1. 研究目的与意义（文献综述）

随着人们生活质量的不断提高，衣食住行各方面都产生了极大的质量需求，搪瓷作为一种新型材料，具有良好的结构强度和优异的防腐性、耐磨损和耐冲击能力，在如今的建筑装饰、装潢、日用品、工业防腐中占据重要地位。新型功能搪瓷钢板以其特有的瓷玉质感、靓丽色彩、不燃烧、防潮、耐酸碱、使用30年不维修、模块化结构和装拆简便等优点, 已成为地铁工程、会展场所、地下空间、公共建筑、景观设计首选材料。搪瓷钢板以其自身众多的优点，目前在很多领域都实现了应用，且随着越来越多城市建筑标准要求的不断提升，搪瓷钢板的性能优于其他很多建筑装饰材料，因此市场上对于搪瓷钢板的使用量也在不断增长，成为城市空间设计、景观布置、基础设施建设等众多环节的主要装饰和建筑材料之一。

智能制造技术是将人工智能融入制造过程的各个环节，在整个制造过程中贯彻智力活动，使系统柔性的方式集成起来，通过模拟人类专家的智能活动，取代或延伸制造系统中的部分脑力劳动，在制造过程中系统能自动监测其运行状态，在受到外界干扰或内部激励能自动调整其参数，以达到最佳状态和具备自组织能力。世界经过几次革命性的发展，制造技术也由机械化发展到自动化、信息化、智能化，智能化已成为制造技术的发展趋势之一。随着搪瓷行业的不断发展及智能化设备所具有的诸多优势，智能化制造也必将取代传统设备，成为搪瓷行业设备的主流发展方向。文献[1]介绍了搪瓷在机械化产业中的应用。

由于目前搪瓷扣板的折弯主要是靠人工和机械合作生产，生产效率低下，无法长久不间断生产、精度低、浪费人力资源、生产成本高，生产的难度高导致我国目前对其的研究、发展和推广收到了制约。在这种背景下，为了加快国家的研究进度，向更多的人推广这种各方面具有显著优势的新型材料，全机械化取代半机械人工合作的生产方式是必不可少的，这也就是我研究这个搪瓷扣板折弯机械手臂设计课题的目的和意义。

2. 研究的基本内容与方案

设计的初衷是做一个机械手臂来取代人力操纵搪瓷钢板配合折弯机器进行折弯，将钢板的四个边都折弯形成一个搪瓷扣板，所以机械手臂需要具有旋转、定位、水平竖直位移的功能。先了解搪瓷钢板的性能，计算出机械手臂需要的抓取力，然后对机械手臂进行设计和选型。为了验证机械手臂是否能够满足要求，需要使用购买机械手臂的编程软件修改后进行编程和仿真。利用 proe 软件对机械手进行建模后得到机械手的整体结构系统，机械手的整体系统架构中包含了底座、旋转的电机、减速的机构、中心的齿轮以及坐标轴的伸缩方向等。由于proe可以进行动态演示，最后可以在proe中进行机械手臂的检验。通过proe示范了抓取六自由度机械手臂的常规仿真和设计。

机械手臂的抓持器需要能以准确的位置和姿态移动到点就需要机器手具有一定的自由度，一般自由度越多，机械手臂越灵活，机械手臂采用6个自由度的型号，能极大提高机械手臂的灵活度。分别设计机械手臂的机座、立柱、手臂、手腕、手部和行走结构。关于机械手臂抓取搪瓷钢板的方法，一般分为吸附和抓取，由于吸附式机械手臂一般吸附力比较小，本次设计采取常规的抓持器抓取式方法。关于软件设计方面进行仿真，实现机械手臂的前后左右xy轴平行移动和上下z轴移动、抓取和放松钢板、90度翻转以及机械手臂上手腕部位的360度旋转。

基本步骤：

3. 研究计划与安排

第1周：熟悉课题，搜集整理相关资料，查阅文献,撰写开题报告；

第2周：查阅外文文献，并开始文献翻译,完成资料翻译工作；

第3周：修改完善开题报告和翻译；

4. 参考文献（12篇以上）

[1] 冯亮，朱海啸，蒋伟忠.机自动化、信息化、智能化设备在搪瓷行业中的应用及发展 .玻璃与搪瓷 .2018-02-20

[2] 徐博凡, et al. "基于视觉引导的fanuc机器人抓取系统研究." 组合机床与自动化加工技术 no.533.07(2018):116-119.

[3] harmonic arm.aai canada.inc.http://www.aai.ca/robots/h_arm.html