一种自动生产线送料机械手设计开题报告

1. 研究目的与意义（文献综述）

1.1研究目的及意义

随着我国科学技术的不断进步，我国制造业将逐渐向着智能化、高精度、高效率的方向发展。而在我国人工成本越来越高的背景下，高效率的生产模式是促进制造业快速发展的必然选择。本毕业设计的题目是一种自动生产线送料机械手的设计，其任务是其任务是把组成气缸的各元件,如缸体、活塞、弹簧、缸盖分别送到组装工位,经组装后再把成品送到分检工位分检。众所周知的是，目前我国在气缸组装生产线上，大部分用的是人工组装，人工组装带来的是效率低下，产品会因为工人的疲劳而使得产品质量不过关，出现废品，影响公司效益；而且气缸一般都有一定的重量，疲劳的工人很容易造成工伤，损坏劳动者的生命安全，使公司蒙受损失。因此，本次设计的目标是用自动生产线送料机械手来代替人工来对气缸进行组装，把在人工送料方面的时间节省下来，用机械手把所需安装的工件从物料输送带送到便于安装的工位上，这样便可以减少气缸组装的总工时，提高了效率，也让气缸组装过程中变得更加的安全，节省了企业的成本，一举多得。

2. 研究的基本内容与方案

2.1研究的基本内容

（1）根据选题内容，对气缸自动组装生产线进行仔细分析，确定机械手所要达到的技术要求，确定主要参数。经调研及查阅资料表明，采用气动控制实现工作行程300——400MM，运动负载最大质量为10KG，移动速度为3M/MIN的要求较为实用^[2]。

（2）查阅相关资料，根据气缸组装过程中的实际情况及限制条件，确定机械手行程；根据企业的生产需要确定机械手的自由度，然后设计机械手的机械结构。

（3）根据气缸各零部件送到工位所用的时间来确定输送的顺序；编写PLC控制程序使组装的效率达到较高水平。

（4）确定机械手各零部件的具体机构、材料、参数和关键零部件的零件图。

（5）选用合适的控制元件，建立控制系统和执行系统及反馈系统的联接，实现机电一体化。

（6）运用CAD、UG、SolidWorks等工具软件来对设想模型进行模拟仿真。

（7）编写毕业设计说明书。

2.2研究的目标

在自动生产线中实现工件的输送，即材料从某一工位移动到另一工位，并保持一定的状态。使得工件在机械加工中简单而繁重且不断重复的人工操作以机械手代替，提高生产效率，减少了生产过程中发生工伤事故的次数，也降低了由于工人操作不到位而导致的废品率，以达到节省产品成本，为企业创造效益，提高企业竞争力的目标。

2.3拟采用的技术方案及措施

本次设计的机械手输送的是组成气缸的各个零件，由于气缸的零部件大都是以长方体或圆柱体存在，所以机械手的末端采用机械手指的形式来夹紧工件，机械手指上安装有传感器，当机械手指距离物料一定距离时，传感器把信息反馈回控制系统，机械手指执行夹紧动作，采用气缸夹紧方式来夹紧材料。此机械手拟设计3个自由度，采用左手空间坐标系来规定这三个自由度分别为Y轴方向上的移动、Z轴方向上的转动、Z轴方向上的移动，采用气缸作为机械手的驱动装置^[12]，如图1和2所示。利用位置传感器来实时监控机械手在各个方向上的偏移量，提高机械手的运动精度。机械手的运动轨迹通过PLC控制系统来设计，控制程序由计算机进行编写，并通过信息共享传递到机械手控制系统总成里面^[10]

3. 研究计划与安排

第1～4周：明确毕业设计任务，查阅相关资料，了解与题目相关的国内外研究现状，撰写开题报告；完成英文资料翻译；

第5～7周：确定总体设计方案；

第8～14周：机械结构详细设计，控制系统详细设计；

4. 参考文献（12篇以上）

[1]李瑾,于福才,李婕.配有桁架机械手、可换箱机床的缸体柔性加工自动线的开发研制[j]. 组合机床与自动化加工技术, 2009,7

[2]张萍萍. 基于plc的气动机械手控制系统设计. 电子科技大学:张萍萍, 2013. 8-16

[3]董继成.用plc控制生产线自动机械手[j]. 电子测试, 2004, 1