《马双宝开题报告》由会员分享，可在线阅读，更多相关《马双宝开题报告（7页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、毕业设计（论文）开题报告题目：搬运机械手PLC控制系统系别：机电工程系专业：机电一体化学生姓名：马双宝指导教师：吴学宏2016年 6 月 1 日毕业设计（论文）开题报告课题题目搬运机械手 PLC控制系统课题类型实践性问题论文课题来源教师自拟成果形式论文同组同学无一、研究目的伴随着机电一体化在各个领域的应用，机械设备的自动控制成分显得越来越重要，由于工作的需要，人们经常受到高温，腐蚀及有毒气体等因素的危害，增加了工人的劳动强度，甚至于危机生命。因此机械手就这样诞生了，机械手是工业机器人系统中的任务执行机构，是机器人的关键部件之一。其中的工业机械手是近代自动控制领域中出现的一项新技术，它的反展是由
2、于其积极作用正日益为人们所认识。它能部分地代替人工操作；能按照生产工艺的要求，遵循一定的程序，时间和位置来完成工件的传送和装卸；能制作必要的机具进行焊接和装配从而大大改善工人的劳动条件，显著的提高劳动生产率加快实现工业生产机械化和自动化的步伐。应用PLC控制机械手能实现各种规定的工序动作，不仅可以提高产品的质量与产量，而且对保障人身安全，改善劳动环境，减轻劳动强度，提高劳动生产率，节约原材料消耗以及降低生产成本，有着十分重要的意义。二、国内外现状和发展趋势1. 国外工业机械手的发展现状及趋势在国外机械制造业中，工业机械手应用较多发展较快。目前主要用于机床，模锻压机的上下料以及点焊，喷漆等作业中
3、，它可按照事先制定的作业程序完成规定的操作，但是还不具备任何传感反馈能力，不能应付外界的变化。如果发生某些偏离时，就将引起零部件机械手本身的伤害。为此，国外机械手的发展趋势是大力研制具有某些智能的机械手，使其拥有一定的传感能力，能反馈外界的条件的变化，作出相应的变更。国外也出现了第三代机械手，它能独立地完成工作过程中的任务。它与电子计算机和电视设备保持联系。并逐步发展成为柔性制造系统FMS 和柔性制造单元FMC 中的重要一环2 国内工业机械手的发展现状及趋势目前国内工业机械手主要用于机床加工，铸锻，热处理等方面。数量，品种，性能方面都不能满足生产发展的需要，因此国内主要扩大机械手运用范围，重点
4、发展铸锻，热处理方面的机械手，以减轻劳动强度，改善作业条件。在运用专业机械手的同时，相应的发展通用机械手，有条件的还要研制教式机械手，计算机控制机械手和组合式机械手等。国内外对发展这一新技术都很重视，几十年来，这项技术的研究和发展一直比较活跃，设计在不断的修改，品种在不断的增加，运用领域也在不断的扩大。机械手首先是从美国开始研制的。 1958 年美国联合控制公司研制出第一台机械手。他的结构是：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，美国机械铸造公司在上述方案的基础之上又试制成一台数控示教再现型机械手。商名为 Unimate( 即万能自动 )。运动系
5、统仿造坦克炮塔，臂回转、俯仰，用液压驱动；控制系统用磁鼓最存储装置。不少球坐标式通用机械手就是在这个基础上发展起来的。同年该公司和普鲁曼公司合并成立万能自动公司（Unimaton）, 专门生产工业机械手。1962 年美国机械铸造公司也试验成功一种叫Versatran 机械手，原意是灵活搬运。该机械手的中央立柱可以回转，臂可以回转、升降、伸缩、采用液压驱动，控制系统也是示教再现型。虽然这两种机械手出现在六十年代初，但都是国外工业机械手发展的基础。1978年美国 Unimate 公司和斯坦福大学、麻省理工学院联合研制一种Unimate-Vic-arm型工业机械手，装有小型电子计算机进行控制，用于装
6、配作业，定位误差可小于1 毫米。美国还十分注意提高机械手的可靠性，改进结构， 降低成本。如 Unimate 公司建立了 8年机械手试验台，进行各种性能的试验。准备把故障前平均时间（注：故障前平均时间是指一台设备可靠性的一种量度。它给出在第一次故障前的平均运行时间），由400小时提高到 1500小时，精度可提高到 0.1 毫米。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。德国 KnKa公司还生产一种点焊机械手，采用关节式结构和程序控制。瑞士 RETAB 公司生产一种涂漆机械手，采用示教方法编制程序。瑞典安莎公司采用机械手清理铸铝齿轮箱毛刺等。日本是工
7、业机械手发展最快、应用最多的国家。自1969 年从美国引进二种典型机械手后，大力研究机械手的研究。据报道，1979 年从事机械手的研究工作的大专院校、研究单位多达 50 多个。1976年个大学和国家研究部门用在机械手的研究费用42% 。 1979 年日本机械手的产值达 443亿日元，产量为14535台。其中固定程序和可变程序约占一半，达222亿日元， 是 1978年的二倍。具有记忆功能的机械手产值约为67亿日元， 比 1978年增长 50% 。智能机械手约为 17 亿日元，为 1978 年的 6 倍。截止 1979年，机械手累计产量达56900台。在数量上已占世界首位，约占70% ，并以每年
8、50% 60% 的速度增长。使用机械手最多的是汽车工业，其次是电机、电器。预计到1990年将有 55万机器人在工作。第二代机械手正在加紧研制。它设有微型电子计算机控制系统，具有视觉、触觉能力，甚至听、想的能力。研究安装各种传感器，把感觉到的信息反馈，使机械手具有感觉机能。目前国外已经出现了触觉和视觉机械手。第三代机械手（机械人）则能独立地完成工作过程中的任务。它与电子计算机和电视设备保持联系。并逐步发展成为柔性制造系统FMS(Flexible Manufacturing system)和柔性制造单元 (Flexible Manufacturing Cell)中重要一环。随着工业机器手（机械人）
9、研究制造和应用的扩大，国际性学术交流活动十分活跃，欧美各国和其他国家学术交流活动开展很多。目前国外已经出现了触觉和视觉机械手。第二代机械手正在加紧研制。它设有微型电子计算机控制系统，具有视觉触觉能力，甚至听想的能力。研究安装各种传感器，能把感觉到的信息反馈，使机械手具有感觉机能。三、研究的主要内容和研究方法或措施1. 研究当然主要内容机械手是一种能模仿人的手臂动作，按照设定程序，轨迹和要求，代替人手进行抓取，搬运工件或操作工具的机电一体化自动装置。机械手的机械结构主要包括由两个电磁阀控制的液压缸来实现机械手的上升下降运动及夹紧工件的动作，两个转速不同的电动机分别通过两线圈控制电动机的正反转，从
10、而实现小车的快进，慢进，快退，慢退的运动；其动作转换靠设置在各个不同部位的行程开关（SQ1 SQ9 ）产生的通断信号传输到PLC控制器，通过 PLC内部程序输出不同的信号，从而驱动外部线圈来控制电动机或电磁阀产生不同的动作，而实现机械手的精确定位，其动作过程包括：下降，夹紧，上升，慢进，快进，延时，放松快退，慢退；其操作方式包括:回原位，手动，单步，单周期，连续来满足生产中的各种操作要求。本课题主要研究目标是能够实现机械手工作的预期目标和要求，能够顺利可靠的完成工作，完成装配图，气动图等任务。2. 研究方法1 坚持很好地全部阅读指导教师指定的参考资料、文献，并阅读较多的自选资料和较多的外文资料
11、，积极开展调研论证, 此外，还充分利用时间，提前学习专业软件，能够熟练运用 CAD 软件进行设计、分析、加工等操作，使产品提前得到的方案可行性设计。2 选定自己适合和熟悉的制图软件，对选定的工具进行深入学习及具体实践。3 对驱动气路进行仔细研究，了解气动原理，绘制气动图。4 机械结构分析，根据要求设计出合理轻便的机械手。5 模拟调试后对整个机械手进行完善。四、研究手段1 采用可编程序控制器对机械手实现自动控制。2 控制系统硬件由开关，按钮，行程开关，可编程控制器和输入输出继电器构成。3 软件采用模块式结构，回原位，手动，单步，单周期，连续用选择开关来选择动作种类。可实现机械手的下降，夹紧，上升
12、，慢进，快进，延时，放松快退，慢退动作。主要方法和措施有：1. 上网查找资料2. 图书馆查找资料3. 指导老师意见五、进度计划工作阶段时间安排阶段性目标及工作要点选题阶段 5月初选择与专业相关的课题整理阶段 6月初至 7 月初理顺写作思路收集阶段 8月中到 10 月初收集论文论点所需要的理论支持材料写作阶段 11月初至 12 月初完成论文的纂写和修改收尾阶段 12月初到 1 月中把论文按格式装订好，准备论文答辩六、参考文献1 王炳实 . 机床电气控制 . 第三版 . 北京：机械工业出版社 .2004 年：146-162 （01） 2 王本秩 . 机床设备控制基础 . 北京：机械工业出版社 .2
13、005 年：283-288 (02) 3 丁树模 . 液压传动 . 北京：机械工业出版社 .2007 年 （03）4 林平勇 . 高崇. 电工电子基础 . 第二版. 北京：高等教育出版社 .2004 年（04） 5 熊幸明 . 曹才开 . 一种工业机械手的PLC控制. 微计算机信息 .2006 年（05）6 孔秀艳 . 一种四轴搬运机械手的PLC控制. 大众科技 .2008 年. 第 7 期：1 （06）7 刘轩. 王丽伟 . 机械手的 PLC控制. 机床电器 .2006 年.34-49 （07） 8 张应金 .PLC 在机械手搬运控制系统中的应用. 自动化博览 .2008 年 02月刊 (0
14、8) 9 曾繁铃 . 一种 PLC控制的工业机械手 . 常熟理工学院报 .2008 年 4 月 (09) 10 罗庚合 . 蔡霞. 搬运机械手的 PLC控制. 西安航空技术高等专科学校.2002 年. 第 20 卷第 一期： 7-9（10） 11 言纪兰 . 懂峰. 基于 PLC1的搬运机械手的应用 . 机械工程与自动化 .2008 年 4 月第二期： 156-158 （11） 12 杨峰.SMR搬运机械手的 PLC控制系统设计 . 机车车辆工艺 .1998 年第 6期：36-40 （1 2） 13 詹贵印 . 周红梅 . 三自由度液压机械手的PLC控制研究 . 装备制造行业应用 .2007 年 7月： 109-112 （13） 14 姜培刚 . 盖玉先 . 机电一体化系统设计 . 北京; 机械工业出版社 .2008 年（14） 15 王坤. 何晓柏 . 机械设计 . 北京：高等教育出版社 .1996 年（15）指导教师意见（课题难度是否适中、工作量是否饱满、进度安排是否合理、工作条件是否具备等）指导教师签名：年月日专家组及系里意见（选题是否适宜、各项内容是否达到毕业设计（论文）大纲要求、整改意见等）专家组成员签字：教学主任（签章）：年月日
