激光切割机械手设计开题报告

 2021-08-08 01:08

1. 研究目的与意义

采用从结构到控制再到动力装置的分别设计和总体把握,进行激光切割机械手的设计,毕业设计的具体目的:

激光切割机械手可以将人们从先前繁重切呆板的体力劳动中解放出来,节省了更多的人力资源;另一方面,激光切割机械手作为光机电一体化的新型设备,损耗更少,定位准确,速度更快,切缝更小;同时节省了人力,便捷高效,无挂渣也无二次加工。

本课题研究的意义:

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2. 国内外研究现状分析

机械手首先是从美国开始研制的。1958年美国联合控制公司研制出第一台机械手。它的结构是:机体上安装一个回转长臂,顶部装有电磁块的工件抓放机构,控制系统是示教形的。1962年,美国联合控制公司在上述方案的基础上又试制成一台数控示教再现型机械手。商名为Unimate(即万能自动)。运动系统仿照坦克炮塔,臂可以回转、俯仰、伸缩、用液压驱动;控制系统用磁鼓作为存储装置。不少球坐标通用机械手就是在这个基础上发展起来的。同年,美国机械制造公司也实验成功一种叫Vewrsatran机械手。该机械手的中央立柱可以回转、升降采用液压驱动控制系统也是示教再现型。这两种出现在六十年代初的机械手,是后来国外工业机械手发展的基础。1978年美国Unimate公司和斯坦福大学,麻省理工学院联合研制一种Unimate-Vicarm型工业机械手,装有小型电子计算机进行控制,用于装配作业,定位误差小于1毫米。联邦德国KnKa公司还生产一种点焊机械手,采用关节式结构和程序控制。

激光切割机械手应用最广泛的行业是汽车行业,主要包括利用机械手进行激光焊接

工和激光切割加工。激光焊接包括点焊和弧焊,技术已经相对成熟,通常机械手的重

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3. 研究的基本内容与计划

毕业设计的具体内容:

1.对激光切割机械手整体布局进行规划

根据提供的工作环境要求,如荷载量、加工环境温度、工作时间以及工作强度,进行小车结构的设计。根据生产要求,对零部件以及标准件的强度进行计算并进行校核,选用合适规格的材料和结构设计。

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4. 研究创新点

本论文特色与创新如下:

本课题结合国内外现有的激光切割机械手以及控制设备,根据设计要求,进行激光切割机械手的设计。

一方面,我们必须深刻了解激光切割机械手的原理,明确工作任务,根据载荷和工作环境,进行机械手的结构设计。通过精确的计算以及资料的查阅,进行零部件的选用并且进行必要的校核,使其在工作环境中能够平稳有效的进行运行,做好三维图纸的绘制和仿真模拟;其次,我们要根据工厂的工作环境,选用合适的控制器(如PLC控制或者单片机控制)设计好机械手的运动轨迹程序,并且选择合适的传感器以及避障设备;另一方面,激光工艺与机械手的速度相匹配,机械手存在加速和减速的过程,实时根据速度匹配对应的激光工艺,有助于切割质量。当整体调整切割速度时也能获得满意的切割速度一来满足工作条件,提高了工作,解放了更多的劳动力,获得更多的经济效益。

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