1、本科毕业设计 (论文 )开题报告 电气工程及自动化 机械手自动送料系统设计 一、 课题研究意义及现状 在工业生产及其它领域内，由于工作的需要，人们经常受到高温，腐蚀及有毒气体 ， 因素的危害，增加了工人的劳动强度，甚至于威胁生命 。 人们急需一种机器能将工人从单调重复作业或危险环境和恶劣环境作业中解脱出来，正是在这一背景下，机器人技术的研究与应用得到了飞速的发展。其中应用最广泛的是工业机械手，它涉及到各个领域的制造也中，广泛应用于机械加工，汽车制造，摩托车制造，船舶制造，家电生产以及钢铁，化工等行业。同时机械手制造技术已 成为衡量各个国家制造水平的高低。机械手能够完成人们设定的动作，并且精确，
2、高质量的完成产品的生产，提高的劳动生产率，节约了企业的成本。 送料机械手具有模仿人手和臂 1的某些动作功能，可按固定程序抓取和搬运物件或操作工具的自动操作装置。它可代替人类从事的繁重的体力劳动以实现生产过程的自动化，同时能够在有害环境下工作以保护人身安全。 本文将针对送料机械手的特点和发展趋势，以气动装置为基础，进行了气动送料机械手的总体结构设计和气动设计，并实现对工件的抓取、搬运和卸载等功能，并提出应用 PLC控制送料机械手的 方法和途径。 二、 课题研究的主要内容和预期目标 主要内容： 1，介绍工业机器人的基本概念，现代工业及机器人的发展现状和未来发展前景。 2， 研究送料机械手的基本结构
3、，包括手臂，手爪，机座等机械方面的结果， 3， 熟悉了解送料机械手的组成和控制方式和机械手的分类方式。 4， 送料机械手系统的工作原理及气缸选型并选择合适的气缸。 5， 设计送料机械手的的气动回路设计并理解各个电磁阀在气动回路中的作用。 6， 熟悉了解 PLC控制技术，并根据可编程控制技术完成送料机械手的 完成机械手自动伸缩，抓取和放料，旋转的系统 。 7， 设计 PLC控制程序 ， 并对控制程序进行编写和调试 。 预期目标： 1， 介绍送料机械手的的组成和分类。 2， 设计完成气动回路并理解其中电磁阀的功能。 3， 设定参数，对各个气缸进行选型。 4，设计完成机械手运动的顺序功能图，及画出机
4、械手的运动的示意图。 5，完成 PLC的选 型并画出 PLC接线电气图。 6， 完成 PLC控制 程序 的编写和调试工作 。 7， 机械手初步实现。 8， 撰写大约字数在 8000 字的机械手送料系统的毕业论文设计工作。 三、课题研究的方法及措施 通过 PLC 编程实现机械手的 自动的功能 。通过执行元件在控制元件的控制下，将 空气的压力能转换为机械能，从而实现对执行机构运动控制。 了解各种机械手的分类，选择圆柱型坐标机械手的选择，根据机械手 伸缩，抓取，卸载，旋转的功能 ，选择 3 个自由度的的机械手。 由于气压传动系统使用安全，可靠，可以在高温，震荡，易爆，易燃，多尘埃，强磁，辐射等恶劣环
5、境下工作，而气动机械手作为机械手的一种，它具有结构简单，重量轻，动作迅速，平稳可靠，节能和不污染环境，容易实现无级变速，易实现复杂的动作等优点，故气动机械手被广泛应用于各行各业中 ， 气动执行元件由于都是将采取压缩空气作为动力源，其力矩都不可能很大，最常 用的是气缸。 利用 PLC 来控制机械手的动作，使用三菱 MRFX N 322 的可编程控制器。 控制系统是可编程控制器通过电信号驱动气动控制系统，气动回路驱动机械手运动，并通过反馈给可编程控制器 。 四、课题研究进度计划 1、 2011年 10月 1日 2011年 11月 11日，借阅相关书籍和文献资料，熟悉了解工业机械人的分类和各种控制方
6、式及其在有关领域中的应用，撰写文献综述、翻译外文文献和完成开题报告的填写，并进行开题答辩。 2、 2011年 12月 1日 2012年 2月 1日，完成毕业论文（设计）初稿； 3、 2012年 2月 1日 2012年 3月 1日，文成毕业论文（设计）修改稿或终稿，如果已经形成终稿则可以参加 3月份的第一次答辩。 4、 2012年 3月 10日 2012年 4月 20日，完成毕业论文（设计）终稿，参加毕业论文（设计）答辩。 五、 参考文献 1 赵曜 .自动化概论 M.北京：机械工业出版社 ,2009， 5. 2 巫莉，黄江峰 .电气控制与 PLCM.北京： 中国电力出版社 ,2011， 1. 3
7、 常斗南 .PLC 运动控制实例及解析 M.北京： 机械工业出版社 ,2010， 1. 4 李全利 .PLC 运动控制技术应用设计与实践 M.北京： 机械工业出版社 .2011， 1. 5 雷冠军 ,孔祥伟 .电气控制与 PLC 应用 M.北京： 北京理工大学出版社 ,2010.2. 6 袁任光 .可编程控制器选用与系统设计实例 M.北京： 机械工业出版社 ,2010， 1. 7 唐立平 ,马俊峰 .基于 PLC 的四自由度机械手控制系统技术 J.无锡职业技术学院 .2007.4： 35 38. 8 张应金 .PLC 在机械手搬运控制系统中的应用 J.自动化博览 ,2008.2： 9 15.
8、9 王伟 ,盛小明 ,宋吉祥 ,郑建永 .基于 PLC 控制的冲床上下料气动机械手 J.苏州大学学报 ,2011， 6： 20 25. 10 湖海清 ,李雪雪 .PLC 与自动生产线技术 M.北京： 北京理工大学出版社 ,2010， 7. 11 周云水 .跟我学 PLC 编程 M.北京： 中国电力出版社 ,2009.8. 12 HAO Qi , GUAN Liwen ,WANG Jinsong , and WANG Lipin. Dynamic Feed forward Control of a Novel 3-PSP 3-DOF Parallel ManipulatorJ.CHINESE JOURNAL 0F MECHANICAL ENGINEERING Vo1.24,No.4,2011. 13 M ezghani Ben Romdhane Neila Damak Tarak, Adaptive Terminal Sliding M ode Control for Rigid Robotic ManipulatorsJ.International Journal of Automation and Computing 8(2)，May 2011,215 220.
