關(guān)節(jié)式自動上下料機(jī)械手設(shè)計(jì)【三自由度 圓柱坐標(biāo)式液壓驅(qū)動】【三菱PLC】【CAD高清圖紙和文檔】

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畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）檔案袋內(nèi)組成部分 一、畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）冊內(nèi)容與裝訂順序： l 封面：論文題目不得超過20個(gè)字，要簡練、準(zhǔn)確，可分為兩行。 l 內(nèi)容 1、畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）任務(wù)書；任務(wù)書由指導(dǎo)教師填寫，經(jīng)所在系部審查簽字后生效。 2、畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）開題報(bào)告； 3、畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）學(xué)生申請答辯表與指導(dǎo)教師畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）評審表； 4、畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）評閱人評審表； 5、畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）答辯表； 6、畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）答辯記錄表； 7、畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）成績評定總表； 8、論文： (1)中文題目與作者； (2)英文題目與作者； (3)中文內(nèi)容摘要和關(guān)鍵詞； (4)英文內(nèi)容摘要和關(guān)鍵詞； (5)目錄； (6)正文； (7)致謝； (8)參考文獻(xiàn)及引用資料目錄； (9)附錄； (10)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)表、有關(guān)圖紙(大于3#圖幅時(shí)單獨(dú)裝訂)； l 封底。 二、英文資料翻譯冊內(nèi)容與裝訂順序： l 封面； l 內(nèi)容 1、英文原文； 2、中文翻譯； 3、閱讀書目； l 封底。 1 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）任務(wù)書 系 部 機(jī)械工程系 指導(dǎo)教師 王海濤 職 稱 副教授 學(xué)生姓名 郭嘉文 專業(yè)班級 05機(jī)制本（2） 學(xué) 號 0515011202 設(shè)計(jì)題目 關(guān)節(jié)式自動上下料機(jī)械手設(shè)計(jì)（PLC控制） 設(shè) 計(jì) 內(nèi) 容 目 標(biāo) 和 要 求 （設(shè)計(jì)內(nèi)容目標(biāo)和要求、設(shè)計(jì)進(jìn)度等） 內(nèi)容:了解關(guān)節(jié)式機(jī)械手的基本結(jié)構(gòu)和設(shè)計(jì)方法，學(xué)習(xí)PLC控制的有關(guān)內(nèi)容，利用PLC的梯形圖編寫程序，掌握液壓系統(tǒng)的設(shè)計(jì)，學(xué)會查找資料，利用資料解決問題。 要求： 1． 完成關(guān)節(jié)式機(jī)械手的整體裝配圖； 2． 完成液壓系統(tǒng)原理圖； 3． 完成PLC外部接線圖； 4． 完成PLC梯形圖編程，運(yùn)行程序通過； 5． 完成相關(guān)英文翻譯一篇； 6． 撰寫設(shè)計(jì)說明書，要求字跡工整。 指導(dǎo)教師簽名： 年 月 日 系 部審 核 此表由指導(dǎo)教師填寫 由所在系部審核 2-1 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）學(xué)生開題報(bào)告 課題名稱 關(guān)節(jié)式自動上下料機(jī)械手設(shè)計(jì)（PLC控制） 課題來源 生產(chǎn)實(shí)踐 課題類型 AX 指導(dǎo)教師 王海濤（副教授） 學(xué)生姓名 郭嘉文 學(xué) 號 0515011202 專業(yè)班級 05機(jī)制2班 本課題的研究現(xiàn)狀、研究目的及意義 工業(yè)機(jī)械手是人類創(chuàng)造的一種機(jī)器,更是人類創(chuàng)造的一項(xiàng)偉大奇跡,其研究、開發(fā)和設(shè)計(jì)是從二十世紀(jì)中葉開始的.我國的工業(yè)機(jī)械手是從80年代"七五"科技攻關(guān)開始起步,在國家的支持下,通過"七五","八五"科技攻關(guān),目前已經(jīng)基本掌握了機(jī)械手操作機(jī)的設(shè)計(jì)制造技術(shù),控制系統(tǒng)硬件和軟件設(shè)計(jì)技術(shù),運(yùn)動學(xué)和軌跡規(guī)劃技術(shù),生產(chǎn)了部分機(jī)器人關(guān)鍵元器件，開發(fā)出噴漆，孤焊，點(diǎn)焊，裝配，搬運(yùn)等機(jī)器人，其中有130多臺噴漆機(jī)器人在二十余家企業(yè)的近30條自動噴漆生產(chǎn)線（站）上獲得規(guī)模應(yīng)用，孤焊機(jī)器人已經(jīng)應(yīng)用在汽車制造廠的焊裝線上。但總的看來，我國的工業(yè)機(jī)械手技術(shù)及其工程應(yīng)用的水平和國外比還有一定距離。如：可靠性低于國外產(chǎn)品，機(jī)械手應(yīng)用工程起步較晚，應(yīng)用領(lǐng)域窄，生產(chǎn)線系統(tǒng)技術(shù)與國外比有差距。影響我國機(jī)械手發(fā)展的關(guān)鍵平臺因素就是其軟件，硬件和機(jī)械結(jié)構(gòu)。目前工業(yè)機(jī)械手仍大量應(yīng)用在制造業(yè)，其中汽車工業(yè)占第一位（占28.9%），電器制造業(yè)第二位（占16.4%），化工第三位（占11.7%）。發(fā)達(dá)國家汽車行業(yè)機(jī)械手應(yīng)用占總保有量百分比為23.4%～53%，年產(chǎn)每萬輛汽車所擁有的機(jī)械手?jǐn)?shù)為（包括整車和零部件）：日本88.0臺，德國64.0臺，法國32.2臺，英國26.9臺，美國33.8臺，意大利48.0臺 世界工業(yè)機(jī)械手的數(shù)目雖然每年在遞增，但市場是波浪式向前發(fā)展的。在新世紀(jì)的曙光下人們追求更舒適的工作條件，惡劣危險(xiǎn)的勞動環(huán)境都需要用機(jī)器人代替人工。隨著機(jī)器人應(yīng)用的深化和滲透，工業(yè)機(jī)械手在汽車行業(yè)中還在不斷開辟著新用途。機(jī)械手的發(fā)展也已經(jīng)由最初的液壓，氣壓控制開始向人工智能化轉(zhuǎn)變，并且隨著電子技術(shù)的發(fā)展和科技的不斷進(jìn)步，這項(xiàng)技術(shù)將日益完善。 上料機(jī)械手與卸料機(jī)械手相比，其中上料機(jī)械手中的移動式搬運(yùn)上料機(jī)械手適用于各種棒料，工件的自動搬運(yùn)及上下料工作。例如鋁型材擠壓成型鋁棒料的搬運(yùn)及高溫材料的自動上料作業(yè)，最大抓取棒料直徑達(dá)180mm，最大抓握重量可達(dá)30公斤，最大行走距離為1200mm。根據(jù)作業(yè)要求及載荷情況，機(jī)械手各關(guān)節(jié)運(yùn)動速度可調(diào)。移動式搬運(yùn)上料機(jī)械手主要由手爪，小臂，大臂，手臂回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)，小車行走機(jī)構(gòu)，液壓泵站電器控制系統(tǒng)組成，同時(shí)具有高溫棒料啟動疏料裝置及用于安全防護(hù)用的光電保護(hù)系統(tǒng)。整個(gè)機(jī)械手及液壓系統(tǒng)均集中設(shè)置在行走小車上，結(jié)構(gòu)緊湊。電氣控制系統(tǒng)采用OMRON可編程控制器，各種作業(yè)的實(shí)現(xiàn)可以通過編程實(shí)現(xiàn)。 2-2 本課題的研究內(nèi)容 工業(yè)機(jī)器人系統(tǒng)由三大部分六個(gè)子系統(tǒng)組成。 三大部分是：機(jī)械部分，傳感部分，控制部分。六個(gè)子系統(tǒng)是：驅(qū)動系統(tǒng)，機(jī)械結(jié)構(gòu)系統(tǒng)，感受系統(tǒng)，機(jī)器人—環(huán)境交互系統(tǒng)，人機(jī)交互系統(tǒng)，控制系等等。 該機(jī)械手為機(jī)床上下料機(jī)械手，圓柱體工件約30千克，要求下料之后馬上上料,一次完成上下料兩步驟。 動作順序：加工工位等候--機(jī)械手臂下降--手爪收攏夾緊已加工好的工件--手臂上升--手臂回轉(zhuǎn)至卸料工位--手臂下降--（手腕回轉(zhuǎn)）手爪松開工件--手臂上升--回轉(zhuǎn)至加工工位--手臂下降--手爪松開工件--手臂上升至等待工位等候。機(jī)械手的動作全部采用液壓驅(qū)動，PLC控制。 一、機(jī)械手驅(qū)動系統(tǒng)的選擇： 設(shè)計(jì)機(jī)械手時(shí),選擇哪一類驅(qū)動系統(tǒng),要根據(jù)機(jī)械手的用途,作業(yè)要求,機(jī)械手的性能規(guī)范,控制功能,維護(hù)的復(fù)雜程度,運(yùn)行的功耗,性能與價(jià)格比以及現(xiàn)有條件等綜合因素加以考慮.在注意各類驅(qū)動系統(tǒng)特點(diǎn)的基礎(chǔ)上,綜合上述各因素,充分論證其合理性,可行性,經(jīng)濟(jì)性以及可靠性后進(jìn)行最終的選擇。按動力源的不同機(jī)器人又分為:電氣驅(qū)動、液壓驅(qū)動、氣動驅(qū)動三種。液壓驅(qū)動的特點(diǎn)是功率大，氣動驅(qū)動存在沖擊力大，精度難以控制等缺點(diǎn)，而電氣驅(qū)動具有控制方便、J性能好等優(yōu)點(diǎn)。（綜合考慮本機(jī)械手采用液壓驅(qū)動） 二、機(jī)械手結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)： 機(jī)械結(jié)構(gòu)是物料抓取機(jī)械手最終的執(zhí)行機(jī)構(gòu)，是機(jī)器人賴以實(shí)現(xiàn)各種運(yùn)動的實(shí)體，機(jī)械結(jié)構(gòu)的布局、類型、傳動方式以及驅(qū)動系統(tǒng)的設(shè)計(jì)直接關(guān)系著機(jī)器人的工作性能。 機(jī)械結(jié)構(gòu)按坐標(biāo)形式主要有直角坐標(biāo)型、球坐標(biāo)型、圓柱坐標(biāo)型、SCARA型和關(guān)節(jié)型等。 直角坐標(biāo)型機(jī)器人操作臂的優(yōu)點(diǎn)是結(jié)構(gòu)簡單、剛度高，三個(gè)關(guān)節(jié)的運(yùn)動相互獨(dú)立，其間沒有禍合，不影響末端手爪的姿態(tài)，不產(chǎn)生奇異狀態(tài)，運(yùn)動和控制都比較簡單;缺點(diǎn)是占地面積大，動作范圍小，操作靈活性差。 球坐標(biāo)機(jī)器人和圓柱坐標(biāo)機(jī)器人占地面積小，工作空間較大，在空間中的定位也比較直觀，但是它們的移動關(guān)節(jié)不容易防護(hù)，極坐標(biāo)型機(jī)器人也存在移動關(guān)節(jié)不易防護(hù)的問題，它們多用于一些特殊的作業(yè)環(huán)境。 SCARA型機(jī)器人的主要特點(diǎn)是結(jié)構(gòu)輕便，響應(yīng)快，最適用于在垂直方向完成零件的裝配作業(yè)。 關(guān)節(jié)型機(jī)器人操作臂的優(yōu)點(diǎn)是結(jié)構(gòu)緊湊，占地面積小，動作靈活，在作業(yè)空間內(nèi)手臂的干涉最小，工作空間大;缺點(diǎn)是進(jìn)行控制時(shí)計(jì)算量比較大，確定末端執(zhí)行部件的位姿不直觀。 針對該上下料機(jī)械手，為了使它具有一定的操作靈活性和較好的使用性能，在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)上采用圓柱坐標(biāo)型。整個(gè)機(jī)器人系統(tǒng)設(shè)計(jì)為四個(gè)自由度。 自由度的分布情況為：機(jī)身的升降和回轉(zhuǎn)，手臂的伸縮，手腕的回轉(zhuǎn)。 三、手部的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)： 手部就是與物件接觸的部件。由于與物件接觸的形式不同，可分為夾持式和吸附式手部。為了使機(jī)械手的通用性更強(qiáng)，把機(jī)械手的手部結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)成可更換結(jié)構(gòu)，當(dāng)被夾持工件是圓柱刀柄時(shí)，使用夾持式手部;當(dāng)該機(jī)械手做其他用途，被夾持工件是板料時(shí)，可使用氣流負(fù)壓式吸盤。（本課題工件為圓柱體工件，所以手部采用夾持式） 2-3 具體設(shè)計(jì)內(nèi)容和要求 一、設(shè)計(jì)內(nèi)容： 1．了解關(guān)節(jié)式機(jī)械手的基本結(jié)構(gòu)和設(shè)計(jì)方法 2．械手手部結(jié)構(gòu)和運(yùn)動機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 3．機(jī)械手驅(qū)動系統(tǒng)的設(shè)計(jì) 4．學(xué)習(xí)PLC控制的有關(guān)內(nèi)容，利用PLC的梯形圖編寫程序 5．繪制零件圖和裝配圖，設(shè)計(jì)說明書一份 二、設(shè)計(jì)要求： 1．完成關(guān)節(jié)式機(jī)械手的整體裝配圖 2．完成液壓系統(tǒng)原理圖 3．完成PLC外部接線圖 4．完成PLC梯形圖編程，運(yùn)行程序通過 5．完成相關(guān)英文翻譯一篇 6．撰寫設(shè)計(jì)說明書，要求字跡工整 本課題研究的實(shí)施方案、進(jìn)度安排 一、實(shí)施方案： 通過生產(chǎn)廠房中的實(shí)際觀察，以及利用網(wǎng)絡(luò)或圖書館參閱有關(guān)關(guān)節(jié)式上下料機(jī)械手的資料，根據(jù)已有的標(biāo)準(zhǔn)規(guī)格和設(shè)計(jì)要求，在老師的指導(dǎo)下進(jìn)行合理的設(shè)計(jì)。 二、進(jìn)度安排： 1）3月20-31日，主要進(jìn)行畢業(yè)設(shè)計(jì)的準(zhǔn)備工作，熟悉題目，收集資料，明確研究目的和任務(wù)； 2）4月1-25日，設(shè)計(jì)方案的確定，設(shè)計(jì)參數(shù)和尺寸的計(jì)算和分析； 3）4月26-5月15日，繪制機(jī)械手各部分圖紙（手爪圖、手腕圖、手臂圖和它們的組合圖）； 4）5月16-5月27日，收尾完善，編寫畢業(yè)設(shè)計(jì)論文，準(zhǔn)備畢業(yè)設(shè)計(jì)答辯； 5）5月28-6月5日，畢業(yè)答辯。 3 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）學(xué)生申請答辯表 課 題 名 稱 關(guān)節(jié)式自動上下料機(jī)械手設(shè)計(jì)（PLC控制） 指導(dǎo)教師（職稱） 王海濤（副教授） 申 請 理 由 申請畢業(yè) 學(xué)生所在系部 機(jī)械工程系 專業(yè)班級 05機(jī)制（本）2 學(xué)號 0515011202 學(xué)生簽名： 日期： 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）指導(dǎo)教師評審表 序號 評分項(xiàng)目（理工科、管理類） 評分項(xiàng)目(文科) 滿分 評分 1 工作量 外文翻譯 15 2 文獻(xiàn)閱讀與外文翻譯 文獻(xiàn)閱讀與文獻(xiàn)綜述 10 3 技術(shù)水平與實(shí)際能力 創(chuàng)新能力與學(xué)術(shù)水平 25 4 研究成果基礎(chǔ)理論與專業(yè)知識 論證能力 25 5 文字表達(dá) 文字表達(dá) 10 6 學(xué)習(xí)態(tài)度與規(guī)范要求 學(xué)習(xí)態(tài)度與規(guī)范要求 15 總 分 100 評 語 （是否同意參加答辯） 指導(dǎo)教師簽名： 另附《畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）指導(dǎo)記錄冊》 年 月 日 4 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）評閱人評審表 學(xué)生姓名 郭嘉文 專業(yè)班級 05機(jī)制（本）2 學(xué)號 0515011202 設(shè)計(jì)（論文）題目 關(guān)節(jié)式自動上下料機(jī)械手設(shè)計(jì)（PLC控制） 評閱人 評閱人職稱 序號 評分項(xiàng)目（理工科、管理類） 評分項(xiàng)目(文科) 滿分 評分 1 工作量 外文翻譯 15 2 文獻(xiàn)閱讀與外文翻譯 文獻(xiàn)閱讀與文獻(xiàn)綜述 10 3 技術(shù)水平與實(shí)際能力 創(chuàng)新能力與學(xué)術(shù)水平 25 4 研究成果基礎(chǔ)理論與專業(yè)知識 論證能力 25 5 文字表達(dá) 文字表達(dá) 10 6 學(xué)習(xí)態(tài)度與規(guī)范要求 學(xué)習(xí)態(tài)度與規(guī)范要求 15 總 分 100 評 語 評閱人簽名： 年 月 日 5 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）答辯表 學(xué)生姓名 郭嘉文 專業(yè)班級 05機(jī)制（本）2 學(xué)號 0515011202 設(shè)計(jì)（論文）題目 關(guān)節(jié)式自動上下料機(jī)械手設(shè)計(jì)（PLC控制） 序號 評審項(xiàng)目 指 標(biāo) 滿分 評分 1 報(bào)告內(nèi)容 思路清新；語言表達(dá)準(zhǔn)確，概念清楚，論點(diǎn)正確；實(shí)驗(yàn)方法科學(xué)，分析歸納合理；結(jié)論有應(yīng)用價(jià)值。 40 2 報(bào)告過程 準(zhǔn)備工作充分,時(shí)間符合要求。 10 3 創(chuàng) 新 對前人工作有改進(jìn)或突破，或有獨(dú)特見解。 10 4 答 辯 回答問題有理論依據(jù)，基本概念清楚。主要問題回答準(zhǔn)確，深入。 40 總 分 100 答 辯 組 評 語 答辯組組長（簽字）： 年 月 日 答 辯 委 員 會 意 見 答辯委員會負(fù)責(zé)人（簽字）： 年 月 日 6-1 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）答辯記錄表 學(xué)生姓名 郭嘉文 專業(yè)班級 05機(jī)制（本）2 學(xué)號 0515011202 設(shè)計(jì)（論文）題目 關(guān)節(jié)式自動上下料機(jī)械手設(shè)計(jì)（PLC控制） 答辯時(shí)間 答辯地點(diǎn) 答辯委員會名單 問題1 提問人： 問題： 回答（要點(diǎn)）： 問題2 提問人： 問題： 回答（要點(diǎn)）： 問題3 提問人： 問題： 回答（要點(diǎn)）： 記錄人簽名 問題4 提問人： 問題： 回答（要點(diǎn)）： 問題5 提問人： 問題： 回答（要點(diǎn)）： 問題6 提問人： 問題： 回答（要點(diǎn)）： 問題7 提問人： 問題： 回答（要點(diǎn)）： 問題8 提問人： 問題： 回答（要點(diǎn)）： 記錄人簽名 6-2 7 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）成績評定總表 學(xué)生姓名： 郭 嘉 文 專業(yè)班級： 05機(jī)制（本）2 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）題目：關(guān)節(jié)式自動上下料機(jī)械手設(shè)計(jì)（PLC控制） 成績類別 成績評定 Ⅰ指導(dǎo)教師評定成績 Ⅱ評閱人評定成績 Ⅲ答辯組評定成績 總評成績 Ⅰ×40%+Ⅱ×20%+Ⅲ×40% 評定等級 注：成績評定由指導(dǎo)教師、評閱教師和答辯組分別給分(以百分記)，最后按“優(yōu)(90--100)”、“良(80--89)”、“中(70--79)”、“及格(60--69)”、“不及格(60以下)”評定等級。其中， 指導(dǎo)教師評定成績占40%，評閱人評定成績占20%，答辯組評定成績占40%。