第一篇：噴涂機(jī)械手 開題報(bào)告

一 機(jī)器人的研究背景 意義和現(xiàn)狀

1.1 研究的背景和意義

機(jī)器人是一種能夠進(jìn)行編程并在自動(dòng)控制下執(zhí)行某些操作和移動(dòng)作業(yè)任務(wù)的機(jī)械裝置。機(jī)器人技術(shù)作為二十一世紀(jì)非常重要的技術(shù)，與網(wǎng)路技術(shù)、通信技術(shù)、基因技術(shù)、虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)等一樣，屬于高新技術(shù)。它涉及的學(xué)科有材料科學(xué)、控制技術(shù)、傳感器技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)、微電子技術(shù)、通訊技術(shù)、人工智能、仿生學(xué)等等很多學(xué)科機(jī)械臂作為機(jī)器人最主要的執(zhí)行機(jī)構(gòu)，對它的研究越來越受到工程技術(shù)人員的關(guān)注。

一個(gè)機(jī)械臂系統(tǒng)主要包括機(jī)械、硬件和軟件、算法這四個(gè)部分。到具體設(shè)計(jì)需要考慮結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)、運(yùn)動(dòng)學(xué)分析、動(dòng)力學(xué)分析、軌跡規(guī)劃研究、路徑規(guī)劃研究、運(yùn)動(dòng)學(xué)動(dòng)力學(xué)仿真等部分。對于一套輕便型機(jī)械臂的研發(fā)，需要把各個(gè)部分緊密聯(lián)系，互相協(xié)調(diào)設(shè)計(jì)。隨著時(shí)代的進(jìn)步，機(jī)器臂技術(shù)的應(yīng)用越來越普及，已逐漸滲透到軍事、航天、醫(yī)療、日常生活及教育娛樂等各個(gè)領(lǐng)域。目前實(shí)際應(yīng)用的絕大多數(shù)機(jī)器臂都是固定在基座上的，它們只能固定在某一位置上進(jìn)行操作，因而其應(yīng)用范圍多限于工業(yè)生產(chǎn)中的重復(fù)性工作。于是實(shí)際 生產(chǎn)生活中迫切需要一種活動(dòng)空間大，能適用于各種復(fù)雜環(huán)境和任務(wù)的可移動(dòng)機(jī)器人。由于移動(dòng)機(jī)器人工作空間大、運(yùn)動(dòng)靈活等優(yōu)點(diǎn)，對它們的研究也是越來越多，但是這種機(jī)器人很多都是實(shí)現(xiàn)移動(dòng)的，并沒有可控制的手臂，所以沒有抓取物體的功能。為了讓移動(dòng)機(jī)器人能夠完成簡單的作業(yè)，在它上面安裝兩只輕型服務(wù)型機(jī)械臂顯的尤其必要。

1.2 國內(nèi)外機(jī)械臂研究現(xiàn)狀

機(jī)械臂的研究最早可追溯到 20 世紀(jì) 40 年代，美國 Argonne＆Oak Ridge 國家實(shí)驗(yàn)室開發(fā)了用于處理放射性物質(zhì)的遙控機(jī)械操作手。1954 年，美國的 GeorgeDevol 首先把遠(yuǎn)程控制器的桿結(jié)構(gòu)與數(shù)控銑床的伺服軸結(jié)合起來，研制出了第一臺(tái)通用機(jī)械臂。1978 年,Devol 的 Unimation 公司(現(xiàn)在叫 Staubli Unimation)推出通用工業(yè)機(jī)器人 PUMA，標(biāo)志著工業(yè)機(jī)器人技術(shù)已經(jīng)完全成熟。這屬于第一代機(jī)器臂，這類機(jī)器臂主要是指能以“示教—再現(xiàn)”方式工作的工業(yè)機(jī)器人。智能機(jī)器人和第一代工業(yè)機(jī)器人不一樣，它具有像人那樣的感覺、識(shí)別、推理、判斷能力，可以根據(jù)外界條件的變化，對自己的工作做相應(yīng)的調(diào)整。如果修改程序的原則由人預(yù)先給以規(guī)定，這種智能機(jī)器人便是初級智能機(jī)器人，即第二代機(jī)器人。這種智機(jī)器臂技術(shù)也逐漸成熟，走向?qū)嵱?。在工業(yè)生產(chǎn)中，許多用于組裝的機(jī)器臂，便是這類機(jī)器臂。

1.2.1 國外機(jī)械臂研究現(xiàn)狀

從 20 世紀(jì) 40 年代機(jī)械臂誕生到現(xiàn)在，已經(jīng)有 70 多年了，隨著時(shí)間的推移對機(jī)械臂的研究熱度非但沒有減弱，相反對它的研究是越來越深入。圖 1-2 顯示出機(jī)械臂應(yīng)用的一些場合。比如：航天、噴漆、弧焊、醫(yī)療等都用到了機(jī)械臂。機(jī)械臂給我們生活帶來方便的同時(shí)也改變著我們的生活，以前必須用人完成的任務(wù)，現(xiàn)在一款機(jī)械臂便能出色地完成所有任務(wù)。

1.2.2 國內(nèi)機(jī)械臂研究現(xiàn)狀

我國機(jī)器人的研究和開發(fā)可追溯到六十年代，概括而言，其發(fā)展歷程可以人致分為如下三個(gè)階段。

第一階段（1987-1993）：以三種類型五個(gè)型號機(jī)器人的研究開發(fā)為戰(zhàn)略目標(biāo)，跟蹤國外機(jī)器人高技術(shù)的發(fā)展，確定了自動(dòng)化領(lǐng)域 2000 年最終戰(zhàn)略目標(biāo)，其中智能機(jī)器人包括三種類型的目標(biāo)產(chǎn)品，即智能型裝配機(jī)器人、水深 300 米以下的無纜自治式水下機(jī)器人及自治式移動(dòng)機(jī)器人。1986 年我國開展了“七五”機(jī)器人攻關(guān)計(jì)劃，1987 年“863”高技術(shù)計(jì)劃將機(jī)器人方面的研究開發(fā)列入其中。最初我國在機(jī)器人方面的研究主要目的是跟蹤國際先進(jìn)的器人技術(shù)，之后我國在機(jī)器人技術(shù)及應(yīng)用方面取得了很大成就，主要研究成果有：哈爾濱工業(yè)大學(xué)研制的兩足步行機(jī)器人；北京自動(dòng)化研究所 1993 年研制的噴涂機(jī)械臂等。第二階段（1993-1997）：將機(jī)器人技術(shù)滲透、應(yīng)用到國民經(jīng)濟(jì)各行業(yè)，直接為國民經(jīng)濟(jì)建設(shè)服務(wù)作為這一階段的主要戰(zhàn)略目標(biāo)，確定了以特種機(jī)器人與工業(yè)機(jī)器人及其應(yīng)用并重、以應(yīng)用帶動(dòng)機(jī)器人目標(biāo)產(chǎn)品開發(fā)、以應(yīng)用帶動(dòng)關(guān)鍵技術(shù)和應(yīng)用基礎(chǔ)研究、以應(yīng)用帶動(dòng)系統(tǒng)集成技術(shù)與關(guān)鍵部件突破的發(fā)展方針，努力推動(dòng)科技成果轉(zhuǎn)化，使機(jī)器人技術(shù)的發(fā)展成為高技術(shù)產(chǎn)業(yè)化的技術(shù)源頭，直接為國民經(jīng)濟(jì)建設(shè)主戰(zhàn)場服務(wù)。主要研究成果有：北京自動(dòng)化研究所 1995 年完成的高壓水切割機(jī)器人；國家開放實(shí)驗(yàn)和研究單位沈陽自動(dòng)化研究所完成的有纜深潛 300米機(jī)器人、無纜深潛機(jī)器人、遙控移動(dòng)作業(yè)機(jī)器人等。第三階段（1997-現(xiàn)在）在繼續(xù)實(shí)施第二階段戰(zhàn)略目標(biāo)的同時(shí)，提出中國機(jī)器人事業(yè)可持續(xù)發(fā)展的新的戰(zhàn)略目標(biāo)，采取多種措施，大力加強(qiáng)基地與隊(duì)伍建設(shè)，特別是機(jī)器人的產(chǎn)業(yè)化發(fā)展，積極做好“十五”與計(jì)劃的銜接。

總之，國內(nèi)機(jī)械臂技術(shù)跟國外的機(jī)械臂相比還有很大的差距，還需要我們投 入更多的精力、人力和財(cái)力去研究。

二 本課題的研究現(xiàn)狀、研究目的及意義

１、研究現(xiàn)狀：

噴涂機(jī)械手是七十年代發(fā)展起來的自動(dòng)化機(jī)械，它可以模仿人手的動(dòng)作區(qū)完成噴漆作業(yè)，程序可按需要變動(dòng)，所以適合多品種小批量生產(chǎn)。機(jī)械手能夠突破人體生理?xiàng)l件極限，代替人們?nèi)氖赂邷?、放射性、噴霧、沙塵等危險(xiǎn)、繁重而又單調(diào)的工作。噴漆機(jī)械手在國外已經(jīng)廣泛應(yīng)用，而我國主要采用進(jìn)口的機(jī)械手。工業(yè)機(jī)器人主要承擔(dān)著焊接、噴涂、搬運(yùn)以及堆垛等重復(fù)性并且勞動(dòng)強(qiáng)度極大的工作，工作方式一般采取示教再現(xiàn)的方式。

目前我國噴漆行業(yè)比較缺乏噴漆機(jī)械手，因此，該產(chǎn)品在我國有較好的發(fā)展前景。噴漆機(jī)械手由橫向手臂、直立手臂、支撐桿、擺動(dòng)液壓缸、支承工作臺(tái)、氣缸、噴槍等部分組成，它的主要功能是配合液壓控制系統(tǒng)完成產(chǎn)品表面的噴漆工作。

２、研究目的及意義：

本課題所設(shè)計(jì)的噴漆機(jī)械手適合目前我國噴漆生產(chǎn)的要求，能夠達(dá)到噴涂質(zhì)量好、工作性能穩(wěn)定等目的。在當(dāng)今大規(guī)模制造業(yè)中，企業(yè)為提高生產(chǎn)效率，保障產(chǎn)品質(zhì)量，普遍重視生產(chǎn)過程的自動(dòng)化程度，工業(yè)機(jī)器人作為自動(dòng)化生產(chǎn)線上的重要成員，逐漸被企業(yè)所認(rèn)同并采用。工業(yè)機(jī)器人的技術(shù)水平和應(yīng)用程度在一定程度上反映了一個(gè)國家工業(yè)自動(dòng)化的水平，工業(yè)機(jī)械手是工業(yè)生產(chǎn)的必然產(chǎn)物，它是一種模仿人體上肢的部分功能，按照預(yù)定要求輸送工件或握持工具進(jìn)行操作的自動(dòng)化技術(shù)設(shè)備，對實(shí)現(xiàn)工業(yè)生產(chǎn)自動(dòng)化，推動(dòng)工業(yè)生產(chǎn)的進(jìn)一步發(fā)展起著重要作用。因而具有強(qiáng)大的生命力受到人們的廣泛重視和歡迎。實(shí)踐證明，工業(yè)機(jī)械手可以代替人手的繁重勞動(dòng)，顯著減輕工人的勞動(dòng)強(qiáng)度，改善勞動(dòng)條件，提高勞動(dòng)生產(chǎn)率和自動(dòng)化水平。工業(yè)生產(chǎn)中經(jīng)常出現(xiàn)的笨重工件的搬運(yùn)和長期頻繁、單調(diào)的操作，采用機(jī)械手是有效的。此外，它能在高溫、低溫、深水、宇宙、放射性和其他有毒、污染環(huán)境條件下進(jìn)行操作以保護(hù)人身安全，更顯示其優(yōu)越性，有著廣闊的發(fā)展前途。

三 本課題的研究內(nèi)容

本課題主要涉及到以下三部分內(nèi)容： 第一，噴漆式機(jī)器人的機(jī)械結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)；

第二，機(jī)器臂的腰部回轉(zhuǎn)關(guān)節(jié)以及大臂小臂和手腕的三個(gè)回轉(zhuǎn)關(guān)節(jié)的液壓缸設(shè)計(jì) 第三，控制系統(tǒng)運(yùn)動(dòng)的液壓系統(tǒng)的設(shè)計(jì)。

機(jī)械結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)包括機(jī)器人的底座 腰部回轉(zhuǎn)關(guān)節(jié) 大臂小臂 手腕的材料選擇和成型設(shè)計(jì)以及它們之間的聯(lián)接設(shè)計(jì)。設(shè)計(jì)中包括小臂平衡機(jī)構(gòu)，小臂采用彈簧平衡的方法，大臂采用凸輪彈簧平衡組合。腰部回轉(zhuǎn)關(guān)節(jié)，大臂小臂的回轉(zhuǎn)關(guān)節(jié)，采用滑動(dòng)油缸驅(qū)動(dòng)，手腕采用三個(gè)轉(zhuǎn)動(dòng)關(guān)節(jié)軸 及液壓缸驅(qū)動(dòng)。液壓系統(tǒng)的設(shè)計(jì)包括液壓泵、電機(jī)的選擇，油箱的設(shè)計(jì)、液壓回路的設(shè)計(jì)以及其它液壓元件的選用。

四 實(shí)施方案

1根據(jù)課題的需求，參考書籍資料，采用關(guān)節(jié)式噴漆機(jī)器人的模版，參考的效果圖如下，后期會(huì)進(jìn)行調(diào)整。

機(jī)器臂初步設(shè)定的主要技術(shù)參數(shù)

2驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)的選擇

根據(jù)動(dòng)力源的不同, 工業(yè)機(jī)械手的驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)大致可分為液壓、氣動(dòng)、電動(dòng)和機(jī)械驅(qū)動(dòng)等四類。采用液壓機(jī)構(gòu)驅(qū)動(dòng)機(jī)械手,結(jié)構(gòu)簡單、尺寸緊湊、重量輕、控制方便，驅(qū)動(dòng)力大等優(yōu)點(diǎn)。因此，機(jī)械手的驅(qū)動(dòng)方案選擇液壓驅(qū)動(dòng)。

五 課題內(nèi)我要做的主要內(nèi)容與任務(wù)安排

5.1 主要內(nèi)容

1大臂部件設(shè)計(jì) 2小臂部件設(shè)計(jì) 3手腕（含手）設(shè)計(jì) 4零件設(shè)計(jì)

5.2 任務(wù)安排

1.大臂部件設(shè)計(jì)圖； 1-1.5 A0 2.小臂部件設(shè)計(jì)圖： 1-1.5 A0 3.手腕部件設(shè)計(jì)圖： 1-1.5 A0 4.零件圖： 1-2張A2；

5.完成設(shè)計(jì)說明書，不少于兩萬字，格式見理工類畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）模版； 6.參考文獻(xiàn)15篇以上，其中外文文獻(xiàn)不少于5篇； 7.翻譯相關(guān)的外文資料不少于5000漢字；

5.3進(jìn)度安排

第一、二周，利用學(xué)校圖書館和網(wǎng)絡(luò)資源，查閱資料，節(jié)約書籍，收集相關(guān)文獻(xiàn)； 第三周，撰寫文獻(xiàn)綜述和楷體報(bào)告，進(jìn)行方案論證與方案設(shè)計(jì)；

第四周，與指導(dǎo)教師討論方案的可行性，請導(dǎo)師提出意見，準(zhǔn)備開題報(bào)告； 第五周，參考機(jī)械設(shè)計(jì)手冊，開始設(shè)計(jì)計(jì)算，進(jìn)行機(jī)器人的受力分析； 第六周，完成機(jī)器人的計(jì)算；

第七至九周，完成機(jī)器人的總裝配圖及液壓局部回路； 第十周，繪制總裝圖的同時(shí)，準(zhǔn)備期中考核； 第十一周，完成總裝圖及液壓局部回路的繪制；

第十二至十四周，查詢相關(guān)技術(shù)手冊，設(shè)計(jì)兩種專業(yè)油缸，繪制零件圖； 第十五至十六周，完成外文翻譯；撰寫畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書； 第十七周；審查設(shè)計(jì)資料，結(jié)題答辯考核。

六 參考文獻(xiàn)

[1] 李育紅，王紅衛(wèi)，李芳.機(jī)器人發(fā)展概況及展望[M].河南科技.2002，01.[2] 張春生.噴漆機(jī)器人應(yīng)用及發(fā)長策略[M].機(jī)器人技術(shù)與應(yīng)用.1994，3：22~26.[3] 楊志勇，張大衛(wèi)，吳軍.噴漆機(jī)械手優(yōu)化設(shè)計(jì)及其計(jì)算扭矩控制[M].機(jī)床與液

壓.2003.NO.5：52~56.[4] 王焱，趙德安，王振濱等.噴漆機(jī)器人噴槍最優(yōu)軌跡的研究[M].江蘇理工大學(xué)學(xué)報(bào).2001，05：第22 卷.[5]周濤.用于噴涂汽車外飾件的機(jī)器人噴槍的特點(diǎn)[M].汽車工藝與材料.2003，07.[6]劉國民，黃海東.擺動(dòng)液壓缸機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)的一種方法[M].工程機(jī)械.1998，01.[7]樊炳輝.噴漿機(jī)器人液壓系統(tǒng)設(shè)計(jì)[M].煤炭科學(xué)技術(shù).1998，03.

第二篇：機(jī)械手開題報(bào)告

本科畢業(yè)設(shè)計(jì)開題報(bào)告

題 目：銑床上下料機(jī)械手結(jié)構(gòu)與控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)

院（系）： 機(jī)械工程學(xué)院

班 級： 機(jī)電08-4班

姓 名： 楊紹寶

學(xué) 號： 080514010415 指導(dǎo)教師： 李大勇

教師職稱：

黑龍江科技學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì)開題報(bào)告 篇二：機(jī)械手開題報(bào)告

附表6：

鄭州科技學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）開題報(bào)告

注：課題來源要填寫明確（如教師擬定、學(xué)生建議、某企事業(yè)單位項(xiàng)目等）

課題類型：（1）a—工程設(shè)計(jì)；b—技術(shù)開發(fā)；c—軟件工程；d—理論研究；e—調(diào)研報(bào)告

（2）x—真實(shí)課題；y—模擬課題；z—虛擬課題；

要求（1）、（2）均要填，如ay，by等。

開題報(bào)告內(nèi)容：（調(diào)研資料的準(zhǔn)備，設(shè)計(jì)的目的、要求、思路與預(yù)期成果；任務(wù)完成的 階段內(nèi)容及時(shí)間安排；完成設(shè)計(jì)（論文）所具備的條件因素等。）篇三：機(jī)械手畢業(yè)設(shè)計(jì)開題報(bào)告[1]123 山 東 科 技 大 學(xué)

本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）開題報(bào)告

題 目 工業(yè)機(jī)械手

學(xué) 院 名 稱 機(jī)電工程系

專業(yè)班級 機(jī)制（專本）10-3班

學(xué)生姓名 xxx 學(xué) 號 1022060xx 指 導(dǎo) 教 師

填表時(shí)間： 2012 年3月 23日

填表說明 1.開題報(bào)告作為畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）答辯委員會(huì)對學(xué)生答辯資格審查的依據(jù)材料之一。2.此報(bào)告應(yīng)在指導(dǎo)教師指導(dǎo)下，由學(xué)生在畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）工作前期完成，經(jīng)指導(dǎo)教師簽署意見、相關(guān)系主任審查后生效。3.學(xué)生應(yīng)按照學(xué)校統(tǒng)一設(shè)計(jì)的電子文檔標(biāo)準(zhǔn)格式，用a4紙打印。4.參考文獻(xiàn)不少于8篇，其中應(yīng)有適當(dāng)?shù)耐馕馁Y料（一般不少于2篇）。5.開題報(bào)告作為畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）資料，與畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）一同存檔。1 2 3 4 篇四：機(jī)械手開題報(bào)告

畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）學(xué)生開題報(bào)告 篇五：機(jī)械手設(shè)計(jì)_開題報(bào)告

沈 陽 工 程 學(xué) 院

畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）開題報(bào)告 課程名稱： 機(jī)械手設(shè)計(jì)

專 業(yè)： 機(jī)械制造與自動(dòng)化

班 級： 機(jī)制專101 學(xué) 號： 2010543112 學(xué)生姓名： 李曉軍

1、課題來源

目前在我國的許多中小型汽車生產(chǎn)以及輕工業(yè)生產(chǎn)中，往往流水線上的作業(yè)

工作還需要人工上下料，既費(fèi)時(shí)費(fèi)力，又影響效率。而隨著電子技術(shù)特別是電子

計(jì)算機(jī)的廣泛應(yīng)用，機(jī)器人的研制和生產(chǎn)已成為高技術(shù)領(lǐng)域內(nèi)迅速發(fā)展起來的一

門新興技術(shù)，它更加促進(jìn)了機(jī)械手的發(fā)展，使得機(jī)械手能更好地實(shí)現(xiàn)與機(jī)械化和

自動(dòng)化的有機(jī)結(jié)合。機(jī)械手能代替人類完成危險(xiǎn)、重復(fù)枯燥的工作，減輕人類勞

動(dòng)強(qiáng)度，提高勞動(dòng)生產(chǎn)力。機(jī)械手是在自動(dòng)化生產(chǎn)過程中使用的一種具有抓取和

移動(dòng)工件功能的自動(dòng)化裝置，它是在機(jī)械化、自動(dòng)化生產(chǎn)過程中發(fā)展起來的一種

新型裝置。機(jī)械手越來越廣泛的得到了應(yīng)用，在機(jī)械行業(yè)中它可用于零部件組

裝，加工工件的搬運(yùn)、裝卸，特別是在自動(dòng)化數(shù)控機(jī)床、組合機(jī)床上使用更普

遍。

近年來，機(jī)械手已發(fā)展成為柔性制造系統(tǒng)fms和柔性制造單元fmc中一個(gè)重

要組成部分。把機(jī)床設(shè)備和機(jī)械手共同構(gòu)成一個(gè)柔性加工系統(tǒng)或柔性制造單元，它適應(yīng)于中、小批量生產(chǎn)，可以節(jié)省龐大的工件輸送裝置，結(jié)構(gòu)緊湊，而且適應(yīng)

性很強(qiáng)。當(dāng)工件變更時(shí)，柔性生產(chǎn)系統(tǒng)很容易改變，有利于企業(yè)不斷更新適銷對

路的品種，提高產(chǎn)品質(zhì)量，更好地適應(yīng)市場競爭的需要。而目前我國的工業(yè)機(jī)器

人技術(shù)及其工程應(yīng)用的水平和國外比還有一定的距離，應(yīng)用規(guī)模和產(chǎn)業(yè)化水平

低，機(jī)械手的研究和開發(fā)直接影響到我國自動(dòng)化生產(chǎn)水平的提高，從經(jīng)濟(jì)上、技

術(shù)上考慮都是十分必要的。為此，我們把設(shè)計(jì)制作輸送線上助力搬運(yùn)機(jī)械手作為

我們研究的課題。

2、研究的目的、意義 2.1 課題研究的目的

現(xiàn)代汽車制造工廠的生產(chǎn)流水線，尤其是主要工藝的焊接生產(chǎn)線，大多采用

了氣動(dòng)機(jī)械手。車身在每個(gè)工序的移動(dòng)；車身外殼被真空吸盤吸起和放下，在指

定工位的夾緊和定位；點(diǎn)焊機(jī)焊頭的快速接近、減速軟著陸后的變壓控制點(diǎn)焊，都采用了各種特殊功能的氣動(dòng)機(jī)械手。高頻率的點(diǎn)焊、力控的準(zhǔn)確性及完成整個(gè)

工序過程的高度自動(dòng)化，堪稱是最有代表性的氣動(dòng)機(jī)械手應(yīng)用之一。

現(xiàn)在的機(jī)械手大多采用液壓傳動(dòng)，液壓傳動(dòng)存在以下幾個(gè)缺點(diǎn):(1)液壓傳動(dòng)在工作過程中常有較多的能量損失(摩擦損失、泄露損失等)； 液壓傳動(dòng)易泄漏，不僅污染工作場地，限制其應(yīng)用范圍，可能引起失火事故，而

且影響執(zhí)行部分的運(yùn)動(dòng)平穩(wěn)性及正確性。(2)工作時(shí)受溫度變化影響較大。油溫變化時(shí)，液體粘度變化，引起運(yùn)動(dòng)特

性變化。

(3)因液壓脈動(dòng)和液體中混入空氣，易產(chǎn)生噪聲。(4)為了減少泄漏，液壓元件的制造工藝水平要求較高，故價(jià)格較高;且使用 維護(hù)需要較高技術(shù)水平。

鑒于以上這些缺陷，本機(jī)械手?jǐn)M采用氣壓傳動(dòng)，氣動(dòng)技術(shù)有以下優(yōu)點(diǎn):(1)介質(zhì)提取和處理方便。氣壓傳動(dòng)工作壓力較低，工作介質(zhì)提取容易，而

后排入大氣，處理方便，一般不需設(shè)置回收管道和容器:介質(zhì)清潔，管道不易堵 塞，不存在介質(zhì)變質(zhì)及補(bǔ)充的問題.(2)阻力損失和泄漏較小，在壓縮空氣的輸送過程中，阻力損失較小(一般僅

為油路的千分之一)，空氣便于集中供應(yīng)和遠(yuǎn)距離輸送。外泄漏不會(huì)像液壓傳動(dòng)

那樣，造成壓力明顯降低和嚴(yán)重污染。(3)動(dòng)作迅速，反應(yīng)靈敏。氣動(dòng)系統(tǒng)一般只需要0.02s-0.3s即可建立起所需的壓力和速度。氣動(dòng)系統(tǒng)也能實(shí)現(xiàn)過載保護(hù)，便于自動(dòng)控制。(4)能源可儲(chǔ)存。壓縮空氣可存貯在儲(chǔ)氣罐中，因此，發(fā)生突然斷電等情況

時(shí)，機(jī)器及其工藝流程不致突然中斷。(5)工作環(huán)境適應(yīng)性好。在易燃、易爆、多塵埃、強(qiáng)磁、強(qiáng)輻射、振動(dòng)等惡

劣環(huán)境中，氣壓傳動(dòng)與控制系統(tǒng)比機(jī)械、電器及液壓系統(tǒng)優(yōu)越，而且不會(huì)因溫度

變化影響傳動(dòng)及控制性能。

(6)成本低廉。由于氣動(dòng)系統(tǒng)工作壓力較低，因此降低了氣動(dòng)元、輔件的材

質(zhì)和加工精度要求，制造容易，成本較低。

傳統(tǒng)觀點(diǎn)認(rèn)為:由于氣體具有可壓縮性，因此，在氣動(dòng)伺服系統(tǒng)中要實(shí)現(xiàn)高

精度定位比較困難(尤其在高速情況下，似乎更難想象)。此外氣源工作壓力較低，抓舉力較小。雖然氣動(dòng)技術(shù)作為機(jī)器人中的驅(qū)動(dòng)功能已有部分被工業(yè)界所接受，而且對于不太復(fù)雜的機(jī)械手，用氣動(dòng)元件組成的控制系統(tǒng)己被接受，但由于氣動(dòng)

機(jī)器人這一體系己經(jīng)取得的一系列重要進(jìn)展過去介紹得不夠，因此在工業(yè)自動(dòng)化

領(lǐng)域里，對氣動(dòng)機(jī)械手、氣動(dòng)機(jī)器人的實(shí)用性和前景存在不少疑慮。2.2 課題研究的意義

在機(jī)械工業(yè)中，應(yīng)用機(jī)械手的意義可以概括如下：

一、以提高生產(chǎn)過程中的自動(dòng)化程度

應(yīng)用機(jī)械手有利于實(shí)現(xiàn)材料的傳送、工件的裝卸、刀具的更換以及機(jī)器的裝

配等的自動(dòng)化的程度，從而可以提高勞動(dòng)生產(chǎn)率和降低生產(chǎn)成本。

二、以改善勞動(dòng)條件，避免人身事故

在高溫、高壓、低溫、低壓、有灰塵、噪聲、臭味、有放射性或有其他毒性

污染以及工作空間狹窄的場合中，用人手直接操作是有危險(xiǎn)或根本不可能的，而

應(yīng)用機(jī)械手即可部分或全部代替人安全的完成作業(yè)，使勞動(dòng)條件得以改善。在一

些簡單、重復(fù)，特別是較笨重的操作中，以機(jī)械手代替人進(jìn)行工作，可以避免由

于操作疲勞或疏忽而造成的人身事故。

三、可以減輕人力，并便于有節(jié)奏的生產(chǎn) 應(yīng)用機(jī)械手代替人進(jìn)行工作，這

是直接減少人力的一個(gè)側(cè)面，同時(shí)由于應(yīng)用機(jī)械手可以連續(xù)的工作，這是減少人

力的另一個(gè)側(cè)面。因此，在自動(dòng)化機(jī)床的綜合加工自動(dòng)線上，目前幾乎都沒有機(jī)

械手，以減少人力和更準(zhǔn)確的控制生產(chǎn)的節(jié)拍，便于有節(jié)奏的進(jìn)行工作生產(chǎn)。

綜上所述，有效的應(yīng)用機(jī)械手，是發(fā)展機(jī)械工業(yè)的必然趨勢。

3、國內(nèi)外研究現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢 3.1 國內(nèi)的研究現(xiàn)狀

工業(yè)機(jī)械手最早應(yīng)用在汽車制造工業(yè)，常用于焊接、噴漆、上下料和搬運(yùn)。

工業(yè)機(jī)械手延伸和擴(kuò)大了人的 手足和大腦功能，它可替代人從事危險(xiǎn)、有害、有毒、低溫和高溫等惡劣環(huán)境中工作：代替人完成繁重、單調(diào)重復(fù)勞動(dòng)，提高勞

動(dòng)生產(chǎn)率，保證產(chǎn)品質(zhì)量。目前主要應(yīng)用與制造業(yè)中，特別是電器制造、汽車制

造、塑料加工、通用機(jī)械制造及金屬加工等工業(yè)。工業(yè)機(jī)械手與數(shù)控加工中心，自動(dòng)搬運(yùn)小車與自動(dòng)檢測系統(tǒng)可組成柔性制造系統(tǒng)和計(jì)算機(jī)集成制造系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)

生產(chǎn)自動(dòng)化。隨著生產(chǎn)的發(fā)展，功能和性能的不斷改善和提高，機(jī)械手的應(yīng)用領(lǐng) 域日益擴(kuò)大。

我國的工業(yè)機(jī)械手發(fā)展主要是逐步擴(kuò)大其應(yīng)用范圍。在應(yīng)用專業(yè)機(jī)械手的同 時(shí)，相應(yīng)的發(fā)展通用機(jī)械手，研制出示教式機(jī)械手、計(jì)算機(jī)控制機(jī)械手和組合式

機(jī)械手等?？梢詫C(jī)械手各運(yùn)動(dòng)構(gòu)件，如伸縮、擺動(dòng)、升降、橫移、俯仰等機(jī)構(gòu)，設(shè)計(jì)成典型的通用機(jī)構(gòu)，以便根據(jù)不同的作業(yè)要求，選用不用的典型機(jī)構(gòu)，組裝

成各種用途的機(jī)械手，即便于設(shè)計(jì)制造，又便于跟換工件，擴(kuò)大了應(yīng)用范圍。目

前國內(nèi)機(jī)械手主要用于機(jī)床加工、鍛造。熱處理等方面，數(shù)量、品種、性能方面

都不能滿足工業(yè)生產(chǎn)發(fā)展的需要。所以，在國內(nèi)主要是逐步擴(kuò)大應(yīng)用范圍，重點(diǎn)發(fā)展鑄造、熱處理方面的機(jī)械手，以減輕勞動(dòng)強(qiáng)度，改善作業(yè)條件，在應(yīng)用專業(yè)機(jī)械手的同時(shí)，相應(yīng)的發(fā)展通用機(jī)械手，有條件的要研制示教式機(jī)械手、計(jì)算機(jī)控制機(jī)械手和組合機(jī)械手等。同時(shí)要提高速度，減少?zèng)_擊，正確定位，以便更好的發(fā)揮機(jī)械手的作用。此外還應(yīng)大力研究伺服型、記憶再現(xiàn)型，以及具有觸覺、視覺等性能的機(jī)械手，并考慮與計(jì)算機(jī)連用，逐步成為整個(gè)機(jī)械制造系統(tǒng)中的一個(gè)基本單元。3.2 國外研究現(xiàn)狀

國外機(jī)械手在機(jī)械制造行業(yè)中應(yīng)用較多，發(fā)展也很快。目前主要用于機(jī)床、橫鍛壓力機(jī)的上下料，以及點(diǎn)焊、噴漆等作業(yè)，它可按照事先指定的作業(yè)程序來完成規(guī)定的操作。國外機(jī)械手的發(fā)展趨勢是大力研制具有某種智能的機(jī)械手。使它具有一定的傳感能力，能反饋外界條件的變化，作相應(yīng)的變更。如 發(fā)生少許偏差時(shí)候，即能更正并自行檢測，重點(diǎn)是研究視覺功能和觸覺功能。目前已經(jīng)取得一定的成績。3.3 發(fā)展趨勢

目前世界高端工業(yè)機(jī)械手均具有高精化，高速化，多軸化，輕量化等的發(fā)展趨勢。定位精度可以滿足微米及亞微米級要求，運(yùn)行速度可以達(dá)到3m/s，良新產(chǎn)品可以達(dá)到6軸，負(fù)載2kg的產(chǎn)品系統(tǒng)總重已突破100kg。更重要的是將機(jī)械手、柔性制造系統(tǒng)和柔性制造單元相互結(jié)合，從而根本改變目前機(jī)械制造系統(tǒng)的人工操作狀態(tài)。同時(shí)，隨著機(jī)械手的小型化和微型化，其應(yīng)用領(lǐng)域?qū)?huì)突破傳統(tǒng)的機(jī)械領(lǐng)域，從而向著電子信息、生物技術(shù)、生命科學(xué)及航空航天等高端行業(yè)發(fā)展。4.發(fā)展前景及方向 4.1 重復(fù)高精度

精度是指機(jī)器人、機(jī)械手到達(dá)指定點(diǎn)的精確程度，它與驅(qū)動(dòng)器的分辨率以及反饋裝置有關(guān)。重復(fù)精度是指如果動(dòng)作重復(fù)多次，機(jī)械手到達(dá)同樣位置的精確程度。重復(fù)精度比精度更重要，如果一個(gè)機(jī)器人定位不夠精確，通常會(huì)顯示一個(gè)固定的誤差，這個(gè)誤差是可以預(yù)測的，因此可以通過編程予以校正。重復(fù)精度限定的是一個(gè)隨機(jī)誤差的范圍，它通過一定次數(shù)地重復(fù)運(yùn)行機(jī)器人來測定。隨著微電子技術(shù)和現(xiàn)代控制技術(shù)的發(fā)展，以及氣動(dòng)伺服技術(shù)走出實(shí)驗(yàn)室和氣動(dòng)伺服定位系統(tǒng)的成套化。

第三篇：搬運(yùn)機(jī)械手動(dòng)態(tài)控制設(shè)計(jì)-開題報(bào)告

開題報(bào)告

搬運(yùn)機(jī)械手動(dòng)態(tài)控制設(shè)計(jì)

0312001426 03電氣4班 程 誠

一、本課題的目的及研究意義：

搬運(yùn)機(jī)械手設(shè)計(jì)是機(jī)械制造,機(jī)械設(shè)計(jì)和機(jī)械電子工程(機(jī)電一體化)等專業(yè)的一個(gè)重要的環(huán)節(jié),是學(xué)完技術(shù)基礎(chǔ)課及有關(guān)專業(yè)課以后的一次專業(yè)課程內(nèi)容的綜合設(shè)計(jì)。通過設(shè)計(jì)提高學(xué)生的機(jī)構(gòu)分析與綜合的能力、機(jī)械結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的能力、機(jī)電液一體化系統(tǒng)設(shè)計(jì)能力、掌握實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)過程自動(dòng)化的設(shè)計(jì)方法。通過這一環(huán)節(jié)要求達(dá)到：

1）通過設(shè)計(jì)，把有關(guān)課程（機(jī)構(gòu)分析與綜合、機(jī)械原理、機(jī)械設(shè)計(jì)、液壓與氣動(dòng)技術(shù)、自動(dòng)控制理論、測試技術(shù)、數(shù)控技術(shù)、微型計(jì)算機(jī)原理及應(yīng)用、自動(dòng)機(jī)械設(shè)計(jì)等）中所獲得的理論知識(shí)在實(shí)際中綜合地加以運(yùn)用，使這些知識(shí)得到鞏固和發(fā)展，并使理論知識(shí)和生產(chǎn)密切地結(jié)合起來。因此，機(jī)械手設(shè)計(jì)是有關(guān)專業(yè)基礎(chǔ)課和專業(yè)課以后的綜合性的專業(yè)課程設(shè)計(jì)。

2）搬運(yùn)機(jī)械手設(shè)計(jì)是機(jī)械設(shè)計(jì)及制造專業(yè)和機(jī)械電子工程專業(yè)的學(xué)生一次比較完整的機(jī)電一體化整機(jī)設(shè)計(jì)。通過設(shè)計(jì)，培養(yǎng)學(xué)生獨(dú)立的機(jī)械整機(jī)設(shè)計(jì)的能力，樹立正確的設(shè)計(jì)思想，掌握機(jī)電一體化機(jī)械產(chǎn)品設(shè)計(jì)的基本方法和步驟，為自動(dòng)機(jī)械設(shè)計(jì)打下良好的基礎(chǔ)。

3）通過設(shè)計(jì)，使學(xué)生能熟練地應(yīng)用有關(guān)參考資料、計(jì)算圖表、手冊、圖冊和規(guī)范；熟悉有關(guān)國家標(biāo)準(zhǔn)和頒布標(biāo)準(zhǔn)，以完成一個(gè)工程技術(shù)人員在機(jī)械整體設(shè)計(jì)方面所必須具備的基本技能訓(xùn)練。

4）由幾名學(xué)生共同完成機(jī)械手設(shè)計(jì)工作，這樣既能培養(yǎng)學(xué)生獨(dú)立工作與分工協(xié)作完成大型設(shè)計(jì)的能力，又解決了工作量大，時(shí)間短的矛盾。

二、搬運(yùn)機(jī)械手的概述

國內(nèi)外實(shí)際上使用權(quán)的定位控制的機(jī)械手，沒有“視覺”和“觸角”反饋。目前，世界各國正積極研制帶有“視角”和“觸角”的工業(yè)機(jī)械手，使它對所抓取的工件進(jìn)行分辨，選取所需要的工件，并正確地夾持工件，進(jìn)行精確地在機(jī)器中定位、定向。

為使機(jī)械手有“眼睛”去處理方位變化的工件和分辨開頭不同的零件，它由視覺傳感器輸入三個(gè)視圖方向的視覺信息，通過計(jì)算機(jī)進(jìn)行圖形分辨，分辨是否是所要抓取的工件。

為防止握力過大引起物件損壞或握力過小引起物件滑落下來，一般采用兩種方法：一是檢測把握物體手臂的變形，以決定適當(dāng)?shù)奈樟?；另一種是直接檢測指部與物件的滑動(dòng)位移，來修正握力。

因此，這種機(jī)械手就具有以下幾個(gè)方面的性能： 1）能準(zhǔn)確地抓住方位變化的物體。2）能判斷對象的重量。3）能自動(dòng)避開障礙物。

4）抓空或抓力不足時(shí)能檢測出來。

這種具有感知力并能對感知的信息作出反應(yīng)的機(jī)械手稱為智能機(jī)械手，它是有發(fā)展 前途的。

現(xiàn)在，搬運(yùn)機(jī)械手的使用范圍只限于在簡單重復(fù)的操作方面節(jié)省人力，其效用是代替人從事繁重的工作和危險(xiǎn)的工作臺(tái)，在惡劣環(huán)境下尤其明顯。至于在汽車工業(yè)和電子工業(yè)之類的費(fèi)工的工業(yè)部門，機(jī)械手的應(yīng)用情況決不能說是很好的。雖然這些工業(yè)部門工時(shí)不足的問題很尖銳，但采用機(jī)械手只限于一小部分工序。其原因之一是，搬運(yùn)機(jī)械手的性能還不能滿足這些部門的要求，適于機(jī)械手工作臺(tái)的范圍很狹小。另外經(jīng)濟(jì)性問題當(dāng)然也很重要，采用機(jī)械手來節(jié)約人力從經(jīng)濟(jì)上看不一不定期總是合算的。然而，利用機(jī)械手或類似機(jī)械設(shè)備節(jié)省人力和實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)合理化的要求，今后還會(huì)持續(xù)增長，只要技術(shù)方面和價(jià)格方面存在的總是獲得解決，機(jī)械手的應(yīng)用必將會(huì)飛躍發(fā)展。

機(jī)械手是機(jī)械自動(dòng)化生產(chǎn)過程中發(fā)展起來的一種新型裝置。近年來，隨著機(jī)械技術(shù)特別是計(jì)算機(jī)的廣泛應(yīng)用，機(jī)器人的研制和生產(chǎn)已成為高技術(shù)領(lǐng)域內(nèi)迅速發(fā)展起來的一門新興技術(shù)，它更加促進(jìn)了機(jī)械手的發(fā)展，使得機(jī)械手能更好地實(shí)現(xiàn)與機(jī)械化和自動(dòng)化的有機(jī)結(jié)合。機(jī)械手雖然目前還不如人手那樣靈活，但它具有能不斷重復(fù)工作和勞動(dòng)、不知疲勞、不怕危險(xiǎn)、抓舉重物的力量比人手大等特點(diǎn)，因此，機(jī)械手已受到許多部門的重視，并越來越廣泛地得到了應(yīng)用，例如：

(1)機(jī)床加工工件的裝卸，特別是在自動(dòng)化車床、組合機(jī)床上使用較為普遍。

(2)在裝配作業(yè)中應(yīng)用廣泛，在電子行業(yè)中它可以用來裝配印制電路板，在機(jī)械行業(yè)中

它可以用來組裝零部件。

(3)可在勞動(dòng)條件差，單調(diào)重復(fù)易子疲勞的工作環(huán)境工作，以代替人的勞動(dòng)。（4）可在危險(xiǎn)場合下工作，如軍工品的裝卸、危險(xiǎn)品及有害物的搬運(yùn)等。(5)宇宙及海洋的開發(fā)。

(6)軍事工程及生物醫(yī)學(xué)方面的研究和試驗(yàn)。

三、主要研究內(nèi)容以及采用研究方法

在搬運(yùn)機(jī)械手的控制系統(tǒng)中，我們采用了PLC技術(shù)。用流程圖法，按照零件加工過程設(shè)常用PLC梯形圖邏輯設(shè)計(jì)方法較多，設(shè)計(jì)中我們采計(jì)出控制系統(tǒng)流程圖。一般控制系統(tǒng)都是由若干個(gè)穩(wěn)定工作狀態(tài)組成，每個(gè)工作狀態(tài)是由于接受了某個(gè)切換主令信號而建立的。各個(gè)工作狀態(tài)用一個(gè)輔助繼電器進(jìn)行區(qū)分，輔助繼電器的狀態(tài)由切換主令信號來控制，這些切換主令信號分別來自按鈕、傳感器、定時(shí)器和計(jì)數(shù)器。輔助繼電器同時(shí)又是執(zhí)行元件的輸入變量。當(dāng)控制系統(tǒng)的輸入主令信號和執(zhí)行元件確定以后，將主令信號與各自工作狀態(tài)的約束條件，分別代入相應(yīng)的輔助繼電器邏輯方程和執(zhí)行元件的邏輯方程，即可完成自動(dòng)工作循環(huán)的邏輯控制。最后再考慮手動(dòng)控制系統(tǒng)及自動(dòng)循環(huán)與手動(dòng)控制之間的互鎖要求，即完成了全部控制系統(tǒng)的邏輯設(shè)計(jì)。

在工業(yè)自動(dòng)化生產(chǎn)中，無論是單機(jī)還是組合機(jī)床，以及自動(dòng)生產(chǎn)流水線，都要用到機(jī)械手來完成工件的取放。對機(jī)械手的控制主要是位置識(shí)別、運(yùn)動(dòng)方向控制和物料是否存在的判別。以附圖所示機(jī)械手為例，其任務(wù)是將傳送帶A上的工件或物品搬運(yùn)到傳送帶B上。機(jī)械手的上升、下移、左移、右移抓緊和放松都是用雙線圈三位電磁閥氣動(dòng)缸完成。當(dāng)某個(gè)電磁閥通電時(shí)，就保持相對應(yīng)的動(dòng)作，即使線圈再斷電仍然保持，直到相反方向的線圈通電，相對應(yīng)的動(dòng)作才結(jié)束。設(shè)備上裝有上、下、左、右、抓緊、放松六個(gè)限位開關(guān)，控制對應(yīng)工步的結(jié)束。傳送帶上設(shè)有一個(gè)光點(diǎn)開關(guān)，監(jiān)視工件到位與否。

四、機(jī)械手的性能指標(biāo)

機(jī)械手的主要參數(shù)是說明機(jī)械手的規(guī)格和性能的具體指標(biāo)，一般包括以下幾項(xiàng)：

1）抓取重量

抓取重量（又稱臂力）是指機(jī)械手所能抓取或搬運(yùn)物件的最大重量，它對其他參

如行程范圍、坐標(biāo)形式和緩沖裝置的設(shè)計(jì)均有影響，是機(jī)械手最基本的參數(shù)。

2）運(yùn)動(dòng)速度 運(yùn)動(dòng)速度反映了機(jī)械手的生產(chǎn)水平，影響機(jī)械手的運(yùn)動(dòng)周期和工作效率，很多機(jī)械手由于速度低而限制了它的使用范圍。影響機(jī)械手動(dòng)作快慢的兩個(gè)主要運(yùn)動(dòng)是手臂

和回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)。速度大小與機(jī)械手的驅(qū)動(dòng)方式、定位方式、抓重大小和行程距離有關(guān)系。

3）行程范圍

機(jī)械手的手臂運(yùn)動(dòng)行程對使用性能有較大的影響。一般來說，通用機(jī)械手的手臂轉(zhuǎn)就盡可能大些，回轉(zhuǎn)行程范圍應(yīng)大于180度，使機(jī)械手具有一定的通用性；手臂伸縮行程及工作半徑要適宜，太大會(huì)增加手臂懸伸量，相應(yīng)的偏重力矩和轉(zhuǎn)動(dòng)慣量也增加，且剛性降低，對于定位精度也難以保證。

4）定位精度

定位精度是衡量機(jī)械手工作質(zhì)量的又一重要指標(biāo)，是指機(jī)械手的運(yùn)動(dòng)部件從某一起始位置運(yùn)動(dòng)到預(yù)期的另一位置時(shí)所到達(dá)的實(shí)際位置的準(zhǔn)確程度。定位精度的高低取決于位置控制方式以及機(jī)械手運(yùn)動(dòng)部件本身的精度和剛度，并和抓取重量、運(yùn)動(dòng)速度等因素也有密切關(guān)系。定位精度包括位置設(shè)定精度和重復(fù)定位精度兩種，一般所說的定位精度是是指重復(fù)定位精度。

我們設(shè)計(jì)的成果將會(huì)根據(jù)這個(gè)幾性能指標(biāo)來測試，以檢驗(yàn)它是否合格。

五、進(jìn)度安排

2007.1----2007.2 ：選定題目

2007.3----2007.4 ：開題報(bào)告，綜合敘述

2007.4----2007.5 ：設(shè)計(jì)方案的實(shí)施，設(shè)計(jì)控制原理圖，梯形圖程序，參數(shù)設(shè)置，控制信號端口連接

2007.5----2007.6 ：完成設(shè)計(jì) 2007.6中旬

： 畢業(yè)答辯

參考文獻(xiàn)：

[1] 陳立德，機(jī)械制造裝備設(shè)計(jì)，北京：高等教育出版社，2006.4 [2] 李允文, 工業(yè)機(jī)械手設(shè)計(jì), 廣東：機(jī)械工業(yè)出版社，1994.8 [3] 張建民，工業(yè)機(jī)器人[M]，北京：北京理工大學(xué)出版社，1996

第四篇：噴涂車間實(shí)習(xí)報(bào)告

噴涂車間實(shí)習(xí)報(bào)告

一、實(shí)習(xí)說明

(1)實(shí)習(xí)時(shí)間：2012年3月12日至2012年3月25日

(2)實(shí)習(xí)地點(diǎn)：噴涂車間

(3)實(shí)習(xí)性質(zhì)：培訓(xùn)實(shí)習(xí)報(bào)告

二、實(shí)習(xí)環(huán)境

實(shí)習(xí)期間，我在噴涂車間主要學(xué)習(xí)噴涂工作原理。我被安排在該部門的一個(gè)小組工作，該部門有主管1名，領(lǐng)班2名，QC人員3名，普通員工40名左右。

三、實(shí)習(xí)過程

(1)了解過程

起初，剛到車間的時(shí)候，車間里擺放著各種各樣整齊的產(chǎn)品。第一天進(jìn)入車間開始主管就叫我看相關(guān)工作指導(dǎo)，所在小組的組長給我安排工作任務(wù)，分配給我的任務(wù)是簡單的拆裝保護(hù)。實(shí)習(xí)的第一天，我就在這工作崗位上了解一些噴涂知識(shí)，同時(shí)慢慢熟悉車間的工作環(huán)境。

(2)摸索過程

對車間里的環(huán)境有所了解熟悉后，工作期間每天按時(shí)到廠上班，上班工作之后，由領(lǐng)班安排任務(wù)。明確工作任務(wù)后，我便開始我的工作。若在期間遇到問題或困難要及時(shí)告知領(lǐng)班、工程師，讓他們幫助解決出現(xiàn)的問題，領(lǐng)班、工程師通過技術(shù)和經(jīng)驗(yàn)使產(chǎn)品恢復(fù)正常，符合檢驗(yàn)的要求。

經(jīng)過兩個(gè)星期的學(xué)習(xí)我了解到鈑金的噴涂工藝流程。1.前處理工藝流程

除油→清水→表調(diào)→磷化→清水→吹水烘烤→轉(zhuǎn)序

（鋁材）

除油（弱堿）→清水→上膜→清水→吹水烘烤→轉(zhuǎn)序

2.掛灰工藝流程

調(diào)灰→刮灰→烘干→打磨→噴涂

3.噴粉（噴油）工藝流程

↗ 噴底粉 ↖

上線→吹風(fēng)→噴粉→烘烤→下線→檢驗(yàn)→轉(zhuǎn)序

↖↙

（噴油）

上線→吹風(fēng)→噴油漆→烘烤→下線→檢驗(yàn)→轉(zhuǎn)序

↓ ↖↙↑

噴底漆 →→→→

4.噴涂檢驗(yàn)

來料檢驗(yàn)→前處理檢驗(yàn)→噴涂條件監(jiān)控→附測試板噴涂→核對色板→ 測量圖層厚→附著力測試→外觀檢驗(yàn)→鹽霧測試→轉(zhuǎn)序檢驗(yàn) 在工作期間有些工件的噴涂難度較大。我便向小組里的員工同事交流，了解產(chǎn)生工件噴涂不合格的原因，運(yùn)用適當(dāng)?shù)姆椒记山鉀Q這有難度的工件。

四、實(shí)習(xí)期工作總結(jié)和收獲

實(shí)習(xí)期間，我對車間的整個(gè)噴涂流程有了一個(gè)較完整的了解和熟悉。雖然實(shí)習(xí)的工作與所學(xué)專業(yè)有所不同。但實(shí)習(xí)中，我拓寬了自己的知識(shí)面，學(xué)習(xí)了很多專業(yè)以外的知識(shí)，甚至在書本難以學(xué)到的東西。

此次實(shí)習(xí)，我學(xué)會(huì)了運(yùn)用所學(xué)知識(shí)解決處理簡單問題的方法與技巧，學(xué)會(huì)了與員工同事相處溝通的有效方法途徑。積累了處理有關(guān)人際關(guān)系問題的經(jīng)驗(yàn)方法。通過實(shí)習(xí)，讓我在工廠磨練了下自己，也鍛煉了下意志力，訓(xùn)練了自己的動(dòng)手操作能力，提升了自己的實(shí)踐技能。為以后各車間實(shí)習(xí)也打下了一點(diǎn)基礎(chǔ)。

導(dǎo)師：

第五篇：機(jī)械手項(xiàng)目設(shè)計(jì)可行性報(bào)告

項(xiàng)目設(shè)計(jì)

可行性分析報(bào)告

專 業(yè) 機(jī)械制造及其自動(dòng)化 學(xué)生姓名 班 級 學(xué) 號 指導(dǎo)教師 完成日期 2013年7月 5日

《氣動(dòng)機(jī)械手驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)可行性分析報(bào)告》

一、概述

機(jī)械手在機(jī)械工業(yè)中，如沖壓、熱處理、機(jī)械加工、裝配、檢驗(yàn)、噴漆、電鍍等都有應(yīng)用在其它部門，如輕工業(yè)、建筑業(yè)，國防業(yè)等工作中都有應(yīng)用。

應(yīng)用機(jī)械手，有利于實(shí)現(xiàn)材料的傳送、工件的裝卸、刀具的更換以及機(jī)器的裝配等的自動(dòng)化程度，從而可以提高生產(chǎn)小路和減低生產(chǎn)成本。同時(shí)，在高溫、低溫、有灰塵、噪聲、有輻射或有毒性污染以及工作空間狹窄的場合，用人手直接操作是有為危險(xiǎn)的，而用機(jī)械手即可部分或全部的代替人安全的完成工作，是勞動(dòng)強(qiáng)度得以改善。尤其是較笨重的、簡單而重復(fù)次數(shù)多的操作中，以機(jī)械手代替人手，可避免由于操作疲勞或疏忽而造成的人身事故。而且應(yīng)用機(jī)械手代替手工作，這是直接減少人力的一個(gè)方面，同時(shí)應(yīng)用機(jī)械手可以連續(xù)的工作，是減少人力的另一個(gè)側(cè)面。因此在自動(dòng)化機(jī)床和綜合加工自動(dòng)線上，目前幾乎都設(shè)有機(jī)械手，以減少人力和更準(zhǔn)確的控制生產(chǎn)的節(jié)拍，便于有節(jié)奏的進(jìn)行生產(chǎn)。因此，有效的應(yīng)用機(jī)械手，是發(fā)展機(jī)械工業(yè)的必然趨勢。

二、本項(xiàng)目設(shè)計(jì)的國內(nèi)外研究、開發(fā)、應(yīng)用和維護(hù)現(xiàn)狀

早在四十年代隨著原子能工業(yè)的發(fā)展，已出現(xiàn)了模擬關(guān)節(jié)的第一代機(jī)械手，屋十到六十年代，即制成了傳送或裝卸工件的通用機(jī)械手和數(shù)控示教再現(xiàn)型機(jī)械手，這種機(jī)械手也稱為第二代機(jī)械手。七十年代，又相繼把通用機(jī)械手用于汽車的車身的點(diǎn)焊和沖壓生產(chǎn)自動(dòng)線上，是第二代機(jī)械手進(jìn)入了應(yīng)用階段。八十年代開始研制具有更多的自由度的機(jī)械手，接著能自動(dòng)編程的機(jī)械手，有行走機(jī)構(gòu)的機(jī)械手及自動(dòng)編程的機(jī)械手便產(chǎn)生了。

目前工業(yè)機(jī)械手主要用于流水線工件傳送、焊接、裝配、機(jī)床加工、鑄鍛、熱處理等方面，無論數(shù)量品種和性能方面都能滿足工業(yè)發(fā)展的需要。

在國內(nèi)主要是發(fā)展各方面的機(jī)械手，逐步擴(kuò)大應(yīng)用范圍，以減輕勞動(dòng)強(qiáng)度，改善作業(yè)條件，在應(yīng)用專用機(jī)械手的同時(shí)，相應(yīng)的發(fā)展通用機(jī)械手，有條件的還要研制示教式機(jī)械手，組合式機(jī)械手等，將機(jī)械手各運(yùn)動(dòng)構(gòu)件，如伸縮、擺動(dòng)、升降、橫移，俯仰等機(jī)構(gòu)，以及用于不同類型的夾緊機(jī)構(gòu)，設(shè)計(jì)成典型的通用機(jī)構(gòu)，以便根據(jù)不同的作業(yè)要求，選用不同的典型部件，即可組成不同用途的機(jī)械手，即便于設(shè)計(jì)制造，又便于改換工作，擴(kuò)大了應(yīng)用范圍，同時(shí)要提高速度，減少?zèng)_擊，正確定位，以更好的發(fā)揮機(jī)械手的作用。

專用機(jī)械手經(jīng)過幾十年的發(fā)展，如今進(jìn)入了以通用機(jī)械手為標(biāo)志的時(shí)代，由于通用機(jī)械手的應(yīng)用和發(fā)展，進(jìn)而促進(jìn)了智能機(jī)器人的研制，智能機(jī)器人涉及的內(nèi)容，不僅包括一般的機(jī)械，液壓、氣動(dòng)知識(shí)，而且還應(yīng)用一些電子技術(shù)，通訊技術(shù)，計(jì)算機(jī)技術(shù)，仿生學(xué)和假肢工藝等，它是一門綜合性較強(qiáng)的新技術(shù)。目前，國內(nèi)外對

其發(fā)展都很重視，幾十年來，這類技術(shù)的發(fā)展和研制，一直比較活躍，設(shè)計(jì)在不斷的改進(jìn)，品種在不斷的增加，應(yīng)用領(lǐng)域也不斷的擴(kuò)大。機(jī)械手的發(fā)展趨勢：

1）研制能自動(dòng)編程和自動(dòng)改變程序的機(jī)械手。重點(diǎn)研究開放式，模塊化控制系統(tǒng)，人機(jī)界面更加友好，語言、圖形編程界面正在研制之中。機(jī)器人控制器的標(biāo)準(zhǔn)化和網(wǎng)絡(luò)化，以及基于PC機(jī)網(wǎng)絡(luò)式控制器已成為研究熱點(diǎn)。編程技術(shù)除進(jìn)一步提高在線編程的可操作性之外，離線編程的實(shí)用化將成為研究重點(diǎn)。

2）研制具有一定“感觸”和“智力”的機(jī)器人。這種機(jī)械手，具有各種傳感裝置，并配有計(jì)算機(jī)，根據(jù)仿生學(xué)的理論，用計(jì)算機(jī)，充當(dāng)其“大腦”，使它能“思考”能“分析”，能“記憶”。

3）多智能體調(diào)控制技術(shù)：這是目前機(jī)械手研究的一個(gè)嶄新領(lǐng)域。主要對多智能體的群體體系結(jié)構(gòu)、相互間的通信與磋商機(jī)理，感知與學(xué)習(xí)方法，建模和規(guī)劃、群體行為控制等方面進(jìn)行研究。

4）微型和微小機(jī)械手技術(shù)：這是機(jī)械手研究的一個(gè)新的領(lǐng)域和重點(diǎn)發(fā)展方向。過去的研究在該領(lǐng)域幾乎是空白，因此該領(lǐng)域研究的進(jìn)展將會(huì)引起機(jī)器人技術(shù)的一場革命，并且對社會(huì)進(jìn)步和人類活動(dòng)的各個(gè)方面產(chǎn)生不可估量的影響，微小型機(jī)器人技術(shù)的研究主要集中在系統(tǒng)結(jié)構(gòu)、運(yùn)動(dòng)方式、控制方法、傳感技術(shù)、通信技術(shù)以及行走技術(shù)等方面。機(jī)器人的結(jié)構(gòu)靈巧，控制系統(tǒng)愈來愈小，二者正朝著一體化方向發(fā)展。

5）軟機(jī)器人技術(shù):主要用于醫(yī)療、護(hù)理、休閑和娛樂場合。傳統(tǒng)機(jī)器人設(shè)計(jì)未考慮與人緊密共處，因此其結(jié)構(gòu)材料多為金屬或硬性材料，軟機(jī)器人技術(shù)要求其結(jié)構(gòu)、控制方式和所用傳感系統(tǒng)在機(jī)器人意外地與環(huán)境或人碰撞時(shí)是安全的，機(jī)器人對人是友好的。為進(jìn)一步提高機(jī)器人的智能和適應(yīng)性，多種傳感器的使用是其問題解決的關(guān)鍵。其研究熱點(diǎn)在于有效可行的多傳感器融合算法，特別是在非線性及非平穩(wěn)、非正態(tài)分布的情形下的多傳感器融合算法。另一問題就是傳感系統(tǒng)的實(shí)用化。6）仿人和仿生技術(shù)：這是機(jī)械手技術(shù)發(fā)展的最高境界，目前僅在某些方面進(jìn)行一些基礎(chǔ)研究。

因此，機(jī)器人將成為“無人化”系統(tǒng)的重要組成環(huán)節(jié)之一。

三、項(xiàng)目設(shè)計(jì)的方案論證

本設(shè)計(jì)采用綜合傳動(dòng)方式，即手臂采用電氣傳動(dòng)，而手爪采用氣壓傳動(dòng)。我們主要對機(jī)械的執(zhí)行機(jī)構(gòu)，驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)，控制系統(tǒng)進(jìn)行設(shè)計(jì)

一、執(zhí)行機(jī)構(gòu)

執(zhí)行機(jī)構(gòu)包括手部、手臂、軀干。

手指是我們采用回轉(zhuǎn)式手指?；剞D(zhuǎn)式手指一般沒有手掌，全靠手指握緊物體。這類手指類型比較多，常見的有：單滑銷桿式、連桿杠桿式、齒輪杠桿式、以及具

有鎖緊性能和彈性性能的手部。我們采用的手部形式為單滑銷桿式。

手臂采用直臂式，這樣有足夠的強(qiáng)度和剛度，而且結(jié)構(gòu)簡單，緊湊，不易損壞。軀干采用兩桿支撐的立柱做豎直方向運(yùn)動(dòng)的形式。

二、驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)

驅(qū)動(dòng)裝置主要是液壓驅(qū)動(dòng)，氣壓驅(qū)動(dòng)，電壓驅(qū)動(dòng)和機(jī)械驅(qū)動(dòng)四種。由于氣壓傳動(dòng)具有防火，防爆，節(jié)能，高效使用PLC控制使設(shè)計(jì)緊湊。所以我們采用PLC控制氣動(dòng)機(jī)械手是綜合性能比較好的。這樣設(shè)計(jì)還可適用于高溫，粉塵等較惡劣的環(huán)境。因此氣動(dòng)驅(qū)動(dòng)的機(jī)械手，用起來比較安全，方便優(yōu)符合我國的國情；節(jié)約資源，保護(hù)環(huán)境，而且，氣壓機(jī)械手結(jié)構(gòu)簡單，重量輕，動(dòng)作迅速，平穩(wěn)，可靠是一種比較理想的工業(yè)產(chǎn)品之一。因此，我們選用氣壓驅(qū)動(dòng)的方式。

本設(shè)計(jì)方案在氣壓驅(qū)動(dòng)的基礎(chǔ)上添加電力驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)。

我們采用一個(gè)直動(dòng)式氣缸，分別實(shí)現(xiàn)機(jī)械手指的抓緊、放松；采用一個(gè)步進(jìn)電機(jī)實(shí)現(xiàn)機(jī)械手的上升、下降一個(gè)直流電機(jī)實(shí)現(xiàn)左轉(zhuǎn)、右轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)。

三、控制系統(tǒng)

主要有數(shù)字控制，小型計(jì)算機(jī)控制或微處理器控制。

因?yàn)镻LC具有可靠性高，抗干擾性強(qiáng)，控制系統(tǒng)構(gòu)成簡單，通用性強(qiáng)，編程簡單，使用維護(hù)方便，體積小，重量輕等特點(diǎn)。因此PLC作為一種通用的工業(yè)控制器，適用于工業(yè)機(jī)器人，在生產(chǎn)自動(dòng)線上廣泛使用，在我們選用的小型計(jì)算機(jī)控制，使用PLC編程。

我們用PLC編程控制一個(gè)氣缸、兩個(gè)電機(jī)的運(yùn)動(dòng)實(shí)現(xiàn)機(jī)械手的各種動(dòng)作，并且機(jī)械手的手動(dòng)和自動(dòng)操作方式，實(shí)現(xiàn)它的各種控制要求。機(jī)械手的控制要求

機(jī)械手要分手動(dòng)操作和自動(dòng)操作兩種方式。自動(dòng)操作又分為單工布、單周期和連續(xù)運(yùn)動(dòng)三種。

手動(dòng)操作：供維修用。即用按鈕對機(jī)械手的每一種動(dòng)作進(jìn)行單獨(dú)的控制。例如，當(dāng)選擇上/下運(yùn)動(dòng)時(shí)，按下運(yùn)動(dòng)按鈕，機(jī)械手上升；按下停止按鈕時(shí)，機(jī)械手下降。其他動(dòng)作，依此類推。

單工部運(yùn)行：調(diào)試試用，即每按一次起動(dòng)按鈕，機(jī)械手按順序向前執(zhí)行一個(gè)動(dòng)作后停止。

單周期運(yùn)行：供首次檢測用，當(dāng)機(jī)械手在原點(diǎn)時(shí)，按下起動(dòng)按鈕時(shí)，機(jī)械手自行執(zhí)行一個(gè)周期的動(dòng)作后，自動(dòng)停止在原點(diǎn)。

自動(dòng)連續(xù)運(yùn)行：正常工作用，當(dāng)機(jī)械手在原點(diǎn)并按下起動(dòng)按鈕時(shí)，機(jī)械手周而復(fù)始地執(zhí)行各工步動(dòng)作。

四、項(xiàng)目設(shè)計(jì)方案的可行性論證

氣動(dòng)技術(shù)是實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)工業(yè)自動(dòng)化的方式之一，由于氣壓傳動(dòng)系統(tǒng)安全可靠，可

以在高溫、振動(dòng)、腐蝕、易燃、易爆、多塵埃、強(qiáng)磁、輻射等惡劣的環(huán)境下工作，所以應(yīng)用日益廣泛。用氣控機(jī)械手代替手工作業(yè)是工業(yè)自動(dòng)化發(fā)展的一個(gè)方向。

步進(jìn)電機(jī)的技術(shù)的日益成熟和廣泛應(yīng)用，使其定位精度高，便于控制的優(yōu)勢得以發(fā)揮，將步進(jìn)電機(jī)與氣動(dòng)組合應(yīng)用，使機(jī)械手的性能大大提高。

同時(shí)，隨著PLC性能價(jià)格比的不斷提高，PLC的應(yīng)用領(lǐng)域非常廣泛，目前，PLC在國內(nèi)外廣泛應(yīng)用于冶、機(jī)械、石油、交通運(yùn)輸?shù)雀鱾€(gè)方面。一般來說，PLC是自動(dòng)生產(chǎn)線上不可缺少的控制部件。PLC作為一種通用的工業(yè)控制器，適用于工業(yè)機(jī)械手的控制。

在該設(shè)計(jì)中，機(jī)械手的手爪的抓緊、放松采用氣壓驅(qū)動(dòng)，手臂的上升、下降由步進(jìn)電機(jī)來驅(qū)動(dòng)，底盤的旋轉(zhuǎn)由直流電機(jī)驅(qū)動(dòng)，控制部分采用F1系列小型PLC，型號為F1-40MR。

目前，機(jī)械手向越來越緊湊，越來越快，越來越強(qiáng)力的方向發(fā)展，因?yàn)?，緊湊的設(shè)計(jì)可便于在車間中安裝。較快的速度可提高生產(chǎn)量，而提高有效載荷能力 可以操作更大的零件。因此我們采用氣動(dòng)驅(qū)動(dòng)提高速度。使用PLC控制室設(shè)計(jì)緊湊。

所以我們采用PLC控制的氣動(dòng)機(jī)械手是綜合性能比較好的機(jī)械手。

五、結(jié)論及項(xiàng)目方案實(shí)施的展望

經(jīng)過這段時(shí)間的設(shè)計(jì)，氣壓驅(qū)動(dòng)機(jī)械手基本設(shè)計(jì)完畢，其內(nèi)容基本達(dá)到要求。系統(tǒng)的分析與設(shè)計(jì)過程也是對學(xué)習(xí)的總結(jié)過程，更是進(jìn)一步學(xué)習(xí)和探索的過程。該設(shè)計(jì)任務(wù)涉及氣壓驅(qū)動(dòng)、電力驅(qū)動(dòng)、PLC、電氣控制等，在這個(gè)過程中，我對氣壓驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)設(shè)計(jì)、步進(jìn)電機(jī)工作原理及驅(qū)動(dòng)方式、可編程序控制器的編程及外部接線有了深刻認(rèn)識(shí)，對機(jī)械手的工作原理有了進(jìn)一步的掌握，在對機(jī)械手裝配圖的繪制中體會(huì)到CAD的優(yōu)越性，同時(shí)對機(jī)械制圖在設(shè)計(jì)中的應(yīng)用有了切身體會(huì)，而且該機(jī)械手采用氣壓與電力兩種驅(qū)動(dòng)作為機(jī)械手的動(dòng)力源，因此要綜合的考慮某些問題，避免沖突，使其發(fā)揮各自的優(yōu)勢。

機(jī)械手的設(shè)計(jì)是一項(xiàng)復(fù)雜的系統(tǒng)工程，必須嚴(yán)格按照系統(tǒng)分析、系統(tǒng)設(shè)計(jì)、系統(tǒng)實(shí)施、系統(tǒng)運(yùn)行與調(diào)試的過程來進(jìn)行。系統(tǒng)的分析與設(shè)計(jì)是一項(xiàng)很辛苦的工作，同時(shí)也是一個(gè)充滿樂趣的過程，在設(shè)計(jì)過程中，要邊學(xué)習(xí)、邊實(shí)踐，遇到心得問題就要不斷探索和努力即可使問題得到解決。

機(jī)械工程學(xué)院

機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化系