控制机械手论文开题报告

开题报告一、设计题目卧式加工中心的机械手升降机构二、课题研究的目的、意义在机械工业中，应用机械手的意义可以概括如下：1）以提高生产过程中的自动化程度应用机械手有利于实现材料的传送、工件的装卸、刀具的更换以及机器的装配等的自动化的程度，从而可以提高劳动生产率和降低生产成本。2）以改善劳动条件，避免人身事故在高温、高压、低温、低压、有灰尘、噪声、臭味、有放射性或有其他毒性污染以及工作空间狭窄的场合中，用人手直接操作是有危险或根本不可能的，而应用机械手即可部分或全部代替人安全的完成作业，使劳动条件得以改善。在一些简单、重复，特别是较笨重的操作中，以机械手代替人进行工作，可以避免由于操作疲劳或疏忽而造成的人身事故。3）可以减轻人力，并便于有节奏的生产应用机械手代替人进行工作，这是直接减少人力的一个侧面，同时由于应用机械手可以连续的工作，这是减少人力的另一个侧面。因此，在自动化机床的综合加工自动线上，目前几乎都没有机械手，以减少人力和更准确的控制生产的节拍，便于有节奏的进行工作生产。综上所述，有效的应用机械手，是发展机械工业的必然趋势。三、国内外现状和发展趋势工业机械手是近几十年发展起来的一种高科技自动化生产设备。工业机械手的是工业机器人的一个重要分支。它的特点是可通过编程来完成各种预期的作业任务，在构造和性能上兼有人和机器各自的优点，尤其体现了人的智能和适应性。机械手作业的准确性和各种环境中完成作业的能力，在国民经济各领域有着广阔的发展前景。机械手是在机械化，自动化生产过程中发展起来的一种新型装置。在现代生产过程中，机械手被广泛的运用于自动生产线中，机械人的研制和生产已成为高技术邻域内，迅速发殿起来的一门新兴的技术，它更加促进了机械手的发展，使得机械手能更好地实现与机械化和自动化的有机结合。机械手虽然目前还不如人手那样灵活，但它具有能不断重复工作和劳动，不知疲劳，不怕危险，抓举重物的力量比人手力大的特点，因此，机械手已受到许多部门的重视，并越来越广泛地得到了应用自动换刀装置是数控加工中心在工件的一次装夹中实现多道工序加工不可缺少的装置, 主要由刀库、机械手和驱动装置几部分组成。机械手和驱动装置是两个关键部分, 根据驱动装置的不同, 自动换刀装置可分为凸轮式、液压式、齿轮式、连杆式及各种机构复合式, 其中以凸轮式用得较多。发达国家数控加工中心的立式自动换刀机械手主要采用凸轮式, 我国加工中心技术起步较晚, 对自动换刀机械手研究较少。进入20 世纪90 年代后, 北京机床研究所、大连组合机床研究所、济南第一机床厂、青海机床厂以及陕西省的秦川机床厂都对立式自动换刀机械手进行了研究和开发。迄今为止, 我国制造的加工中心配置的自动换刀机械手大多数是进口的。其主要原因: 一是国内生产的换刀机械手质量较差, 成本也不低; 二是进口换刀机械手价格虽然较高, 但在整个加工中心中所占份额不大。作为加工中心的配套技术, 自动换刀机械手的研究和开发将直接影响到我国自动化生产水平的提高, 从经济上、技术上考虑都是十分必要的。立式换刀机械手和卧式换刀机械手已得到广泛应用20 世纪90 年代以来, 数控加工技术得到迅速的普及和发展, 数控机床在制造业得到了越来越广泛的应用。带有自动换刀系统的数控加工中心在现代先进制造业中起着愈来愈重要的作用, 它能缩短产品的制造周期, 提高产品的加工精度, 适合柔性加工。加工中心是数控机床中较为复杂的加工设备, 由于其具有多种加工能力而得到广泛的应用, 其强大的加工能力和效率得益于其配置的自动换刀装置(A u2tomat ic Too l Changer)。换刀装置作为加工中心的重要组成部分, 其主要作用在于减少加工过程中的非切削时间, 提高生产率, 降低生产成本, 进而提升机床乃至整个生产线的生产力。加工中心自动换刀装置是实现多工序连续加工的重要装置, 其结构设计及其控制是实现加工中心设计制造的关键。加工中心的换刀过程较为复杂, 动作多, 动作间的相互协调关系多, 因而自动换刀系统性能的好坏直接影响加工效率的高低。四、研究内容及方案拟定各已知的参数和要求如下：①机械手装置的行程：1260mm；②机械手重：m1=40kg；③刀具的最大质量：m2=10kg；④机械手的回转及装卸刀具装置质量：m3=200kg；⑤换刀时间：t1=3s；⑥刀具的升降时间：t2=6s。机械手基本形式的选择：常见的工业机械手根据手臂的动作形态,按坐标形式大致可以分为以下4种:(1)直角坐标型机械手;(2)圆柱坐标型机械手;(3)球坐标(极坐标)型机械手;(4)多关节型机械手。其中圆柱坐标型机械手结构简单紧凑,定位精度较高,占地面积小,能够较容易地实现凸轮轴加工机床的运动要求。（5）机械手主要由执行机构、驱动机构和控制系统三大部分组成。（6） 机械手的工艺流程: 机械手原位→机械手前伸→机械手上升→机械手抓取并夹紧→机械手后退→机械手前进（小车）→小车停止→机械手左转90°→机械手前伸→机械手松开→机械手后退（小车）→机械手下降→机械手右转90°→小车后退→退至原位控制系统的选择：1.考虑到机械手的通用性，同时使用点位控制，因此我们采用可编程序控制器(PLC)对机械手进行控制.2.国际上生产可编程序控制器的厂家很多，如日本三菱公司的F系列PC,德国西门子公司的SIMATIC N5系列PC、日本OMRON(立石)公司的C型、P型PC等。考虑到本机械手的输入输出点不多，工作流程较简单，同时考虑到制造成本，因此在本次设计中选择了OMRON公司的C28P型可编程序控制器。3.气动机械手的工作流程如下：（1） 当按下机械手启动按钮之后，首先立柱右转电磁阀通电，机械手右转，至右限位开关动作。（2） 立柱上升电磁阀通电，立柱上升，至上限位开关动作。（3） 手臂伸长电磁阀通电，手臂开始伸长，至限位开关动作。（4） 手腕逆时针转电磁阀通电，手腕逆时针转动，至逆时针转限位开关动作。（5） 立柱下降电磁阀通电，立柱下降，至下限位开关动作。（6） 手爪抓紧电磁阀通电，手爪抓紧，至限位开关动作。（7） 立柱上升电磁阀通电，立柱上升，至上限位开关动作。（8） 手腕逆时针转电磁阀通电，手腕逆时针转动，至逆时针转限位开关动作。（9） 手腕收缩电磁阀通电，手腕收缩，至限位开关动作。（10） 立柱左转电磁阀通电，机械手左转，至左限位开关动作。（11） 手臂伸长电磁阀通电，手臂开始伸长，至限位开关动作。（12） 手腕逆时针转电磁阀通电，手腕逆时针转动，至逆时针转限位开关动作。（13） 立柱下降电磁阀通电，立柱下降，至下限位开关动作。（14） 手爪松开电磁阀通电，手爪松开，至限位开关动作。（15） 手腕收缩电磁阀通电，手腕收缩，至限位开关动作。完成一次循环，然后重复以上循环动作。按下停止按钮或停电时，机械手停止在现行的工步上，重新启动时，机械手按上一工步继续工作。电动机的选择：本系统采用110BF 反应式步进电机为执行元件, 其步距角为每步0.75o , 整个控制系统硬件组成如图：步进电机是一种将电脉冲信号转换成直线位移或角位移的执行元件, 广泛应用于工业控制系统中。其机械角位移和转速分别与输入电机绕组的脉冲个数和脉冲频率成比例, 通过改变电脉冲频率可在大范围内进行调速; 同时, 该电机还能快速启动、制动、反转和自锁; 此外, 步进电机易于实现与计算机或其它数字元件接口, 适用于数字控制系统。步进电机通电相序的方向控制以软件代替环形脉冲分配器, 实现对相序的直接控制, 各相脉冲输出由并行口直接控制, 将控制字(步进电机各相通断电顺序) 从内存中读出, 然后送到单片机并行口中输出, 从而实现步进电机的正、反转。使用这种方案不仅简化了系统的硬件线路, 降低了成本,而且还可以根据控制系统的需要, 灵活地改变步进电机的运行方式。采用三相六拍步进电机, 电机正转时通电顺序为:A - AB- B- BC- C- CA - A; 反转时的通电顺序为:A - AC- C- CB- B- BA - A。此外, 控制进给脉冲的频率, 改变单片机输出端口状态代码(输出字) 之间的间隔时间, 即可调整电机的转速, 实现刀盘的加速-恒速- 减速之间的转换, 从而缩短换刀时间, 提高换刀效率。应收集的资料及参考文献:⑴金属切削机床与数控机床 张俊生主编 1994年8月第一版⑵数控机床的结构与传动 北京航空学院机械加工教研室编 1977年9月第一版⑶数字控制技术与数控机床 杨有君主编 1999年10月⑷实用数控机床技术手册 1993年8月第一版⑸现代数控机床结构设计 王爱玲主编 1999年9月⑹现代数控机床 毕承恩 丁乃建等 1991年12月第一版⑺试谈数控机床加工中心的结构设计 机械制造出版社 1994年1月五、进度安排1、2010.3.1～3.14 毕业设计调研，完成科技译文及开题报告；(科技译文不少于3000汉字)2、2010.3.15～6.6 完成总体设计、零部件设计、控制电路设计等；（完成4张零号图，要求CAD出图；具体落实到每个人内容有所不同，时间段相同）3、2010.6.7～6.20 完成设计（论文）说明书（40～60页，要求打印）；4、2010.6.21～6.25 评审、答辩。（给出成绩及评语，注意答辩时间2010年6月15——20日，请在15日前完成所有任务）六、参考文献1.《机械设计手册》（1-5卷） 徐灏 主编 机械工业出版社2．《简明实用机械手册》（第二版） 上海市机械工程学会 编机械工业出版社3.《汽车构造（下册）》陈家瑞主编 机械工业出版社4．《机械设计图册》 成大先 主编 化学工业出版社5．《机械设计》（第六版）西北工业大学濮良贵、纪名刚 主编 高等教育出版社6．《机械制造装备设计》 冯辛安 主编 机械工业出版社7．《现代机构手册》（上、下册）孟宪源 主编 机械工业出版社8．《机械设计常用元器件手册》（上、下册） 刘仁家等编 机械工业出版社9．《机床课程设计指导书》吉林工业大学机床教研室 宋在明 陶永兰 编 1997.210.《几何量公差与检测》（第三版）甘永立 主编 上海科学技术出版社11.《新编液压工程手册(上,下册)》 雷天觉 北京理工大学出版社

大学机电一体化专业论文（设计）开题报告范文

开题报告中最核心内容是“论文拟研究解决的主要问题”。在撰写时可以先写这一部分，以此为基础撰写其他部分。下面我为大家分享大学机电一体化开题报告范文，欢迎浏览!

毕业论文(设计)题目： 关于用PRO/E软件进行玩具造型设计

1.本课题的来源、选题依据：

(1)此玩具造型设计是依据玩具行业的现状以及市场的需求而进行的，主要是希望能够通过此次的毕业设计能够潜移默化地掌握PRO/E软件操作技巧，同时培养自己玩具设计的实践能力。

(2)我们对玩具摩托车的设计从前车轮镜像到后车轮，再以车轮为基础构建摩托车的主体及外壳特征。

(3)通过此次的PRO/E软件设计摩托车，体会到PRO/E系统的博大精深，对其具体命令的应用有了更深的掌握。

(4)本课题来源于玩具摩托车画报。

2.本课题的设计(研究)意义(相关技术的现状和发展趋势)：

中国从一个落后的农业国发展成为工业化中期国家，而中国的玩具行业也从传统老厂发展为世界玩具制造工厂，又从世界制造玩具工厂向创造工厂积极迈进。而玩具行业的不断转型也预示着中国玩具产业的明天将更加灿烂辉煌。

中国是一个玩具生产大国，但并不是一个玩具生产强国。缺乏规模大的玩具生产商，缺乏玩具开发人才，缺乏品牌效应是最大的问题。尽管中国玩具的出口量很大(全球75%的玩具在中国生产)，但这些玩具基本上是以OEM的形式进入国际市场的。在全国8000家玩具生产企业中，3000家获得出口许可证，但其出口的七成以上玩具都属于来料加工或来样加工，即为国外品牌打工。因此，应提高中国玩具产业的生产工艺，主动占领世界玩具产业的制高点，提升中国玩具产业的核心竞争力，打造中国玩具的自有品牌是中国玩具业的当务之急。

社会在飞速的发展，人们在充分满足了衣食住行各方面的需求后，对平时的娱乐方面也有了更高了的需求。当然玩具是人们在娱乐中不不可少的一种工具。所以，相信随着外销和内销市场不断成熟、完善和规范，加上国家在政策上对玩具、动漫和游戏等“创意行业”的大力扶持，我国的玩具行业也将变的越来越强大。

3.本课题的基本内容、重点和难点，拟采用的实现手段(途径)：

(1)通过对模型的综合分析，可以将玩具摩托车看做是由前车轮、后车轮、主体、外壳组成。完成玩具摩托车设计后，可以根据哦设置颜色与外观，必要时可以对模型进行渲染处理，从而获得更为逼真的玩具模型效果。

(2)在该玩具设计中，设计的重点和难点在于创建所需要的曲面，以及由这些曲线创建所需的曲面。

(3)熟悉PRO/E软件的操作技巧，完成毕业设计说明书。

4.参考文献

[1]黄圣杰、张益.Pro/ENGINEER曲面设计.北京：中国铁道出版社,2003

[2]Manxman Yuan, Kiang Quid. Institutions and application configuration. Beijing: Mechanical Industry Press, 2002

[3]MING, Wong He. ENGINEER Wildfire Surface design techniques and examples [M]. Beijing: China Railway Press, 2005

[4]乔丽英.精通Pro/ENGINEER 中文野火版.北京：中国青年出版社,2005

[5]詹友刚. Pro/ENGINEER中文野火版—通用模块.北京.清华大学出版社,2003

[6]林清安.Pro/ENGINEER野火版3.0中文版基础零件设计.北京：电子工业出版社,2006

[7]林清安.Pro/ENGINEER2001零件设计.基础篇.北京：清华大学出版社,2001

[8]林清安.Pro/ENGINEER2001零件设计.高级篇.北京：清华大学出版社,2001

[9]林迎春Pro/ENGINEER曲面设计.北京：北京大学出版社,2002

[10]张鹏飞，李德法.基于Pro/E的双系杆行星轮机械手的运动分析及仿真.许昌：机械工业出版社,2007

5、指导老师意见及建议:

签字: 年 月 日

自动化与机械自动化技术

目前，我国自动化技术发展速度非常快，在机械领域中的作用也日趋明显。应用自动化技术能够降低人力劳动成本，工作人员只需要进行简单的操作就能够实现大型机械的自动化作业，甚至能够完成人们无法完成的工作。计算机技术的发展为自动化技术应用到机械领域提供了保障，人们打破了对传统机械行业的认识，以自动化设备来实现对机械的调用和装配，不仅降低了人力成本，同时还能够有效降低产品的报废率，是整个机械装配流程形成连续化，使产品的生产周期大幅缩短，保质保量的完成机械装配任务，为企业创造出更为丰厚的经济效益。

自动化技术在机械制造中的应用

信息自动化。信息自动化主要是依托于计算机技术而形成的，其中主要包括辅助制造、辅助设计、工艺辅助设计、数据库系统管理等。辅助制造指在产品生产过程中采用数值控制技术来实现自动化应用，进而完成产品的生产，也被称为数控技术;辅助设计是指采用计算机设计软件来完成对产品的创意、设计、建模、参数值评测等，并且对机械构件实现精确测量;工艺辅助设计则是辅助制造和辅助设计的纽带，能够有效提高工艺生产的效率，并使之实现优化和提升;产品数据库系统管理则是采用计算技术来实现对储入库，进而实现信息数据的系统化管理。

物资供输自动化。物资供输是对供产品生产的原材料进行运输和调配的过程，其物资供输自动化则是采用自动化手段来完成物资的运输和调配，是自动化在机械领域中得到应用的细分体现，其中涉及自动化设备、自动化装置、自动化物资输送、自动化软件等。

生产自动化。生产自动化能够从机械制造加工方面得以体现，可以实现机械组件的自动化装卸，这种自动化装卸在系统不发生故障的情况下可以循环重复进行，有效降低人力使用成本，并且能够降低由于人为因素所造成的失误，提升产品的合格率，大幅提升了产品的质量。

设备装配自动化。设备装配自动化是将整个装配流程输入到数控设备中，通过计算机来完成对机械的操作，按照特定的规格、形状制成配件，同时还能够完成一系列组装、调试、验收等工作，是一条能够自动完成机械装配的自动化流水线。在机械制造业中，设备装备拥有比较重要的地位，而自动化设备能够协助完成接卸装配，使很多繁琐的人工装配能够用机械替代完成，极大地提高机械生产效率，是现代化机械制造的重要组成部分。

检测自动化。自动化装配完成的零件或设备需要对其进行检测，而自动化检测则能够很好的完成这项工作。针对新型材料、零部件和复杂的工艺加工产品，在机械制造也中采用人工进行检测难度非常大，而且效率极低，已经不能满足当前机械制造与生产的要求，检测自动化被应用到机械制造是一种必然趋势，采用多种检测技术来对机械制造出的产品进行检测，其中包括电流信号、时序错排、人工神经网络和其他更为智能的设备诊断技术。

自动化技术在机械制造中的应用发展趋势

高度集成化。将自动化应用在机械制造领域，首要解决的问题就是实现制造技术的高度集成化。集成化是一种生产模式，能够将多种生产内容按照一定的顺序来形成流水作业，对制造生产工作进行整合，并在计算机技术的基础上来实现和完成机械制造的自动化，并将其细分到各个子系统中，如自动化信息系统、自动化制造系统、自动化管理系统等，相互子系统之间分工协作，形成一套拥有高集成度的机械制造自动化系统。

智能化。机械制造是由手工制造发展转变而来的，传统简单的机械制造技术无法满足新时代的要求，依托于先进的计算机科学所构建的智能化系统能够实现机械加工的集成化、系统化、流程化作业，打破传统机械生产的局限，引入高效能的功能体系，结合计算机信息技术来实现系统的集成和整合，使之成为一个整体，力求实现全自动的智能化生产。智能制造就是将人工智能技术引入到机械制造中，同时在自动化基础上实现更加现代化的机械制造，使相互之间的技术能够相互渗透和共融，能够运用计算机来对机械制造进行分析和决策，模拟人的思维来模仿和代替人的工作。此外，相较于专家智慧，智能化机械制造能够完成专家无法完成的对自身进行监视，及时发现错误并进行调整和改进，同时还能对任务进行预设，不断调节自身参数获得最佳状态，不受情绪的影响等优势。可见，智能化系统相较于人工智能要更高一层。

虚拟化。虚拟化指采用计算机技术来使机械产品能够在现实中完成完全模拟，进而提升产品质量，提高工作效率。比如，机械制造过程中应用计算机模拟仿真技术和信息控制技术，能够更好的对计算机的控制过程进行模拟，发现其中所存在的问题，进而在实际工作中避免出现类似错误。利用虚拟化能够大幅提高产品设计和研发的周期，保证产品质量，进而提升在市场中的竞争力。

结束语

综上所述，自动化技术在机械制造中的效果逐渐凸显，能够直接影响到我国未来机械制造的发展。可见，应用自动化技术来对机械制造业形成有力支撑非常重要，能够保证产品质量的同时，提升作业效率，进而提高企业总体效益，使机械制造企业实现低投高产，运用自动化技术来增强企业的市场竞争力，促进企业获得更好的发展。

建筑电气工程的原材料质量采购过程不透明俗话说，巧妇难为无米之炊。再好的工程人员，如果没有合格的原材料，他也无法造出安全可靠的房子。同理，原材料对于建筑电气工程安装来说，其意义深远，影响重大。这不仅因为原材料的优劣决定了成果的合格与否，而且关系着使用人的生命财产安全。在当前，原材料问题表现在采购过程、以次充好、质量不过关等问题上。原材料的采购中存在的普遍的回扣现象，采购人员受高回扣利益的驱使，欺企业与一些不正规的厂商签订购买合同这就使大量的不合格产品用在工程上，影响了工程质量。另一方面，现在市场上假冒伪劣产品很多，如果企业没有很好的区别，很有可能购买到不合格的产品。这些都有可能对电气工程产生巨大的影响。

建筑电气施工过程粗制滥造，管理混乱建筑电气工程的最终成果是需要通过实际的操作才能完成，最终为使用者验收。毋庸置疑，施工过程的管理秩序，人员的责任心和专业素养等因素都对最后结果起着重要作用。而当前的'建筑电气施工过程则存在着诸多的问题，具体来说，主要以下几方面的问题。一是线路的设计和铺设上存在施工不严的现象。施工过程中经常会遇到此问题，厚壁钢管对焊连接，会产生内部结瘤，使穿线缆时损坏绝缘层，薄壁钢管熔焊连接会产生烧穿，埋入混凝土中会渗入浆水，导致导管堵塞。这些现象都是不允许发生的。二是照明器具安装存在问题。照明器具的型号、规模和安装都是需要专门设计的，然而很多时候工程师却没有重视这些问题。

从质量管理角度对建筑电气工程的对策分析

电气施工人员应具有相应的责任心及工专业素养作为一名专业的电气技术人员，首先应该具有过硬的专业素养的责任心。这就要求应对所承担的电气工程负责，还要充分运用自己的专业水平，深入、细致地搞好电气工程的技术、质量、签证、进度、安全等管理工作。这里要特别强调施工人员的责任意识问题，因为很多建筑电气工程出现事故的根本原因不是由于知识不够，而是过分相信自己的能力，或者是根本不重视手头上的工作，最终导致事故的发生。这个问题值得整个行业的从业人员的重视。与此同时，专业的电气施工人员还要不断学习，落实和强化新的知识。现阶段强电各系统的技术已比较成熟，但电气设备、材料及元件种类繁多，要全面掌握各种电气产品的性能，只有不断地努力、才能积累经验，这样才能跟上时代的脚步。

强化对建筑电气工程的质量管理建筑电气工程的质量管理是控制施工过程，保证最终结果的重要手段，也是改进程序，提高效率的关键所在。我们要从整个施工过程着手，把质量管理贯穿到所有的施工程序之中。首先，在施工准备阶段，要进行全面的质量控制。作为一名电气技术人员不能只停留在按图施工的水平，要全面熟悉设计图纸，努力并善于发现图纸中的不足，及时提出处理意见，对业主而言是维护其利益，对自己也是技术能力的提高。其次，对于工程要求比较高，对人员要求也比较高的项目，要求施工前要对施工队伍及人员进行考核和评估，并调整好技工和普工的比例。对技工进行培训、考核后持证上岗。

加强对建筑电气工程的安全管理安全是永远是第一位的，对于建筑电气工程来说，安全尤为重要。这里的安全，不仅仅是指在施工过程中的安全，而且还指使用安全。要确保施工过程中的安全，首先就要提高施工人员相应的规范的工作措施，还要对其进行必要的安全训练和培训，同时要强调施工的程序性，杜绝赶快超快的现象发生。而对于使用安全而言，则在更广的层面对建筑电气工程提出的更高的要求。要确保使用安全，首先就要求我们的施工方保质保量，对工程兢兢业业，使之不出现问题，其次还要对使用者做好相关培训，使其能正确的使用。最后，更要做好服务措施，对于使用者在使用过程中出现的问题进行沟通和指导。

结语

随着建筑电气技术的不断发展，对建筑电气工程的管理要求也越来越高。电气工程施工中应把“质量第一、安全第一”放在首位，根据施工特点，人员结构，本着安全、优质、高效的原则，认真管理好从材料采购、施工过程到工程验收的全过程，建立良好的质量监督体系，充分调动和发挥人的主观能动性和创造性，提高电气工程的工程质量。