1、 本科生毕业设计（论文）开题报告 论文题目：论文题目： 驾驶室焊接自动转序机械手系统设计驾驶室焊接自动转序机械手系统设计 学学 院：院： 机械工程学院机械工程学院 专业班级：专业班级： 开题时间： 2012 年 4 月 6 日 - 1 - 1 1内容摘要内容摘要 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 手是工业机器人的一个重要分支。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。它在减轻工人的劳动强度的同时, 大大提高了劳动生产率。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
2、展前景。 据资料显示，目前机械手在我国制造业领域的应用率已达到 35%，而在欧美等发达国家更是达到了 60%-70%。 在汽车制造业中，各类型的机械手的应用更为广泛，对于汽车制造从 传统的离散型生产到高度流水线式的转变起到了很大的作用。 本课题的内 容是设计某卡车驾驶室外壳的自动转序机械手。 此机械手的作用是作为驾 驶室外壳转序的夹持和动力装置。负责夹持驾驶室外壳，提升并旋转。并 转到下一个焊接加工工位以实现连续作业。 2.2.课题研究现状及发展前景课题研究现状及发展前景 经过在某大型汽车制造厂的认识实习及参考相关国内外资料，对于此 类辅助转序机械手。悬吊、起升及搬运过程多采用机械夹持装置，动
3、力常 采用电动、液压或气动。且对此类要求精度不高的机械手没有太严格的技 术要求。由于对动力的要求不大且动作频繁的机械手，常采用气动作为动 力源。近 20 年来，气动技术的应用领域迅速拓宽，尤其是在各种自动化 生产线上得到广泛应用。电气可编程控制技术与气动技术相结合，使整个 系统自动化程度更高，控制方式更灵活，性能更加可靠；气动机械手、柔 性自动生产线的迅速发展，对气动技术提出了更多更高的要求；微电子技 术的引入，促进了电气比例伺服技术的发展，现代控制理论的发展，使气 动技术从开关控制进入闭环比例伺服控制，控制精度不断提高；由于气动 - 2 - 脉宽调制技术具有结构简单、抗污染能力强和成本低廉等
4、特点，国内外都 在大力开发研究。 由于气压传动系统使用安全、可靠，可以在高温、震动、易燃、易 爆、多尘埃、强磁、辐射等恶劣环境下工作。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、容易实现无级调速、易实现过载保护、易实现复杂的动作等优点。 所以，气动机械手被广泛应用于汽车制造业、半导体及家电行业、化肥和 化工，食品和药品的包装、精密仪器和军事工业等。 3.3.课题任务课题任务 3.1 设计要求 已知驾驶室的外形尺寸为 210021001900，重量为 200Kg。 动作要求： (1) 机械手夹持驾驶室工件。 (2) 垂直吊升 1m。 (3)
5、顺时针旋转 90。 (4) 横向行走至焊接工序工位。 (5) 机械手开合时间为 2 秒，行程为 150mm。 (6) 机械手旋转 90 度时间为 3 秒。 (7) 节拍为 1 辆/2min。 3.2 课题重点及难点 此机械手仅作为工件起吊的搬运装置，对精度要求不高。但机械手的 开合时间和旋转都要求动作迅速，工件重量较大，转动惯量较大，对机械 手旋转部分的起停装置有较高的要求。 由于此机械手的作用是将驾驶室工 件转到下个工序工位。所以机械手的整个搬运过程应平稳，在吊运驾驶室 - 3 - 的过程中应该保证工件平衡。又因为生产线为流水线作业，机械手的整套 动作有节拍的要求，所以应设计各个动作的控制系
6、统。最后绘制整个系统 的详细装配图。 4.4.设计方案设计方案 (1)由于要求机械手快速开合。设计方案的手爪部分采用气动联动装置。 由快速气缸通过连杆机构直接驱动手爪开合，从而满足动作要求。 (2)由于驾驶室旋转动作同样要求快速，加之转动的过程仅需要克服 驾驶室工件和机械手整体两者的转动惯量以及回转支撑部分的摩擦力， 总的旋转阻力不大。 故也采用气动驱动。 由气缸通过齿轮齿条机构实现。 (3)横向吊运动作通过滑轮天车实现。 (4)节拍过程采用 PLC 控制。 5.5.工作进度与时间安排工作进度与时间安排 (1)明确设计任务并查阅相关资料。 3.193.25 (2)学习相关文献，翻译外文参考文献。 3.264.1 (3)完成开题报告和外文翻译。 4.24.7 (4)总体方案设计及主要部件计算与选择。 4.94.5 (5)手爪开合机构设计。 4.164.29 (6)旋转机构设计。 4.305.13 (7)行走机构设计。
