dòng)，傳動(dòng)比大，結(jié)構(gòu)復(fù)雜，傳動(dòng)間隙小，可以自鎖。如果采用，手腕的尺寸不會(huì)太小，并且零件加工困難，精度不易保證。

比較各方面后，決定采用行星齒輪傳動(dòng)機(jī)械結(jié)構(gòu)。行星齒輪在傳動(dòng)的過(guò)程中有裝配間隙和機(jī)械磨損所造成的間隙;要消除這些機(jī)械間隙首先就要讓齒輪副的配合間隙要小，齒輪材料經(jīng)熱處理后表面要耐磨，因此行星齒輪副的設(shè)計(jì)計(jì)算不能按常規(guī)行星齒輪的設(shè)計(jì)方法去計(jì)算。機(jī)器人的手腕是很靈活的關(guān)節(jié)，而且是要做正反兩個(gè)方向的回轉(zhuǎn)。怎么樣安裝電機(jī)是一個(gè)問(wèn)題;行星齒輪傳動(dòng)機(jī)構(gòu)與手腕俯仰關(guān)節(jié)連接是一個(gè)問(wèn)題。

還有，手腕的運(yùn)動(dòng)速可能是非等速的;怎么樣去控制電機(jī)？又怎么樣去采集反饋信號(hào)？發(fā)出的控制信號(hào)到執(zhí)行單元的過(guò)程中有沒(méi)外部干擾？它來(lái)自哪里？

再有，就是手腕在運(yùn)動(dòng)過(guò)程中的精度;手腕在空間做相對(duì)運(yùn)動(dòng)，怎樣去實(shí)現(xiàn)運(yùn)動(dòng)精度？影響運(yùn)動(dòng)精度的因素有哪些？

在設(shè)計(jì)手腕這前一定要搞清楚影響手腕的各方面的因素及內(nèi)容，問(wèn)題得到解答后再真正開(kāi)始手腕的設(shè)計(jì)。

下面給出伺服電機(jī)的的技術(shù)參數(shù)：

型號(hào)：MSMD04ZS1V

額定輸出功率：400W

額定轉(zhuǎn)矩：1.3N.m最大轉(zhuǎn)矩：3.8N.m

額定轉(zhuǎn)速/最高轉(zhuǎn)速：3000/5000rpm

電機(jī)慣量（有制動(dòng)器）：1.7×10-4Kg.m2

變壓器容量：0.9KVA

編碼器：17位（分辨率：131072）.7線制增量式/絕對(duì)式。

適配驅(qū)動(dòng)器型號(hào)：MBDDT2210

位置控制接線圖：

17位增量式/絕對(duì)式編碼器接線圖：

即然我們選用了行星齒輪傳動(dòng)，那么我們就要進(jìn)行行星齒輪的相關(guān)計(jì)算。

首先選定模數(shù)，由于機(jī)器人手腕部分結(jié)構(gòu)要求盡量的小，輸出的轉(zhuǎn)矩也相應(yīng)不是很大，但是，它卻會(huì)在正反兩個(gè)方向上存在著高速換向的可能，也就是說(shuō)在換向時(shí)齒輪要克服很大的慣性力，因此，模數(shù)的選擇計(jì)算要按輸出轉(zhuǎn)矩的數(shù)倍來(lái)計(jì)算，也就是說(shuō)：在按強(qiáng)度計(jì)算模數(shù)時(shí)，安全系數(shù)選大些。同時(shí)由于結(jié)構(gòu)的限制，盡量選用小模數(shù)。有關(guān)齒輪的計(jì)算公式大家可以查閱《齒輪設(shè)計(jì)手冊(cè)》。這里我選用模數(shù)為：1m選定了模數(shù)，下面就要計(jì)算傳動(dòng)比，有關(guān)行星齒輪傳動(dòng)的計(jì)算大家可查閱《齒輪設(shè)計(jì)手冊(cè)》或《機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)》內(nèi)的《齒輪傳動(dòng)部分》，里面有詳細(xì)的介紹和計(jì)算范例。在此不作介紹和引用。

行星齒輪傳動(dòng)，必定有一個(gè)結(jié)構(gòu)是浮動(dòng)的，在機(jī)器人手腕部分是不是也適用呢？哪一部分做輸了出？哪一部分浮動(dòng)？

首先，機(jī)器人手腕做360度轉(zhuǎn)動(dòng)，結(jié)構(gòu)又比較小，再者就是它的輸出部分是要有一個(gè)法蘭，用來(lái)安裝夾持執(zhí)行部件的。

如果讓行星架浮動(dòng)，行星齒輪分布在太陽(yáng)輪圓周上，讓它浮動(dòng)時(shí)，在運(yùn)轉(zhuǎn)過(guò)程中它不是繞定軸轉(zhuǎn)動(dòng)，也就是說(shuō)它不滿足輸出法蘭的轉(zhuǎn)動(dòng)條件。

現(xiàn)在我們考慮一下讓內(nèi)齒轉(zhuǎn)動(dòng)，法蘭固定在內(nèi)齒輪上，這樣就可以保證法蘭的轉(zhuǎn)動(dòng)條件。

下面給出手腕的結(jié)構(gòu)圖，無(wú)浮動(dòng)部件，內(nèi)齒輪轉(zhuǎn)動(dòng)。

第二篇：直線軸工業(yè)機(jī)器人的設(shè)計(jì) 開(kāi)題報(bào)告

燕 山 大 學(xué)

本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）開(kāi)題報(bào)告

課題名稱：直線軸工業(yè)機(jī)器人的設(shè)計(jì)

學(xué)院（系）：機(jī)械工程學(xué)院

年級(jí)專業(yè)：06級(jí)機(jī)電3班

學(xué)生姓名：張長(zhǎng)華

指導(dǎo)教師：田行斌

完成日期：2010年3月22日

一、綜述本課題國(guó)內(nèi)外研究動(dòng)態(tài)，說(shuō)明選題的依據(jù)和意義

工業(yè)機(jī)器人是集機(jī)械、電子、控制、計(jì)算機(jī)、傳感器、人工智能等多學(xué)科

先進(jìn)技術(shù)于一體的現(xiàn)代制造業(yè)重要的自動(dòng)化裝備。自從1962年美國(guó)研制出世界上第一臺(tái)工業(yè)機(jī)器人以來(lái),機(jī)器人技術(shù)及其產(chǎn)品發(fā)展很快,已成為柔性制造系統(tǒng)(FMS)、自動(dòng)化工廠(FA)、計(jì)算機(jī)集成制造系統(tǒng)(CIMS)的自動(dòng)化工具。在工業(yè)生產(chǎn)中廣泛采用工業(yè)機(jī)器人,不僅可提高產(chǎn)品的質(zhì)量與數(shù)量,而且對(duì)保障人身安全、改善勞動(dòng)環(huán)境、減輕勞動(dòng)強(qiáng)度、提高勞動(dòng)生產(chǎn)率、節(jié)約材料消耗以及降低生產(chǎn)成本有著十分重要的意義。同計(jì)算機(jī)、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)一樣,工業(yè)機(jī)器人的廣泛應(yīng)用正在日益改變著人類的生產(chǎn)和生活方式[1]。

自從工業(yè)機(jī)器人產(chǎn)生以來(lái)，取得了很大的發(fā)展。歸納起來(lái)，工業(yè)機(jī)器人分為以下三代[2]：

第一代：按示教/再現(xiàn)方式進(jìn)行工作而沒(méi)有感知功能（如力感覺(jué)、視覺(jué)、聽(tīng)覺(jué)等）的工業(yè)機(jī)器人。

第二代：隨著科技的發(fā)展，最近出現(xiàn)的帶有感覺(jué)、視覺(jué)、聽(tīng)覺(jué)等感知功能的工業(yè)機(jī)器人。

第三代：正在研制的智能化工業(yè)機(jī)器人。它不僅具有更發(fā)達(dá)的感知功能，而且還具有邏輯判斷和決策功能，可根據(jù)作業(yè)要求和環(huán)境信息自行工作。由于工業(yè)機(jī)器人的迅猛發(fā)展而給人類社會(huì)帶來(lái)了巨大利益，所以許多專家學(xué)者都在不斷的對(duì)工業(yè)機(jī)器人產(chǎn)業(yè)的發(fā)展進(jìn)行研究，這將是促使這一新興產(chǎn)業(yè)不斷發(fā)展的重要原因。

趙臣等對(duì)我國(guó)工業(yè)機(jī)器人產(chǎn)業(yè)的發(fā)展做了詳細(xì)的介紹，并對(duì)工業(yè)機(jī)器人產(chǎn)業(yè)的發(fā)展模式進(jìn)行探討，歸納出三種發(fā)展模式，即日本模式、歐洲模式和美國(guó)模式。同時(shí)，還揭示了我國(guó)機(jī)器人產(chǎn)業(yè)發(fā)展存在的問(wèn)題并針對(duì)性的提出了對(duì)于我國(guó)機(jī)器人產(chǎn)業(yè)化得幾點(diǎn)建議[3]。

夏鯤等對(duì)工業(yè)機(jī)器人做了詳細(xì)的解釋，并對(duì)工業(yè)機(jī)器人在國(guó)內(nèi)外的發(fā)展現(xiàn)狀及其應(yīng)用做了細(xì)致的介紹；同時(shí)，闡述了工業(yè)機(jī)器人給人們的生產(chǎn)和生活帶了的效益[4]。

王楠介紹了機(jī)器人領(lǐng)域的相關(guān)情況,包括國(guó)內(nèi)外研究設(shè)計(jì)情況、工業(yè)機(jī)器人研究趨向、工業(yè)機(jī)械手的設(shè)計(jì)技術(shù)、機(jī)器人應(yīng)用技術(shù)、我國(guó)工業(yè)機(jī)器人的發(fā)展前景、機(jī)器人網(wǎng)絡(luò)化等相關(guān)問(wèn)題[5]。

司震鵬等指出模塊化機(jī)器人是21世紀(jì)機(jī)器人發(fā)展的主要方向,并設(shè)計(jì)了一種模塊化機(jī)器人,在機(jī)械結(jié)構(gòu)上分別設(shè)計(jì)出了關(guān)節(jié)模塊和連桿模塊,而且模塊

之間具有很好的互換性,可以提高機(jī)器人的研發(fā)速度,降低成本,并且對(duì)其進(jìn)行運(yùn)動(dòng)學(xué)分析,得出了機(jī)器人的正解和逆解,為機(jī)器人進(jìn)一步設(shè)計(jì)提供了方向及理論依據(jù)[6]。

陳雪華等提出三種模塊化轉(zhuǎn)動(dòng)關(guān)節(jié),詳述它們的結(jié)構(gòu)參數(shù),并用這三種模塊化關(guān)節(jié)裝配了寫字機(jī)器人,對(duì)其進(jìn)行運(yùn)動(dòng)參數(shù)計(jì)算、運(yùn)動(dòng)學(xué)分析和寫字的模擬實(shí)驗(yàn)。結(jié)果表明,提出的三種模塊化關(guān)節(jié)在一定范圍內(nèi)能較好地實(shí)現(xiàn)模塊化機(jī)器人的運(yùn)動(dòng)功能[7]。

李平針對(duì)工業(yè)機(jī)器人現(xiàn)有末端執(zhí)行器的應(yīng)用缺陷,結(jié)合人手構(gòu)造,在保證具有良好機(jī)械特性及適合物體抓取的前提下,通過(guò)對(duì)結(jié)構(gòu)參數(shù)的優(yōu)化,設(shè)計(jì)了一種多指型末端執(zhí)行器。建立了單手指的運(yùn)動(dòng)學(xué)模型并對(duì)抓持狀態(tài)下各手指的運(yùn)動(dòng)姿態(tài)進(jìn)行了仿真分析,在此基礎(chǔ)上完成了分層模塊化控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)[8]。

由此看來(lái)，廣大學(xué)者對(duì)工業(yè)機(jī)器人的發(fā)展都非常的關(guān)注，并且不斷的在工業(yè)機(jī)器人的制造技術(shù)上進(jìn)行研究和創(chuàng)新，使這一產(chǎn)業(yè)在各個(gè)領(lǐng)域都發(fā)揮了很大的作用，取得了驕人的成就。

現(xiàn)在的直架型工業(yè)機(jī)器人由于自身結(jié)構(gòu)的限制，只能在水平和垂直方向做移動(dòng)，有的還可以繞某一軸轉(zhuǎn)動(dòng)，這樣就使該類型的工業(yè)機(jī)器人在其工作空間上有了很大的限制。而現(xiàn)在的關(guān)節(jié)型工業(yè)機(jī)器人，盡管在手臂工作空間的問(wèn)題上有了很大的改進(jìn)，但是由于其安裝方式和工作環(huán)境都有一定的限制，依然有待改進(jìn)[9]。

然而，直線軸工業(yè)機(jī)器人融合了直架型和多關(guān)節(jié)型機(jī)器人的優(yōu)點(diǎn)。頂部安裝的機(jī)器人只占用有限的空間，可提供更高的活動(dòng)范圍，從而有助于提高生產(chǎn)靈活性。該型工業(yè)機(jī)器人是一種高成本效益的靈活解決方案，可以用于多個(gè)機(jī)器或站點(diǎn)，而性能不受影響。這種自身具備的靈活性有助于快速方便地進(jìn)行轉(zhuǎn)換，能夠提高正常運(yùn)行時(shí)間。通過(guò)調(diào)整直線軸的長(zhǎng)度和高度，該類型工業(yè)機(jī)器人的作業(yè)范圍可以適用于各種不同的應(yīng)用。機(jī)器臂可以安裝在側(cè)面或倒置安裝，從而確保達(dá)到最大的工作范圍。這是最為理想的靈活自動(dòng)化。

二、研究的基本內(nèi)容，擬解決的主要問(wèn)題

我研究的基本內(nèi)容是直線軸工業(yè)機(jī)器人，對(duì)其機(jī)械結(jié)構(gòu)進(jìn)行設(shè)計(jì)，并進(jìn)行必要的計(jì)算以及完成直線軸工業(yè)機(jī)器人的三維造型設(shè)計(jì)和運(yùn)動(dòng)仿真，并完成設(shè)計(jì)圖紙和部分零件圖。直線軸工業(yè)機(jī)器人能完成物料搬運(yùn)、動(dòng)力傳動(dòng)系組裝、重型弧焊等工作，具有很大的研究意義。

通過(guò)對(duì)文獻(xiàn)[4][9][10][13]的閱讀可知直線軸工業(yè)機(jī)器人面臨著許多待解決的問(wèn)題：

（1）有些直線軸工業(yè)機(jī)器人承載能力不強(qiáng)，這就使該類型機(jī)器人在某些工作領(lǐng)域受到限制。不僅如此，這還限制了機(jī)器人本身安裝傳感器，進(jìn)而對(duì)機(jī)器人的功能改進(jìn)有了一定的限制。所以，需要改進(jìn)現(xiàn)有直線軸工業(yè)機(jī)器人的機(jī)械機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)，使其能夠承受更大的負(fù)載。

（2）該類型機(jī)器人工作時(shí)的位置精度和運(yùn)動(dòng)精度還達(dá)不到一些工作領(lǐng)域的要求。前者決定機(jī)器人能否符合精度要求進(jìn)行工作，后者直接關(guān)系到機(jī)器人能否適應(yīng)生產(chǎn)節(jié)拍的要求。要解決這一問(wèn)題，應(yīng)解決好機(jī)器人平穩(wěn)工作這一基本問(wèn)題。這就要求對(duì)其結(jié)構(gòu)剛性和抗震性等方面進(jìn)一步改進(jìn)。

（3）直線軸工業(yè)機(jī)器人的機(jī)械本體體積很大，而且重量也隨著適應(yīng)各種工作而變大。這就在一些工作領(lǐng)域受到限制，進(jìn)而使它的工作靈活性不能得到發(fā)揮。

這些問(wèn)題都是本次設(shè)計(jì)中要重點(diǎn)考慮和解決的關(guān)鍵問(wèn)題。

三、研究步驟、方法及措施

首先查閱文獻(xiàn)資料，從文獻(xiàn)資料中了解一些關(guān)于直線軸工業(yè)機(jī)器人的基本知識(shí)，確定研究方案。

然后按照給定的設(shè)計(jì)參數(shù)對(duì)研究方案進(jìn)行機(jī)械結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，確定各零部件的尺寸形狀，進(jìn)行相關(guān)的設(shè)計(jì)計(jì)算，用CAXA制作直線軸工業(yè)機(jī)器人的裝配圖和部分零件圖。

用Solidworks對(duì)零件進(jìn)行設(shè)計(jì)造型，再將每個(gè)零件裝配起來(lái)，利用仿真模塊進(jìn)行運(yùn)動(dòng)仿真，從而確認(rèn)其工作特性是不是符合給定的設(shè)計(jì)參數(shù)。

設(shè)計(jì)思路：結(jié)合直架型和關(guān)節(jié)型工業(yè)機(jī)器人的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)來(lái)進(jìn)行機(jī)械結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。

四、研究工作進(jìn)度

第一階段（第一周~第四周），查閱相關(guān)資料和閱讀參考文獻(xiàn)，了解國(guó)內(nèi)外直線軸工業(yè)機(jī)器人的發(fā)展現(xiàn)狀和趨勢(shì)，明確研究方案的意義及其可行性，并且確定大體的機(jī)械結(jié)構(gòu)，完成文獻(xiàn)綜述和開(kāi)題報(bào)告，準(zhǔn)備節(jié)點(diǎn)考核。

第二階段（第五周~第十周），對(duì)研究方案進(jìn)行機(jī)械結(jié)構(gòu)的相關(guān)設(shè)計(jì)計(jì)算，通過(guò)校核選擇電機(jī)并進(jìn)行運(yùn)動(dòng)學(xué)分析，用CAXA繪制直線軸機(jī)器人設(shè)計(jì)裝配圖，翻譯外文文獻(xiàn)。

第三階段（第十一周~第十四周），選擇直線軸機(jī)器人的部分典型零件繪制零件圖。

第四階段（第十五周~第十六周），用Solidworks繪制機(jī)器人的三維實(shí)體零部件，并進(jìn)行裝配進(jìn)而完成運(yùn)動(dòng)仿真模擬，著手準(zhǔn)備設(shè)計(jì)說(shuō)明書。

第五階段（第十七周~第十八周），完成畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書，準(zhǔn)備答辯。

五、主要參考文獻(xiàn)

[1] 顧振宇.全球工業(yè)機(jī)器人產(chǎn)業(yè)現(xiàn)狀與趨勢(shì).機(jī)電一體化.2006，（2）

[2] 馬香峰,余達(dá)太.工業(yè)機(jī)器人的操作機(jī)設(shè)計(jì)（1）.北京:冶金工業(yè)出版社,1996,1-10

[3] 趙臣,王剛.我國(guó)工業(yè)機(jī)器人產(chǎn)業(yè).機(jī)器人技術(shù)與應(yīng)用.2009,（2）

[4] 夏鯤,徐濤,李靜鋒.工業(yè)機(jī)器人的發(fā)展與應(yīng)用研究.機(jī)械與電氣.2008,(8)

[5] 王楠.小型工業(yè)機(jī)器人的設(shè)計(jì)狀況與前景.機(jī)械與電氣.2008,(3)

[6] 司震鵬,曹西京,姜小放.4自由度模塊化機(jī)器人的設(shè)計(jì).輕工機(jī)械.2009,27(4)

[7] 陳雪華,梁錫昌.基于模塊化關(guān)節(jié)的機(jī)器人結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和運(yùn)動(dòng)學(xué)分析.現(xiàn)代制造工程.2005,（2）

[8] 李平.一種工業(yè)機(jī)器人新型末端執(zhí)行器的研究與設(shè)計(jì).設(shè)計(jì)與研究.2008,（12）

[9] 侯奎孝,易平.龍門機(jī)器人的研制.組合機(jī)床與自動(dòng)化加工技術(shù).1999,（2）

[10] 張君,朱海濤,譚定忠.十字龍門式機(jī)器人的研究.機(jī)械工程師.2007,（1）

[11] 熊建國(guó).工業(yè)機(jī)器人的應(yīng)用和發(fā)展趨勢(shì).科技天地.2009,（5）

[12] 原魁.工業(yè)機(jī)器人發(fā)展現(xiàn)狀與趨勢(shì).工廠自動(dòng)化.2007,（1）

[13] 石煒.工業(yè)機(jī)器人控制的穩(wěn)定性研究.包鋼科技.2007,33（2）

[14] Koji Yoshida,Khalil W.Verification of the positive definiteness of the inertial matrix of manipulators using base inertial parameters.Roborics Research.2000,(5):498-510.[15] B.Subudhi and A.S.Morris.Dynamic modeling,simulation and control of a manipulator with flexible link and joints.Robotics and

Autonomous Systems,2002,(41):257-270.[16] Garcia,E,J Estremera,and P.Gonzalezde Santos.A Compara-tive StudyofStabilityMargin for WalkingMachines.Robotica.2002,Vol 20.[17] L.Zhou,T.Lin,S.B.Chen.Autonomous Acquisition of Seam Coordinates for Arc Welding Robot Based on Visual Servoing[J].Journal of Intelligent and Robotic Systems,2006,47(3).[18] S.S.Ge,Y.J.Cui.Dynamic Motion Planning for Mobile Robots Using Potential Field Method[J].Autonomous Robots,2002,13(3).六、指導(dǎo)教師意見(jiàn)

同意

指導(dǎo)教師簽字：

2010年03月22日

七、系級(jí)教學(xué)單位審核意見(jiàn)：

審查結(jié)果： □ 通過(guò)□ 完善后通過(guò)□ 未通過(guò)

負(fù)責(zé)人簽字：

2010年03月22日

第三篇：二、使用帶參數(shù)的過(guò)程 教學(xué)設(shè)計(jì)

二、使用帶參數(shù)的過(guò)程 教學(xué)設(shè)計(jì)

1教學(xué)目標(biāo)

1.認(rèn)知目標(biāo)

(1).學(xué)生能理解Pc Logo語(yǔ)言中的“參數(shù)”是什么。(2).學(xué)生能夠使用帶“參數(shù)”的過(guò)程。2.技能目標(biāo)

(1).讓學(xué)生學(xué)會(huì)利用Pc Logo語(yǔ)言中的“參數(shù)”進(jìn)行繪畫。

(2).讓學(xué)生利用Pc Logo語(yǔ)言中的“參數(shù)”繪畫不同大小或樣子的圖形。3.情感目標(biāo)

(1).讓同學(xué)生體驗(yàn)改變圖形大小若都要修改過(guò)程會(huì)很不方便。利用“參數(shù)”使繪圖變得更加的方便、靈活。2學(xué)情分析

本節(jié)課選用的是《廣東省小學(xué)課本——信息技術(shù)第三冊(cè)(下)》第九課“使小海龜變靈活——帶參數(shù)的過(guò)程”為教學(xué)內(nèi)容。過(guò)程是Pc Logo語(yǔ)言中比較重要的概念之一,也是難點(diǎn)內(nèi)容之一。本案例要求學(xué)生能熟練掌握Pc Logo語(yǔ)言中過(guò)程的使用,并通過(guò)本案例的學(xué)習(xí)后能熟練使用帶參數(shù)的過(guò)程。

此案例適合對(duì)象為小學(xué)六年級(jí)學(xué)生。該年級(jí)學(xué)生學(xué)習(xí)了將近一年的Pc Logo語(yǔ)言,已經(jīng)掌握了課本中大部分內(nèi)容,對(duì)基本的Pc Logo語(yǔ)言命令的操作、繪圖已經(jīng)比較熟悉。但對(duì)程序語(yǔ)言中所要用到的“參數(shù)”這個(gè)概念是初次接觸,理解起來(lái)可能比較的困難。學(xué)生的學(xué)習(xí)水平也有一定的距離,部分學(xué)生具備良好的學(xué)習(xí)習(xí)慣,具有一定的自覺(jué)能力,有探究精神,能利用教師準(zhǔn)備的資源進(jìn)行探究學(xué)習(xí)。

由于不同的學(xué)生在學(xué)習(xí)上有著不同的習(xí)慣與環(huán)境,部分學(xué)生在學(xué)習(xí)的過(guò)程中有著開(kāi)小差或是注意不集中,而且關(guān)于Pc Logo語(yǔ)言中的一些重要的概念若沒(méi)有認(rèn)真去理解將直接影響學(xué)生們對(duì)信息技術(shù)課程知識(shí)的掌握。所以本案例采用了加美學(xué)校新開(kāi)發(fā)“魔網(wǎng)”網(wǎng)絡(luò)教育教學(xué)平臺(tái),讓學(xué)生在學(xué)校的課外時(shí)間可以隨時(shí)在“魔網(wǎng)”上學(xué)習(xí)并討論本案例所學(xué)習(xí)的內(nèi)容?！澳ЬW(wǎng)”的使用實(shí)現(xiàn)了一種全新的學(xué)習(xí)方式,這種方式將改變傳統(tǒng)教學(xué)中教師的作用和師生之間的關(guān)系。重點(diǎn)強(qiáng)調(diào)學(xué)生在課前、課中、課后使用“魔網(wǎng)”學(xué)習(xí)的平臺(tái)自主學(xué)習(xí)、同學(xué)之間的協(xié)作學(xué)習(xí)以及師生之間用多種途徑進(jìn)行學(xué)習(xí)交流。從而從根本上改變教學(xué)結(jié)構(gòu)和教育本質(zhì)。3重點(diǎn)難點(diǎn)

1.重點(diǎn):(1).理解什么是“參數(shù)”。(2).體驗(yàn)“參數(shù)”所帶來(lái)的方便。(3).如何使用帶“參數(shù)”的過(guò)程。2.難點(diǎn):(1).理解什么是“參數(shù)”。(2).使用帶“參數(shù)”的過(guò)程。4教學(xué)過(guò)程

4.1 第一學(xué)時(shí)

4.1.1教學(xué)活動(dòng)

活動(dòng)1【導(dǎo)入】情景引入

情景引入

老師:今天我們學(xué)習(xí)一個(gè)可以讓上節(jié)課的作業(yè)變得簡(jiǎn)單無(wú)比的概念。我們稱之為參數(shù)。老師:相信同學(xué)聽(tīng)了這個(gè)名詞后真是沒(méi)辦法可以很好的理解。對(duì)不? 老師:有一個(gè)游戲我相信大部分的同學(xué)應(yīng)該玩過(guò),就算沒(méi)有玩?zhèn)€這個(gè)游戲相信也聽(tīng)說(shuō)過(guò)這個(gè)游戲。我們就用這個(gè)游戲的一個(gè)“機(jī)關(guān)”作為理解本節(jié)課所要掌握“參數(shù)”這個(gè)概念的一種途徑。學(xué)生:學(xué)生在這時(shí)對(duì)老師所說(shuō)的:讓上節(jié)課的內(nèi)容可以變得無(wú)比簡(jiǎn)單的方法產(chǎn)生了比較深厚的興趣。

通過(guò)某種生活中學(xué)生玩過(guò)的某類游戲,從中找到可以改變游戲玩法的“機(jī)關(guān)”所在,通過(guò)這樣的“機(jī)關(guān)”讓同學(xué)們聯(lián)想本案例中的重要概念——參數(shù)。

“捕魚達(dá)人”這個(gè)游戲的“機(jī)關(guān)”就在于可以通過(guò)加、減按鈕將捕魚的炮網(wǎng)加大距離加長(zhǎng)?；顒?dòng)2【講授】講授過(guò)程

講授參數(shù)的概念

老師:同學(xué)們通過(guò)上面游戲所制作的“機(jī)關(guān)”,有沒(méi)有能夠自己主觀的理解一下“參數(shù)”在Pc Logo語(yǔ)言是怎么一回事沒(méi)有? 老師:結(jié)合我們之前已經(jīng)學(xué)習(xí)過(guò)的一些命令來(lái)看看什么是“參數(shù)”。老師:FD 100 RT 90 Repeat 4[ … ]

學(xué)生:這時(shí)候的學(xué)生有一部分可能稍稍理解了“參數(shù)”的概念是什么了。學(xué)生:特別是用之前所學(xué)習(xí)過(guò)的命令來(lái)講解“參數(shù)”的概念更加讓學(xué)生清晰一些。

結(jié)合之前所學(xué)習(xí)的內(nèi)容更加容易去理解“參數(shù)”的概念,因?yàn)樵谶@之前學(xué)生已經(jīng)對(duì)這一些命令已經(jīng)能夠非常熟練的掌握。講授如何定義帶參數(shù)的過(guò)程

老師:同學(xué)們現(xiàn)在可以理解什么是“參數(shù)”了,我們來(lái)看看這個(gè)“參數(shù)”在Pc Logo語(yǔ)言中應(yīng)該如何使用。

老師:等老師講完這一些后同學(xué)們可以學(xué)著做。

學(xué)生:這個(gè)時(shí)候?qū)W生應(yīng)該認(rèn)真聽(tīng)老師講解關(guān)于如何帶義帶參數(shù)的過(guò)程。并認(rèn)真想帶參數(shù)與不帶參數(shù)過(guò)程的不同。

讓學(xué)生清晰的知道“參數(shù)”的應(yīng)用。特別是應(yīng)該注意定義帶參數(shù)過(guò)程的格式。這也是本節(jié)課的重點(diǎn)與難點(diǎn)所在。講授如何定義帶參數(shù)的過(guò)程

老師:在這里老師定義了一個(gè)畫正方形的過(guò)程ZFX,而且其邊長(zhǎng)是可改變的。

老師:為了方便,我們用參數(shù)X代替過(guò)程ZFX中的50、100、150等這些具體的數(shù)值,過(guò)程中寫成“:X”。這樣,我們想畫步長(zhǎng)是多少的正方形,在過(guò)程名后給出具體的數(shù)值就可以了。例如,“ZFX 100”是畫步長(zhǎng)100的正方形,“ZFX 50”是畫步長(zhǎng)50的正方形,等等。

Pc Logo過(guò)程中的參數(shù)由冒號(hào)“:”與字母數(shù)字組成。冒號(hào)與字母、數(shù)字之間不能有空格。學(xué)生:在聽(tīng)老師講授如何定義帶參數(shù)的過(guò)程中,學(xué)生正努力想像著上節(jié)課中那十個(gè)正多邊形的課法是否可以用現(xiàn)在剛學(xué)習(xí)的帶參數(shù)過(guò)程輕松完成。學(xué)生現(xiàn)在很期待著用帶參數(shù)的過(guò)程完成上節(jié)課中的正多邊形的畫法。

通過(guò)講授帶參數(shù)的過(guò)程定義方法讓學(xué)生的思維努力想像帶參數(shù)的過(guò)程與不帶參數(shù)的過(guò)程之間有什么樣的區(qū)別,而帶參數(shù)的過(guò)程帶來(lái)的方便和效率讓學(xué)生有著很強(qiáng)的好奇心想努力的去嘗試。

講授如何使用帶參數(shù)的過(guò)程。

老師:當(dāng)我們定義好了帶參數(shù)的過(guò)程ZFX后,在命令窗口分別輸入ZFX 50、ZFX100.我們將參數(shù)值改變了,小海龜所繪畫出來(lái)的正方形大小也會(huì)隨之改變。

老師:在運(yùn)行帶參數(shù)的過(guò)程時(shí),一定要告訴小海龜參數(shù)的值,不然,小海龜不知道我們要畫的正方形的大小是多少,從而將不執(zhí)行我們的命令。

學(xué)生:在講授調(diào)用帶參數(shù)的過(guò)程時(shí),學(xué)生們?cè)谄渲畜w驗(yàn)到畫一個(gè)大小不一的圖形所帶來(lái)的方便程度。

對(duì)于上節(jié)課的內(nèi)容學(xué)生現(xiàn)在已經(jīng)有一個(gè)比較好的方法去繪畫那十個(gè)正多邊形了。

讓學(xué)生體驗(yàn)帶參數(shù)的過(guò)程所帶了的方便。與沒(méi)有帶參數(shù)的過(guò)程相比,帶參數(shù)的過(guò)程使小海龜在繪圖上變得更加的靈活、方便。

從而在讓學(xué)生在使用Pc Logo繪畫出更加有創(chuàng)意的圖形?；顒?dòng)3【活動(dòng)】試一試

試一試

老師:現(xiàn)在我們已經(jīng)知道如何使用帶參數(shù)的過(guò)程了,下面我請(qǐng)一位同學(xué)來(lái)試一試畫出不同大小的正六邊形。

老師:有沒(méi)有同學(xué)來(lái)試一試? 老師:張?jiān)佄跬瑢W(xué)你來(lái)講臺(tái)上來(lái)試一試操作給其他同學(xué)看。老師:其他同學(xué)看看張?jiān)佄跬瑢W(xué)做的過(guò)程中想想他做得對(duì)不對(duì)。

學(xué)生通過(guò)剛才的學(xué)習(xí)后對(duì)于想要試一試帶參數(shù)的過(guò)程有著一種躍躍欲試的感覺(jué),都想試一試自己通過(guò)使用帶參數(shù)的過(guò)程繪畫出來(lái)的圖形會(huì)是什么樣子。

通過(guò)試一試可以讓同學(xué)們對(duì)自己想使用帶參數(shù)的過(guò)程的興趣增加。同學(xué)們都想看一看自己用帶參數(shù)的過(guò)程繪畫出來(lái)的圖形會(huì)是什么樣子?；顒?dòng)4【測(cè)試】評(píng)價(jià)

評(píng)價(jià)張?jiān)佄跬瑢W(xué)的作品

老師:同學(xué)們看看張?jiān)佄跬瑢W(xué)制作的這個(gè)不同大小的正六邊形怎么樣啊?大家看看有沒(méi)有需要改進(jìn)的地方? 仔細(xì)觀察張?jiān)佄跬瑢W(xué)繪畫不同大小的正六邊形。并思考若是自己在繪圖時(shí)會(huì)是怎么樣做。讓同學(xué)們認(rèn)真觀察并思考張?jiān)佄跬瑢W(xué)在繪畫不同大小的正六邊形的方法和自己所要使用的方法。

活動(dòng)5【作業(yè)】作業(yè)

作業(yè)

老師:想一想,畫步長(zhǎng)是50的正三角形、正方形、正五邊形,分別是怎么畫的?你能用邊數(shù)做參數(shù),編寫一個(gè)過(guò)程ZDBX,畫各種正多邊形嗎?同學(xué)現(xiàn)在試試看。老師:這也作為我們本節(jié)課所要上交的作業(yè)。

學(xué)生們已經(jīng)開(kāi)始摩拳擦掌了,早就想試一試自己的身手了。讓學(xué)生們從練習(xí)中更加熟悉帶參數(shù)的過(guò)程的格式以及調(diào)用方法。

第四篇：別墅庭院設(shè)計(jì)--帶您尋找秋千上的童年

北京憶江山風(fēng)景園林設(shè)計(jì)有限公司

別墅庭院設(shè)計(jì)--帶您尋找秋千上的童年

隨著城鎮(zhèn)化建設(shè)的高速發(fā)展，童年時(shí)候的秋千已經(jīng)離我們漸漸遠(yuǎn)去，取而代之的是一些經(jīng)過(guò)現(xiàn)代工藝技術(shù)加工后的秋千。隨著人們對(duì)物質(zhì)生活的追求，秋千也在一步步成長(zhǎng)著，由原來(lái)的實(shí)木材質(zhì)的發(fā)展到現(xiàn)在的鑄鋁、鐵藝、藤編、特斯林布等不同材質(zhì)的各種造型精美的秋千。常被人們用于戶外庭院、花園、休閑度假區(qū)、會(huì)所、酒店、園林、自家陽(yáng)臺(tái)、臥室等公共場(chǎng)所。其中庭院設(shè)計(jì)中的秋千是我們將“回憶”據(jù)為己有的重要突破口。

庭院設(shè)計(jì)：004km.cn

第五篇：工業(yè)在線SPC統(tǒng)計(jì)過(guò)程的系統(tǒng)設(shè)計(jì)論文

摘要：隨著IATF16949：2016新版的發(fā)布，汽車行業(yè)產(chǎn)品的生產(chǎn)質(zhì)量的要求也越來(lái)越高.在其相關(guān)參數(shù)及尺寸的設(shè)計(jì)生產(chǎn)過(guò)程中，若能采用在線SPC仿真系統(tǒng)對(duì)其進(jìn)行實(shí)時(shí)有效的控制，對(duì)其生產(chǎn)質(zhì)量的提升具有積極的作用。文章對(duì)在線SPC統(tǒng)計(jì)控制系統(tǒng)的構(gòu)造、設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)及其運(yùn)行效果進(jìn)行簡(jiǎn)單分析，對(duì)于汽車零部件生產(chǎn)效率及生產(chǎn)質(zhì)量的提升都具有非常重要的作用。

關(guān)鍵詞：統(tǒng)計(jì)過(guò)程控制；在線系統(tǒng)；網(wǎng)絡(luò)拓?fù)洌粩?shù)據(jù)庫(kù)技術(shù)

隨著汽車的普遍應(yīng)用，汽車零配件市場(chǎng)也在快速的發(fā)展，除了零部件數(shù)量需求的增大，對(duì)于其生產(chǎn)質(zhì)量的要求也在不斷地提升，要保證汽車零配件的生產(chǎn)質(zhì)量，保證其能夠滿足客戶的相關(guān)需求，在其生產(chǎn)的過(guò)程中，加強(qiáng)生產(chǎn)質(zhì)量的控制，保證其生產(chǎn)質(zhì)量的穩(wěn)定性，并在此基礎(chǔ)上有效地降低低生產(chǎn)成本是非常重要的，要實(shí)現(xiàn)這一目標(biāo)，就需要建立起完善的質(zhì)量控制系統(tǒng)，SPC統(tǒng)計(jì)過(guò)程控制系統(tǒng)的應(yīng)用對(duì)于提升汽車零配件的生產(chǎn)質(zhì)量具有非常重要的作用，本文就對(duì)其建立及應(yīng)用進(jìn)行簡(jiǎn)單分析。

1工業(yè)在線SPC統(tǒng)計(jì)過(guò)程控制系統(tǒng)的建立

1.1基礎(chǔ)資料為了對(duì)汽車零配件的生產(chǎn)過(guò)程進(jìn)行有效的控制，本次研究中提出的在線SPC統(tǒng)計(jì)過(guò)程控制系統(tǒng)基于LabVIEW和數(shù)據(jù)庫(kù)技術(shù)，開(kāi)發(fā)的在線SPC系統(tǒng)具有報(bào)表查詢、數(shù)據(jù)分析、過(guò)程監(jiān)控、數(shù)據(jù)采集、數(shù)據(jù)維護(hù)、基礎(chǔ)資料設(shè)置等多種功能，并且通過(guò)該軟件系統(tǒng)，能夠?qū)崿F(xiàn)報(bào)表自動(dòng)生成、質(zhì)量狀況實(shí)時(shí)監(jiān)控、制程異常自動(dòng)報(bào)警、改善方案建議等功能。1.2工業(yè)在線SPC的網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)本次研究中建立的在線SPC統(tǒng)計(jì)過(guò)程控制系統(tǒng)在運(yùn)行的過(guò)程中，應(yīng)用到了自動(dòng)錄入、電腦錄入、串口量?jī)x錄入等各種數(shù)據(jù)錄入方式，其控制系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)由多個(gè)部分組成，主要有：現(xiàn)場(chǎng)SPC工作站、管理層監(jiān)控工作站、現(xiàn)場(chǎng)數(shù)據(jù)采集工作站、應(yīng)用服務(wù)器、數(shù)據(jù)庫(kù)服務(wù)器等，對(duì)其網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)進(jìn)行簡(jiǎn)單分析，其數(shù)據(jù)庫(kù)服務(wù)器下設(shè)SPC工作站管理層與SPC工作站公司領(lǐng)導(dǎo)層，系統(tǒng)中的各個(gè)單元中的每個(gè)工作站中的串口儀器設(shè)備會(huì)自動(dòng)完成各種數(shù)據(jù)的自動(dòng)采集，將采集到的數(shù)據(jù)傳送至數(shù)據(jù)庫(kù)服務(wù)器中，供SPC工作站的管理層及領(lǐng)導(dǎo)層查閱及決策用，應(yīng)用層服務(wù)器中具有各個(gè)SPC工作站管理層，用戶可以通過(guò)應(yīng)用服務(wù)器來(lái)進(jìn)行SPC工作站管理層各項(xiàng)數(shù)據(jù)信息的查詢，并將其應(yīng)用于實(shí)際的控制管理工作中，對(duì)于整個(gè)控制管理工作具有積極的作用。1.3產(chǎn)品關(guān)鍵質(zhì)量特性的識(shí)別建立在線SPC統(tǒng)計(jì)過(guò)程控制系統(tǒng)的一個(gè)重要的功能就是要對(duì)產(chǎn)品的關(guān)鍵質(zhì)量進(jìn)行有效的控制，產(chǎn)品的關(guān)鍵質(zhì)量特性包含了設(shè)計(jì)和過(guò)程兩個(gè)方面?！白鰧?duì)的事，把事做對(duì)”只有選取了正確的產(chǎn)品質(zhì)量特性，而后進(jìn)行的管控才有意義。關(guān)鍵質(zhì)量特性可以依據(jù)客戶的實(shí)際需求及關(guān)鍵設(shè)計(jì)參數(shù)進(jìn)行識(shí)別，在具體的質(zhì)量識(shí)別特性設(shè)計(jì)過(guò)程中，還需要參照DFMEA、PFMEA及產(chǎn)品控制計(jì)劃等文件來(lái)進(jìn)行確定，這對(duì)于控制系統(tǒng)的工作效率及工作質(zhì)量具有非常重要的影響。

2在線SPC統(tǒng)計(jì)過(guò)程控制系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn)

2.1數(shù)據(jù)的輸入工業(yè)在線SPC統(tǒng)計(jì)過(guò)程控制系統(tǒng)的數(shù)據(jù)輸入方式有：自動(dòng)錄入、電腦錄入、串口量?jī)x錄入。常用的串口量?jī)x有：數(shù)顯游標(biāo)卡尺與數(shù)顯三爪千分尺，再通過(guò)連接應(yīng)用標(biāo)準(zhǔn)的47.61046接口線來(lái)進(jìn)行數(shù)據(jù)的錄入，也可以應(yīng)用RS232來(lái)實(shí)現(xiàn)單通道模式的轉(zhuǎn)換并顯示數(shù)值。在實(shí)際的工作過(guò)程中，在對(duì)零部件的關(guān)鍵尺寸進(jìn)行測(cè)量時(shí)，由現(xiàn)場(chǎng)的操作人員應(yīng)用帶有串口的RS232數(shù)據(jù)接口的游標(biāo)卡尺及內(nèi)徑三爪來(lái)進(jìn)行測(cè)量，測(cè)量所得的結(jié)果會(huì)通過(guò)一定的傳輸方式傳送至SPC的處理機(jī)上，SPC處理機(jī)會(huì)對(duì)相關(guān)的數(shù)據(jù)進(jìn)行有效的分析，能夠成功實(shí)現(xiàn)零部件的在線測(cè)量、相關(guān)數(shù)據(jù)的傳輸以及數(shù)據(jù)分析的一體化。2.2數(shù)據(jù)分析以及運(yùn)行過(guò)程中的異常反饋在對(duì)零部件進(jìn)行質(zhì)量特性識(shí)別之后，要依據(jù)相關(guān)的識(shí)別結(jié)果來(lái)進(jìn)行在線SPC系統(tǒng)的控制圖的選擇及實(shí)現(xiàn)，對(duì)質(zhì)量關(guān)鍵點(diǎn)進(jìn)行實(shí)施的測(cè)量與監(jiān)控，實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)其是否發(fā)生異常。一旦管制圖的點(diǎn)觸發(fā)八大判異，如：管制點(diǎn)超出控制界限，系統(tǒng)的界面上將該點(diǎn)標(biāo)紅顯示，同時(shí)界面上的報(bào)警按鈕閃動(dòng)，同時(shí)系統(tǒng)自動(dòng)的通過(guò)郵件的形式將系統(tǒng)中出現(xiàn)的異常情況向過(guò)程工程師、設(shè)計(jì)工程師以及管理人員進(jìn)行反饋，同時(shí)給出相應(yīng)的處理建議方案。該系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn)能再故障發(fā)生前提前預(yù)警，相關(guān)人員對(duì)異常進(jìn)行判斷處理，采用相應(yīng)的對(duì)策，從而保證生產(chǎn)過(guò)程質(zhì)量。2.3系統(tǒng)中異常情況的處理方法如果在線控制系統(tǒng)在運(yùn)行的過(guò)程中，發(fā)現(xiàn)了零部件生產(chǎn)過(guò)程中出現(xiàn)了異常情況，制造人員以及相關(guān)的質(zhì)量監(jiān)督管理人員，應(yīng)該立即的異常情況產(chǎn)生的原因進(jìn)行有效分析，對(duì)于八大判異的不同情況，尋找制程異常的原因，處理并消除異常，消除后重新將系統(tǒng)導(dǎo)入制程。同時(shí)將異常的原因記入過(guò)程生產(chǎn)記錄簿并寫入SOP防止異常再次發(fā)生。2.4在線SPC統(tǒng)計(jì)過(guò)程控制系統(tǒng)的運(yùn)行效果本文選取一個(gè)簡(jiǎn)單的控制實(shí)例來(lái)對(duì)其運(yùn)行效果進(jìn)行簡(jiǎn)單分析，某汽車零部件的SPC系統(tǒng)零部件的基礎(chǔ)資料為：數(shù)據(jù)精度值為4，控制圖分區(qū)為：A，B，C，百分?jǐn)?shù)顯示精度為：2，顏色設(shè)置為：A區(qū)：紅色，B區(qū)：黃色，C區(qū)：綠色，層別信息為：生產(chǎn)日期、設(shè)備、零件號(hào)、過(guò)程變化、單元、操作人員、備注、班次、班產(chǎn)量。其缺陷項(xiàng)目只要有：（1）鑄造，尺寸超差、少肉、砂眼、氣紋、毛坯生銹、漏氣、冷隔、孔偏、多肉、材質(zhì)問(wèn)題；（2）機(jī)加工，振紋、臺(tái)階、絲錐段、生銹、碰傷、毛刺、法蘭薄、尺寸超差、崩刀、孔偏。異常原因主要表現(xiàn)為：設(shè)備、人為原因、毛坯、量具、檢測(cè)、工裝、工藝、輔料、刀具、車間環(huán)境、操作方法。后將控制圖進(jìn)行八大判異準(zhǔn)則分析，異常點(diǎn)警報(bào)并采取相應(yīng)措施。本次研究中所選實(shí)例的產(chǎn)品關(guān)鍵特性為法蘭孔內(nèi)徑：規(guī)格范圍為內(nèi)徑φ10.95±0.035mm，抽樣頻率為每?jī)尚r(shí)一次，每次抽樣5件，故選用Xbar-R控制圖。質(zhì)量特性為內(nèi)徑：C，代碼為：HG-neijing，規(guī)格類型：雙側(cè)公差，規(guī)格限：10.915-10.985mm，樣本容量：5，計(jì)量單位：mm，顯示精度：5，控制圖：Xbar-RChart，控制標(biāo)準(zhǔn)差倍數(shù)：3，質(zhì)量特性狀態(tài)：控制階段，LCL：Xbar:10.98546，R:0;CL：Xbar:10.95228.R:0.0575;UCL：Xbar:10.98546，R:0.1217，層別信息：過(guò)程變化，生產(chǎn)日期，零件號(hào)，單元，操作人員，班次，期望Cpk：Cpk=1.67。通過(guò)在線SPC仿真系統(tǒng)對(duì)內(nèi)徑為φ10.95±0.035mm的項(xiàng)點(diǎn)進(jìn)行實(shí)時(shí)的檢測(cè)，繪制得到其Xbar-R控制界面圖（如圖1所示），圖中有一點(diǎn)觸犯規(guī)則6：連續(xù)5點(diǎn)中有4點(diǎn)落在中心線同一側(cè)的C區(qū)以外，此時(shí)預(yù)警器紅燈閃。同時(shí)，系統(tǒng)將該判異點(diǎn)及觸犯規(guī)則起始點(diǎn)標(biāo)紅叉，并通過(guò)郵件的形式將異常情況反饋各相關(guān)的工作人員，經(jīng)過(guò)對(duì)故障原因進(jìn)行分析檢查，發(fā)現(xiàn)導(dǎo)致該項(xiàng)異常出現(xiàn)的最主要的原因是物料供應(yīng)商的更換，通過(guò)對(duì)供應(yīng)商來(lái)料質(zhì)量的管控，并將新供應(yīng)商管理制度寫進(jìn)SOP，最終整個(gè)生產(chǎn)系統(tǒng)恢復(fù)穩(wěn)定。通過(guò)工業(yè)在線SPC統(tǒng)計(jì)過(guò)程控制系統(tǒng)的應(yīng)用，汽車零部件的生產(chǎn)過(guò)程得到有效監(jiān)控，效率得到了有效提升，利用在線系統(tǒng)將出現(xiàn)過(guò)異常處理方法都納入了系統(tǒng)庫(kù)，有效地防止不不良再次發(fā)生，具有非常好的應(yīng)用效果。

3結(jié)束語(yǔ)

本文針對(duì)工業(yè)在線SPC仿真系統(tǒng)的構(gòu)建、設(shè)計(jì)與應(yīng)用進(jìn)行了簡(jiǎn)單分析，通過(guò)該系統(tǒng)能較好的實(shí)現(xiàn)工業(yè)連續(xù)制造過(guò)程生產(chǎn)質(zhì)量的監(jiān)控，通過(guò)管制圖的繪制與判定在不良趨勢(shì)產(chǎn)生前就預(yù)警，能提高產(chǎn)品的一次合格率從而提高生產(chǎn)能效。

參考文獻(xiàn)：

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