機械手設計論文精選(九篇)

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第1篇：機械手設計論文范文

由度機械手臂實驗裝置，VC++上位機界面通過串口控制機械手臂的運行，借此六自由度機械手實驗裝置可以在實驗室內測試各種控制算法和控制理論，為機械手控制研究提供極大的便利。

關鍵詞：機械手 模塊設計 控制系統

機械手主要應用于勞動密集型的加工行業，代替人類完成單調重復的勞動，提高生產效率和產品合格率。機械手的應用擴大了人的手足和大腦功能，使人類避免從事危險、有害、低溫和高熱等惡劣環境中的工作[1]。目前已廣泛應用于汽車制造、家具制造、服裝加工等領域。

1 機械手機構設計

1.1 底座結構設計 底座是用于安裝手臂、動力源、控制器和驅動機構的支架。本機械手底座支架裝有一個減速電機和一個智能控制器，如圖1所示：

1.2 手臂結構設計 手臂是連接底座和手部的中間部分，有無關節臂和有關節臂之分，目前采用的手臂大多為無關節臂[2]，本文采用有關節臂。

手臂的作用是引導手部準確的抓住物體，并運送到所需要的位置上。為了使機械手能夠準確的工作手臂的三個自由度都要準確的定位。本機械手手臂結構采用三個SR-403P舵機及其相關卡口工件組成，三個自由度可使機械手手臂結構更加自由靈活地運動，手臂結構如圖2所示：

1.3 手部結構設計 手部安裝在手臂的前端。手部由兩個舵機控制，從而實現手腕的反轉和手指的關閉。

機械手手部的構造系模仿人的手指，分為無關節、固定關節和自由關節三種[3]。手指的數量又可分為二指、三

指、四指等，其中以二指用的最多，設計時采用的二指結構，其中一指固定，另一指由舵機控制。手指可根據夾持對象的形狀和大小配備多種形狀和尺寸的夾頭，以適應操作的需要。所謂沒有手指的手部，一般是指真空吸盤或磁性吸盤。機械手手部結構包含兩個自由度，一個自由度用于夾持物件，另一個自由度用于反轉手腕，兩個自由度均由HS-7955TG舵機實現，手部結構如圖3所示：

機械手裝配完成后的整體設計效果圖如圖4所示：

2 機械手臂驅動設計

常見的驅動機構主要液壓驅動、氣壓驅動和電氣驅動。其中以液壓驅動、氣壓驅動應用的最多，而電動驅動應用的比較少。液壓驅動主要是通過缸、閥、油泵和油箱等實現傳動。具有體積小、作用力大，動作平緩，調速方便等優點，但需要配備油泵等動力設備，系統復雜，成本較高。氣壓驅動所采用的元件為氣壓缸、氣馬達、氣閥等。以空氣作為動力傳遞媒介，具有維護簡單、方便，運行清潔，但因空氣的可壓縮性比價高，一般難以線性控制。電氣驅動采用的不多，一般以電機作為動力源，用大減速比減速器來驅動執行機構，系統簡單，維護方便，但因電機功率原因，很難達到較高的功率輸出，不適合高負荷野外工作。

2.1 機械手驅動方式的選擇與設計 因為本文所設計的六自由度機械手為實驗室內部研究使用，故不需考慮能源供給和功率問題，反觀液壓驅動和氣壓驅動都需要龐大的配套系統來支撐驅動，所以本文采用電氣驅動方式。驅動元件主要包括減速電機和舵機。圖1中的減速電機采用OpenCS5A/8A智能驅動器進行控制，實現其速度控制和位置控制。OpenCS5A/8A是一款應用最新的DSP控制技術開發的集運動控制、驅動、PLC功能于一體的智能控制

與數字伺服驅動器，內嵌高級運動控制語言（TML），使其易于實現無刷直流，無刷交流（矢量控制）旋轉或直線，有刷伺服電機的單軸與多軸控制。機械手的其余關節使用舵機控制，舵機是一種位置伺服的驅動器，控制信號是PWM信號[4]，利用占空比的變化改變舵機的位置。舵機的控制一般需要一個20ms左右的時基脈沖，該脈沖的高電平部分的脈寬一般在0.5ms-2.5ms范圍內，其實是利用調節固定周期內的占空比來控制角度的變化。具有控制簡單，安裝方便等優點。

2.2 機械手控制系統通信設計 機械手的控制系統設計主要包括驅動機構（減速電機和舵機）的控制、上位機控制界面的設計以及上、下位機之間的串口通信等。機械手控制算法經上位機解算后將控制信息經串口發給下位機MCU，下位機根據位置信息分別控制各個減速電機，從而實現機械手的精確控制[5]。

3 基于VC++的控制界面設計

上位機控制界面主要包括五路舵機控制區、一路電機控制區、機械手運行示意圖等幾個部分，如圖5所示。

舵機控制采用滾動條的方式，并將每個舵機轉動的角度實時顯示在右側的編輯框內；電機控制采用速度控制，主要包括電機的正轉、反轉、停止等；機械手運行示意圖顯示機械手的運動情況，當某個舵機或電機運行時，示意圖上相對應的舵機或電機位置將會加亮，表示這一舵機或電機正在運行[6]。

4 結論

論文主要提供了一種機械手的設計思路，進行硬件制作和控制系統的設計，最終實現機械手的實時控制。解決了減速電機控制、多路舵機控制和上、下位機之間串口通信等難點問題，為實驗室機械手位置控制算法的研究提供了實驗研究基礎，為實驗室研究機械手更加精確而又復雜的控制算法提供了實驗平臺。

參考文獻：

[1]范小蘭，趙春鋒.基于PLC的機械手控制在MCGS中的實現[J].制造業自動化，2012，34（18）：6-8，25.

[2]關明，周希倫，馬立靜，宋蔚.基于PLC的機械手控制系統設計[J].煤礦機械，2012，34（14）：120-121，142.

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[4]付麗，劉衛國，伊強.單片機控制的多路舵機用PWM波產生方法[J].驅動控制，2006，29.

第2篇：機械手設計論文范文

關鍵詞：蘿卜采收；機械手；機械設計；控制設計

中圖分類號：S225.92 文獻標識碼：A 文章編號：0439-8114（2015）09-2248-04

目前，中國農業機械化對農業生產的貢獻率僅為17%，與發達國家存在很大的差距[1]。加速農業現代化進程，實施精確農業，廣泛應用農業機器人，以提高資源利用率和農業產出率，降低勞動強度，提高經濟效率已成為現代農業發展的必然趨勢[2，3]。果蔬的采收方法有手工采收、機械輔助采收和機械化采收3種[4，5]，世界蘿卜的總產量為4 900萬t/年，其中中國680萬t/年，國內的采摘作業基本上都是手工進行的，收獲作業勞動強度大。隨著農業設施的發展和作業機械化的要求，對蘿卜種植模式要求也越來越高，種植、管理和收獲的勞動量也越來越大，亟需研究開發果蔬收獲機器人，實現果蔬的機械化、自動化與智能化收獲[6，7]，為此，通過對蘿卜種植與采收情況的調研，設計了一款蘿卜采收機械手，以期為蘿卜的自動化采收打下一定的基礎。

1 蘿卜采收機總體設計

根據蘿卜采收過程的特殊性，為了提升蘿卜采收的工作效率，所設計的是一種農業機械中的收獲機械手，由執行系統、驅動系統和控制系統組成，其組成示意圖如圖1。

2 蘿卜采收機械手關鍵部位機械設計

蘿卜采收機械手的關鍵部位主要包括：1）手爪部位。手爪部位的主要工作是對蘿卜進行抓取，為了減少手部由于慣性帶來的不平穩性，此部位采用回轉的形式，而手爪只用兩根手指代替；2）手腕部位。手腕是連接手爪部位和手臂部位的關鍵地方，其主要工作是調整蘿卜的方位，使蘿卜被抓的時候可以進行擺動和回轉，輔助蘿卜采收過程的連貫性；3）手臂部位。手臂部位的主要作用就是支承，在采收過程中帶動其他部件運轉，并按照采收要求將蘿卜搬運到指定的位置，設計時只需要實現手臂部位的升降與擺動即可。此次設計機械手應實現的功能：蘿卜的挖掘、被挖掘的蘿卜轉移到指定位置，圖2為機械手的機構形式簡圖。

2.1 機械手基本技術參數的選定

由于蘿卜生長的自然環境決定了蘿卜采摘過程中所需要的拔取力，故需要對不同地方生長的蘿卜進行采收力的測定。把細繩系在蘿卜的莖葉或者根莖部位，細繩的末端連接計力器材，多次讀取并記錄最大拉力。圖3為湖北省長陽和沙洋兩個地區分組測試蘿卜拔取力的試驗結果，現取5組數據平均值F=80 N，蘿卜重量約為0.5kg，故重力G=5 N，摩擦系數f=0.2，夾緊力N=0.5 G/f，得N=12.5 N。

機械手手臂上下行程為500 mm，手腕旋轉角度90°，手臂旋轉角度90°，按照循環步驟安排確定每個動作的時間，從而確定各動作的運動速度。各動作的時間分配要考慮多方面的因素，包括總的循環時間的長短，各動作之間順序是依序進行還是同時進行等[8]，此次設計各動作依序進行，為保證蘿卜的質量必須限制采摘速度及加速度，采摘速度初步定在小于1 m/s，此速度由各關節液壓缸流量控制保證。

2.2 機械手末端執行機構的設計

手部是用來直接握持蘿卜的部件，由于被握持蘿卜的形狀、尺寸大小、重量、表面狀況等的不同，根據實際要求，設計采用夾鉗式的手部結構。夾鉗式手部結構由手指、傳動機構和驅動裝置三部分組成，它對抓取各種形狀的物體具有較大的適應性，常見的傳動機構往往通過滑槽、斜楔、齒輪齒條、連桿機構實現夾緊或放松[9]。由于抓取尺寸約為90 mm×240 mm的圓柱體，故采用夾鉗式平面指形結構較為合適。

設計中機械手手爪在夾持蘿卜時，其夾握力分析簡圖如圖4。為了增大夾握力，采取以下兩種方法：①設計鏟刀角度170°，以增加手指和蘿卜的接觸面積；②增大手指和蘿卜間的摩擦系數，為此采用較寬手指與蘿卜接觸，故此處f取0.2，將上述數值代入得：

N=■G=■×5=12.5N 公式（1）

式中，N為夾持蘿卜時所需要的握力；G為工件重量轉化的重力； f為摩擦系數。

考慮到在傳送過程中還會產生慣性力、振動以及受到傳力機構效率等的影響，故實際握力還應按公式（2）計算[10]：

N實≥N?■ 公式（2）

式中，η為手部的機械效率，一般取0.85～0.95；k1為安全系數，一般取1.2～2.0；k2為工作情況系數，主要考慮慣性力的影響，按公式（3）估算[10，11]：

k2=1+a/g公式（3）

其中，a為抓取工件傳送過程中的最大加速度，g為重力加速度。

若取η=0.9，k1=1.5，k2按a=g/2計算，k2=1+a/g=1.5，則

N實≥N?■=12.5×■≈32 N 公式（4）

2.3 機械手腕部位的設計

機械手腕與機械手臂連接在一起，手臂運動結束后調整手腕的位置狀態，以此來提高蘿卜采收過程的拔取率。手腕部位的機械結構設計應該力求扎實緊湊，且轉動慣性小。手腕也是末端執行部位與機械手臂之間的橋梁，處于手臂部位的前端，手爪的末端，因此其承受載荷的性能直接關系到蘿卜的采收過程，在設計的過程中還要考慮其機械強度與剛度，并且要讓其布局合理。結合設計要求，設計出腕部位的結構如圖5，其為典型腕部結構中具有一個自由度的回轉缸驅動的腕部結構，直接用回轉液壓缸驅動實現腕部的回轉運動。

2.4 機械手臂部位的設計

機械手的手臂部位是實現機械手末端手爪進行大尺度位姿變換的關鍵部件，即把末端手爪部分移動到空間的指定地點。手臂部位的驅動形式主要有液壓傳動式和機械傳動式兩種，由于手臂部位的大尺度工作范圍，以及工作中也需承受腕部和手爪部位的動力載荷，而且其姿態調整的靈活性影響到機械手的定位精度，因此手臂部位采用液壓回轉缸的形式實現手臂的大尺度旋轉動作，如圖6所示的手臂結構，采用一個回轉液壓缸，實現小臂的旋轉運動。從A-A剖視圖上可以看出，回轉葉片用鍵和轉軸連接在一起，定片和缸體用銷釘和螺釘連接，壓力油由左油孔進入和右油孔壓出，以此來實現手臂部位的旋轉。

3 蘿卜采收機械手液壓驅動系統設計及PLC控制設計

3.1 液壓驅動系統的設計

從蘿卜采收的工藝過程可以得出，機械手運動的時候液壓系統中液壓油的壓力和流量不需要太高，設計使用電磁換向閥的液壓回路可以較好地提高采收過程的自動化程度。從降低供油壓力的角度來分析，機械手的液壓系統可以采用單泵供油，而手臂部位的旋轉和位姿的調整等相關機構采用并聯供油。為了防止多缸的運動系統在運動的過程中產生干涉和保證運動過程中實現非同步運動或者是同步運動，油路中的換向閥使用中位“O”型換向閥，夾緊缸換向選用二位三通電磁閥，其他缸全部選用“O”型三位四通電磁換向閥[12，13]。機械手臂位姿調整的過程中要求行程可變，在液壓缸的起動和停止的過程中也需要緩沖，但由于回轉缸內空間狹小，且回轉缸為小流量泵供油，故本系統沒有在回轉缸換向回路中采用緩沖回路，僅在大流量直動液壓缸中采用緩沖回路。

在上述主要液壓回路定好后，再加上其他功用的輔助油路（如卸荷、測壓等油路）就可以進行合并，完善為完整的液壓系統，并編制液壓系統動作循環及電磁鐵動作順序表，其中液壓原理圖如圖7。

3.2 PLC控制設計

為了讓機械手工作時可靠且有較強的穩定性，控制部分的設計思路是讓該機械手的部件順序動作，所以，在任一時間該機械手都只有一個部件被驅動，而各個部件的運動方式和運動范圍都是受其結構限制的[14，15]。PLC的狀態流程簡圖如圖8所示，機械手在自動運動狀態時每一個周期需要完成以下動作：蘿卜采摘開始時，機械手被設定在準備狀態，第一步為手臂下降；下降完成后，手爪扎入地下指定深度，進行第二步手爪夾緊；為完成挖蘿卜動作，手腕帶動手爪及蘿卜旋轉90°；完成上述動作后，機械手臂向上提升完成拔去動作；手臂擺動90°，以實現對蘿卜的轉移；最后手臂回擺，手腕回擺，機械手回到初始狀態。

4 小結

通過對機器人技術及機械手結構的分析，對蘿卜采收的過程進行了研究，確定蘿卜采收機械手的整體方案結構，設計蘿卜采收機械手的關鍵結構。蘿卜采收機械手能配合蘿卜采收機依次完成蘿卜的拔取、翻轉、轉位等動作，但該機械手在結構及工作性能的穩定性方面還需在田間進行試驗，控制方案有待根據不同地區的種植情況進行優化。

參考文獻：

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[5] 李寶筏.農業機械學[M].北京：中國農業出版社，2003.

[6] 劉小勇.番茄收獲機械手機構分析及雙目定位系統的研究[D].哈爾濱：東北農業大學，2006.

[7] 李增強，章 軍，劉光元.蘋果被動抓取柔性機械手的結構與分析[J].包裝工程，2011，32（15）：14-17.

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[9] 姚璐璐.陸地鉆機立柱式鉆桿排放系統設計[D].蘭州：蘭州理工大學，2012.

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第3篇：機械手設計論文范文

【關鍵詞】焊接技術方法 工藝車輛制造 維修

中圖分類號：F407.472 文獻標識碼：A 文章編號：

一.引言

焊接是現代機械制造業中一種必要的工藝方法應用，焊接技術的先進水平做為衡量一個國家工業發達程度的重要指標已逐漸為大眾公認，同樣焊接技術的發達程度也是衡量工業企業技術水平高低的重要標志。由于受我國相關工業的制約， 在使用焊接機械手的過程中，必須采用與西方發達國家不同的、適合我國國情的靈活的使用方式，才能保證焊接機械手在我國相關產業不配套的情況下正常使用。

二. 機車車輛工業焊接的主要用料。

目前， 在機車車輛上所采用的主要是碳素結構鋼、低合金結構鋼（包括耐候鋼） 等具有良好的焊接性能的材料， 一些零部件采用鑄鋼或鍛鋼制造， 其材質本身有較好的焊接性能，但因構件結構復雜， 在焊接過程中有些需要采用適當的輔助工藝手段。鋁合金型材由于其質量輕， 能減輕運輸設備的自重，在客車及一些特種車輛的制造中應用范圍逐漸擴大。鋁合金、不銹鋼及各種復合材料隨著先進焊接技術的運用，將在機車車輛工業生產中發揮更大的作用。

三.鐵路工業涉及的焊接方法。

焊條電弧焊。

焊條電弧焊曾廣泛應用于機車車輛工廠的制造與修理部門。隨著二氧化碳氣體保護焊、混合氣體保護焊、埋弧焊、焊接機械手等新技術、新工藝的推廣， 焊條電弧焊在鐵路機車車輛工廠的使用逐年下降， 其焊縫長度比例在機車車輛制造業目前大約僅占5%左右。在機車車輛修理業用得還比較多，其焊縫總長度大約占30%-50%左右。此比例還將逐年下降， 集中檢修的配件多采用了二氧化碳氣體保護焊與埋弧焊等焊接方法。如對鐵路貨車上、下心盤檢修，采用二氧化碳氣體保護焊技術進行堆焊、車鉤鉤舌的檢修采用埋弧焊技術堆焊。各工廠對檢修機車車輛中的新制配件，已普遍采用了二氧化碳氣體保護焊技術。

二氧化碳氣體保護焊接技術的應用。

二氧化碳氣體保護焊與富氬混合氣體保護焊焊接電流大，相應電流密度大，電弧熱量利用率較高， 熔敷速度比焊條電弧焊快，焊接時熔深大，可以減小坡口， 減少填充金屬；焊接速度是焊條電弧焊的1-2倍；節能，其耗電量僅是交流焊條電弧焊的1/2左右；工作輔助時間少，特別是在富氬混合氣體保護焊中幾乎不必清渣， 節省了時間， 提高了效率； 明弧焊接，操作方便，適合全位置焊接。二氧化碳氣體保護焊技術廣泛應用于機車車輛各種大型構件的連接焊縫及工件的堆焊等方面。特別是“七五”、“八五” 以來，二氧化碳氣體保護焊技術已在機車車輛工業系統普遍采用。1996年5月27日，鐵道部了TB/T1582-1995《機車車輛二氧化碳氣體保護焊技術條件》， 使我國鐵路二氧化碳氣體保護焊技術逐步實現與國際接軌?，F在，在機車車輛制造中， 一些重要焊縫如在車輛制造中的中、枕、橫梁焊接都采用了二氧化碳氣體保護焊工藝，南方匯通股份有限公司在.C64T提速貨車的制造中，用二氧化碳氣體保護焊焊接枕、橫梁及車體底架各連接焊縫， 焊接質量與生產效率明顯提高。南方匯通股份有限公司在ZD240型鑄錠車制造中，全面使用二氧化碳氣體保護焊，焊縫長度達98%以上，北京二七車輛廠在NX等型平車上使用二氧化碳氣體保護焊，焊縫長度達90%以上。

埋弧焊技術的應用。

由于埋弧焊焊接電流大， 相應電流密度大（是同直徑焊條電弧焊的3-5倍)倍），同時有焊劑和熔渣的隔熱作用， 電弧熱量利用率較高， 焊接時熔深大， 可減小坡口與填充金屬量；焊接速度是焊條電弧焊的5-6倍，焊接時焊接參數自動調節保持穩定，又有焊劑的保護，焊接質量穩定可靠，無弧光照射、勞動條件較好。在機車車輛的制造與修理工作中， 埋弧焊技術廣泛應用于各種大型構件主要焊縫的焊接及工件的堆焊。如南方匯通股份有限公司應用埋弧焊技術， 焊接新造C64T、C64K等鐵路提速貨車的中梁，堆焊鐵路貨車磨耗的輪緣等部件。

電阻焊技術的應用。

電阻焊技術主要在客車工廠使用， 原來主要用于薄板及小配件的連接，隨著城際快速列車的發展， 在要求車體自重特別輕的城際快速列車上得到較好的應用。長春客車廠在為重慶市生產的城際快速列車上，使用從英國引進的350KV，10萬A的電阻焊設備，進行鋁合金裙板、端板等的焊接。另外，在京津城際快速列車上， 使用從英國、韓國引進的側架、底架、車頂等12套專用大型龍門點焊機械手,進行不銹鋼車體各部件的焊接。

焊接機械手、焊接工作站的應用。

鐵路實施“客運提速，貨運重載”，要求鐵路機、客、貨車具有更好的結構強度， 有更輕的質量， 毫無疑問地給鐵路機車車輛焊接技術的新發展帶來了機遇。從1992年株洲電力機車廠引進焊接機器人工作站后， 長春、四方、浦鎮等客車廠，齊齊哈爾、武昌、二七等貨車車輛廠也先后從德國、奧地利、日本、法國、美國等發達國家引進了焊接機器人工作站、焊接機械手等先進設備， 并在引進消化吸收的基礎上，與國內有關部門合作， 自行開發了機器人焊接程序及適應我國鐵路機車車輛焊接技術需要的機械手、工作站等設備， 逐步縮小了與發達國家的差距。

6. 新型結構材料在鐵路機車車輛上應用。

隨著鐵路“ 提速重載” 與跨越式發展戰略的實施， 原有的碳素結構鋼已遠遠不能滿足鐵路機車車輛工業的使用要求。目前國內已開始生產微合金控軋鋼， 其鋼種具有良好的焊接性能； 正在研制的超細晶粒鋼， 其強度和使用壽命將比現有結構鋼提高一倍， 其鋼種特點是超細晶粒、超潔凈度、高均勻性， 性價比更加合理。同時， 各種不銹鋼、鋁合金、中低合金鋼等耐蝕材料的應用也將成為主流。這些高性能鋼種的應用， 必將進一步推動鐵路機車車輛焊接技術的發展。

四.鐵路機車車輛工業焊接技術發展前景。

鐵路機車車輛工業焊接技術發展前景焊接生產過程的機械化和自動化是工業現代化的必由之路。世界工業發達國家焊接機械化和自動化的程度都已達到60%以上，西歐和美國已達到70%以上，而日本已經達到80%以上。我國各工業部門焊接生產的機械化和自動化程度還相對較低，平均30%左右，而且大部分僅是自動化程度較低的機械焊機。我國大型骨干企業機械化和自動化程度已達到60%-65%。如汽車制造業，已經普遍采用了弧焊機器人、點焊機器人和機器人自動焊接生產線； 我國船舶制造企業焊接機械化和自動化程度已達61%左右。伴隨鐵路“客運提速， 貨運重載”， “九五”以來，鐵路部門焊接技術的機械化和自動化程度雖然有了較大的提高， 但與我國汽車制造企業、船舶制造企業、軍工企業等工業系統相比，還存在較大的差距。

五．結束語

隨著提高質量和效率的焊接機械化和自動化水平的不斷提高，焊接機械手、機器人工作站等的推廣應用， 焊接工藝及焊接裝備的現代化， 必將推進我國鐵路機車車輛制造業的現代化進程，也必將提升我國鐵路機車車輛工廠與國際鐵路供應商競爭的實力。對于新的應用鋼種和工藝方法， 必須要有相匹配的焊接材料，從發展趨勢看， 藥芯焊絲、燒結焊劑、低飛濺氣體保護焊實芯焊絲、高強鋼用焊材、低溫鋼用焊材、耐熱鋼用焊材、不銹鋼用焊材等高技術含量產品是鐵路機車車輛用焊接材料的主要方向。

參考文獻：

[1] 王振民 換熱器管板的全位置自動化焊接工藝 [期刊論文] 《華南理工大學學報》2010年5期

[2] 王克鴻重型車輛計算機輔助焊接工藝自動設計系統 [期刊論文]《焊接學報》 2005年10期

第4篇：機械手設計論文范文

關鍵詞：機械工程，本科，畢業設計

1引言

畢業設計是高等學校應屆畢業生在畢業前接受課題任務，在教師指導下獨立進行科學研究或工程實踐，獲得基本訓練并取得成果的過程，它是評估學業成績的一個重要方式，也是提高學生綜合素質與創新能力的關鍵一環[1]。作者結合廣東工業大學的實際,從科學選題、落實開題環節、保證畢業設計論文質量等關鍵環節提出了改進畢業設計工作的措施。

2科學選題

選題是畢業設計工作的龍頭，選題質量是影響畢業設計質量的重要因素，精心挑選畢業設計題目，是搞好畢業設計的第一步。但是選題目前存在著一些問題：有的選題缺乏綜合性、新穎性,深廣度不夠；有的選題對學生顯得難度較高,工作量過大；有的選題雖然有較高的研究價值，但學生由于怕難或者因就業等原因而不愿選；另外，系與系之間和各系內部之間的設計題目在難度和分量上也存在一定差異。

針對以上問題,可以從三個方面綜合考慮選題。

(1)畢業設計選題要盡可能聯系工程應用、生產實際和科學研究。這樣有利于調動學生的積極性,由于是真做實干,他們就會主動去了解、熟悉有關科研情況,分析解決問題的方法和途徑,使能力得到提高。因此,我們在為2003級機械制造及自動化專業的學生選題時,選擇了“旋轉超聲主軸振動系統研制”，“三座標工業機械手的設計”，“防偽礦泉水瓶蓋的設計”,“自動門PLC控制系統設計”，“適合于電感的微點焊系統研制”等新穎又結合科研實際的課題,盡量反映當代科技發展水平,讓學生能了解、把握國內外在該研究領域的最新成果和發展動態,結果學生更加樂于參與到科研課題的研究中。

(2)要考慮完成課題的客觀條件。學校畢業設計經費、教學試驗條件都有限,不是任何來自科研實際的課題都可用做畢業設計,必須根據客觀條件來選擇設計題目,這些條件主要包括:可查資料庫源,試驗設施和足夠的經費等,因此我們在選題時,一般選用能為學生提供可用的儀器設備,試驗場地等條件的科研課題,例如“微細特種加工中心”試驗樣機在我們教研室已經搭建好，“線切割機床、電火花機床、超聲拋光裝置”等設備可以為學生做畢業設計時提供可以直接操作，鍛煉自己的動手能力的機會。

(3)要有適當的難度和深度。舉例說我們選擇“旋轉超聲主軸振動系統研制”課題時,考慮到該課題涉及了聲學,機械振動學,電力電子學,數電，模電等多個領域,涉及的知識面較廣,設計工作量較大,有一定的深度,學生可以通過綜合應用所學的基礎理論和專業知識,在規定的時間內得到充分的鍛煉,但是考慮到本課題有一定的難度,為了保證學生在有限的畢業設計工作時間內,經過努力能完成任務或做出階段性結果,我們安排了兩個同學參加,在掌握總體設計思路的基礎上,分別進行硬件結構設計、驅動電路等不同部分的,有側重點地進行研究,經過分工合作,完成了整個課題的設計任務,效果良好。

3落實開題環節

為提高畢業論文設計教學質量和探索出適用于畢業論文設計全環節教學質量監控的方法,可借鑒研究生創新能力培養方法,在本科畢業論文設計教學中新增開題環節,以強化學生包括查閱文獻資料廣泛獲取信息,提出問題、擬定實驗研究方案和設計方案,科學實驗與測試,數據整理與分析,撰寫實驗論文,書面表達和口頭表述等能力在內的基本創新能力。

（1）開題環節的必要性。開題的意義在于完善論文設計方案,使論文設計方案更加系統化，收集信息，聽取各方意見，明確思路以堅定論文設計者的信心。一般說來，將思考的東西正式地講出來和寫出來，會比原來所思考的更有升華的意味，因為從“思”到“說”和“寫”,其間加入了邏輯的創造過程。通過撰寫開題報告,要求學生講清題目的來龍去脈,從而使學生明確畢業設計課題的目的和要求，對題目有更深刻理解與認識，會使原來的論文設計思路更加完善和系統，對自己的工作做到“胸有成竹”，減少盲目性,避免出現不知從何處入手的尷尬局面。

（2）開題環節的組織在開題會之前,每個學生按規范書寫了開題報告。學生持經指導老師簽字同意的選題報告書、任務書及其它相關資料上臺匯報選題的目標和意義、擬采取的技術路線和方法、工作基礎、預期成果和工作計劃等內容10分鐘。評審小組根據學生自述和選題報告書及其它文本內容,對學生論文設計是否達到專業培養目標要求和完成論文設計的可行性進行考核,并對論文設計廣度、深度、貼切度、重點和難點等提出具體的修改意見。

4保證畢業設計答辯的質量

答辯是畢業設計(論文)工作的最后一個環節,是全面檢查和評估畢業設計(論文)質量的重要手段。嚴格的答辯將有利于學生樹立良好的學風,促進學生認真做好畢業設計(論文)。學院可根據本院及所屬各系的具體情況成立若干答辯分委會,分委會下轄若干個答辯小組。分委會主任和答辯小組組長均由副高職稱以上教師擔任。答辯前應認真審查學生的答辯資格,畢業設計(論文)應由除指導教師外的答辯小組1名以上教師認真評閱,寫出評閱意見與評分,評分不及格者不得參加答辯。凡畢業設計(論文)擬評“優秀”的學生,都必須參加各系答辯分委會組織的集中答辯。對畢業設計平時不認真、小組答辯成績較差的學生,由相關分委會組織復答辯后視情況決定是否給予通過。答辯時間應控制在學生匯報15-20分鐘,教師提問20分鐘為宜。畢業設計成績評定必須堅持標準,嚴格要求。“優秀”的比例應嚴格控制在本專業參加答辯總人數的20%以內,優良比例應嚴格控制在60%以內。對畢業設計(論文)的質量,除了本身的學術水平、應用價值

外,還應考察學生解決實際問題的能力、對知識的綜合應用能力、在工作中查閱處理信息和應用各種工具的能力、撰定科研報告和表達交流的能力以及在工作中的團隊協作能力等。答辯委員會要辦事公正,治學嚴謹,嚴把質量關,對畢業設計(論文)達不到教學要求的,決不姑息。

5結論

搞好畢業設計(論文)工作,重要的是要做到“五個到位”,即認識到位、經費投入到位、指導教師到位、學生到位和管理工作到位。另外,科學選題,嚴把選題關是做好畢業設計(論文)的前提；認真做好畢業設計開題工作是畢業設計工作順利進行的保證,消除學生畢業前的各種干擾,專心做好畢業設計,是本階段學生思想政治工作的重點；嚴格的答辯將有利于學生樹立良好的學風,促進學生認真做好畢業設計(論文)。

第5篇：機械手設計論文范文

創造生命，這個早先被認為是造物主的工作，如今正被某些生物學前沿的人所掌控?？巳R格?文特爾就是利用重新組合基因片段，制造出世界上第一例“人造生命”的科學家。

5月20日，文特爾聯合同事漢密爾頓施密斯一起，了文特爾研究所最新的研究成果――一個名為“辛西亞”

(synthia)的細胞。辛西亞的名字，就是合成體的音譯，因此它和希臘神話里的月亮女神辛西婭(cynthia)沒有任何關系。因為文特爾僅僅是個科學家，而非宙斯。

這個人造細胞之所以具有非凡的意義，是因為它的基因組完全按照科學家的意愿，通過電腦的軟件設計編寫而成?！翱梢哉f，這是有史以來第一個以電腦為父母的生命形式!”他在新聞會上表示。

文特爾還自豪地稱，基因片段里含有4個“水印”字符，以標示該基因并非天然，而是由人造而成。

“至于水印的解讀工作，就留給那些愛好較真的遺傳學書呆子吧!”文特爾無疑受到了電腦軟件防偽技術的啟示。

據透露，這四個水印中，有兩個分別是文特爾和施密斯的名字。

意義不同的“新生命”

“辛西亞”所引起的恐慌和1996年7月5日世界上第一只克隆羊“多莉”誕生的時候相比，有過之而無不及。

然而，雖然辛西亞和多莉都是人類創造的新生命，標志著生物學發展的里程碑，但意義卻迥然不同。

古代西方的自然發生說認為，許多小生物是由自然界偶然產生的，比如蒼蠅、蛆、蚊子，乃至老鼠，都是某些環境下的自然產物。

比如生活在16到17世紀的比利時化學家、思想家赫爾蒙特曾指出，把糠和破舊布片塞進瓶子里，丟棄在床底下、角落里，瓶子里就會生出老鼠來。

這種觀點被18世紀微生物學之父巴斯德所否定。他通過葡萄酒變酸的研究，找到了與動物、植物并存的另一大類生命形式――微生物，微生物是細菌、真菌、病毒以及原生動物的統稱。

微生物理論也支持了這樣的事實，即任何生命形式都有其之所以產生的母體，所謂龍生龍，風生鳳，“遺傳”一詞也因此而來。

19世紀，德國植物學家施萊登和動物學家施旺相繼創立了細胞學說，解開了生命基本單元――細胞結構之謎。

細胞是生命和非生命物質的分界線。文特爾創造的“辛西亞”，也正是一個可以自我復制的細胞體，具備最基本的生命要素。

然而，細胞學說并沒有窮盡人類對生命本質的認識。

當1953年生物學家沃森和克里克發表DNA雙螺旋結構的論文時，人們才驚異地發現，存在于各種細胞之中核心的機密，原來是組成俗稱“染色體”的基因組。一組組基因長鏈，又是由4種堿基對交錯扭結而成……

從基因遺傳學的角度來看，不同的物種之所以區別，根本就在于基因組的不同，而基因組的不同則在于堿基對的數量和排列次序不同。所以有人認為，DNA是造物主創造生命的最原始“密碼”。

可以說，在生物的DNA長鏈被人為“操作”之前，任何新的生物都不為“新”，因為所有生命形式中的基因從來沒有被刪除、涂改或拼接過。

雜交水稻、混血兒、雜毛狗，各種物種相同的生物之間，都可以通過遺傳定律實現后代的改良或者退化，而它們的后代也都是自然的產物，而非“新的生命形式”。

篡改上帝密碼

如果說細胞是組成生命的基本單元，那么基因則是決定生命形式的基本單元。20世紀90年代，隨著基因技術的飛速發展，由多個國家發起并組織了一項聲勢浩大的科學工程，即人類基因組計劃(HGP)。

HGP試圖破解人類基因組密碼，解開人之為人的根本所在。

在解讀生物基因組密碼的同時，基因技術在生物學領域大顯身手。轉基因技術、克隆技術就是其典型的應用。

1996年誕生的克隆羊多莉，是基因技術令某些人激動卻讓另外某些人恐慌的事件。

從母體羊乳腺中取下一個細胞，抽出其中的染色體，即基因組；同時取出另外一只母羊的卵細胞，并抽出其中的內核，留下空卵殼，之后，將前面的染色體放人后者的卵殼中，從而得到一個克隆意義上的“受精卵”，將其放入第三個母羊的子宮里，就得到了克隆羊多莉，它是第一個母體羊的克隆體。

多莉的特殊意義不在于科學家對其基因組的操作，而在于哺乳動物通過體細胞無性生殖的史無前例。因此，多莉也不是人類創造的新的生命形式，而僅僅是已有生命的“翻版”、“復制”。

轉基因技術是對上帝密碼的第一次干預。

早在20世紀70年代，科學家就試圖利用具有某種特定功能的基因碎片，插入特定生物的基因長鏈之中，從而這種生物就獲得了某種神奇的功能。這些功能往往是從傳統的雜交方法中難以獲得的。

1983年，世界上第一例轉基因生物誕生，它是一種具有抗蟲特性的轉基因煙草，被轉入了抗蟲能力的基因片段。

某種意義上來說，轉基因生物是一種全新的生命形式。因為人類打亂了動物、植物以及微生物固有的界限，在基因層igA：對生命“動了手術”。

棉花可以攜帶制造抗蟲蛋白質的基因、玉米可以攜帶馬鈴薯制造淀粉的基因、貓可以攜帶水母制造熒光蛋白的基因、小鼠可以攜帶番茄的顏色基因……

但是從另外一個層面上來看，這種“手術”僅僅是小尺度上的縫縫補補，至少把持了上帝造物的最后底線――功能基因片段的完整性。或者說這些功能基因片段都是從生命體里抽離出來的，而非人為組合。

和轉基因技術完全不同，創造辛西亞的過程是對功能基因的重新編寫。

如果說轉基因技術是利用碎布片縫制衣服的話，那么創造辛西亞的技術則類比于織布?？棾墒裁礃拥墓δ?、尺度、花紋、質地，完全取決于織布者的手藝和喜好。

因此，文特爾所做的事情，是造物完成之后，自然界從來沒有發生過的“人造生命”，其創造的是一種全新的生命形式。

科學怪獸?科學先驅?

對于文特爾的舉動，支持者和反對者參半。

支持者贊揚他為人類的科學事業做出了巨大的貢獻，正在掀起一場科學的革命。而反對者則對此類科學實踐充滿質疑，將文特爾等人視為科學怪獸。

自從哥白尼、牛頓伊始，近代科學以強大的攻勢洗劫了人類的思維。

在經典物理學看來，宇宙萬物的運作不需要上帝辛苦的“當值”，上帝只需要在創世紀時期，給予第一推動就萬事大吉了。尼采更是癲狂地宣稱，“上帝已死!”因此西方科學傳統下日漸清晰的人類生活世界里，上帝是缺席的。

生物學領域亦是如此。在現代生物學家看來，生命也不過就是一堆DNA長鏈而已。上帝在編好生命密碼之后，也同樣選擇了“隱退”。

在此情況下，“科學怪獸們”的活動才沒有邊界。

然而，辛西亞帶給人類的問題，不僅在于人類能否扮演上帝的角色，還

在于越來越接近生命本質的“現代技術”，到底會為人類造就多大的福祉，導致多大的風險。

文特爾說，“辛西亞體內所有的功能基因，都可以通過電腦編程設計完成。”這意味著，辛西亞究竟是人類忠實而友好的仆人還是具有侵略性且致命的敵人，都掌控在“基因編碼科學家”的手中。

然而，文特爾或許高估了當前生物技術的能力，也高估了人類對生命的認識水平。

DNA決定生命形式的簡單公式，似乎太過樂觀。因為，很多科學家已經發現，擁有怎樣的功能并不一定表達怎樣的性能；而有些貌似無用的垃圾基因，往往有大用。

進一步講，既然辛西亞的DNA序列由電腦編程而來，那么就不能完全排除編程受到黑客攻擊的風險。“生命黑客”將成為合成生物學最大的恐懼。

當類似SARS的病毒悄然襲來的時候，人類所能做的，或許只有向上帝祈禱，祈禱其早日歸來。

I－LJMB機械手

功能＆奇趣：i－LIMB機械手是一個可以通過無線藍牙技術進行操控的新型仿生手，其采用了脈沖調制技術，該技術可顯著提高機械手的抓握力?？梢宰屖褂谜吣闷鹬匚锘蚣毿〉臇|西，以及對抓握手法進行個性化調整來配合自身需要。i-LIMB以鋁制底盤為基礎，可以擁有提起90公斤物品的能力。

制造商：蘇格蘭Touch Bionics公司

售價：新品未定價

小編點評：根據網站提供的信息，這款機械手諸如系鞋帶這樣復雜而細致的動作都可以完成，對手臂殘疾的人來說絕對是個不錯的東西。

寶馬兒童車

功能&奇趣：這是由寶馬公司專門為兒童設計生產的新款腳助力兒童車。它延續了寶馬公司汽車設計團隊的風格，4條由軟橡膠制成的寬大車輪從一定程度上增強了穩定性，同時也起到了保護兒童的作用。這款兒童車雖沒有油門，但提供了慢速與快速兩種行駛速度切換。更加提高了其安全性能。

制造商：德國BMW公司

售價：約780元人民幣

小編點評：恐怕全世界再也沒有比它更便宜的寶馬了。

雙頭風扇

功能&奇趣：這款風扇除了可以往房間里吹風外，由于它的雙風扇設計，還可以讓房間里的空氣流動起來。其內置的離子發生器還能夠凈化空氣，使空氣持久清新，比傳統風扇更為有益健康。風力為三擋調節，可提供15～20平米房間的空氣流通。不僅僅是炎炎夏日，即使在寒冷的冬季，它也一樣可以派上用場。開啟暖風時，它可將熱量均勻吹送至房間的每一個角落，不僅提高了室內溫度，還降低了供暖費用。

售價：99.95歐元

小編點評：雙頭風扇的設計已足以令人驚奇，再加上冷暖功能，小編已經準備掏銀子買一臺了。

索尼NEX－5

功能＆奇趣：索尼NEX-5配備了1420萬像素APS HD CMOS感光元件，取消了傳統單反相機的五棱鏡以及取景器，實現輕量，精巧的可更換鏡頭數碼相機。機身設計緊湊，最薄處僅為24，2mm。在如此小巧的機身上，索尼還為其裝配了3.0寸92萬像素的液晶屏，并可向上80度向下45度進行翻轉。NEX-5具有掃描全景、手持夜景，笑臉快門、高清視頻、高速連拍，HDR、DRO等眾多功能。并且在這些功能的基礎上，它還具有一個獨家殺手锏

3D攝影功能。

制造商：日本SONY公司

售價：新品未定價

小編點評：有了全球最小最輕的可換頭DC，那單反是不是可以淘汰了?

音樂胎教腰帶

功能&奇趣：這款音樂胎教腰帶，有四個喇叭，內置立體聲揚聲器，分別接在孕婦的肚子四周，還可以利用3.5mm耳機，讓媽媽分享寶寶聽的音樂。至于音樂播放的載體，iPod或是MP3播放器均可，這款胎教腰帶除了可以讓孕婦腹中的胎兒聽到動聽的音樂，還可以為孕婦的大肚子提供一定的支撐和保護。

制造商：美國NUVO公司

售價：130美元

小編點評：胎兒在母體中能夠感受孕婦情緒、言行的感化。對于繁多的胎教方法，音樂無疑是最重要的溝通渠道，給予適當的聽覺刺激，有助于嬰幼兒的成長。

Min－Torch

功能&奇趣：這款迷你手電筒，長度僅為52毫米。內置鋰電池，采用USB充電的方式，插上電腦就可以充電，充電10分鐘可正常使用150分鐘以上。其采用0.5瓦LED燈泡，照射距離可達50米。同時，它不僅僅是一個照明工具，還可以配置原裝三星閃存作為U盤使用。

制造商：香港KuOrange公司

售價：約40元人民幣

小編點評：采用USB充電方式，既環保又方便，無論居家，戶外運動和應急事件，它都是一個不錯的伴侶。

餓瘦了的電池

功能＆奇趣：設計師為我們設計了一款體型可變化的充電電池，用更加直觀的胖與瘦來表示充電電池的電量變化；當它被充滿電時，它會豐滿而勻稱，跟正常電池無異。但隨著電量的消耗，電池中部會逐漸干癟，慢慢變瘦。看著日漸消瘦的電池，每個人都會清晰地意識到，它們很餓，需要充電了。從而讓你更好地把握電池電量以及充電時間。設計師：Mac Funamizu

第6篇：機械手設計論文范文

關鍵詞：機械自動化，農業，食品包裝，自動化技術

 

0 .前言

機械自動化主要是指在機械制造業中應用自動化技術，實現加工對象的連續自動生產，實現優化有效的自動生產過程，從而加快生產投入物品的加工變換和流動速度。機械自動化的技術水準，不僅影響整個機械制造業的發展，而且對國民經濟各部門的技術進步有很大的直接影響?，F代世界各國間的競爭主要表現為綜合國力的競爭，要提高我國綜合國力，需在各生產部門實現生產機械化和自動化。免費論文。

機械自動化技術從上個世紀20年展應用以來，已經得到了迅速的發展，特別是近年來計算機制造的高度集成化，開始向計算機集成制造系統 (Computer IntegratedManufacturing System，CIMS)發展，并大大加快了機械自動化的發展，但我國仍處于初級操作階段的自動化。

目前，世界各國的機械自動化水準除少數工業發達國家的某些生產部門外，大多數還處于操作階段的自動化。我國也不例外，我國的產業結構層次低，機械制造業發展很不平衡，大部分企業還比較落后，手工勞動占有相當的比重；我國機械制造業企業中自動化裝備水平不高，不僅在數量上同世界先進國家有較大差距，而且在品種上、質量上、使用上，同世界先進水平也存在較大差距。免費論文。

以微電子技術、軟件技術、計算機技術及通信技術為核心而引發的數字化、網絡化、綜合化、個性化信息技術革命，不僅深刻地影響著全球的科技、經濟、社會和軍事的發展，而且也深刻影響著機械自動化的發展趨勢。機械自動化技術將向以下幾個方向發展[1]：(1)光機電化方向；(2)柔性化方向；(3)智能化方向；(4)全球信息化方向；(5)綠色化制造方向。

1. 機械自動化在農業中的應用

農業是一種復合產業，它不僅包括作物的生產，而且包括農產品的加工、儲藏和運輸等等。農業生產的發展過程受自然環境和社會條件的影響，過去為了解決糧食供應不足的問題，開發農業技術著重于增加產量；但對于現代社會，溫飽問題已經基本解決，人們對于產品的品質以及工作的高效性和舒適性的要求日漸提高。農業機械自動化就是農業機械或裝置的操作過程或工作狀態不依靠人的感官和手工而自動實現。免費論文。農業機械自動化應以實現生產的高效率和高精度，降低生產成本，節約資源，提高農產品品質和實現安全生產等為目的，以滿足人們在農產品生產和消費中的需求。

目前農業機械自動化大致有以下3類：

(1) 已有農業機械及裝置的部分自動化控制。這種自動化方式以提高已有農業機械及裝置的作業與操作性能，提高作業效率和作業精度，減輕駕駛員的負擔，節約資源(肥料、種子、農藥、燃料等) 等為目的。目前，已經廣泛采用的自動控制裝置大多數屬于此類[2-5]，如拖拉機、施肥播種機、移栽機、插秧機、噴霧機、聯合收割機、挖掘收獲機、干燥機等。

(2) 已有農業機械及裝置的無人自動操作。這種自動化方式用在操作簡單且容易實現無人運轉，能長時間重復單調過程的作業上。如用計算機程序或無線電遙控來操縱拖拉機及聯合收割機，自動控制行駛，自動檢測耕深、耕寬或作物行列數，自動完成作業，以及能使干燥機、自動化溫室等固定裝置自動完成作業的機械及裝置。

(3) 農業機器人。農業機器人是一種可由不同程序軟件控制，以適應各種作業，能感覺并適應作物種類或環境變化，有檢測(如視覺等)和演算等人工智能的新一代無人自動操作機械。

目前許多發達國家正在進行農業機器人的開發研究，部分研究成果已開始在農業生產中應用。例如, 使用機械手的果蔬自動采摘機；水果采收、分選及食品加工等部門廣泛采用的攝影圖像處理等視覺檢測裝置；畜牧業中利用遠距離遙控技術檢測乳牛的位置，并把擠奶器附著在上擠奶的自動擠奶裝置[2]； 還有把羊的形態圖形化,使剪刀自動感知羊的皮膚并作業的剪羊毛機器人。

2. 機械自動化在食品包裝業的應用

食品工業是中國第一大工業門類，在全部包裝機械中，有近一半的種類和數量與食品工業包括飲料工業相關。二十多年來，中國經濟的高速發展，國民經濟和人民生活水平的持續增長，對中國食品工業產生了巨大的市場需求，從而也帶旺了與之相關的食品包裝市場以及食品包裝機械制造業。

中國食品包裝機械制造業起步于二十世紀八十年代初期，一些中小型機床、農機制造企業由于失去了國家計劃經濟的支持而自發轉型。部分私營企業也從相對技術含量較低但利潤空間較大的食品包裝機械行業入手，中國食品包裝機械制造業可說是由仿造進口設備開始，一步一步發展起來的。

國內食品包裝機械行業是保持高速增長的行業。我國食品和包裝機械行業在經歷了上世紀70年代起步，80 年展，80年代末和90 年代初的快速增長(年增長率高達20%)，初步形成了門類比較齊全、品種基本配套的產業。由于我國食品包裝機械起步晚，生產企業構成形式多種多樣，從行業企業總體規模來看，95%的企業為小型企業、鄉鎮集體企業、民營企業、個體企業及少量聯營企業和股份制企業，大中型企業只占行業企業總數的5%。這樣的企業構成也是我國大型成套設備生產能力弱，高檔設備主要依靠進口的主要原因。目前大型國營生產企業、部分民營企業、合資和獨資企業成為食品包裝機械行業的主力，但國內沒有大型成套設備方面的設計和制造能力。

食品包裝機械的發展趨勢主要體現在高生產率、自動化、單機多功能。傳統包裝機械多采用機械式控制，如凸輪分配軸式、光電控制、氣動控制等控制形式。機電一體化技術是在信息論、控制論和系統論基礎上建立起來的綜合技術，運用過程控制原理，將機械、電子與信息、檢測等有關技術進行有機組合，實現機電一體化和自動化，提高包裝機械整體制造水平。

自動化產品在食品包裝機械行業的市場具有很大的發展潛力。2005年包裝機械使用的自動化產品的市場規模約為8億元。2006年自動化產品在包裝機械的市場增長率在10%左右。

食品包裝機械自動化產品的廠家市場概況如下[6]：

（1）活躍在食品包裝機械市場的PLC廠家主要有12家，具有競爭實力的有三菱、OMRON、西門子、松下電工、施耐德和臺達6家。

（2）活躍在食品包裝機械市場變頻器廠家主要有19家，具有競爭實力的有三菱、富士、安川、SEW、松下電工及松下電器、西門子、臺達和施耐德9家。

（3）活躍在食品包裝機械市場，且互為競爭對手的人機界面廠家主要有5 家：DIGITALHITECH、三菱、OMRON、西門子和EASYVIEW。

（4）活躍在食品包裝機械市場的電機廠家主要是國內電機生產廠商，合資和進口的電機基本得不到應用。

（5）活躍在食品包裝機械市場的低壓電器的合資或進口廠家主要有7家，具有競爭實力的有富士、OMRON、西門子、施耐德4家，大部分都是國內生產。

食品包裝機械自動化產品生產存在以下主要問題[7]：

首先我國機械食品包裝制造企業高起點的較少，大多數企業在低水平徘徊。中國包裝機械在產品開發、性能、質量、可靠性、價格、服務等方面與進口產品的競爭中處于劣勢，抵擋不了進口產品的大量涌入。每年的進口設備，大都是國內不能制造或達不到使用技術要求的技術含量高的或大型的設備，如無菌包裝機，大型高速飲料灌裝機、貼標機、組合電子秤等。

其次是科技發展滯后，創新能力不足。目前國外包裝機械產品的品種大約有6000多種，成套數量多，并且不斷有新技術、新產品出現，一方面向高精度、大型化發展，另一方面向多功能方向發展。與發達國家相比，我國包裝機械產品品種及配套數量少，只有國外品種的一半左右。

另外，中國食品包裝機械制造業雖然名牌產品在逐漸形成，但生產集中度還不夠。目前中國有食品包裝機械制造企業6000多家，其中2000多家不夠穩定，每年有近15％的企業轉產或倒閉，但又有約15％的企業加入到這一行業中來。目前產值及銷售額超過億元的企業僅有十幾家，最好的企業產值及銷售額剛過10億元，上市企業僅有一家；年銷售額超過3000萬元的企業也僅有50家，這50家企業的總銷售額僅有80億元，只有20.66％的集中度。

3. 結語

機械自動化在任何一個國家的重要地位都是顯而易見的，機械自動化技術直接關系到機械制造業的基礎和水平。作為一個發展中國家，我國必然要大量發展機械自動化技術，走一條科技強國之路。隨著改革開放步伐的加快，我國在立足本國經濟的基礎上，不斷吸收國外先進經驗，使我國的農業和食品包裝業的機械自動化有了長足進步，并向更高的水平發展。農業和食品包裝的機械自動化的發展，需要我國結合自身的實際情況，進行自主創新，開發和改進。

【參考文獻】

[1] 李靜鋒,劉書婷. 機械自動化發展的探索[J].大眾科技,2008,6,139-140.

[2] 田麗晶.中國農業機械自動化的發展與思考[J].吉林廣播電視大學學報，2004，(1)：57,58,62.

[3] 馬振華 李丹.論我國機械自動化技術的發展應該注重的幾個問題[J].科技資訊，2008，(15)：43.

[4] 金衡模,高煥文,王曉燕.農業機械自動化的現狀與推進模式[J].中國農業大學學報,2000,5: 44-49.

[5] 張列貴.簡述現代機械自動化技術[J]. 黑龍江科技信息,2007,(10X):28.

[6] 劉文秀,張兆蘭.食品包裝機械自動化市場分析[N].中國包裝報,2008-6-10(1).

[7] 李越.技術進步是中國食品包裝機械的發展方向[J].中國包裝,2003,23(3):37-39.

第7篇：機械手設計論文范文

為了尋找提高畢業設計質量的方法，針對“常柴班”的這部分同學，具體采取了以下四個方面的措施：1.合理分組與指導老師的聘任22名學生分為三組，7-8人一組，每組聘任一名校內專任教師與一名常柴技術科的技術人員，與校內老師共同指導，且頂崗實習與畢業設計的指導老師為同一位教師。改變了以往隨機分配指導老師、沒有企業指導老師與頂崗實習與畢業設計指導老師不統一的問題。2.確定畢業設計題目明確提出禁止畢業設計選題與工作崗位、與所學專業無關。畢業設計的題目必須由學校指導老師、企業指導老師及學生三方，結合具體的實習崗位，共同確定。3.加強管理與指導工作由于常柴股份有限公司離學校近，學生集中，規定學校指導教師要經常利用休息時間，多去企業與企業指導老師、學生交流畢業設計工作。利用企業的員工培訓學習教室，指導論文的寫作；充分利用畢業管理系統，來管理畢業設計的進度與質量，以保證畢業設計的進度，加強聯系促進交流，便于畢業設計過程記錄與檔案保存。4.畢業答辯成績評定首先是學校指導老師，從設計方案的合理性、新穎性；計算的準確性；論文結構、文字表達、格式；工作態度；工作量等方面審核論文，提出意見。然后由其他組的一名企業指導老師，從設計方案可行性、經濟性等方面進行評閱；最后校企雙方指導老師組成答辯小組（回避自己指導的學生），根據學生對課題的理解、畢業設計的質量（圖紙的準確性、數量、質量）、回答問題的正確程度，給出最終畢業設計的成績。

二、改革成效

“常柴班”22名同學在校企雙方指導老師的幫助下，結合具體的崗位，根據實習中遇到的問題，確定了畢業設計的題目。如：蔡同學崗位是KW自動鑄造生產線的造型工，負責KW線開機，崗位責任是維護開機設備的正常運轉。指導老師分別是學校的謝老師、企業的徐工程師。在工作過程中蔡同學發現，該自動線經常出現四個故障：造型機故障、下芯機故障、滑板小車故障、分箱機、合箱機故障。影響了生產的正常運轉，給企業帶來了巨大的經濟損失（一個班次高達幾十萬）。于是就產生了針對這一情況，來做畢業設計的想法。經與兩位指導老師多次溝通，頂崗實習兩個月之后，最終確定題目為“KW鑄造生產線常見故障診斷”，研究的主要內容是KW線常見的故障診斷方法，研究故障規律，以減少故障發生，提高排除故障的速度。確定了課題之后，蔡同學十分注意資料的收集與整理，尤其是故障發生后能記錄現象、參與排查，為論文的撰寫積累了豐富的第一手資料。在論文撰寫過程中，校內老師指導了論文的框架，格式，表達方法；企業指導老師提供了詳細的生產線的技術資料，幫助學生閱讀理解，指導了論文所涉及的具體故障現象描述、排查過程、實際操作的注意事項。最終這篇論文被企業存檔，作為KW線操作崗位的工作手冊，供新員工學習參考，降低了KW線的故障率，保證了其正常運行，給企業帶來了一定的經濟效益。最終蔡同學的畢業設計獲得了優秀的好成績，結合在畢業設計期間表現出的能力，順利地被企業留用，并作為基層管理者進行重點培養。其他同學的畢業設計題目，如：“KW線克萊斯曼機械手的常見故障排除和日常維護”、“帶鋸床鋸帶常見故障的分析”、“砂型4G33T的手工制作”、“490機體砂芯的制造”、“鑄造480機體時濕型砂性能的控制”、“M710離合器殼體鑄造的新工藝制定”、“QL2E型雙工位拋丸清理機鼠籠維修焊接工藝制定”、“常柴0.6t鐵水包減速箱箱體的機械加工”等，均來自生產一線，“真題真做”避免了雷同與抄襲現象。學生與老師的積極性都很高，能主動地相互溝通討論。最終學生們都能根據畢業設計智能管理系統的進度要求，高質量地完成畢業設計任務，通過了實踐應用的檢驗，獲得了公司技術人員與學校老師的一致好評，都取得良好以上的成績。實習結束后，共有9名同學在常柴股份有限公司實現了就業。其他13名同學帶著自己的頂崗實結與畢業論文，參加招聘會受到了相關企業的歡迎，大大提高了應聘的成功率。

三、改革實踐的分析與反思

1.畢業設計的選題高職學生頂崗實習一般是一線的沒有太多技術含量的重復性勞動操作崗，但是真正有意義的課題正是來源于生產一線，從“常柴班”同學的選題來看，只要認真實習，勤于思考，就一定能找到有價值的研究課題。此外，畢業設計的類型不應拘泥于形式，只要是來自工廠一線，無論是設計、制造、工藝、仿真、模擬、實驗、裝配、設備維護、液壓氣動、PLC自動化控制、調查報告等，能解決實際生產中的問題，或者總結出經驗，都可以作為機械類專業的畢業設計題目。其他自主選擇頂崗實習的學生，畢業設計的課題也應來自生產一線，與實際生產相結合。因接本或其他原因沒有去企業實習的同學，所做課題可來自教師的科研課題或是其他同學企業課題的子課題。畢業設計只有做真題，才能培養學生綜合運用知識的能力，提高學生解決實際問題的工作能力和技能，充分挖掘學生創新潛能。2.畢業設計合作指導協議的簽訂目前訂單班的培養都有協議、有經費、有計劃，完成畢業設計有較好的保障。但是，其他雙向選擇的同學與企業之間簽訂的頂崗實習協議，關于畢業設計的責任與要求，往往不具體甚至沒有，就是一個簡單的用工合同。學生完全受制于企業，處于非常被動的地位。因此，哪怕是企業里只有我們的一個學生，學校也應該關心學生與企業簽訂的協議，要盡量取得企業的支持與理解，要明確規定或要求企業在畢業設計中承擔的責任與履行的義務，如安排企業指導老師、提供相關技術資料等，以維護學生的權益，幫助學生完成畢業設計。3.畢業設計管理系統的使用有了來自生產一線、同學們身邊熟悉的、與工作相關的課題；有了企業指導老師的參與指導；按計劃進度完成畢業設計就有了保證。畢業設計智能管理系統在其中也將扮演非常重要的角色，讓學生、學校和企業的指導老師三者之間能及時高效地溝通[2]，解決調查中出現的學生不主動與指導老師聯系、部分學校指導老師所學專業與學生課題不對口的問題。4.畢業設計的管理與指導為了便于畢業設計工作的管理，應大力建設學校周邊的校外實習基地，統一、相對集中地安排學生頂崗實習，減少學生私自聯系實習單位，盡量保證同一個企業實習的學生數在5人以上，便于指導老師上企業一線集中指導。應完善畢業設計全程指導體系。在平時的教學中注意培養學生的文獻檢索、論文寫作能力；離校前開設相關的講座與專題報告，讓學生了解畢業設計的目的、內容與全過程；畢業設計期間聘請企業指導老師，幫助學生選題與完成課題任務；學校指導老師主要負責論文寫作輔導與綜合管理。

四、結束語

第8篇：機械手設計論文范文

【關鍵詞】S7-200PLC；PID；溫度控制

一、引言

自動過程控制系統是指將被控量為溫度、壓力、流量、成份等類型的過程變量保持在理想的運行值的系統。過程實際上是動態的。變化總是會出現，此時如果不采取相應的措施，那些與安全、產品質量和生產率有關的重要變量就不能滿足設計要求[1]。PID控制是過程控制領域中應用最普遍的控制規律。在一個實際的PID控制系統中， PID控制的實現是通過改變調節器參數來完成的。參數設置的合理，溫度控制就能達到既快又穩的效果；反之，就達不到所需溫控精度[2]。因此，對不同的應用場合，如何選擇PID 參數深受人們重視。

二、PID溫度控制系統

本溫度控制系統的給定值（目標值）可以預先設定后直接輸入到回路中；過程變量由在受熱體中的Pt100測量并經溫度變送器給出，為單極性電壓模擬量；輸出值是送至加熱器的電壓，其允許變化范圍為最大值的0% 至100%。

欲使受熱體維持一定的溫度，則需一風扇不斷給其降溫。這就需要同時有一加熱器以不同加熱量給受熱體加熱，這樣才能保證受熱體溫度恒定。

面板中的Pt100為熱電偶，用來監測受熱體的溫度，并將采集到的溫度信號送入變送器，再由變送器輸出單極性模擬電壓信號，到模擬量模塊，經內部運算處理后，輸出模擬量電流信號到調壓模塊輸入端，調壓模塊根據輸入電流的大小，改變輸出電壓的大小，并送至加熱器。為了使溫度變送器正常工作，還要對其參數進行設置。在基本狀態下按鍵并保持約2秒鐘，即進入參數設置狀態。在參數設置狀態下按鍵，儀表將依次顯示各參數，例如上限報警值HIAL、參數鎖Loc等等，對于配置好并鎖上參數鎖的儀表，只出現操作工需要用到的參數。用、、等鍵可修改參數值，按鍵并保持不放，可返回顯示上一參數。先按鍵不放接著再按鍵可退出設置參數狀態。如果沒有按鍵操作，約30秒鐘后會自動退出設置參數狀態。需要設定的參數有 CTRL=0 ，SN=21，DIL=000.0 ，DIH=100.0 ，DIP=1。

圖1 溫度控制系統

三、基于S7-200?PLC的PID控制

S7-200?PLC是西門子公司的可編程控制器，這一系列產品可以滿足多種多樣的自動化控制要求，由于具有緊湊的設計、良好的擴展性、低廉的價格以及強大的指令，使得S7-200?PLC可以滿足小規模的控制要求。此外，豐富的CPU類型和電壓等級使其在解決用戶的工業自動化問題時，具有很強的是適用性[3]。

S7-200?PLC包括一個單獨的CPU，或者帶有各種各樣的可選擴展模塊。S7-200?CPU模塊包括一個中央處理單元（CPU）、電源以及數字量I/O點，這些都被集成在一個緊湊、獨立的設備中。CPU負責執行程序和存儲數據，以便對工業自動化控制任務或過程進行控制；輸入和輸出是系統的控制點；輸入部分從現場設備中采集信號，輸出部分則控制泵、電機、以及控也過程中的其他設備；電源向CPU?及其所連接的任何設備提供電力[4]。溫度控制系統I/O分配如表1所示。

四、結束語

本文介紹了西門子S7-200 PLC在溫度PID控制中的設計與應用。經過現場調試表明，本系統具有可靠性高， 監控方便等優點。由于PLC在工業領域使用的普遍性，該系統有很大的使用范圍。

參考文獻：

[1]金以慧.過程控制.北京：清華大學出版社，1993.

[2] K.J.奧斯特隆姆，著.自適應控制.李清泉，譯.北京：科學出版社，1992.

[3]孫德敏，曹術華.基于Bang-Bang的PID 參數自整定算法及其應用.化工自動化及儀表，1987（5）.

[4]郝海青. 串聯關節式機械手的控制系統分析與設計. 萬方數據庫碩博士論文， 2002.

作者簡介：

第9篇：機械手設計論文范文

論文摘要：數控機床電氣系統故障的調查、分析與診斷的過程也就是故障的排除過程，一旦查明了原因，故障也就幾乎等于排除了。因此故障分析診斷的方法十分重要。

一、故障的調查與分析

這是排故的第一階段，是非常關鍵的階段，主要應作好下列工作：

1、詢問調查在接到機床現場出現故障要求排除的信息時，首先應要求操作者盡量保持現場故障狀態，不做任何處理，這樣有利于迅速精確地分析故障原因。

2、現場檢查到達現場后，首先要驗證操作者提供的各種情況的準確性、完整性，從而核實初步判斷的準確度。由于操作者的水平，對故障狀況描述不清甚至完全不準確的情況不乏其例，因此到現場后仍然不要急于動手處理，重新仔細調查各種情況，以免破壞了現場，使排故增加難度。

3、故障分析根據已知的故障狀況按上節所述故障分類辦法分析故障類型，從而確定排故原則。由于大多數故障是有指示的，所以一般情況下，對照機床配套的數控系統診斷手冊和使用說明書，可以列出產生該故障的多種可能的原因。

4、確定原因對多種可能的原因進行排查從中找出本次故障的真正原因，這時對維修人員是一種對該機床熟悉程度、知識水平、實踐經驗和分析判斷能力的綜合考驗。

5、排故準備有的故障的排除方法可能很簡單，有些故障則往往較復雜，需要做一系列的準備工作，例如工具儀表的準備、局部的拆卸、零部件的修理，元器件的采購甚至排故計劃步驟的制定等等。

下面把電氣故障的常用診斷方法綜列于下。

(1)直觀檢查法這是故障分析之初必用的方法，就是利用感官的檢查。

①詢問向故障現場人員仔細詢問故障產生的過程、故障表象及故障后果，并且在整個分析判斷過程中可能要多次詢問。

②目視總體查看機床各部分工作狀態是否處于正常狀態(例如各坐標軸位置、主軸狀態、刀庫、機械手位置等)，各電控裝置(如數控系統、溫控裝置、裝置等)有無報警指示，局部查看有無保險燒煅，元器件燒焦、開裂、電線電纜脫落，各操作元件位置正確與否等等。

(2)儀器檢查法使用常規電工儀表，對各組交、直流電源電壓，對相關直流及脈沖信號等進行測量，從中找尋可能的故障。例如用萬用表檢查各電源情況，及對某些電路板上設置的相關信號狀態測量點的測量，用示波器觀察相關的脈動信號的幅值、相位甚至有無，用PLC編程器查找PLC程序中的故障部位及原因等。

(3)信號與報警指示分析法

①硬件報警指示這是指包括數控系統、伺服系統在內的各電子、電器裝置上的各種狀態和故障指示燈，結合指示燈狀態和相應的功能說明便可獲知指示內容及故障原因與排除方法。

②軟件報警指示如前所述的系統軟件、PLC程序與加工程序中的故障通常都設有報警顯示，依據顯示的報警號對照相應的診斷說明手冊便可獲知可能的故障原因及故障排除方法。

(4)接口狀態檢查法現代數控系統多將PLC集成于其中，而CNC與PLC之間則以一系列接口信號形式相互通訊聯接。有些故障是與接口信號錯誤或丟失相關的，這些接口信號有的可以在相應的接口板和輸入/輸出板上有指示燈顯示，有的可以通過簡單操作在CRT屏幕上顯示，而所有的接口信號都可以用PLC編程器調出。

(5)參數調整法數控系統、PLC及伺服驅動系統都設置許多可修改的參數以適應不同機床、不同工作狀態的要求。這些參數不僅能使各電氣系統與具體機床相匹配，而且更是使機床各項功能達到最佳化所必需的。因此，任何參數的變化(尤其是模擬量參數)甚至丟失都是不允許的；而隨機床的長期運行所引起的機械或電氣性能的變化會打破最初的匹配狀態和最佳化狀態。此類故障多指故障分類一節中后一類故障，需要重新調整相關的一個或多個參數方可排除。

(6)備件置換法當故障分析結果集中于某一印制電路板上時，由于電路集成度的不斷擴大而要把故障落實于其上某一區域乃至某一元件是十分困難的，為了縮短停機時間，在有相同備件的條件下可以先將備件換上，然后再去檢查修復故障板。

鑒于以上條件，在拔出舊板更換新板之前一定要先仔細閱讀相關資料，弄懂要求和操作步驟之后再動手，以免造成更大的故障。

(7)交叉換位法當發現故障板或者不能確定是否故障板而又沒有備件的情況下，可以將系統中相同或相兼容的兩個板互換檢查，例如兩個坐標的指令板或伺服板的交換從中判斷故障板或故障部位。這種交叉換位法應特別注意，不僅硬件接線的正確交換，還要將一系列相應的參數交換，否則不僅達不到目的，反而會產生新的故障造成思維的混亂，一定要事先考慮周全，設計好軟、硬件交換方案，準確無誤再行交換檢查。

(8)特殊處理法當今的數控系統已進入PC基、開放化的發展階段，其中軟件含量越來越豐富，有系統軟件、機床制造者軟件、甚至還有使用者自己的軟件，由于軟件邏輯的設計中不可避免的一些問題，會使得有些故障狀態無從分析，例如死機現象。對于這種故障現象則可以采取特殊手段來處理，比如整機斷電，稍作停頓后再開機，有時則可能將故障消除。維修人員可以在自己的長期實踐中摸索其規律或者其他有效的方法。

二、電氣維修與故障的排除

電氣故障的分析過程也就是故障的排除過程，因此電氣故障的一些常用排除方法在上一節的分析方法中已綜合介紹過了，本節則列舉幾個常見電氣故障做一簡要介紹，供維修者參考。

1、電源電源是維修系統乃至整個機床正常工作的能量來源，它的失效或者故障輕者會丟失數據、造成停機。重者會毀壞系統局部甚至全部。西方國家由于電力充足，電網質量高，因此其電氣系統的電源設計考慮較少，這對于我國有較大波動和高次諧波的電力供電網來說就略顯不足，再加上某些人為的因素，難免出現由電源而引起的故障。

2、數控系統位置環故障

①位置環報警?？赡苁俏恢脺y量回路開路；測量元件損壞；位置控制建立的接口信號不存在等。

②坐標軸在沒有指令的情況下產生運動?？赡苁瞧七^大；位置環或速度環接成正反饋；反饋接線開路；測量元件損壞。

3、機床坐標找不到零點?？赡苁橇惴较蛟谶h離零點；編碼器損壞或接線開路；光柵零點標記移位；回零減速開關失靈。