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湖南農(nóng)業(yè)大學全日制普通本科生
畢業(yè)論文（設(shè)計）開題報告
學生姓名
陳二彪
學 號
200940614329
年級專業(yè)及班級
2009級機械設(shè)計制造及其自動化(2 )班
指導教師及職稱
陳文凱 副教授
學 院
工學院
20 13 年 01 月 07 日
畢業(yè)論文（設(shè)計）題目
淬火用上下料機械手液壓系統(tǒng)設(shè)計
文獻綜述（選題研究意義、國內(nèi)外研究現(xiàn)狀、主要參考文獻等，不少于1000字）
一、選題研究意義
淬火用上下料機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上。該機械手采用圓柱坐標的結(jié)構(gòu)形式，主要由升降、回轉(zhuǎn)、手臂收縮、手步夾持、定位機構(gòu)五種機構(gòu)組成。由于手步夾持及定位機構(gòu)靠近保溫爐，工作溫度高較高，故采用氣動傳動；而前三種機構(gòu)采用液壓傳動，以使機械手結(jié)構(gòu)緊湊、運動平穩(wěn)、實現(xiàn)無極調(diào)速。
淬火用上下料機械手采用流體傳動和可編程序控制器控制，距離保溫爐較近的機構(gòu)采用氣動，距離較遠的則采用液壓，以避免由于溫度過高而引起液壓油液泄漏等問題；可以實現(xiàn)調(diào)整、手動及自動控制，電控系統(tǒng)結(jié)構(gòu)緊湊、工作可靠，造價低于一般的繼電器控制。降低了操作者的勞動強度、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動平穩(wěn)性；通過節(jié)流閥與電磁換向閥配合實現(xiàn)執(zhí)行器的緩沖控制。機械手的定位通過行程開關(guān)、光電開關(guān)和氣缸驅(qū)動機械機構(gòu)實現(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，使用維護方便。不僅如此，該系統(tǒng)還可推廣至其他淬火機床或鍛壓機床的上下料機械手中，因此研究推廣淬火用上下料機械手對我國乃至全世界的經(jīng)濟發(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
淬火用上下料機械手是機械手的一種，而機械手俗稱工業(yè)機器人。20世紀40年代后期，美國在原子能實驗中，首先采用機械手搬運放射性材料，人在安全間操縱機械手進行各種操作和實驗。50年代以后，機械手逐步推廣到工業(yè)生產(chǎn)部門，用于在高溫、污染嚴重的地方取放工件和裝卸材料，也作為機床的輔助裝置在自動機床、自動生產(chǎn)線和加工中心中應用，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。機器人的最初出現(xiàn)是傳統(tǒng)的機構(gòu)學與近代電子技術(shù)相結(jié)合的產(chǎn)物。1961年，美國的Consolided Control Corp和AMF公司聯(lián)合制造了第一臺實用的示教再現(xiàn)型工業(yè)機器人。迄今為止，世界上對工業(yè)機器人的研究已經(jīng)經(jīng)歷了四十余年的歷程，日本、美國、法國、德國的機器人產(chǎn)業(yè)已日趨成熟和完善。我國的工業(yè)機器人從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。
當前，機器人技術(shù)是綜合了計算機、控制論、機構(gòu)學、信息和傳感技術(shù)、人工智能、仿生學等多學科而形成的高新技術(shù)。是當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器人學基礎(chǔ)技術(shù)研究，也包擴對國民經(jīng)濟有著重要作用的機器人工程應用技術(shù)研究。
當今工業(yè)機器人的發(fā)展趨勢主要有：
1 重復高精度
精度是指機器人、機械手到達指定點的精確程度, 它與驅(qū)動器的分辨率以及反饋裝置有關(guān)。重復精度是指如果動作重復多次, 機械手到達同樣位置的精確程度。重復精度比精度更重要, 如果一個機器人定位不夠精確, 通常會顯示一個固定的誤差, 這個誤差是可以預測的, 因此可以通過編程予以校正。重復精度限定的是一個隨機誤差的范圍, 它通過一定次數(shù)地重復運行機器人來測定。隨著微電子技術(shù)和現(xiàn)代控制技術(shù)的發(fā)展,機械手的重復精度將越來越高, 它的應用領(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向驅(qū)動裝置的機械手稱為簡單的傳輸技術(shù), 而把模塊化拼裝的機械手稱為現(xiàn)代傳輸技術(shù)。模塊化拼裝的機械手比組合導向驅(qū)動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向系統(tǒng)裝置, 使機械手運動自如。模塊化機械手使同一機械手可能由于應用不同的模塊而具有不同的功能, 擴大了機械手的應用范圍, 是機械手的一個重要的發(fā)展方向。
3機電一體化
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)合的自適應控制液壓元件, 使液壓技術(shù)從“開關(guān)控制”進入到高精度的“反饋控制”; 省配線的復合集成系統(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。
隨著科學與技術(shù)的發(fā)展, 機械手的應用領(lǐng)域也不斷擴大.目前, 機械手不僅應用于傳統(tǒng)制造業(yè)如采礦,冶金,石油,化學,船舶等領(lǐng)域,同時也已開始擴大到核能,航空,航天,醫(yī)藥,生化等高科技領(lǐng)域以及家庭清潔,醫(yī)療康復等服務業(yè)領(lǐng)域中.如,水下機器人,拋光機器人,打毛刺機器人,擦玻璃機器人,高壓線作業(yè)機器人,服裝裁剪機器人,制衣機器人,管道機器人等特種機器人以及掃雷機器人,作戰(zhàn)機器人,偵察機器人,哨兵機器人,排雷機器人,布雷機器人等軍用機器人都是機械手應用的典型。機械手廣泛應用于各行各業(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)服務機器人和家庭用消費機器人將不斷貼近人類生活,其市場將繁榮興旺。
三、參考文獻
[1]濮良貴，紀名剛主編.機械設(shè)計[M].高等教育出版社，2004.2
[2]孫桓,陳作模.機械原理[M].北京：高等教育出版社，1999
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[6]機械工程手冊編委會.機械工程手冊[M].北京：機械工業(yè)出版社，1997
[7]章宏甲，黃 誼.液壓與氣壓傳動[M].北京：機械工業(yè)出版社，2005
[8]許福玲.液壓與氣壓傳動[M].北京：機械工業(yè)出版社，2004
[9]張利平.現(xiàn)代液壓技術(shù)應用220例[M].北京：化學工業(yè)出版社，2004
[10]雷天覺.液壓工程手冊[M].北京：機械工業(yè)出版社，1996
[11] 張利平.液壓傳動設(shè)計指南[M].北京：化學工業(yè)出版社，2009.07
研究方案（研究目的、內(nèi)容、方法、預期成果、條件保障等）
研究目的: 淬火用上下料機械手液壓系統(tǒng)設(shè)計，是機、液知識的一次綜合運用。該機械手降低了操作者的勞動強度、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)計內(nèi)容:在規(guī)定時間內(nèi)，按設(shè)計要求完成該機械手液壓系統(tǒng)的功能原理設(shè)計、施工設(shè)計、編寫設(shè)計計算說明書。
方法:根據(jù)現(xiàn)有機械手的基本參數(shù)、負載條件，然后根據(jù)任務要求逐步設(shè)計各個部分，設(shè)計中盡可能的減小誤差保證設(shè)計精度。
預計成果: 此設(shè)計的淬火用上下料機械手能實現(xiàn)手臂的伸縮、立柱的升降和回轉(zhuǎn)運動，從而實現(xiàn)對工件的上下料。
條件保障: 1、現(xiàn)有的先進的微機自動控制理論能保證自動化手臂的運轉(zhuǎn)正常；
2、現(xiàn)有的機械加工工藝安全可以保證產(chǎn)品的加工精度。
進程計劃（各研究環(huán)節(jié)的時間安排、實施進度、完成程度等）
2012.11.06～2012.12.02 選題
2012.12.03～2012.12.05 接受任務書
2012.12.06～2013.01.13 撰寫開題報告和開題
2013.01.14～2013.03.29 畢業(yè)設(shè)計
2013.03.30～2013.04.01 中期考核
2013.04.02～2013.05.06 完善畢業(yè)設(shè)計與畢業(yè)設(shè)計總結(jié)
2013.05.07～2013.05.10 提交正稿與指導老師評閱
2013.05.11～2013.05.26 專業(yè)委員會評閱，答辯與修改定稿
論證小組意見
組長簽名：
20 年 月 日
專業(yè)委員會意見
專業(yè)委員會主任簽名：
20 年 月 日
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