學(xué)生用表1
屆本科生畢業(yè)論文(設(shè)計)開題報告
學(xué)院: 工程學(xué)院 系: 機械系 專業(yè): 機械設(shè)計制作及其自動化
學(xué)號
姓名
班名
畢業(yè)論文
(設(shè)計)題目
多自由度直角坐標(biāo)型碼垛機器人本體結(jié)構(gòu)設(shè)計
指導(dǎo)教師
所在單位、部門
工程學(xué)院
職稱
教授
1.課題的來源:
本設(shè)計多自由度直角坐標(biāo)型碼垛機器人本體結(jié)構(gòu)設(shè)計,由老師提供。
2.研究的目的和意義:
在工業(yè)生產(chǎn)領(lǐng)域中或者其他領(lǐng)域中,由于工作的需要,人們經(jīng)常受到高溫、腐蝕及有毒氣體等因素的危害,增加了工人的勞動強度,甚至于危及生命。自從機械人問世以來,相應(yīng)的各種難題迎刃而解。而碼垛機就是其他一種,機器人碼垛機是機、電一體化高新技術(shù)產(chǎn)品。中、低位碼垛機可以滿足中低產(chǎn)量的生產(chǎn)需要??砂凑找蟮木幗M方式和層數(shù),完成對料袋、膠塊、箱體等各種產(chǎn)品的碼垛。 其中自由度越高,碼垛機器人發(fā)揮的作用越大,最優(yōu)化的設(shè)計使得垛形緊密、整齊。作為工業(yè)機器人的典型一種,碼垛機器人在工業(yè)應(yīng)用,尤其是包裝領(lǐng)域和物流領(lǐng)域正發(fā)揮著越來越大的作用。張機器人和包裝線現(xiàn)結(jié)合,既提高了生產(chǎn)線的工作效率,有提高了生產(chǎn)線的工作效率,又增強了運行的可靠性,減少了人力資源開支,更讓當(dāng)代企業(yè)迅速適應(yīng)不斷變化的市場要求,產(chǎn)生巨大的經(jīng)濟效益。
3.國內(nèi)外發(fā)展?fàn)顩r、發(fā)展水平與存在問題:
目前歐、美、日的碼垛機器人在碼垛市場的占有率均超過了90%,絕大數(shù)碼垛作業(yè)由碼垛機器人完成。并且基本壟斷了全球市場。
l 我國的工業(yè)機器人從上世紀(jì)80年代“七五”科技攻關(guān)開始起步,在國家支持下,通過“七五”“八五”“九五”科技攻關(guān) ,取得了長足的進步,涌現(xiàn)出了一大批代表企業(yè)和產(chǎn)品,國外碼垛機器人在我國市場一統(tǒng)天下的局面正在被打破。
l 但總的看來,我國的碼垛機器人技術(shù)及其應(yīng)用水平和國外相比還有很大差距,如可靠性低于國外同類產(chǎn)品,起步較晚,運動速度和精度還有很大提升空間。生產(chǎn)線技術(shù)水平與國外相比仍有差距。和全球市場相比,碼垛機器人應(yīng)用規(guī)模仍然很小,還未發(fā)展成專門的產(chǎn)業(yè)。并且當(dāng)前我國的碼垛機器人生產(chǎn)品種規(guī)格多,批量小,零部件通用化程度低,供貨周期長、成本高,可靠性和穩(wěn)定性不足。
l 因此迫切需要對碼垛機器人及其相關(guān)物流、包裝自動化等產(chǎn)業(yè)進行全面規(guī)劃,整合資源優(yōu)勢,積極推進產(chǎn)業(yè)化進程。同時立足實際,完善碼垛機器人相關(guān)的產(chǎn)品、系統(tǒng)及結(jié)構(gòu),努力提高我國的機器人發(fā)展水平。
4.研究目標(biāo)、內(nèi)容及擬解決的關(guān)鍵問題:
本畢業(yè)設(shè)計目標(biāo)是要求掌握機器人或工業(yè)機械手的結(jié)構(gòu)及工作原理,實現(xiàn)機械手的三個方向的移動和一個方向的回轉(zhuǎn),完成一個四自由度的直角坐標(biāo)型碼垛機器人設(shè)計,要求所設(shè)計機器人能抓取一定質(zhì)量的工件(在具體設(shè)計時可以在題目中確定是何類形狀的物體,并且手爪是氣壓驅(qū)動), 完成抓取、搬運、碼放功能,并且具有較高的運動平穩(wěn)性和重復(fù)精度。
主要內(nèi)容是設(shè)計一具有四個自由度的直角坐標(biāo)碼垛機器人,4根運動軸對應(yīng)直角坐標(biāo)系中的 X軸、 Y 軸和 Z 軸, 以及 Z 軸上帶有的一個旋轉(zhuǎn)軸,能夠?qū)崿F(xiàn)自動裝載和卸載功能。各軸行程和手爪尺寸及抓取能力都可以按需來設(shè)計。
設(shè)計內(nèi)容包括機器人總體設(shè)計方案的分析確定,包括機器人的運動學(xué)分析、主體部分結(jié)構(gòu)設(shè)計和手爪的設(shè)計。
在設(shè)計過程中要考慮到很多問題,所涉及的關(guān)鍵問題有:1)機器人運動采用何種驅(qū)動電機;2)傳動機構(gòu)設(shè)計的合理和平穩(wěn);3) 導(dǎo)軌布局的合理性等等。
5.研究步驟方法:
1)、查資料,確定初步方案;
2)、碼垛機器人本體機構(gòu)設(shè)計,利用proe建模;
3)、利用proe模型導(dǎo)出AutoCAD建立二維圖;
4)、撰寫說明書。
6.參考文獻
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[4]吳振彪.工業(yè)機器人.武漢:華中理工出版社,1998.
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[6]張鐵.謝存禧.機器人學(xué). [M]. 廣州:華南理工大學(xué)出版社,2001.
[7]濮良貴、紀(jì)名剛.機械設(shè)計.8版.北京:高等教育出版社,2006.
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工作計劃進程表
時 間
工 作 內(nèi) 容
3.3—4.13
4.14—4.20
4.21—5.4
5.5—5.11
5.12—5.20
5.21—6.3
6.4
畢業(yè)實習(xí),方案構(gòu)思
提交開題報告,查詢相關(guān)碼垛機器人的研究現(xiàn)狀、發(fā)展動向與碼垛機器人研究的最新成果
設(shè)計方案選擇與確定
主要技術(shù)難點與關(guān)鍵技術(shù)分析
結(jié)構(gòu)設(shè)計分析與計算,proe建模
相關(guān)設(shè)計圖紙繪制、功能演示設(shè)計與設(shè)計說明書撰寫
畢業(yè)答辯
選題是否合適: □是 □否
方案是否可行: □是 □否
進程是否合理: □是 □否
任務(wù)能否完成: □能 □不能
指導(dǎo)教師
(簽字) 年 月 日
選題是否合適: □是 □否
方案是否可行: □是 □否
進程是否合理: □是 □否
任務(wù)能否完成: □能 □不能
指導(dǎo)小組組長
(簽字) 年 月 日
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