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湖南農(nóng)業(yè)大學(xué)全日制普通本科生
畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)）開題報(bào)告
學(xué)生姓名
陳二彪
學(xué) 號
200940614329
年級專業(yè)及班級
2009級機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化(2 )班
指導(dǎo)教師及職稱
陳文凱 副教授
學(xué) 院
工學(xué)院
20 13 年 01 月 07 日
畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)）題目
淬火用上下料機(jī)械手液壓系統(tǒng)設(shè)計(jì)
文獻(xiàn)綜述（選題研究意義、國內(nèi)外研究現(xiàn)狀、主要參考文獻(xiàn)等，不少于1000字）
一、選題研究意義
淬火用上下料機(jī)械手用于齒輪熱處理生產(chǎn)線上淬火壓床的上下料，工作時(shí)將齒輪從加熱保溫爐中取出，放在淬火壓床上，淬火后再將齒輪從淬火壓床放至放料臺(tái)上。該機(jī)械手采用圓柱坐標(biāo)的結(jié)構(gòu)形式，主要由升降、回轉(zhuǎn)、手臂收縮、手步夾持、定位機(jī)構(gòu)五種機(jī)構(gòu)組成。由于手步夾持及定位機(jī)構(gòu)靠近保溫爐，工作溫度高較高，故采用氣動(dòng)傳動(dòng)；而前三種機(jī)構(gòu)采用液壓傳動(dòng)，以使機(jī)械手結(jié)構(gòu)緊湊、運(yùn)動(dòng)平穩(wěn)、實(shí)現(xiàn)無極調(diào)速。
淬火用上下料機(jī)械手采用流體傳動(dòng)和可編程序控制器控制，距離保溫爐較近的機(jī)構(gòu)采用氣動(dòng)，距離較遠(yuǎn)的則采用液壓，以避免由于溫度過高而引起液壓油液泄漏等問題；可以實(shí)現(xiàn)調(diào)整、手動(dòng)及自動(dòng)控制，電控系統(tǒng)結(jié)構(gòu)緊湊、工作可靠，造價(jià)低于一般的繼電器控制。降低了操作者的勞動(dòng)強(qiáng)度、提高生產(chǎn)率和產(chǎn)品質(zhì)量并保證了生產(chǎn)安全。液壓系統(tǒng)所有執(zhí)行器均采用回油節(jié)流調(diào)速，有利于油液散熱和提高運(yùn)動(dòng)平穩(wěn)性；通過節(jié)流閥與電磁換向閥配合實(shí)現(xiàn)執(zhí)行器的緩沖控制。機(jī)械手的定位通過行程開關(guān)、光電開關(guān)和氣缸驅(qū)動(dòng)機(jī)械機(jī)構(gòu)實(shí)現(xiàn)。在結(jié)構(gòu)上，液壓系統(tǒng)中的板式控制閥集成塊，外形美觀，使用維護(hù)方便。不僅如此，該系統(tǒng)還可推廣至其他淬火機(jī)床或鍛壓機(jī)床的上下料機(jī)械手中，因此研究推廣淬火用上下料機(jī)械手對我國乃至全世界的經(jīng)濟(jì)發(fā)張有著很重要的意義。
二、國內(nèi)外研究的現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢
淬火用上下料機(jī)械手是機(jī)械手的一種，而機(jī)械手俗稱工業(yè)機(jī)器人。20世紀(jì)40年代后期，美國在原子能實(shí)驗(yàn)中，首先采用機(jī)械手搬運(yùn)放射性材料，人在安全間操縱機(jī)械手進(jìn)行各種操作和實(shí)驗(yàn)。50年代以后，機(jī)械手逐步推廣到工業(yè)生產(chǎn)部門，用于在高溫、污染嚴(yán)重的地方取放工件和裝卸材料，也作為機(jī)床的輔助裝置在自動(dòng)機(jī)床、自動(dòng)生產(chǎn)線和加工中心中應(yīng)用，完成上下料或從刀庫中取放刀具并按固定程序更換刀具等操作。機(jī)器人的最初出現(xiàn)是傳統(tǒng)的機(jī)構(gòu)學(xué)與近代電子技術(shù)相結(jié)合的產(chǎn)物。1961年，美國的Consolided Control Corp和AMF公司聯(lián)合制造了第一臺(tái)實(shí)用的示教再現(xiàn)型工業(yè)機(jī)器人。迄今為止，世界上對工業(yè)機(jī)器人的研究已經(jīng)經(jīng)歷了四十余年的歷程，日本、美國、法國、德國的機(jī)器人產(chǎn)業(yè)已日趨成熟和完善。我國的工業(yè)機(jī)器人從80年代“七五”科技攻關(guān)開始起步，經(jīng)過幾十年的發(fā)展已經(jīng)取得了一定的成就，但與美、日等國相比還存在較大的差距。
當(dāng)前，機(jī)器人技術(shù)是綜合了計(jì)算機(jī)、控制論、機(jī)構(gòu)學(xué)、信息和傳感技術(shù)、人工智能、仿生學(xué)等多學(xué)科而形成的高新技術(shù)。是當(dāng)代十分活躍的研究開發(fā)領(lǐng)域，它包括正在逐步深入的機(jī)器人學(xué)基礎(chǔ)技術(shù)研究，也包擴(kuò)對國民經(jīng)濟(jì)有著重要作用的機(jī)器人工程應(yīng)用技術(shù)研究。
當(dāng)今工業(yè)機(jī)器人的發(fā)展趨勢主要有：
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,機(jī)械手的重復(fù)精度將越來越高, 它的應(yīng)用領(lǐng)域也將更廣闊, 如核工業(yè)和軍事工業(yè)等。
2 模塊化
有的公司把帶有系列導(dǎo)向驅(qū)動(dòng)裝置的機(jī)械手稱為簡單的傳輸技術(shù), 而把模塊化拼裝的機(jī)械手稱為現(xiàn)代傳輸技術(shù)。模塊化拼裝的機(jī)械手比組合導(dǎo)向驅(qū)動(dòng)裝置更具靈活的安裝體系。它集成電接口和帶電纜及油管的導(dǎo)向系統(tǒng)裝置, 使機(jī)械手運(yùn)動(dòng)自如。模塊化機(jī)械手使同一機(jī)械手可能由于應(yīng)用不同的模塊而具有不同的功能, 擴(kuò)大了機(jī)械手的應(yīng)用范圍, 是機(jī)械手的一個(gè)重要的發(fā)展方向。
3機(jī)電一體化
由“可編程序控制器- 傳感器- 液壓元件”組成的典型的控制系統(tǒng)仍然是自動(dòng)化技術(shù)的重要方面;發(fā)展與電子技術(shù)相結(jié)合的自適應(yīng)控制液壓元件, 使液壓技術(shù)從“開關(guān)控制”進(jìn)入到高精度的“反饋控制”; 省配線的復(fù)合集成系統(tǒng), 不僅減少配線、配管和元件, 而且拆裝簡單, 大大提高了系統(tǒng)的可靠性。而今, 電磁閥的線圈功率越來越小, 而PLC的輸出功率在增大, 由PLC直接控制線圈變得越來越可能。
隨著科學(xué)與技術(shù)的發(fā)展, 機(jī)械手的應(yīng)用領(lǐng)域也不斷擴(kuò)大.目前, 機(jī)械手不僅應(yīng)用于傳統(tǒng)制造業(yè)如采礦,冶金,石油,化學(xué),船舶等領(lǐng)域,同時(shí)也已開始擴(kuò)大到核能,航空,航天,醫(yī)藥,生化等高科技領(lǐng)域以及家庭清潔,醫(yī)療康復(fù)等服務(wù)業(yè)領(lǐng)域中.如,水下機(jī)器人,拋光機(jī)器人,打毛刺機(jī)器人,擦玻璃機(jī)器人,高壓線作業(yè)機(jī)器人,服裝裁剪機(jī)器人,制衣機(jī)器人,管道機(jī)器人等特種機(jī)器人以及掃雷機(jī)器人,作戰(zhàn)機(jī)器人,偵察機(jī)器人,哨兵機(jī)器人,排雷機(jī)器人,布雷機(jī)器人等軍用機(jī)器人都是機(jī)械手應(yīng)用的典型。機(jī)械手廣泛應(yīng)用于各行各業(yè).而且,隨著人類生活水平的提高及文化生活的日益豐富多彩,未來各種專業(yè)服務(wù)機(jī)器人和家庭用消費(fèi)機(jī)器人將不斷貼近人類生活,其市場將繁榮興旺。
三、參考文獻(xiàn)
[1]濮良貴，紀(jì)名剛主編.機(jī)械設(shè)計(jì)[M].高等教育出版社，2004.2
[2]孫桓,陳作模.機(jī)械原理[M].北京：高等教育出版社，1999
[3]張世亮.液壓與氣壓傳動(dòng)[M].北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2006
[4]董林福.液壓與氣壓傳動(dòng)[M].北京：化學(xué)工業(yè)出版社，2006
[5]王積偉.液壓與氣壓傳動(dòng)[M].北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2005
[6]機(jī)械工程手冊編委會(huì).機(jī)械工程手冊[M].北京：機(jī)械工業(yè)出版社，1997
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[8]許福玲.液壓與氣壓傳動(dòng)[M].北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2004
[9]張利平.現(xiàn)代液壓技術(shù)應(yīng)用220例[M].北京：化學(xué)工業(yè)出版社，2004
[10]雷天覺.液壓工程手冊[M].北京：機(jī)械工業(yè)出版社，1996
[11] 張利平.液壓傳動(dòng)設(shè)計(jì)指南[M].北京：化學(xué)工業(yè)出版社，2009.07
研究方案（研究目的、內(nèi)容、方法、預(yù)期成果、條件保障等）
研究目的: 淬火用上下料機(jī)械手液壓系統(tǒng)設(shè)計(jì)，是機(jī)、液知識(shí)的一次綜合運(yùn)用。該機(jī)械手降低了操作者的勞動(dòng)強(qiáng)度、提高了生產(chǎn)率和產(chǎn)品質(zhì)量并保證了生產(chǎn)安全。
設(shè)計(jì)內(nèi)容:在規(guī)定時(shí)間內(nèi)，按設(shè)計(jì)要求完成該機(jī)械手液壓系統(tǒng)的功能原理設(shè)計(jì)、施工設(shè)計(jì)、編寫設(shè)計(jì)計(jì)算說明書。
方法:根據(jù)現(xiàn)有機(jī)械手的基本參數(shù)、負(fù)載條件，然后根據(jù)任務(wù)要求逐步設(shè)計(jì)各個(gè)部分，設(shè)計(jì)中盡可能的減小誤差保證設(shè)計(jì)精度。
預(yù)計(jì)成果: 此設(shè)計(jì)的淬火用上下料機(jī)械手能實(shí)現(xiàn)手臂的伸縮、立柱的升降和回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，從而實(shí)現(xiàn)對工件的上下料。
條件保障: 1、現(xiàn)有的先進(jìn)的微機(jī)自動(dòng)控制理論能保證自動(dòng)化手臂的運(yùn)轉(zhuǎn)正常；
2、現(xiàn)有的機(jī)械加工工藝安全可以保證產(chǎn)品的加工精度。
進(jìn)程計(jì)劃（各研究環(huán)節(jié)的時(shí)間安排、實(shí)施進(jìn)度、完成程度等）
2012.11.06～2012.12.02 選題
2012.12.03～2012.12.05 接受任務(wù)書
2012.12.06～2013.01.13 撰寫開題報(bào)告和開題
2013.01.14～2013.03.29 畢業(yè)設(shè)計(jì)
2013.03.30～2013.04.01 中期考核
2013.04.02～2013.05.06 完善畢業(yè)設(shè)計(jì)與畢業(yè)設(shè)計(jì)總結(jié)
2013.05.07～2013.05.10 提交正稿與指導(dǎo)老師評閱
2013.05.11～2013.05.26 專業(yè)委員會(huì)評閱，答辯與修改定稿
論證小組意見
組長簽名：
20 年 月 日
專業(yè)委員會(huì)意見
專業(yè)委員會(huì)主任簽名：
20 年 月 日
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