注塑机机械手开题报告

东华理工大学长江学院毕业设计开题报告

学生姓名：李强强

学号：08315110

专业：机械电子工程

系别：机械与电子工程系

指导教师：余宏涛职称：助教

二零一二年六

毕业设计（论文）开题报告

1课题研究的意义、国内外有关本课题的研究动态和自己的见解

研究意义：本课题涉及到机械技术、电子技术、气动技术等多个学科。通过本课题的工作，不仅可以实现注塑机取模机械手的单片机控制，而且对于多学科交叉、渗透与交流有积极的促进作用。

由于注塑机专用机械手能够大幅度的提高生产率和降低生产成本，能够稳定和提高注塑产品的质量，避免因人为的操作失误而造成的损失。因此，注塑机专用机械手在注塑生产中的作用变得越来越重要。目前国内的机械手类型比较简单，且大都用于取件。随着注塑成型工业的发展，以后将有越来越多的机械手用于上料、混合、自动装卸模具、回收废料等各个工序上，而且将朝着智能化方向发展。

国内外研究动态：台湾的天行自动化机械股份有限公司专业生产射出成型专业机械手臂及周边自动化设备，是产品设计、制造、销售、服务为一体的企业，其产品为世界知名的领导品牌之一，销售范围遍布全国及世界各地。

欧美的机械手发展比较成熟，位于奥地利的Wittmann集团是全球最大的注塑自动化设备供应商之一，产品有全伺服机械手 W711、单轴伺服机械手W710等，这种高性能的线性机械手适用于最大吨位至300吨锁模力的注塑机，其中W710型机械手的横轴采用伺服马达，确保运动自由灵活，W7n型机械手是三轴主轴配备高速伺服马达的机械手，可实现图形化的操作界面。

个人见解：目前，我国内地仅有少数几个企业通过仿制的方式在生产注塑机机械手，大量的产品依靠台湾、日本和欧美进口。进口机械手不仅成本高昂，其设计思路更适合西方人的思维却不太适合中国人的操作习惯。而目前国内开发的机械手控制系统在稳定性方面欠缺，这为本课题找到了合适的切入点。研制与开发一种工作效率高、成本低，性能稳定的注塑机取模机械手控制系统是本课题的主要目标。

2、课题研究的主要内容、拟解决的关键性问题和预期的成果

简易注塑机专用机械手的功能简易注塑机专用机械手的功能在于做简单的直线运动和旋转运动，大部分用来取出料头（水口）及不是很复杂的产品取出，主要是利用气动元件设计而成，它具有可伸缩移动的手臂，利用自动控制装置做简单、规则和重复的动作。多用于机械定位控制，编程控制器或者微型计算机来组成控制系统，以扩展使用范围。此种机型多用于较小型注塑机，只需夹取料头(水口)，成品可自动脱模的产品种类，尤其以电子零件、连接器等产品用途最广。

手部：注塑机机械手的手部是用来直接抓取注塑制品的部件。由于注塑制品的形状，大小，重量及表面特征等方面存在着差异，因此注塑机械手的手部有多种形式，一般可分为夹持式和吸附式两种。本课题选择吸附式。

驱动系统：注塑用机械手的驱动系统一般可分为液压驱动，气压驱动和电力驱动等三类，也可以根据工作要求采用气压驱动系统。

根据注塑机的性能，机械手的作业条件和要求。制品的形状和重量等来确定控制系统。一般来说，设计或选用控制系统应遵循以下一些要点：

（1）应确保机械手有足够的定位精度；

（2）应注意机械手与注塑机的动作配合协调，确保机械手抓取制品离开模具后，注塑机和机械手能够各自继续进行动作，从而减少时间浪费；

（3）应注意控制机械手的运行速度，即要使机械手能够满足注塑成型最短周期的要求，有要考虑是否会产生惯性冲击和振动；

（4）应考虑控制系统的费用与实际工作要求之前的平衡关系。

3、课题研究方法、设计方案或论文撰写提纲

对气动机械手的基本要求是能快速、准确地搬运工件，这就要求它们具有高精度、快速反应、一定的承载能力、足够的工作空间和灵活的自由度及在任意位置都能自动定位等特性。设计气动机械手的原则是:充分分析作业对象(工件)的作业技术要求，拟定最合理的作业工序和工艺，并满足系统功能要求和环境条件;明确工件的结构形状和材料特性，定位精度要求，抓取、搬运时的受力特性、尺寸和质量参数等，从

而进一步确定对机械手结构及运行控制的要求;尽量选用定型的标准组件，简化设计制造过程，增强专用性，并能实现柔性转换和编程控制。

本次设计的机械手是注塑机专用气动上下料机械手，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。

机械手的座标型式与自由度和工作范围:参照星牌机械手CY-600GII

机械手的手部结构方案设计:为了适应注塑机，把机械手的手部结构设计成吸盘式，可以准确的吸附工件。

机械手的手臂结构方案设计:按照吸取工件的要求，本机械手的手臂有三个自由度，即手臂的伸缩、左右回转和升降(或俯仰)运动。手臂的回转和升降运动是通过立柱来实现的，立柱的横向移动即为手臂的横移。手臂的各种运动由气压缸来实现。

机械手的驱动方案设计:由于气压传动工作压力低,一般为0.3～0.8兆帕，气体粘度小，管道阻力损失小，便于集中供气和中距离输送，使用安全，无爆炸和电击危险，有过载保护能力。因此选用气压传动系统。

4、课题研究准备情况（查阅参考文献目录、完成任务所具备的条件等）

[1]濮良贵，纪名刚主编，机械设计（第七版）.北京：高等教育出版社，2001

[2]孙恒，陈作模主编，机械原理.高等教育出版社，2000

[3]郑堤，唐可洪主编，机电一体化设计，北京：机械工业出版社，2005

[4]谢存禧，张铁主编，机器人技术及其应用，北京：机械工业出版社，2005

[5] 谢存禧，张铁主编，机器人学，广州：华南理工大学出版社，2002

[6]王春行主编，液压控制系统，北京：机械工业出版社，2003

[7]张海根主编，机电传动控制，高等教育出版社，2001

[8]徐灏主编，机械设计手册，北京：机械工业出版社，1991

[9]宗光华主编，机器人创意设计与实践，北京航空航天出版社，2004

[10]宋德玉主编，可编程序控制器原理及应用系统设计技术，北京：冶金工业出版社，2005

[11]郭洪江主编，工业机器人技术，西安电子科技大学出版社，2006

[12]范次猛主编，可编程控制器原理与应用，北京理工大学出版社，2006

5、毕业设计（论文）总体安排和进度

2011-2012学年第一学期：

第8周-第9周，完成文献综述、外文翻译，并形成设计基本方案。

第10周，上交任务书、文献综述、外文翻译原文、开题记录纸、开题报告。

第11周，学生完成总体方案论证。学生列出元器件清单。

第12周-第18周，单元电路制作，系统设计、安装与调试。学院组织教师进行系统验收。学生完成毕业论文初稿。

2011-2012学年第二学期：

上交毕业论文初稿、外文翻译译文。在教师指导下进行毕业论文初稿及其它相关资料修改，完成第二、三稿。学生完成设计论文终稿,毕业答辩。

6、指导教师意见与建议（选题的学术意义和现实意义、选题内容的国内外研究情况概述、有无创新内容、选题的合理性、开题条件是否具备、存在的难点和困难、建议等）

指导教师签名：

年月日