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喷漆机械手设计及运动仿真开题报告

 2021-08-08 22:06:07  

1. 研究目的与意义

1、本课题所设计的喷漆机械手适合目前我国喷漆生产的要求,能够达到喷涂质量好丶工作性能稳定等目的;

2、工业机器人的技术水平和应用程度一定程度上反应了一个国家工业自动化的水平,工业机械手是工业生产的必然产物,它是一种模仿人体上肢的部分功能,按照预定要求输送工件或者握持工具惊醒操作的自动化技术设备,对实现工业生产自动化,推动工业生产的进一步发展起着重要作用。

3、工业机械手可以代替人手的繁重劳动,显著减轻工人的劳动强度,改善劳动条件,提高劳动生产率和自动化水平。此外,它能在高温,低温,深水,宇宙,放射性和其他有毒,污染环境下惊醒操作作以保护人身安全,有着广阔的发展前途。

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2. 国内外研究现状分析

工业机械手最早应用在汽车制造工业,常用于焊接、喷漆、上下料和搬运。工业机械手延伸和扩大了人的手足和大脑功能,它可替代人从事危险、有害、有毒、低温和高温等恶劣环境中工作:代替人完成繁重、单调重复劳动,提高劳动生产率,保证产品质量。目前主要应用与制造业中,特别是电器制造、汽车制造、塑料加工、通用机械制造及金属加工等工业。工业机械手与数控加工中心,自动搬运小车与自动检测系统可组成柔性制造系统和计算机集成制造系统,实现生产自动化。随着生产的发展,功能和性能的不断改善和提高,机械手的应用领域日益扩大。

工业机械手是在第二次世界大战期间发展起来的,始于40年代的美国橡树岭国家实验室的搬运核原料的遥控机械操作手研究,它是一种主从型的控制系统。1958年美国联合控制公司研制出第一台机械手。它的结构是:机体上安装一回转长臂,端部装有电磁铁的工件抓放机构,控制系统是示教型的;1962年,美国联合控制公司在上述方案的基础上,又试制成一台数控示教再现型机械手。运动系统仿造坦克炮塔,臂可以回转、俯仰、伸缩,用液压驱动;控制系统用磁鼓做储存装置。不少球面坐标式机械手就是在这个基础上发展起来的;同年该公司和普曼公司合并成为万能制动公司,专门生产工业机械手。1962年美国机械铸造公司也实验成功一种叫versatran机械手,原意是灵活搬运,可做点位和轨迹控制:该机械手的中央立柱可以回转、升降、伸缩,采用液压驱动,控制系统也是示教再现型。虽然这2种机械手出现在六十年代初,但都是国外机械手发展的基础。从60年代后期起,喷漆、弧焊工业机器人相继在生产中开始应用。1978年美国unimate公司和斯坦福大学、麻省理工学院联合研制出一种unimationvic.arm型工业机械手,装有小型电子计算机进行控制,用于装配作业。联邦德国机器制造业是从1970年开始应用机械手,主要用于起重运输、焊接和设备的上下料等作业:联邦德国kuka公司还生产一种点焊机械手,采用关节式结构和程序控制;日本是工业机器人发展最快,应用国家最多的国家,自1969年从美国引进两种典型机械手后,开始大力从事机械手的研究,目前以成为世界上工业机械手应用最多的国家之一。前苏联自六十年代开始发展应用机械手,主要用于机械化、自动化程序较低、繁重单调、有害于健康的辅助性工作。

我国工业机械手的研究与开发始于20世纪70年代。1972年我国第一台机械手开发于上海,随之全国各省都开始研制和应用机械手。从第七个五年计划(1986-1990)开始,我国政府将工业机器人的发展列入其中,并且为此项目投入大量的资金,研究开发并且制造了一系列的工业机器人,有由北京机械自动化研究所设计制造的喷涂机器人,广州机床研究所和北京机床研究所合作设计制造的点焊机器人,大连机床研究所设计制造的氩弧焊机器人,沈阳工业大学设计制造的装卸载机器人等等。这些机器人的控制器,都是由中国科学院沈阳自动化研究所和北京科技大学机器人研究所开发的,同时一系列的机器人关键部件也被开发出来,如机器人专用轴承,减震齿轮,直流伺服电机,编码器,dcpwm等等。

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3. 研究的基本内容与计划

毕业设计的具体内容:

1、计算设计过程中的各项数据

2、运用pro-e完成喷漆机械手的各部件模型及三维模型设计

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4. 研究创新点

1.该机械手结构简单,传动布置合理,效率高,噪声低,安全可靠、操作方便。

2有很高的自由度,适合于几乎任何轨迹或角度的工作。

3.该机械手具有成本低,维修成本低等优点,可以自由编程,完成全自动化的工作。

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