篇一：机械制造与自动化论文
机械与自动化发展探索
通过几年的学习，从书本到实践，刚开始的时候有很多的新奇、期望，使我对机械自动化这门专业从陌生到熟悉。此次实习,面临着毕业,学的是机械与自动化专业,做的是发电厂生产方面的事,算是专业比较合适。发电厂也算是机械与自动化的专业基地，主要是发电厂的一套生产工艺流程，锅炉、汽机、发电机组相互配合，形成一个强大的发电及供热体系，特别是从九十年代我国兴起的DCS集散控制系统、PLC控制系统、现场总线控制已经广泛应用于电力、化工、石油等各行各业。当然这只是机械与自动化的一部分。我们的生活也与其息息相关，看似简单，其内涵极为丰富。干很多年都不敢说自己是行业高手，这一点使我深有体会。下面将自己在机械与自动化方面的拙见与大家一起探讨：
第一部分：机械自动化的发展：
机械自动化主要指在机械制造业中应用自动化技术, 实现加工对象的连续自动生产, 实现优化有效的自动生产过程, 加快生产投入物的加工变换和流动速度。得力设计与操作，加大自动化比例，合理运用自动化将为我们的安全生产与社会发展创造极大的效益。机械自动化技术的应用与发展, 是机械制造业技术改造、技术进步的主要手段和技术发展的主要方向。
1.现代机械自动化技术
当前我国机械制造业决不是追求全盘自动化或高度自动化的时候, 不是大搞自动化, 形成自动化热的时候。我国作为一个发展中国家, 考虑一切生产技术问题时的前提必须是适用。我国消化吸收国外柔性制造系统户。一,是要在确保必要的生产柔性的前提下, 优化人机界面, 不过分追求自动化, 尽可能建立较为完善的信息系统, 充分发展计算机管理的效益。系统中先进的自动化装备和普通设备并存, 系统的某些环节允许人工干预。这是一个典型的结合国情、实施适用先进方针的自动化技术解决方案。跟踪国外先进技术发展, 结合实际地研制、推广和发展适合我国国情的技术是必要的。我国目前应在消化吸收、融汇贯通国际上有用的自动化技术理论的基础上, 努力做到从我国机械制造业的实际情况出发, 发展创新, 形成有国情特征的发展自动化技术理论和学说, 进行围绕计算机技术的柔性自动化技术开发研究, 以适用为前提, 急需什么就解决什么的企业应用项目, 取得实践经验再推广应用。国外如欧洲中等发达国家之前发展的也是局部集成,实行效益驱动的政策, 投资上有能力支持, 待将来条件成熟时实现适合我国国情及企业特点的适度集成。
2.自动化技术要结合生产实际
先进制造技术的全部真谛在于应用。发展机械自动化技术, 应以企业的生产和技术发展的实际需要及具体条件为导向。只有对合适的产品采用与之相适应的自动化方式进行生产, 才能收到良好的技术经济效益和社会经济效益。我国发展机械自动化技术, 应结合实际, 注重实用, 即对国民经济产生实际效益。那种盲目搞自动化、搞自动
线的做法, 全年生产任务只需一个月就完成的低负荷率生产也要搞的倾向应当纠正, 对国民经济不产生显著促进、效率低下的要缓搞。我们要的是效益, 而不单纯是速度。国产造型生产线因产品质量差、可靠性低、实用性差, 开工率一般。而能在生产中长期服役的主力生产线很少, 像第一汽车制造厂的线、第二汽车制造厂的日线等具有全年开工业绩的线更是凤毛麟角。这种现象不属偶然或局部, 而是带有普遍性。据调查, 我国引进的弧焊机器人, 完全正常运转、充分发挥效益的只占另外, 处于负荷不满或不能完全正常运转状态还有胭不能正常使用, 直接影响了用户使用更多机器人的信心。
3.发展投资少、见效快的低成本自动化技术
发展低成本自动化技术, 潜力大, 前景广, 投资省, 见效快, 提高自动化程度, 可以收到事半功倍的经济效果, 适合我国现阶段的发展姗要和国情。美国麻省理工学院提出的精节生产户模式, 就是以最小的投入, 取得最大的产出的具体表现。日本丰田公司采用适时生产丁、全面质管理和成组技术、弹性作业人数和尊重人性为支柱的精节生产方式, 使自动化程度不高的工厂取得了良好的效益。芬兰机工厂的组装车间内拥有一条能制造、和微机的灵活生产线, 它并不完全由自动化设备组成, 中间穿插着借助计算机指导的人工参与,将高新技术与原有工艺基础巧妙灵活地结合在一起, 从而使这种生产线的造价较低, 同时却具有柔性制造系统的性能。实际上精节生产本身就意味着从国情和企业实际情况出发。借鉴国外发展机械制造业低成本自动化技术的经验是有益的。我国机械制造业各企业有大的通用设备,
在发展现代机械自动化技术时, 若以原有的设备为主, 合理调整机床布局, 添加少的数控设备, 引入技术, 充分发挥计算机自动化管理的优势和人的创造性, 共同构成一个以人为中心、以信息自动化为先导、树立自主的单元化生产系统, 为我国机械制造业自动化技术发展应用提供了一条投资少、见效快、效益高、符合我国国情的机械自动化技术发展应用新途径。
4.配套发展机械自动化技术
现代自动化技术在机械制造中的应用就是在控制理论的指导下, 对生产的物流和人的作用进行综合的研究, 涉及到机械技术、微电子技术、自动控制理论和计算机技术等。发展机械自动化技术, 必须主要地关注电子学、电子计算机技术、零件检测和机床装料自动化, 广泛采用程序数控机床, 以及研制高效的和可命的自动化生产线、计算机应用于生产的信息系统和自动化控制系统等。发展应用机械自动化技术, 要扎扎实实地抓好自动化技术应用项目的基础工作和从实际出发的推广应用工作, 既要发展主机, 也要配套发展自动化元件及控制系统。可编程控制器、微处理机、各种传感器、新型刀具、控制系统及系统软件、电子计算机等将是今后机械自动化的主要技术基础。
发展应用各种机械自动化新技术, 将不断引入其他许多学科的新概念、新理论、新技术, 将使机械制造业中原有的一些传统制造技术、产品和观念等不断更新和发展, 这就要求有大训练有素的工程技术人员、工人和管理人员。随着机械制造业由机械化向自动化发展, 可以预料, 机械制造业将越来越密切地依赖知识,依靠科学。这种新的
制造模式对工人、技术人员和管理人员在技艺、经验上的要求将逐渐降低, 知识上的要求将迅速提高, 工人和技术人员的界限将逐渐消失, 工人必须具有较高层次的知识结构。某柴油机厂引进的一条造型自动线, 全线由计算机系统中央控制。由于技术及管理上的原因, 高度自动化的造型生产线废品率上升一个百分点, 可见, 抓紧人才培养是当务之急的大事, 机械制造业的广大工程技术人员、工人、管理人员都需要学习和掌握各种自动化技术的新原理、新方法及其应用。只有有了充裕的人才资源, 才能大面积推广应用自动化技术, 提高我国机械制造业的自动化水准。综上所述, 我国机械制造业发展应用自动化技术, 不但要起点高, 瞄准世界先进水准, 包括国际领域内已展露锋芒的某些新技术, 而且必须包括各种灵活的低成本、见效快的自动化技术, 坚持提高与普及相结合的方针, 我国的机械自动化技术发展应用才能健康地走上高速度、高质和高效益之路。在我国完成无人化的工厂将恐怕不是机械制造业的主要发展模式, 也不是机械自动化技术发展应用当务之急的事。这就是中国的机械自动化技术发展之路。
第二部分：机电一体化技术的发展
自电子技术一问世,电子技术与机械技术的结合就开始了,只是出现了半导体集成电路,尤其是出现了以微处理器为代表的大规模集成电路以后,"机电一体化"技术之后有了明显进展,引起了人们的广泛注意。
(一)"机电一体化"的发展历程
1.数控机床的问世,写下了"机电一体化"历史的第一页。
篇二：机械工程及自动化毕业论文
毕业设计（论文）
题目：
学
学
专
指
机械设计与制作 生 姓 名： 王瑞峰 学号： 部 （系）： 采煤 业 年 级：机械工程自动化 导 教 师： 职称或学位： 本科 内蒙古科技大学
2013 年 10 月 20日
目 录
摘要.........................................................3
第一章 前言
1.1机械手概述...............................................4
1.2机械手的组成和分类.......................................4
1.2.1机械手的组成．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．4
1.2.2机械手的分类．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．6
第二章 机械手的设计方案
2.1机械手的坐标型式与自由度．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．． 8
2.2机械手的手部结构方案设计．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．． 8
2.3机械手的手腕结构方案设计．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．． 9
2.4机械手的手臂结构方案设计．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．9
2.5机械手的驱动方案设计．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．9
2.6机械手的控制方案设计．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．9
2.7机械手的主要参数．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．9
2.8机械手的技术参数列表．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．9
第三章 手部结构设计
3.1夹持式手部结构．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．11
3.1.1手指的形状和分类．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．11
3.1.2设计时考虑的几个问题．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．14
3.1.3手部夹紧气缸的设计．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．14
第四章 手腕结构设计
4.1手腕的自由度．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．． 19
4.2手腕的驱动力矩的计算．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．． 19
4.2.1手腕转动时所需的驱动力矩．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．． 20
4.2.2回转气缸的驱动力矩计算．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．22
第五章 手臂伸缩，升降，回转气缸的设计与校核
5.1手臂伸缩部分尺寸设计与校核．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．23
5.1.1尺寸设计．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．23
5.1.2尺寸校核．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．24
5 .1 .3导向装置．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．25
5 .1 .4平衡装置．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．25
5.2手臂升降部分尺寸设计与校核．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．26
5.2.1尺寸设计．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．26．
5.2.2尺寸校核．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．26
5.3手臂回转部分尺寸设计与校核．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．27
5.3.1尺寸设计．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．27
5.3.2尺寸校核．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．27
第六章 机械手的PLC控制设计．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．27
6.1可编程序控制器的选择及工作过程．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．27
6.1.1可编程序控制器的选择．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．27
6.1.2可编程序控制器的工作过程．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．27
6.2可编程序控制器的使用步骤．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．23
第七章 结论．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．24 致谢．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．29 参考文献．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．30 专业相关的资料．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．31
摘 要
在设计机械手臂座的时候，用两个电机提供动力。左边一电机通过谐波减速器减速后，通过齿轮来控制手臂的回转，而手臂弯曲动作的动力，由右边一电机提供。电机2同样也是通过谐波减速器减速后，通过一个长轴，把动力传到底部的小齿轮上，再由小齿轮与大齿轮的啮合，把动力传到那竖直的锥齿轮上，又通过锥齿轮之间的啮合，把动力与运动传递到横轴上，这样，再通过键连接，就能把动力传到那带轮上。这样，带轮就以一定的速度不停的转，以给臂关节通过同步齿型带传递动力。
在设计臂关节结构时，我们用两个同步齿形带轮来传递动力，而带轮又与轴和机械式离合器的左半边相连，这样，就使轴与左半边相连的离合器转动。在右半边为一电磁制动器，制动器的左半边与离合器的右半边相连，而且通过盘与上臂相连。这时，当电磁铁通电时，制动器吸合，这时离合器也分开。这样，上臂就停止在所要求的位置上了。当电磁铁失电时，由于弹簧力的作用，把制动器推开，同时离合器在弹簧力的作用下自动啮合，手臂恢复原有的运动。
注：机械手臂的运动范围手其结构的限制，在手臂的运动到达结构位置之前，必须使其自动停止。机械手臂的运动机械位置是有关节处牙嵌离合齿上的突起部分而定。手臂在极限位置自动停止，反向运行的条件完全是靠离合齿上的凸起部分与滑块的接触实现的。为了使离合齿轮能顺利的脱开和啮合，对离合齿上的凸起部分斜面的升角β≥arctgμν。只有满足这个条件，离合齿上凸起部分的斜面与滑块在滑动时才不会发生自锁。这样手臂才能自动停止和反向动作！ 方案二
此方案在臂关节的结构设计上与方案一有所不同。这里设计成中心轴不转动。改在同步带轮处装两个轴承。这样，带轮可自由转动，而不会影响轴，且把离合器的左半边加工在带轮上，这样，不仅可以缩小空间，而且可以提高强度。其余与方案一相同。
关键词：机械手臂；极限位置；啮合；
第一章前言
1.1. 工业机械手概述
工业机器人由操作机(机械本体)、控制器、伺服驱动系统和检测传感装置构成，是一种仿人操作，自动控制、可重复编程、能在三维空间完成各种作业的机电一体化自动化生产设备。特别适合于多品种、变批量的柔性生产。它对稳定、提高产品质量，提高生产效率，改善劳动条件和产品的快速更新换代起着十分重要的作用。机器人技术是综合了计算机、控制论、机构学、信息和传感技术、人工智能、仿生学等多学科而形成的高新技术，是当代研究十分活跃，应用日益广泛的领域。机器人应用情况，是一个国家工业自动化水平的重要标志。机器人并不是在简单意义上代替人工的劳动，而是综合了人的特长和机器特长的一种拟人的电子机械装置，既有人对环境状态的快速反应和分析判断能力，又有机器可长时间持续工作、精确度高、抗恶劣环境的能力，从某种意义上说它也是机器的进化过程产物，它是工业以及非产业界的重要生产和服务性设各，也是先进制造技术领域不可缺少的自动化设备.机械手是模仿着人手的部分动作，按给定程序、轨迹和要求实现自动抓取、搬运或操作的自动机械装置。在工业生产中应用的机械手被称为“工业机械手”。生产中应用机械手可以提高生产的自动化水平和劳动生产率:可以减轻劳动强度、保证产品质量、实现安全生产;尤其在高温、高压、低温、低压、粉尘、易爆、有毒气体和放射性等恶劣的环境中，它代替人进行正常的工作，意义更为重大。因此，在机械加工、冲压、铸、锻、焊接、热处理、电镀、喷漆、装配以及轻工业、交通运输业等方面得到越来越广泛的引用.机械手的结构形式开始比较简单，专用性较强，仅为某台机床的上下料装置，是附属于该机床的专用机械手。随着工业技术的发展，制成了能够独立的按程序控制实现重复操作，适用范围比较广的“程序控制通用机械手”，简称通用机械手。由于通用机械手能很快的改变工作程序，适应性较强，所以它在不断变换生产品种的中小批量生产中获得广泛的引用。
1.2 .机械手的组成和分类
1.2.1.机械手的组成
机械手主要由执行机构、驱动系统、控制系统以及位置检测装置等所组成。各系统相互之间的关系如方框图2-1所示。
篇三：自动化生产线论文
摘 要
随着社会的对高职毕业生要求的不断提高,技能已经逐渐成为高职院校对大学生培养的重点目标之一。自动化生产线实训系统正是为提高学生动手能力和实践技能而设计、生产的实用性实训设备,如何提高其教学效果,达到教学目标,是值得研究的课题。本文简要介绍了自动化生产线实训系统,并以安装搬运站的项目教学方法为例进行了研究。研究表明项目教学方法体现了学生的主体作用,充分地展示职业教育“以能力为本”的价值取向,很好地实现了“所学”与“所用”的零距离对接,既达到了学校的教学培养目标,又适应了企业岗位要求,同时还满足了社会的需求,从而实现了多方“共赢”。
[关键词] 自动化生产线实训系统 PLC 安装搬运站 项目教学 方法研究
前 言
自动化生产线实训系统是专为提高学生动手能力和实践技能而设计、生产的一套实用性实训设备。该系统囊括了电气自动化等专业学习中所涉及的诸如机械传动、电机驱动、气电动控制、气动控制、PLC控制、传感器等多种技术,给学生提供了一个典型的把所学专业知识加以综合应用的操作和实现平台,使学生能够全面掌握和加深理解学过的知识,提高动手能力,以达到利用所学专业知识解决实际问题的教学培养目标
目 录
第一章 总体设计
1 功能介绍
2 总体构想
3 元器件的选择
第二章 硬件设计
(一) 控制元件—PLC
1 三菱FX2N-48MR PLC 介绍
2 三菱FX2N-48MR PLC技术参数
3 三菱FX2N-48MR PLC开发环境
(二) 检测元件—磁性开关
1 D-C73型磁性开关的技术参数
2 D-C73型磁性开关的工作原理
3 D-C73型磁性开关的安装要求
(三) 气缸
1 CDM2B20-45型气缸
(1) 技术参数
(2) 安装要求
(3) 使用环境
2 CDJ2B10-60-B 气缸
(1) 技术参数
(2) 安装要求
3 气缸的工作原理
(四) 电磁阀
1 4V120-60电磁阀的技术参数
2 4V120-60电磁阀的工作原理
3 4V120-60电磁阀的安装要求
第三章 软件设计
1 I/O分配表
2 流程图
3 梯形图
第四章 电气控制图
第五章 总结
总体设计
1 功能介绍
安装搬运站的功能是将该单元物料台上的工件夹紧，由传动手臂夹放到另一物料台的工件（工件由第五站的抓取机械手装置送来）里，完成一次装配动作，然后再回到该站物料台上，待第五站的抓取机械手装置取走装配完成的物料后，再回到原位。图1-2所示为安装搬运单元的侧视图和俯视图。
(a)侧视图 (b)俯视图
图1 安装搬运单元
2 总体构想
（1）在这个站中我准备使用一部三菱FX2N-48MR型PLC,六个D-C73型磁性开关，一个CDJ2B10-60-B型气缸和七个4V120-60型电磁阀。设置七个按钮，分别是启动按钮，停止按钮，急停按钮，上电按钮，复位按钮，自动/手动按钮，单/联机按钮，调试按钮。
（2）首先我们按下上电按钮和启动按钮，这个站点开始工作，气缸把供料推出，推料到位，磁性开关发亮，然后收回，机械手臂正转，正转到位，把供料吸住，然后手臂反转，反转到位，把工件释放。在这里说明一下我们这一站有两条加料柱，当有一条柱没有了供料的时候，另一条柱子能够及时补充，保证了工作效率。如果在工作时遇到突发事件我们可以按下急停按钮，然后把它复位，接着，按下手动按钮，用调试按钮进行调试状态。如果我们想要跟上一站或者是下一站通信的话，我们必须把按钮打到联机转台，然后把各站的PLC连接起来。
（3）举例说明我们这个站与上一站的的搬运站，当上一站把工件夹起的那一刻时，我们这一站有信号，气缸把供料推出，机械手臂正转，把供料吸住，延时几秒，上一站的机械手把工件放到某一位置，然后抬起，接着我们站的机械手臂反转，把供料放进工件，最后上一站的机械手把整个工件运走，这就是一个周期。
（4）在该站运行过程中，我想设计两种运行方式，一种是自动，一种是手动，虽然生产线的总体运行是要全自动的，但是手动的运行也能方便调节每一步的工作顺序，两种运行方式不能同时进行，互不影响。
（5）停止按钮一旦启动，本站所有机构应立即停止运行；待启动按钮按下后，则恢复原来的工作。
（6）联机运行时，按下单/联按钮，该站不能自动启动，待第五站启动，把物料送到加工台时再通过通信把信号传给本站，请求装配，此时，本站按照预定的方式进行装配搬运工作，装配完成后，又把信号传给第五站，提示装配完成，第五站收到信号后又开始工作，夹走已装配完的物料送到入库站，同时复位请求装配的信号。这样一个过程便完成了两站的联机运行，联机运行等两站各自的程序调试好后再进行，一切动作务必按生产顺序进行，工作到位，安全生产
要编写满足控制要求、满足安全要求的控制程序，首先要了解设备的基本结构，其次要了解清楚各个执行机构之间的准确动作关系，即了解清楚生产工艺；同时还要考虑安全、效率等的因素；最后才是通过编程实现控制功能。
3 元器件的选择
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