灯壳冲压自动生产线用伺服型下料机械手设计-开题报告
课题题目及来源：
课题题目：灯壳冲压自动生产线用伺服型下料机械手设计
课题来源：指导教师自拟
课题研究的意义和国内外研究现状：
冲压是目前工业生产中生产率最高的一种加工方法，随着现代
制造技术的发展，冲压技术也向高速化、自动化、柔性化方向发
展。在汽车生产行业中，冲压机用于加工汽车顶棚、车门等许多薄
板类零件。但目前国内金属压力加工成型的上下料工作大多由人工
操作完成，生产效率低、工作环境恶劣、工人劳动强度大，人身伤
害事故难以避免。因此，研制冲压技术用的机械手臂是符合我国国
情的必要之举。
本次设计的机械手臂是配合冲床实现下料环节，取代人工完成
工件的自动装卸及冲压功能的机器人，用于自动冲压生产线中工件
到冲压机的自动下料，在大批量、重复性强的冲压作业环境下使用
有很大优势。
工业机械手的发展历史只有短短的六十年，从整个世界的机械
手发展史上来看，美国是最早开始进行机械手研究的国家，第一台
机械手也是在美国问世的，发明者是美国人George Devol。德国的
机械手研发开始于1971年，主要将研究重点放在机械手在机器制造
业中的运用，研发的机械手大部分用于大型重物的搬运，设备的自
动上下料中。日本在机械手的研发与应用方面也取得了非常好的成
就，从全世界范围来看，日本的机械手研究最为深入，应用最为广
泛，技术难度最高，而且发展的速度最快，在日本为人称道的汽车
工业生产中，机械手的应用占了很大一部分的比例，机械手的应
用，大大提高了日本汽车工业的自动化和现代化的程度。
我国机械手的起步研究虽迟于以上的几个国家， 但研究进度也
并不逊色。进入21世纪，已经进入初步产业化阶段，这个阶段里机
器人方面的研究取得了显著的成就，最具有代表性的就是七种工业
应用型机器人和一百多种特种应用型机器人，同时，为了机器人能
够进一步规模化，扩大化生产，国内的机器人产业化基地也开始逐
渐形成规模，具有代表性的有新型点焊机器人，第二代电阻焊控制
器，AGV 自主导航机器人等。
课题研究的主要内容和方法，研究过程中的主要问题和解决办法：
1.主要内容
下料机械手的主要结构设计、布局设计及动作分析，重点进行液压系
统的设计计算和PLC控制系统设计。具体任务和进度如下：
(1)熟悉题目、收集资料、方案论证、写开题报告：
(2)机械手总体布局设计：
(3)液压系统设计计算：
(4)泵站设计 ；
(5)三维部件图及零件图；
(6).设计计算说明书。
2.研究过程中的主要问题
机械手总体设计
机械手是运动控制的本体， 根据冲压生产线工作要求及动作原理，
对机械手的设计一般要包含动力装置、 传动机构、执行机构。 为便于
设计及维修，应考虑采用模块化设计思路进行，如把机械手划分为腰部
运动模块、主臂运动模块、副臂运动模块及手腕执行模块 4 个模块，每
个模块会有具有代表性的传动方式，如腰部可以实现机械手升降及回
转，主臂完成机械手的伸缩等。
液压系统的设计
工作压力是液压缸的主要参数之一，也是确定其它参数的依据，工作
液压的大小关系到所设计的系统是否经济合理；工作压力选的低，则压
力元件的尺寸都随之增大；反之，压力选的太高则对元件的强度、刚度
和密封性的要求会更高。所以应综合各方面因素，合理的确定工作压
力。
(1)液压缸的设计与计算。
(2)液压元件的选择：液压泵的选择；液压阀的选择；管道尺寸的确
定；过滤器的选择；油箱容量的确定；液压油的选择。
(3)压系统性能验算。
(4)计压装置。
(5)液压泵站的设计。
液压集成块的设计
力求单元回路安排紧凑，块数要少，单元回路是集成块的设计依
据。有限选择通用液压单元集成回路，以减少设计工作量，提高通用
性。液压元件布置应当以集成块上加工的孔最少为好。通道相同的液压
元件尽可能布置在同一水平面上，或在油孔直径范围内。
液压泵站的设计
泵站是液压系统的动力源，向液压系统提供所需的压力，流量和清
摘要：
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课题题目及来源：课题题目：灯壳冲压自动生产线用伺服型下料机械手设计课题来源：指导教师自拟课题研究的意义和国内外研究现状：冲压是目前工业生产中生产率最高的一种加工方法，随着现代制造技术的发展，冲压技术也向高速化、自动化、柔性化方向发展。在汽车生产行业中，冲压机用于加工汽车顶棚、车门等许多薄板类零件。但目前国内金属压力加工成型的上下料工作大多由人工操作完成，生产效率低、工作环境恶劣、工人劳动强度大，人身伤害事故难以避免。因此，研制冲压技术用的机械手臂是符合我国国情的必要之举。本次设计的机械手臂是配合冲床实现下料环节，取代人工完成工件的自动装卸及冲压功能的机器人，用于自动冲压生产线中工件到冲压机的自...
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作者：闻远设计
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时间：2024-09-30
