喷涂机械手 开题报告
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机械手开题报告机械手开题报告一、项目背景随着工业自动化程度的不断提高,在生产线上应用机器人已成为必然趋势。
人工智能、机器视觉等领域的快速发展,也给机器人的智能化以及射频识别、视觉模式识别等技术提供了广阔的空间。
机械手是一种机器人,它可以代替人工完成一些高频度、重复性的工作,具有质量高、效率高、成本低等优点。
因此,机械手在工业生产中得到越来越广泛的应用。
本项目将设计一款具有自主控制功能的机械手,能够根据传感器所感知到的环境信息,快速准确地执行特定的操作。
机械手的核心部件将采用电机、伺服电机、减速器等机械结构,控制器部分将采用单片机控制。
二、项目实施计划1. 需求分析:了解机械手应用的场景和范围,分析市场需求,进一步明确机械手的设计规格。
根据需求分析结果,确定机械手的设计方案。
2. 系统结构设计:主要包括机械结构、控制系统和软件系统的设计。
机械结构设计主要涉及手臂、关节、末端执行器的设计。
控制系统设计包括电机控制、编码器选择、传感器的选择和系统的软件设计等。
3. 部件选型:按照设计规格确定机械结构和控制部件的选型方案。
机械结构部分主要选用电机、减速器、伺服、滑轨等底层硬件;控制部分主要选用单片机、传感器、扩展模块等。
4. 硬件实现:根据选型结果,进行电路设计、PCB布局、元器件采购、焊接组装等工作。
5. 软件实现:按照控制的相关接口和协议进行程序设计,实现机械手的自主控制。
6. 测试验收:进行系统测试和性能测试,以验证机械手的工作状态和稳定性。
测试结果应该满足项目设计规格和功能要求。
三、项目技术难点分析1. 机械结构的设计:机械手的结构设计是影响机械手性能的重要因素,在设计过程中必须考虑准确度、稳定性和可扩展性等方面。
机械手的结构设计需要通过 CAD 软件进行三维建模,进一步分析和选择最优的设计方案。
2. 机械手控制系统的设计:机械手控制系统的设计是机械手实现自主控制的核心,系统需要考虑到系统各部分的配合和性能表现等方面,例如电机控制、编码器的选择和传感器的应用等。
南京理工大学紫金学院毕业设计(论文)开题报告学生姓名:刘明园学号:110104231专业:机械工程及自动化设计(论文)题目:机械手液压系统设计指导教师:费叶琦2015年1月10日开题报告填写要求1.开题报告(含“文献综述”)作为毕业设计(论文)答辩委员会对学生答辩资格审查的依据材料之一。
此报告应在指导教师指导下,由学生在毕业设计(论文)工作前期内完成,经指导教师签署意见及所在专业审查后生效;2.开题报告内容必须用黑墨水笔工整书写或按教务处统一设计的电子文档标准格式(可从教务处网页上下载)打印,禁止打印在其它纸上后剪贴,完成后应及时交给指导教师签署意见;3.“文献综述”应按论文的格式成文,并直接书写(或打印)在本开题报告第一栏目内,学生写文献综述的参考文献应不少于15篇(不包括辞典、手册);4.有关年月日等日期的填写,应当按照国标GB/T 7408—2005《数据元和交换格式、信息交换、日期和时间表示法》规定的要求,一律用阿拉伯数字书写。
如“2007年3月15日”或“2007-03-15”。
毕业设计(论文)开题报告1.结合毕业设计(论文)课题情况,根据所查阅的文献资料,每人撰写2000字左右的文献综述:文献综述1 机械手的研究背景数百年前人们就希望制造出一种机构能像人一样运动、动作,以方便使人们从繁琐的机械劳动中脱身,早在两千年前就开始出现了一些自动木偶人和简单的机械偶人,所以对于劳动力的解放人们从古至今一直在研究中。
随着现代化工业发展的崛起和迅速发展,人们对机械化生产的要求越来越高,于是便衍生出了一系列的工业机械手。
用作再现人们手部动作的机械装置称为机械手。
机械手是模仿人们手部和手臂部的部分动作,按先前给定的程序、轨迹和要求来实现自动抓取、搬运等操作的自动机械装置[1]。
工业机械手是近代自动控制领域中出现的一项新技术,并且经过一定阶段的发展已成为现代机械制造生产系统中的一个重要组成部分。
工业机械手涉及到机械学、力学、电器液压技术学、自动控制技术学、传感器技术学等多方面领域的综合知识。
机械手开题报告正文:1·项目背景及研究意义1·1 项目背景机械手是一种能够模拟人类手臂运动的装置,广泛应用于工业生产、医疗器械、军事领域等。
随着技术的不断发展,机械手在生产线上的应用越来越广泛,成为提高生产效率和品质的重要工具。
因此,研究机械手的设计和控制策略具有重要的理论和实际意义。
1·2 研究意义本项目旨在实现一个具有高精度、高速度和高可靠性的机械手系统。
该系统将能够完成人类手臂的复杂任务,提高生产效率和质量,减少劳动力成本。
此外,机械手还可以应用于危险环境下的作业,保障工人的安全。
2·研究目标与内容2·1 研究目标本项目的研究目标是设计并实现一个复杂任务的机械手系统,实现机械手的高精度、高速度和高可靠性。
2·2 研究内容a·机械手系统的结构设计:包括机械手的关节设计、传动系统设计、执行器设计等。
b·机械手系统的运动学分析:通过建立机械手的数学模型,研究机械手的运动规律和工作空间。
c·机械手系统的控制策略:包括机械手的运动控制、路径规划和力控制等。
d·机械手系统的性能评估:通过实验验证机械手系统的精度、速度和可靠性等指标。
3·研究方法与技术路线3·1 研究方法a·理论研究法:分析机械手的工作原理、运动规律和控制策略,建立数学模型。
b·数值模拟法:通过计算机仿真,验证机械手系统的运动学和控制算法的正确性和有效性。
c·实验研究法:设计实验平台,对机械手系统进行性能测试和评估。
3·2 技术路线a·机械手系统的结构设计:根据任务需求设计机械手的结构,选取合适的传动系统和执行器。
b·机械手系统的运动学分析:建立机械手的运动学模型,分析机械手的位姿、速度和加速度特性。
c·机械手系统的控制策略:设计机械手的运动控制算法、路径规划算法和力控制算法。
基于PMAC的喷涂机器人语言系统的研究的开题报告一、选题背景随着现代化制造业的发展,机器人技术越来越得到广泛的应用,其中喷涂机器人作为一种重要的工业机器人,被广泛应用于汽车、机械、船舶、建筑等行业中。
喷涂机器人的运动规划与控制是喷涂过程中的关键技术,其精度和效率对产品的质量和生产成本都有着至关重要的影响。
因此,研究基于PMAC的喷涂机器人语言系统,对喷涂机器人的运动控制进行深入研究和探索,将有助于提高其精度和效率,进而提升喷涂生产的质量和效益。
二、研究内容与目的本课题的研究内容主要是基于PMAC(Programmable Multi-Axis Controller)的喷涂机器人语言系统,通过对PMAC程序设计的深入研究,对喷涂机器人的运动规划和控制进行探究,实现喷涂机器人在不同工况下的运动控制和精度调整。
具体研究内容包括:1. PMAC程序设计原理研究;2. 喷涂机器人控制系统结构设计;3. 喷涂机器人运动控制算法设计;4. 喷涂机器人精度调整算法设计。
本研究旨在深入了解PMAC程序设计的原理,设计出基于PMAC的喷涂机器人语言系统,通过对喷涂机器人运动规划和控制的研究,提高其运动控制精度和效率,为机器人喷涂生产提供技术支持。
三、研究方法与步骤本研究采用文献调研法、理论分析法、实验研究法等方法,以实验室现有的喷涂机器人为研究对象,开展以下具体步骤:1. PMAC程序设计原理研究。
对PMAC控制卡的工作原理和程序语言进行深入研究,熟悉PMAC的基本命令和组态参数,研究PMAC的运动控制功能,为喷涂机器人语言系统的设计奠定基础。
2. 喷涂机器人控制系统结构设计。
分析喷涂机器人的结构及其运动特性,设计喷涂机器人控制系统结构,包括软硬件系统组成、通信接口、传感器等。
3. 喷涂机器人运动控制算法设计。
基于PMAC的语言系统,研究喷涂机器人运动控制算法,采用PID算法和二次曲线插值算法,对喷涂机器人的位置和速度进行运动控制,实现喷涂轨迹的控制和优化。
主从式随动喷塑机器人的研究的开题报告一、选题背景与意义随着信息技术、自动化技术和机器人技术的不断发展,自动化生产方式已经成为企业提高生产效率、保障产品质量、降低成本的必然选择。
在自动化生产中,机器人作为一种高效、精准、无疲劳的自动化设备,被广泛应用于各个领域。
喷涂行业是机器人应用最为广泛的领域之一,喷涂机器人可以根据用户的需要进行喷涂,并可以实现高速度、高效率、高质量的喷涂;同时,它还具有操作简便、可靠性高、精度高等特点。
当前,多数喷塑机器人采用主从式随动方式,并随着各种新型涂料和特殊喷涂需求的出现而演进,对喷塑机器人在控制算法和结构优化方面提出了更高的要求。
因此,对主从式随动喷塑机器人的研究具有重要的现实意义和理论意义。
二、研究内容和方法本课题将研究主从式随动喷塑机器人的关键技术及其应用,包括机器人控制算法、工作条件下的机器人动力学问题及结构优化设计。
具体内容如下:(1)主从式随动喷塑机器人的控制算法。
研究不同控制算法在不同工况下的应用效果,并进行性能评价和优化。
同时,设计并实现控制系统,根据系统需求开发适用于喷涂机器人的控制软件和相关算法。
(2)工作条件下的机器人动力学问题。
对机器人在喷涂过程中的力学特性进行建模和分析,并针对喷涂等复杂的现场工况,开发数值模拟方法,模拟机器人在不同工况下的运动和力的变化。
(3)结构优化设计。
研究主从式随动喷塑机器人的结构设计,优化机器人的稳定性、灵活性和精度,并进行机器人结构的实验验证。
三、预期成果及贡献本课题的研究预期将会取得以下成果:(1)研究主从式随动喷塑机器人的控制算法,提高机器人的自适应控制能力和反应速度,实现机器人更高效的喷涂操作。
(2)建立机器人在喷涂过程中的力学特性模型,为机器人的运动和力的调节提供指导。
(3)优化主从式随动喷塑机器人的结构设计,提高机器人的稳定性、灵活性和精度,实现更高质量的喷涂效果。
本研究的成果将为主从式随动喷塑机器人的技术发展提供理论和实践基础,为提高喷涂行业的自动化水平和技术水平做出贡献。
理工学院毕业设计(论文)开题报告题目:铣床自动上下料点位控制机械手的设计学生姓名:韩抟彬学号: 10L*******专业:机械设计制造及其自动化指导教师:***2014年3月31日毕业设计开题报告摘要;在当今大规模制造业中,企业为提高生产效率,保障产品质量,普遍重视生产过程的自动化程度,工业机器人作为自动化生产线上的重要成员,逐渐被企业所认同并采用。
工业机器人的技术水平和应用程度在一定程度上反映了一个国家工业自动化的水平,目前,工业机器人主要承担着焊接、喷涂、搬运以及堆垛等重复性并且劳动强度极大的工作,工作方式一般采取示教再现的方式。
PLC是以现代微处理器技术为核心的控制器,作为一种通用的工业控制器,其可靠性高、抗干扰能力强;PLC由于采用现代大规模集成电路技术,采用严格的生产工艺制造,内部电路采取了先进的抗干扰技术,具有很高的可靠性,此外,PLC带有硬件故障自我检测功能,出现故障时可及时发出警报信息;PLC采用光电隔离和滤波技术有效抑制外部干扰源对PLC的影响,此外PLC还可在强、通用性好;开发周期短,功耗小。
本课题对现代工业的的发展具有很重要的意义。
1.课题研究的目的和意义1.1本课题的意义机械手又名工业机器人,是近代自动控制领域中出现的一项新技术,并已成为现代科技的一个重要组成部分。
在机械行业中,机械手越来越广泛的得到应用,它可用于零部件的组装,加工工件的搬运、装卸,特别是在自动化数控机床、组合机床上使用更为普遍。
目前,机械手已发展成为柔性制造系统FMS和柔性制造单元FMC中一个重要组成部分。
把机床设备和机械手共同构成一个柔性加工系统或柔性制造单元,可以节省庞大的工件输送装置,结构紧凑,而且适应性很强。
机械手的积极作用正日益为人们所认识,其一,它能部分地代替人的劳动并能达到生产工艺的要求,遵循一定的程序、时间和位置来完成工件的传送。
因此,它能大大地改善工人的劳动条件,加快实现工业生产机械化和自动化的步伐。
机械手开题报告机械手开题报告一、背景介绍机械手作为一种重要的工业自动化设备,广泛应用于制造业、物流业、医疗等领域。
它能够模拟人手的运动,完成各种复杂的操作任务,提高生产效率和产品质量。
随着科技的不断进步,机械手的应用领域和功能也在不断拓展,因此对机械手的研究和开发具有重要意义。
二、研究目的本次研究旨在设计和开发一种高效、灵活的机械手系统,以满足不同行业的需求。
通过深入研究机械手的工作原理和结构设计,探索机械手在自动化生产中的应用潜力,提高生产效率和产品质量。
三、研究内容1. 机械手的工作原理机械手主要由机械结构、传动系统、控制系统和感知系统等组成。
机械结构决定了机械手的运动方式和灵活性,传动系统实现机械手的力和速度传递,控制系统对机械手进行精确控制,感知系统使机械手能够感知周围环境和物体。
2. 机械手的结构设计机械手的结构设计是保证其正常工作的基础。
根据不同的应用场景和任务需求,可以设计不同类型的机械手,如平行机械手、串联机械手和混合机械手等。
结构设计需要考虑机械手的负载能力、工作空间、精度要求等因素,以实现最佳的性能和效果。
3. 机械手的控制方法机械手的控制方法有很多种,包括基于传感器的反馈控制、基于模型的预测控制、基于学习的自适应控制等。
不同的控制方法适用于不同的任务和环境,需要根据具体情况选择合适的控制策略,以实现机械手的精确控制和优化性能。
4. 机械手的应用案例机械手在各个行业都有广泛的应用,如汽车制造、电子制造、食品加工等。
以汽车制造为例,机械手可以完成汽车零部件的搬运、焊接、装配等任务,大大提高了生产效率和产品质量。
通过研究机械手的应用案例,可以深入了解机械手在不同行业中的作用和优势。
四、研究方法本次研究将采用文献研究和实验研究相结合的方法,通过查阅相关文献了解机械手的研究现状和最新进展,同时设计并搭建实验平台,对机械手的性能和控制方法进行实验验证。
五、预期成果通过本次研究,预期可以设计和开发一种高效、灵活的机械手系统,并实现对其性能和控制方法的验证。
机械手开题报告机械手开题报告摘要本文主要介绍了机械手开发的背景、意义、研究现状及未来发展趋势。
机械手是一种人工智能设备,广泛应用于工业生产领域,提高了生产效率和质量。
目前,机械手的研究发展正面临着越来越大的挑战。
未来机械手将更加智能化、精准化和人性化,成为工业生产的重要工具。
关键词:机械手;人工智能;工业生产;未来发展趋势一、引言机械手是一种人工智能设备,具有高精度、高速度和高稳定性等优点,在工业生产中广泛应用,是工业自动化的重要组成部分。
随着科技的发展和市场需求的不断变化,机械手也不断发展和升级。
本文将介绍机械手的开发背景、意义、研究现状以及未来发展趋势,为机械手的开发和应用提供一定的参考价值。
二、机械手的开发背景和意义随着现代工业的发展,传统的手工生产已不能满足市场需求。
机械手的出现,不仅提高了生产效率和质量,还节省了人力成本,成为工业生产中必不可少的工具。
机械手的应用领域也在不断扩展,如汽车制造、电子设备制造、化工制药等领域都广泛使用机械手完成自动化生产,使得工业生产更加高效和安全。
三、机械手的研究现状目前,机械手的研究主要集中在以下几个方向:1.机器视觉技术在机械手中的应用机器视觉技术是指通过多种技术手段,使计算机具有感知、理解、处理、识别等人类视觉的能力。
机器视觉技术已广泛应用于机械手中,可以实现对工件的快速定位、精确识别和操作控制等功能,提高了机械手的自动化水平和精度。
2.机械手的智能控制技术智能控制技术是指在机器人系统中使用专门的传感器、软件和硬件设备,使机器人能够自主规划任务和自主决策,实现智能化控制。
智能控制技术已成为机械手研究的重点方向之一,主要应用于复杂、多变的工业生产环境中,提高了机械手的灵活性和自适应性。
3.机械手的仿生学技术仿生学技术是指通过对自然界生物的研究和模仿,进行工程设计和制造的技术。
仿生学技术在机械手的研究中也被广泛应用,如借助蜘蛛的爬行机理设计能够爬行的机械手,借助鱼的游泳原理设计水下机械手等。
机械手开题报告机械手开题报告一、项目背景机械手是一种具有自主控制能力的装置,能够模拟人手的动作完成各种操作任务。
机械手在工业生产、医疗、服务等领域具有广泛的应用潜力。
为了满足不同领域的需求,开发一款高效、稳定、灵活的机械手成为迫切需求。
二、项目目标本项目旨在设计并制作一款性能优良的机械手。
具体目标如下:⒈实现多轴控制,可实现六个自由度运动。
⒉具备高精度定位和夹持能力。
⒊在不同工作环境下表现稳定可靠。
⒋实现多种操作模式切换的功能。
⒌具备自主学习和自适应能力。
三、技术路线⒈机械结构设计:(1) 设计机械手的结构形式,包括关节型、平行机构型等。
(2) 选择合适的材料和驱动装置,实现机械手的运动。
(3) 进行结构强度分析和优化设计。
⒉控制系统设计:(1) 选用合适的传感器和编码器,获取机械手运动状态。
(2) 设计控制算法,实现机械手的运动规划和轨迹控制。
(3) 设置多种操作模式,如远程控制、自主学习等。
⒊系统集成与测试:(1) 将机械结构和控制系统进行集成。
(2) 进行功能测试,验证机械手的性能和稳定性。
(3) 对系统进行调整和优化。
四、项目计划⒈第一阶段(3个月):(1) 进行市场调研,了解用户需求和竞争情况。
(2) 进行机械结构设计和材料选型。
(3) 进行关键技术验证实验。
⒉第二阶段(4个月):(1) 完成机械手的初步设计和制作。
(2) 进行控制系统设计和算法开发。
(3) 进行系统集成与测试。
⒊第三阶段(2个月):(1) 优化机械结构和控制系统。
(2) 进行性能测试和功能验证。
(3) 准备项目展示和验收。
五、风险分析⒈技术风险:(1) 机械结构设计不合理,导致运动不稳定。
(2) 控制系统算法难以实现,无法满足需求。
(3) 材料选型错误,导致机械手性能不佳。
⒉时间风险:(1) 设计制作周期过长,无法按计划完成。
(2) 外部供应商无法按时提供所需材料和零部件。
⒊成本风险:(1) 材料和设备价格的波动,导致成本超出预算。
静电喷涂机器人旋杯雾滴轨迹仿真研究的开题报告一、选题背景和意义静电喷涂技术是一种非常重要的表面处理技术,广泛应用于汽车、电子设备、建筑材料等领域。
随着自动化技术的发展和机器人技术的应用,静电喷涂机器人已经成为生产加工中的常见设备。
然而,为了保障产品质量和提高生产效率,机器人的运动路径规划、姿态控制等方面需要不断优化。
其中,旋杯雾滴轨迹仿真技术是静电喷涂机器人优化过程中的重要组成部分,能够有效地提高产品质量,提高生产效率。
本文旨在对静电喷涂机器人旋杯雾滴轨迹仿真技术进行深入研究,探讨其在优化机器人运动路径规划、姿态控制等方面的应用,为静电喷涂机器人的自动化生产提供有益的支持和帮助。
二、研究内容和目标本文旨在建立静电喷涂机器人旋杯雾滴轨迹仿真模型,探讨其在优化机器人运动路径规划、姿态控制等方面的应用,具体研究内容和目标如下:1. 对静电喷涂机器人的结构和工作原理进行了解和研究,掌握旋杯雾滴喷头的结构和喷杯特性。
2. 建立静电喷涂机器人旋杯雾滴轨迹仿真模型,运用相关软件对不同机器人姿态和喷头喷雾参数进行模拟,探究不同参数下喷头的喷雾能力。
3. 分析静电喷涂机器人旋杯雾滴模型的特点和优点,探讨其在机器人路径规划、姿态控制和测量中的应用。
4. 通过实验验证,测试模型的准确性和应用效果,评估静电喷涂机器人旋杯雾滴轨迹仿真技术在优化机器人运动路径规划、姿态控制等方面的作用。
三、研究方法和步骤本文主要采用文献调研、数值仿真、实验验证等方法,具体步骤如下:1. 文献调研。
对静电喷涂技术、机器人运动路径规划和姿态控制等方面的研究成果和现状进行综合调研和分析。
2. 模型建立。
参考文献和实验数据,建立静电喷涂机器人旋杯雾滴轨迹仿真模型,进行参数设置、软件仿真等工作,获得喷头在不同条件下的喷雾效果。
3. 特点分析。
分析模型的特点和优点,探讨其在机器人路径规划、姿态控制和测量中的应用。
4. 实验验证。
通过实验验证模型的准确性和应用效果,评估静电喷涂机器人旋杯雾滴轨迹仿真技术在优化机器人运动路径规划、姿态控制等方面的作用。
机械手设计开题报告机械手设计开题报告一、引言机械手是一种能够模拟人手动作的机械装置,广泛应用于工业生产、医疗手术、空间探索等领域。
随着科技的不断进步,机械手的设计和性能也在不断提高。
本文旨在探讨机械手的设计问题,包括机械结构、控制系统以及应用领域等方面。
二、机械结构设计机械手的结构设计是保证其正常运行的基础。
在机械结构设计中,需要考虑机械手的运动自由度、力学性能以及材料选择等因素。
例如,在设计机械手的关节时,需要考虑到其承受的力矩和速度要求,选择合适的传动装置和驱动方式。
此外,还需要考虑机械手的重量和尺寸,以便适应不同的工作环境。
三、控制系统设计机械手的控制系统是实现其精确控制的关键。
在控制系统设计中,需要考虑机械手的运动规划、传感器选择以及控制算法等问题。
例如,在机械手的运动规划中,可以采用逆运动学算法来确定机械手各个关节的位置和速度。
同时,还需要选择合适的传感器,如力传感器和视觉传感器,以便实时获取机械手的状态信息。
四、应用领域机械手广泛应用于各个领域,如工业生产、医疗手术和空间探索等。
在工业生产中,机械手可以代替人工完成重复、繁琐的工作,提高生产效率和质量。
在医疗手术中,机械手可以辅助医生进行精确的手术操作,减少手术风险和病人痛苦。
在空间探索中,机械手可以进行危险环境下的探测和维修工作,拓展人类的探索能力。
五、挑战与展望机械手设计面临着一些挑战,如精确度、稳定性和成本等问题。
在精确度方面,机械手需要具备高精度的运动控制能力,以满足不同应用领域的需求。
在稳定性方面,机械手需要具备良好的抗干扰能力,以应对外界环境的变化。
在成本方面,机械手的设计和制造需要考虑到成本效益,以提高其市场竞争力。
未来,随着科技的不断进步,机械手的设计和性能将会得到进一步提升。
例如,随着人工智能技术的发展,机械手可以通过学习和优化算法来提高其自主控制能力。
同时,随着新材料和新工艺的出现,机械手的结构和性能也将得到改善。
篇一:机械手开题报告附表6:郑州科技学院毕业设计(论文)开题报告注:课题来源要填写明确(如教师拟定、学生建议、某企事业单位项目等)课题类型:(1)a —工程设计;b—技术开发;c—软件工程;d—理论研究;e—调研报告(2)x—真实课题;y—模拟课题;z—虚拟课题;要求(1)、(2)均要填,如ay,by等。
开题报告内容:(调研资料的准备,设计的目的、要求、思路与预期成果;任务完成的阶段内容及时间安排;完成设计(论文)所具备的条件因素等。
)篇二:机械手开题报告本科毕业设计开题报告题目:铣床上下料机械手结构与控制系统设计院(系):机械工程学院班级:机电08-4班姓名:杨绍宝学号:************指导教师:李大勇教师职称:黑龙江科技学院本科毕业设计开题报告篇三:机械手开题报告毕业设计(论文)开题报告题目装配机械手机构设计姓名冯斌海学号 3070612115专业班级 07机械电子04班指导教师张智焕分院机电与能源工程分院日期 2011年 3月5日摘要机械手是近几十年发展起来一种高科技自动化生产设备,它对稳定、提高产品质量、提高生产效率、改善劳动条件和产品的快速更新换代起着十分重要的作用,随着工业机械化和自动化的发展以及气动技术自身的一些优点,气动机械手已经广泛应用在生产自动化的各个行业。
本文就气动机械手的应用现状和发展前景作了简单概述。
扩展我们的知识面和专业面,可以加强对自己的思维训练和能力培养,还可以填补空白,提高生产效率,很大的现实意义。
关键词:气动机械手;研究方向;发展趋势1.机械手国内外发展现状工业机械手最早应用在汽车制造工业,常用于焊接、喷漆、上下料和搬运。
工业机械手延伸和扩大了人的手足和大脑功能,它可替代人从事危险、有害、有毒、低温和高温等恶劣环境中工作:代替人完成繁重、单调重复劳动,提高劳动生产率,保证产品质量。
目前主要应用与制造业中,特别是电器制造、汽车制造、塑料加工、通用机械制造及金属加工等工业。
基于PMAC的喷涂机器人控制系统关键技术的研究的开题报告1. 研究背景及意义喷涂技术在汽车制造、航空航天、建筑装饰等领域有着广泛的应用,而自动化喷涂机器人已经成为工业生产中必不可少的设备。
其中,基于PMAC(Programmable Multi-Axis Controller)的喷涂机器人控制系统因其高效、精准、稳定的特点,成为当前研究热点之一。
本课题旨在探究PMAC控制器在喷涂机器人控制系统中的应用及其关键技术。
2. 研究内容本课题主要研究内容包括:(1)PMAC控制器的原理及特点:介绍PMAC控制器的结构、功能、工作原理及其在喷涂机器人控制中的优势。
(2)喷涂机器人运动控制算法:探究利用PMAC控制器实现喷涂机器人在三维空间内的运动控制算法,包括角度控制、速度控制、位置控制等。
(3)喷涂机器人喷涂路径规划算法:研究利用PMAC控制器实现喷涂机器人的喷涂路径规划算法,包括喷涂轨迹生成、插值算法、路径优化等。
(4)PMAC控制器与机器人外部设备的协同控制:研究如何将PMAC控制器与喷涂机器人外部设备进行协同控制,包括传感器、执行器、设备接口等。
3. 研究方法与技术路线本课题的主要研究方法包括理论分析、模拟仿真和实验验证。
具体的技术路线如下:(1)理论分析:通过对PMAC控制器的原理、性能和应用场景进行深入分析,确定其在喷涂机器人控制系统中的应用方法。
(2)模拟仿真:利用Matlab或Simulink等软件对机器人的运动控制算法和喷涂路径规划算法进行模拟仿真,验证算法的有效性。
(3)实验验证:搭建喷涂机器人控制系统的硬件平台,并进行实验验证,包括喷涂轨迹规划、喷涂轨迹跟踪等性能测试。
4. 预期结果与应用价值通过本课题的研究,预期达到以下成果:(1)详细分析PMAC控制器在喷涂机器人控制系统中的应用方法及其优势。
(2)探究利用PMAC控制器实现机器人的运动控制算法和喷涂路径规划算法,提高喷涂精度和效率。
简易小型直角坐标机械手1 机械手1.1 机械手的定义机械手是模仿着人手的动作,按给定程序、轨迹和要求实现自动抓取、搬运或操作的机械装置。
在工业生产中应用的机械手被称为“工业机械手”。
1.2 机械手的作用生产中应用机械手可以提高生产的自动化水平和劳动生产率;可以减轻劳动强度、保证产品质量、实现安全生产;尤其在高温、高压、低温、低压、粉尘、易爆、有毒气体和放射性等恶劣的环境中,它代替人进行正常的工作,意义更为重大。
因此,在机械加工、冲压、铸、锻、焊接、热处理、电镀、喷漆、装配以及轻工业、交通运输业等方面得到越来越广泛的应用。
机械手的结构形式开始比较简单,专用性较强,仅为某台机床的上下料装置,是附属于该机床的专用机械手。
随着工业技术的发展,制成了能够独立的按程序控制实现重复操作,使用范围比较广的“程序控制通用机械手”,简称通用机械手。
由于通用机械手能很快地改变工作程序,适用性较强,所以它在不断变换生产品种的中小批量生产中获得广泛的应用。
1.3 机械手的分类及特点工业机械手的种类很多,关于分类的问题,目前在国内尚无统一的分类标准,在此暂按使用范围、驱动方式和控制系统等进行分类。
机械手可分为专用机械手和通用机械手两种:(1)专用机械手它是附属于主机的、具有固定程序而无独立控制系统的机械装置。
专用机械手具有动作少、工作对象单一、结构简单、使用可靠和造价低等特点,适用于大批量的自动化生产的自动换刀机械手,如自动机床、自动线的上、下料机械手和加工中心。
(2)通用机械手它是一种具有独立控制系统的、程序可变的、动作灵活多样的机械手。
在性能范围内,其动作程序是可变的,通过调整可在不同场合使用,驱动系统和控制系统是独立的。
通用机械手的工作范围大、定位精度高、通用性强,适用于不断变换生产品种的中小批量自动化的生产。
通用机械手按其控制定位的方式不同可分为简易型和伺服型两种:简易型以“开一关”式控制定位,只能是点位控制,伺服型可以是点位的,也可以实现连续控制,伺服型具有伺服系统定位控制系统,一般的伺服型通用机械手属于数控类型。
喷涂机器人连续3R斜交非球型手腕设计方法与实践的开题报告一、研究背景和意义喷涂机器人是现代工业中广泛使用的自动化设备之一,因为其速度快、效率高,能够在相对较短的时间内完成大量生产任务,特别适用于大规模生产。
然而,对于传统的喷涂机器人,其喷涂范围和精度受到较大限制,不能满足复杂工件上的喷涂需求。
为了解决这个问题,本研究提出连续3R斜交非球型手腕设计方法,旨在改善喷涂机器人的喷涂范围和精度,提高自动化生产效率和产品质量。
二、主要研究内容和方案2.1 连续3R斜交非球型手腕的设计原理本研究基于连续3R手腕的基本原理,将其改进为3R斜交手腕,并应用非球型机构设计思想,实现了更大的扩展性和更灵活的控制。
2.2 手腕关节参数的确定方法确定手腕关节参数是机器人设计的重要环节。
本研究将使用优化算法和数值模拟方法,以最小化喷涂误差和最大化稳定性为目标,确定手腕关节的设计参数。
2.3 手腕关节的机械结构设计根据前两个环节确定的手腕关节参数,本研究将进行机械结构设计。
本研究的手腕关节采用高强度材料制造,以确保机器人喷涂过程中的高速和高精度。
三、预期研究结果和贡献预计本研究将通过设计和制造连续3R斜交非球型手腕,解决传统喷涂机器人的喷涂精度和范围受限的问题,提高自动化生产效率和产品质量,为喷涂机器人的进一步发展做出有力的贡献。
四、研究方法与技术路线本研究将采用以下方法和技术:1. 研究手腕关节的运动学和动力学特性。
2. 实验评估机器人的喷涂精度和范围。
3. 应用优化算法和数值模拟方法,设计和确定手腕关节参数;4. 进行机械结构设计和制造,评估和测试机器人的性能和可靠性。
五、研究进度安排第一年:研究手腕关节的运动学和动力学特性,并确定手腕关节的设计参数。
第二年:进行手腕关节的机械结构设计和制造,并进行实验评估机器人的喷涂精度和范围。
第三年:对机器人进行性能和可靠性测试,并完善论文写作,完成论文答辩。
六、预期成果和应用前景本研究的成果将提高喷涂机器人的生产效率和产品质量,推进自动化生产技术的发展,为工业化生产提供可靠的技术支持和保障。
机械手开题报告一、项目背景随着我国经济的快速发展,制造业对自动化、智能化的需求日益增长。
机械手作为自动化生产线上的关键设备,其性能与可靠性直接影响到生产效率和产品质量。
近年来,我国在机械手领域取得了显著成果,但仍存在一定差距。
本课题旨在研究一种新型机械手,以提高我国机械手的技术水平和市场竞争力。
二、研究意义1. 提高生产效率:新型机械手能够实现高精度、高速、高效率的抓取与放置操作,从而提高生产效率,降低人力成本。
2. 优化产品质量:机械手在操作过程中,能够保证产品质量的一致性,降低次品率。
3. 促进产业升级:新型机械手的研究与开发,有助于推动我国制造业向智能化、自动化方向发展,提高产业竞争力。
4. 培养人才:本项目的研究与实施,将为我国培养一批具备机械手研发、应用能力的专业人才。
三、研究内容1. 机械手结构设计:采用模块化设计,实现机械手的快速组装与维护。
引用高级句子:在结构设计过程中,力求实现机械手的轻量化、高可靠性和易维护性。
2. 控制系统设计:研究高性能控制系统,实现机械手的精确运动与协同作业。
引用高级句子:控制系统设计遵循高精度、高稳定性、高可靠性的原则,确保机械手在各种工况下均能稳定运行。
3. 传感器应用:研究新型传感器在机械手中的应用,提高机械手的感知能力。
引用高级句子:传感器技术在机械手中的应用,将使机械手具备更为敏锐的感知和适应能力。
4. 仿真与实验验证:通过仿真软件对机械手进行仿真分析,验证其性能指标。
引用高级句子:仿真与实验验证环节,将确保机械手在实际应用中的可靠性和稳定性。
四、研究方法1. 文献研究法:查阅国内外相关文献,了解机械手领域的研究现状和发展趋势。
2. 逆向分析法:对现有机械手进行逆向分析,总结其优点和不足,为新型机械手的设计提供借鉴。
3. 设计分析法:采用模块化设计方法,对机械手进行结构设计、控制系统设计和传感器应用等方面进行分析。
4. 仿真与实验法:利用仿真软件对机械手进行仿真分析,并通过实验验证其性能指标。
一 机器人的研究背景 意义和现状 1.1 研究的背景和意义 机器人是一种能够进行编程并在自动控制下执行某些操作和移动作业任务的机械装置。机器人技术作为二十一世纪非常重要的技术,与网路技术、通信技术、基因技术、虚拟现实技术等一样,属于高新技术。它涉及的学科有材料科学、控制技术、传感器技术、计算机技术、微电子技术、通讯技术、人工智能、仿生学等等很多学科机械臂作为机器人最主要的执行机构,对它的研究越来越受到工程技术人员的关注。 一个机械臂系统主要包括机械、硬件和软件、算法这四个部分。到具体设计需要考虑结构设计、控制系统设计、运动学分析、动力学分析、轨迹规划研究、路径规划研究、运动学动力学仿真等部分。对于一套轻便型机械臂的研发,需要把各个部分紧密联系,互相协调设计。随着时代的进步,机器臂技术的应用越来越普及,已逐渐渗透到军事、航天、医疗、日常生活及教育娱乐等各个领域。目前实际应用的绝大多数机器臂都是固定在基座上的,它们只能固定在某一位置上进行操作,因而其应用范围多限于工业生产中的重复性工作。于是实际 生产生活中迫切需要一种活动空间大,能适用于各种复杂环境和任务的可移动机器人。由于移动机器人工作空间大、运动灵活等优点,对它们的研究也是越来越多,但是这种机器人很多都是实现移动的,并没有可控制的手臂,所以没有抓取物体的功能。为了让移动机器人能够完成简单的作业,在它上面安装两只轻型服务型机械臂显的尤其必要。 1.2 国内外机械臂研究现状 机械臂的研究最早可追溯到 20 世纪 40 年代,美国 Argonne&Oak Ridge 国家实验室开发了用于处理放射性物质的遥控机械操作手。1954 年,美国的 GeorgeDevol 首先把远程控制器的杆结构与数控铣床的伺服轴结合起来,研制出了第一台通用机械臂。1978 年,Devol 的 Unimation 公司(现在叫 Staubli Unimation)推出通用工业机器人 PUMA,标志着工业机器人技术已经完全成熟。这属于第一代机器臂,这类机器臂主要是指能以“示教—再现”方式工作的工业机器人。智能机器人和第一代工业机器人不一样,它具有像人那样的感觉、识别、推理、判断能力,可以根据外界条件的变化,对自己的工作做相应的调整。如果修改程序的原则由人预先给以规定,这种智能机器人便是初级智能机器人,即第二代机器人。这种智机器臂技术也逐渐成熟,走向实用。在工业生产中,许多用于组装的机器臂,便是这类机器臂。 1.2.1 国外机械臂研究现状 从 20 世纪 40 年代机械臂诞生到现在,已经有 70 多年了,随着时间的推移对机械臂的研究热度非但没有减弱,相反对它的研究是越来越深入。图 1-2 显示出机械臂应用的一些场合。比如:航天、喷漆、弧焊、医疗等都用到了机械臂。机械臂给我们生活带来方便的同时也改变着我们的生活,以前必须用人完成的任务,现在一款机械臂便能出色地完成所有任务。 1.2.2 国内机械臂研究现状 我国机器人的研究和开发可追溯到六十年代,概括而言,其发展历程可以人致分为如下三个阶段。 第一阶段(1987-1993):以三种类型五个型号机器人的研究开发为战略目标,跟踪国外机器人高技术的发展,确定了自动化领域 2000 年最终战略目标,其中智能机器人包括三种类型的目标产品,即智能型装配机器人、水深 300 米以下的无缆自治式水下机器人及自治式移动机器人。1986 年我国开展了“七五”机器人攻关计划,1987 年“863”高技术计划将机器人方面的研究开发列入其中。最初我国在机器人方面的研究主要目的是跟踪国际先进的器人技术,之后我国在机器人技术及应用方面取得了很大成就,主要研究成果有:哈尔滨工业大学研制的两足步行机器人;北京自动化研究所 1993 年研制的喷涂机械臂等。 第二阶段(1993-1997):将机器人技术渗透、应用到国民经济各行业,直接为国民经济建设服务作为这一阶段的主要战略目标,确定了以特种机器人与工业机器人及其应用并重、以应用带动机器人目标产品开发、以应用带动关键技术和应用基础研究、以应用带动系统集成技术与关键部件突破的发展方针,努力推动科技成果转化,使机器人技术的发展成为高技术产业化的技术源头,直接为国民经济建设主战场服务。主要研究成果有:北京自动化研究所 1995 年完成的高压水切割机器人;国家开放实验和研究单位沈阳自动化研究所完成的有缆深潜 300米机器人、无缆深潜机器人、遥控移动作业机器人等。第三阶段(1997-现在)在继续实施第二阶段战略目标的同时,提出中国机器人事业可持续发展的新的战略目标,采取多种措施,大力加强基地与队伍建设,特别是机器人的产业化发展,积极做好“十五”与计划的衔接。 总之,国内机械臂技术跟国外的机械臂相比还有很大的差距,还需要我们投 入更多的精力、人力和财力去研究。
二 本课题的研究现状、研究目的及意义 1、研究现状: 喷涂机械手是七十年代发展起来的自动化机械,它可以模仿人手的动作区完成喷漆作业,程序可按需要变动,所以适合多品种小批量生产。机械手能够突破人体生理条件极限,代替人们去从事高温、放射性、喷雾、沙尘等危险、繁重而又单调的工作。 喷漆机械手在国外已经广泛应用,而我国主要采用进口的机械手。工业机器人主要承担着焊接、喷涂、搬运以及堆垛等重复性并且劳动强度极大的工作,工作方式一般采取示教再现的方式。 目前我国喷漆行业比较缺乏喷漆机械手,因此,该产品在我国有较好的发展前景。喷漆机械手由横向手臂、直立手臂、支撑杆、摆动液压缸、支承工作台、气缸、喷枪等部分组成,它的主要功能是配合液压控制系统完成产品表面的喷漆工作。 2、研究目的及意义: 本课题所设计的喷漆机械手适合目前我国喷漆生产的要求,能够达到喷涂质量好、工作性能稳定等目的。在当今大规模制造业中,企业为提高生产效率,保障产品质量,普遍重视生产过程的自动化程度,工业机器人作为自动化生产线上的重要成员,逐渐被企业所认同并采用。工业机器人的技术水平和应用程度在一定程度上反映了一个国家工业自动化的水平, 工业机械手是工业生产的必然产物,它是一种模仿人体上肢的部分功能,按照预定要求输送工件或握持工具进行操作的自动化技术设备,对实现工业生产自动化,推动工业生产的进一步发展起着重要作用。因而具有强大的生命力受到人们的广泛重视和欢迎。实践证明,工业机械手可以代替人手的繁重劳动,显著减轻工人的劳动强度,改善劳动条件,提高劳动生产率和自动化水平。工业生产中经常出现的笨重工件的搬运和长期频繁、单调的操作,采用机械手是有效的。此外,它能在高温、低温、深水、宇宙、放射性和其他有毒、污染环境条件下进行操作以保护人身安全,更显示其优越性,有着广阔的发展前途。 三 本课题的研究内容 本课题主要涉及到以下三部分内容: 第一,喷漆式机器人的机械结构的设计; 第二,机器臂的腰部回转关节以及大臂小臂和手腕的三个回转关节的液压缸设计 第三,控制系统运动的液压系统的设计。
机械结构的设计包括机器人的底座 腰部回转关节 大臂小臂 手腕的材料选择和成型设计以及它们之间的联接设计。设计中包括小臂平衡机构,小臂采用弹簧平衡的方法,大臂采用凸轮弹簧平衡组合。腰部回转关节,大臂小臂的回转关节,采用滑动油缸驱动,手腕采用三个转动关节轴 及液压缸驱动。液压系统的设计包括液压泵、电机的选择,油箱的设计、液压回路的设计以及其它液压元件的选用。 四 实施方案
1根据课题的需求,参考书籍资料,采用关节式喷漆机器人的模版,参考的效果图如下,
后期会进行调整。 机器臂初步设定的主要技术参数
2驱动机构的选择 根据动力源的不同, 工业机械手的驱动机构大致可分为液压、气动、电动和机械驱动等四类。采用液压机构驱动机械手,结构简单、尺寸紧凑、重量轻、控制方便,驱动力大等优点。因此,机械手的驱动方案选择液压驱动。 五 课题内我要做的主要内容与任务安排 5.1 主要内容 1大臂部件设计 2小臂部件设计 3手腕(含手)设计 4零件设计 5.2 任务安排 1.大臂部件设计图; 1-1.5 A0 2.小臂部件设计图: 1-1.5 A0 3.手腕部件设计图: 1-1.5 A0 4.零件图: 1-2张A2; 5.完成设计说明书,不少于两万字,格式见理工类毕业设计(论文)模版; 6.参考文献15篇以上,其中外文文献不少于5篇; 7.翻译相关的外文资料不少于5000汉字; 5.3进度安排 第一、二周,利用学校图书馆和网络资源,查阅资料,节约书籍,收集相关文献; 第三周,撰写文献综述和楷体报告,进行方案论证与方案设计; 第四周,与指导教师讨论方案的可行性,请导师提出意见,准备开题报告; 第五周,参考机械设计手册,开始设计计算,进行机器人的受力分析; 第六周,完成机器人的计算; 第七至九周,完成机器人的总装配图及液压局部回路; 第十周,绘制总装图的同时,准备期中考核; 第十一周,完成总装图及液压局部回路的绘制; 第十二至十四周,查询相关技术手册,设计两种专业油缸,绘制零件图; 第十五至十六周,完成外文翻译;撰写毕业设计说明书; 第十七周;审查设计资料,结题答辩考核。
六 参考文献 [1] 李育红,王红卫,李芳.机器人发展概况及展望[M].河南科技.2002,01. [2] 张春生.喷漆机器人应用及发长策略[M].机器人技术与应用.1994,3:22~26. [3] 杨志勇,张大卫,吴军.喷漆机械手优化设计及其计算扭矩控制[M].机床与液 压.2003.NO.5:52~56. [4] 王焱,赵德安,王振滨等.喷漆机器人喷枪最优轨迹的研究[M].江苏理工大
学学报.2001,05:第22 卷. [5]周涛.用于喷涂汽车外饰件的机器人喷枪的特点[M].汽车工艺与材料.2003,07. [6]刘国民,黄海东.摆动液压缸机构设计的一种方法[M].工程机械.1998,01.