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機械手開(kāi)題報告（精選5篇）
我們眼下的社會(huì )，報告不再是罕見(jiàn)的東西，我們在寫(xiě)報告的時(shí)候要注意涵蓋報告的基本要素。為了讓您不再為寫(xiě)報告頭疼，下面是小編幫大家整理的機械手開(kāi)題報告，僅供參考，大家一起來(lái)看看吧。
機械手開(kāi)題報告 1
機械手是近幾十年發(fā)展起來(lái)一種高科技自動(dòng)化生產(chǎn)設備，它對穩定、提高產(chǎn)品質(zhì)量、提高生產(chǎn)效率、改善勞動(dòng)條件和產(chǎn)品的快速更新?lián)Q代起著(zhù)十分重要的作用，隨著(zhù)工業(yè)機械化和自動(dòng)化的發(fā)展以及氣動(dòng)技術(shù)自身的一些優(yōu)點(diǎn)，氣動(dòng)機械手已經(jīng)廣泛應用在生產(chǎn)自動(dòng)化的各個(gè)行業(yè)。本文就氣動(dòng)機械手的應用現狀和發(fā)展前景作了簡(jiǎn)單概述。擴展我們的知識面和專(zhuān)業(yè)面，可以加強對自己的思維訓練和能力培養，還可以填補空白，提高生產(chǎn)效率，很大的現實(shí)意義。
關(guān)鍵詞：氣動(dòng)機械手；研究方向；發(fā)展趨勢
1.機械手國內外發(fā)展現狀
工業(yè)機械手最早應用在汽車(chē)制造工業(yè)，常用于焊接、噴漆、上下料和搬運。工業(yè)機械手延伸和擴大了人的手足和大腦功能，它可替代人從事危險、有害、有毒、低溫和高溫等惡劣環(huán)境中工作：代替人完成繁重、單調重復勞動(dòng)，提高勞動(dòng)生產(chǎn)率，保證產(chǎn)品質(zhì)量。目前主要應用與制造業(yè)中，特別是電器制造、汽車(chē)制造、塑料加工、通用機械制造及金屬加工等工業(yè)。工業(yè)機械手與數控加工中心，自動(dòng)搬運小車(chē)與自動(dòng)檢測系統可組成柔性制造系統和計算機集成制造系統，實(shí)現生產(chǎn)自動(dòng)化。隨著(zhù)生產(chǎn)的發(fā)展，功能和性能的不斷改善和提高，機械手的應用領(lǐng)域日益擴大。
工業(yè)機械手是在第二次世界大戰期間發(fā)展起來(lái)的，始于40年代的美國橡樹(shù)嶺國家實(shí)驗室的搬運核原料的遙控機械操作手研究，它是一種主從型的控制系統。1958年美國聯(lián)合控制公司研制出第一臺機械手。它的結構是：機體上安裝一回轉長(cháng)臂，端部裝有電磁鐵的工件抓放機構，控制系統是示教型的；1962年，美國聯(lián)合控制公司在上述方案的基礎上，又試制成一臺數控示教再現型機械手。運動(dòng)系統仿造坦克炮塔，臂可以回轉、俯仰、伸縮，用液壓驅動(dòng)；控制系統用磁鼓做儲存裝置。不少球面坐標式機械手就是在這個(gè)基礎上發(fā)展起來(lái)的；同年該公司和普曼公司合并成為萬(wàn)能制動(dòng)公司，專(zhuān)門(mén)生產(chǎn)工業(yè)機械手。1962年美國機械鑄造公司也實(shí)驗成功一種叫Versatran機械手，原意是靈活搬運，可做點(diǎn)位和軌跡控制：該機械手的中央立柱可以回轉、升降、伸縮，采用液壓驅動(dòng)，控制系統也是示教再現型。雖然這2種機械手出現在六十年代初，但都是國外機械手發(fā)展的基礎。從60年代后期起，噴漆、弧焊工業(yè)機器人相繼在生產(chǎn)中開(kāi)始應用。1978年美國Unimate公司和斯坦福大學(xué)、麻省理工學(xué)院聯(lián)合研制出一種Unimation—Vic.arm型工業(yè)機械手，裝有小型電子計算機進(jìn)行控制，用于裝配作業(yè)。聯(lián)邦德國機器制造業(yè)是從1970年開(kāi)始應用機械手，主要用于起重運輸、焊接和設備的上下料等作業(yè)：聯(lián)邦德國Kuka公司還生產(chǎn)一種點(diǎn)焊機械手，采用關(guān)節式結構和程序控制；日本是工業(yè)機器人發(fā)展最快，應用國家最多的國家，自1969年從美國引進(jìn)兩種典型機械手后，開(kāi)始大力從事機械手的研究，目前以成為世界上工業(yè)機械手應用最多的國家之一。前蘇聯(lián)自六十年代開(kāi)始發(fā)展應用機械手，主要用于機械化、自動(dòng)化程序較低、繁重單調、有害于健康的輔助性工作。
我國工業(yè)機械手的研究與開(kāi)發(fā)始于20世紀70年代。1972年我國第一臺機械手開(kāi)發(fā)于上海，隨之全國各省都開(kāi)始研制和應用機械手。從第七個(gè)五年計劃（1986-1990）開(kāi)始，我國政府將工業(yè)機器人的發(fā)展列入其中，并且為此項目投入大量的資金，研究開(kāi)發(fā)并且制造了一系列的工業(yè)機器人，有由北京機械自動(dòng)化研究所設計制造的噴涂機器人，廣州機床研究所和北京機床研究所合作設計制造的點(diǎn)焊機器人，大連機床研究所設計制造的氬弧焊機器人，沈陽(yáng)工業(yè)大學(xué)設計制造的裝卸載機器人等等。這些機器人的控制器，都是由中國科學(xué)院沈陽(yáng)自動(dòng)化研究所和北京科技大學(xué)機器人研究所開(kāi)發(fā)的，同時(shí)一系列的機器人關(guān)鍵部件也被開(kāi)發(fā)出來(lái)，如機器人專(zhuān)用軸承，減震齒輪，直流伺服電機，編碼器，DC——PWM等等。
我國的工業(yè)機械手發(fā)展主要是逐步擴大其應用范圍。在應用專(zhuān)業(yè)機械手的同時(shí)，相應的發(fā)展通用機械手，研制出示教式機械手、計算機控制機械手和組合式機械手等�？梢詫C械手各運動(dòng)構件，如伸縮、擺動(dòng)、升降、橫移、俯仰等機構，設計成典型的通用機構，以便根據不同的作業(yè)要求，選用不用的典型機構，組裝成各種用途的機械手，即便于設計制造，又便于跟換工件，擴大了應用范圍。
2.機械手構成與分類(lèi)機械手主要由手部、運動(dòng)機構和控制系統三大部分組成。
手部是用來(lái)抓持工件（或工具）的部件，根據被抓持物件的形狀、尺寸、重量、材料和作業(yè)要求而有多種結構形式，如夾持型、托持型和吸附型等。運動(dòng)機構，使手部完成各種轉動(dòng)（擺動(dòng)）、移動(dòng)或復合運動(dòng)來(lái)實(shí)現規定的動(dòng)作，改變被抓持物件的位置和姿勢。運動(dòng)機構的升降、伸縮、旋轉等獨立運動(dòng)方式，稱(chēng)為機械手的自由度。為了抓取空間中任意位置和方位的物體，需有6個(gè)自由度。自由度是機械手設計的關(guān)鍵參數。自由度越多，機械手的靈活性越大，通用性越廣，其結構也越復雜。一般專(zhuān)用機械手有2～3個(gè)自由度。機械手的種類(lèi)，按驅動(dòng)方式可分為液壓式、氣動(dòng)式、電動(dòng)式、機械式機械手；按適用范圍可分為專(zhuān)用機械手和通用機械手兩種；按運動(dòng)軌跡控制方式可分為點(diǎn)位控制和連續軌跡控制機械手等。
機械手通常用作機床或其他機器的附加裝置，如在自動(dòng)機床或自動(dòng)生產(chǎn)線(xiàn)上裝卸和傳遞工件，在加工中心中更換刀具等，一般沒(méi)有獨立的控制裝置。有些操作裝置需要由人直接操縱，如用于原子能部門(mén)操持危險物品的主從式操作手也常稱(chēng)為機械手。機械手在鍛造工業(yè)中的應用能進(jìn)一步發(fā)展鍛造設備的生產(chǎn)能力，改善熱、累等勞動(dòng)條件。
3.氣動(dòng)機械手的應用現狀
由于氣壓傳動(dòng)系統使用安全、可靠，可以在高溫、震動(dòng)、易燃、易爆、多塵埃、強磁、輻射等惡劣環(huán)境下工作”’。而氣動(dòng)機械手作為機械手的一種，它具有結構簡(jiǎn)單、重量輕、動(dòng)作迅速、平穩、可靠、節能和不污染環(huán)境、容易實(shí)現無(wú)級調速、易實(shí)現過(guò)載保護、易實(shí)現復雜的動(dòng)作等優(yōu)點(diǎn)。所以，氣動(dòng)機械手被廣泛應用于汽車(chē)制造業(yè)、半導體及家電行業(yè)、化肥和化工，食品和藥品的包裝、精密儀器和軍事工業(yè)等。
現代汽車(chē)制造工廠(chǎng)的生產(chǎn)線(xiàn)，尤其是主要工藝的焊接生產(chǎn)線(xiàn)，大多采用了氣動(dòng)機械手。車(chē)身在每個(gè)工序的移動(dòng)；車(chē)身外殼被真空吸盤(pán)吸起和放下，在指定工位的夾緊和定位；點(diǎn)焊機焊頭的快速接近、減速軟著(zhù)陸后的變壓控制點(diǎn)焊，都采用了各種特殊功能的氣動(dòng)機械手。高頻率的點(diǎn)焊、力控的準確性及完成整個(gè)工序過(guò)程的高度自動(dòng)化，堪稱(chēng)是最有代表性的氣動(dòng)機械手應用之一。
在彩電、冰箱等家用電器產(chǎn)品的裝配生產(chǎn)線(xiàn)上，在半導體芯片、印刷電路等各種電子產(chǎn)品的裝配流水線(xiàn)上，不僅可以看到各種大小不一、形狀不同的'氣缸、氣爪，還可以看到許多靈巧的真空吸盤(pán)將一般氣爪很難抓起的顯像管、紙箱等物品輕輕地吸住，運送到指定目標位置。對加速度限制十分嚴格的芯片搬運系統，采用了平穩加速的SIN氣缸。
氣動(dòng)機械手用于對食品行業(yè)的粉狀、粒狀、塊狀物料的自動(dòng)計量包裝；用于煙草工業(yè)的自動(dòng)卷煙和自動(dòng)包裝等許多工序。如酒、油漆灌裝氣動(dòng)機械手；自動(dòng)加蓋、安裝和擰緊氣動(dòng)機械手，牛奶盒裝箱氣動(dòng)機械手等。
4.發(fā)展前景及方向
4.1重復高精度
精度是指機器人、機械手到達指定點(diǎn)的精確程度，它與驅動(dòng)器的分辨率以及反饋裝置有關(guān)。重復精度是指如果動(dòng)作重復多次，機械手到達同樣位置的精確程度。重復精度比精度更重要，如果一個(gè)機器人定位不夠精確，通常會(huì )顯示一個(gè)固定的誤差，這個(gè)誤差是可以預測的，因此可以通過(guò)編程予以校正。重復精度限定的是一個(gè)隨機誤差的范圍，它通過(guò)一定次數地重復運行機器人來(lái)測定。隨著(zhù)微電子技術(shù)和現代控制技術(shù)的發(fā)展，以及氣動(dòng)伺服技術(shù)走出實(shí)驗室和氣動(dòng)伺服定位系統的成套化。氣動(dòng)機械手的重復精度將越來(lái)越高，它的應用領(lǐng)域也將更廣闊，如核工業(yè)和軍事工業(yè)等。
4.2模塊化
有的公司把帶有系列導向驅動(dòng)裝置的氣動(dòng)機械手稱(chēng)為簡(jiǎn)單的傳輸技術(shù)，而把模塊化拼裝的氣動(dòng)機械手稱(chēng)為現代傳輸技術(shù)。模塊化拼裝的氣動(dòng)機械手比組合導向驅動(dòng)裝置更具靈活的安裝體系。它集成電接口和帶電纜及氣管的導向系統裝置，使機械手運動(dòng)自如。由于模塊化氣動(dòng)機械手的驅動(dòng)部件采用了特殊設計的滾珠軸承，使它具有高剛性、高強度及精確的導向精度。優(yōu)良的定位精度也是新一代氣動(dòng)機械手的一個(gè)重要特點(diǎn)。模塊化氣動(dòng)機械手使同一機械手可能由于應用不同的模塊而具有不同的功能，擴大了機械手的應用范圍，是氣動(dòng)機械手的一個(gè)重要的發(fā)展方向。
智能閥島的出現對提高模塊化氣動(dòng)機械手和氣動(dòng)機器人的性能起到了十分重要的支持作用。因為智能閥島本來(lái)就是模塊化的設備，特別是緊湊型CP閥島，它對分散上的集中控制起了十分重要的作用，特別對機械手中的移動(dòng)模塊。
4.3無(wú)給油化
為了適應食品、醫藥、生物工程、電子、紡織、精密儀器等行業(yè)的無(wú)污染要求，不加潤滑脂的不供油潤滑元件已經(jīng)問(wèn)世。隨著(zhù)材料技術(shù)的進(jìn)步，新型材料（如燒結金屬石墨材料）的出現，構造特殊、用自潤滑材料制造的無(wú)潤滑元件，不僅節省潤滑油、不污染環(huán)境，而且系統簡(jiǎn)單、摩擦性能穩定、成本低、壽命長(cháng)。
4.4機電氣一體化
由“可編程序控制器-傳感器-氣動(dòng)元件”組成的典型的控制系統仍然是自動(dòng)化技術(shù)的重要方面；發(fā)展與電子技術(shù)相結合的自適應控制氣動(dòng)元件，使氣動(dòng)技術(shù)從“開(kāi)關(guān)控制”進(jìn)入到高精度的“反饋控制”；省配線(xiàn)的復合集成系統，不僅減少配線(xiàn)、配管和元件，而且拆裝簡(jiǎn)單，大大提高了系統的可靠性。
而今，電磁閥的線(xiàn)圈功率越來(lái)越小，而PLC的輸出功率在增大，由PLC直接控制線(xiàn)圈變得越來(lái)越可能。氣動(dòng)機械手、氣動(dòng)控制越來(lái)越離不開(kāi)PLC，而閥島技術(shù)的發(fā)展，又使PLC在氣動(dòng)機械手、氣動(dòng)控制中變得更加得心應手。
5.課題研究的目的、意義：
在機械工業(yè)中，應用機械手的意義可以概括如下：
一、以提高生產(chǎn)過(guò)程中的自動(dòng)化程度
應用機械手有利于實(shí)現材料的傳送、工件的裝卸、刀具的更換以及機器的裝配等的自動(dòng)化的程度，從而可以提高勞動(dòng)生產(chǎn)率和降低生產(chǎn)成本。
二、以改善勞動(dòng)條件，避免人身事故
在高溫、高壓、低溫、低壓、有灰塵、噪聲、臭味、有放射性或有其他毒性污染以及工作空間狹窄的場(chǎng)合中，用人手直接操作是有危險或根本不可能的，而應用機械手即可部分或全部代替人安全的完成作業(yè)，使勞動(dòng)條件得以改善。
在一些簡(jiǎn)單、重復，特別是較笨重的操作中，以機械手代替人進(jìn)行工作，可以避免由于操作疲勞或疏忽而造成的人身事故。
三、可以減輕人力，并便于有節奏的生產(chǎn)
應用機械手代替人進(jìn)行工作，這是直接減少人力的一個(gè)側面，同時(shí)由于應用機械手可以連續的工作，這是減少人力的另一個(gè)側面。因此，在自動(dòng)化機床的綜合加工自動(dòng)線(xiàn)上，目前幾乎都沒(méi)有機械手，以減少人力和更準確的控制生產(chǎn)的節拍，便于有節奏的進(jìn)行工作生產(chǎn)。
綜上所述，有效的應用機械手，是發(fā)展機械工業(yè)的必然趨勢。
機械手開(kāi)題報告 2
1.設計（或研究）的依據與意義
十字軸是汽車(chē)萬(wàn)向節上的重要零件，規格品種多，需求量大。目前，國內大多采用開(kāi)式模鍛和胎模鍛工藝生產(chǎn)，其工藝過(guò)程為：制坯→模鍛→切邊。生產(chǎn)的鍛件飛邊大，鍛件加工余量和尺寸公差大，因而材料利用率低；而且工藝環(huán)節多，鍛件質(zhì)量差，生產(chǎn)效率低。
相比之下，十字軸冷擠壓成形的具有以下優(yōu)點(diǎn)：
1、提高勞動(dòng)生產(chǎn)率。用冷擠壓成形工藝代替切削加工制造機械零件，能使生產(chǎn)率大大提高。
2、制件可獲得理想的表面粗糙度和尺寸精度。冷擠壓十字軸類(lèi)零件的精度可達ITg---IT8級，表面粗糙度可達Ra0．2～1．6。因此，用冷擠壓成形的十字軸類(lèi)零件一般很少再切削加工，只需在要求特別高之處進(jìn)行精磨。
3、提高零件的力學(xué)性能。冷擠壓后金屬的冷加工硬化，以及在零件內部形成合理的纖維流線(xiàn)分布，使零件的強度高于原材料的強度。
4、降低零件成本。冷擠壓成形是利用金屬的塑性變形制成所需形狀的零件，因而能大量減少切削加工，提高材料的利用率，從而使零件成本大大降低。
2.國內外同類(lèi)設計（或同類(lèi)研究）的概況綜述
利用切削加工方法加工十字軸類(lèi)零件，生產(chǎn)工序多，效率低，材料浪費嚴重，并且切削加工會(huì )破壞零件的金屬流線(xiàn)結構。目前國內大多采用熱模鍛方式成形十字軸類(lèi)零件，加熱時(shí)產(chǎn)生氧化、脫碳等缺陷，必然會(huì )造成能源的浪費，并且后續的機加工不但浪費大量材料，產(chǎn)品的內在和外觀(guān)質(zhì)量并不理想。
采用閉式無(wú)飛邊擠壓工藝生產(chǎn)十字軸，鍛件無(wú)飛邊，可顯著(zhù)降低生產(chǎn)成本，提高產(chǎn)品質(zhì)量和生產(chǎn)效率：
�。�1）不僅能節省飛邊的金屬消耗，還能大大減小或消除敷料，可以節約材料30%；由于鍛件精化減少了切削加工量，電力消耗可降低30%；
�。�2）鍛件質(zhì)量顯著(zhù)提高，十字軸正交性好、組織致密、流線(xiàn)分布合理、纖維不被切斷，扭轉疲勞壽命指標平均提高2~3倍；
�。�3）由于一次性擠壓成型，生產(chǎn)率提高25%.
數值模擬技術(shù)是CAE的關(guān)鍵技術(shù)。通過(guò)建立相應的數學(xué)模型，可以在昂貴費時(shí)的模具或附具制造之前，在計算機中對工藝的全過(guò)程進(jìn)行分析，不僅可以通過(guò)圖形、數據等方法直觀(guān)地得到諸如溫度、應力、載荷等各種信息，而且可預測存在的缺陷；通過(guò)工藝參數對不同方案的對比中總結出規律，進(jìn)而實(shí)現工藝的優(yōu)化。數值模擬技術(shù)在保證工件質(zhì)量、減少材料消耗、提高生產(chǎn)效率、縮短試制周期等方面顯示出無(wú)可比擬的優(yōu)越性。
目前，用于體積成形工藝模擬的商業(yè)軟件已有“Deform”、“Autoforge”等軟件打入中國市場(chǎng)。其中，DEFORM軟件是一套基于有限元的工藝仿真系統，用于分析金屬成形及其相關(guān)工業(yè)的各種成形工藝和熱處理工藝。DEFORM無(wú)需試模就能預測工業(yè)實(shí)際生產(chǎn)中的金屬流動(dòng)情況，是降低他的制造成本，縮短研發(fā)周期高效而實(shí)用的'工具。二十多年來(lái)的工業(yè)實(shí)踐清楚地證明了基于有限元法DEFORM有著(zhù)卓越的準確性和穩定性，模擬引擎在大金屬流動(dòng)，行程載荷和產(chǎn)品缺陷預測等方面同實(shí)際生產(chǎn)相符保持著(zhù)令人嘆為觀(guān)止的精度。
3.課題設計（或研究）的內容
�。�1）完成十字軸徑向擠壓工藝分析，完成模具總裝圖及零件圖設計。
�。�2）建立十字軸徑向擠壓成形模具的三維模型。
�。�3）十字軸徑向擠壓成形過(guò)程數值模擬。
�。�4）相關(guān)英文資料翻譯。
4.設計（或研究）方法
�。�1）完成十字軸徑向擠壓成形工藝分析，繪制模具總裝圖及零件圖。
�。�2）建立十字軸徑向擠壓成形模具的三維模型。
�。�3）完成十字軸徑向擠壓成形過(guò)程數值模擬。
�。�4）查閱20篇以上與課題相關(guān)的文獻。
�。�5）完成12000字的論文。
�。�6）翻譯10000個(gè)以上英文印刷符號。
5.實(shí)施計劃
04-06周：文獻檢索，開(kāi)題報告。
07-10周：進(jìn)行工藝分析、繪制模具二維圖及模具三維模型設計。
11-13周：進(jìn)行數值模擬。
14-16周：撰寫(xiě)畢業(yè)論文。
17周：進(jìn)行答辯。
機械手開(kāi)題報告 3
一、本課題的目的及意義，研究現狀分析
1.目的和意義
液壓機(又名：油壓機)利用帕斯卡定律制成的利用液體壓強傳動(dòng)的機械。油壓機由主機及控制機構兩大部分組成。油壓機主機部分包括機身、液壓缸及充液裝置等。動(dòng)力機構由油箱、高壓泵、低壓控制系統、電動(dòng)機及各種壓力閥和方向閥等組成。動(dòng)力機構在電氣裝置的控制下，通過(guò)泵和油缸及各種液壓閥實(shí)現能量的轉換，調節和輸送，完成各種工藝動(dòng)作的循環(huán)。
液壓機作為一種通用的無(wú)屑成型加工設備，其工作特點(diǎn)一是動(dòng)力傳動(dòng)為“柔性”傳動(dòng)，不像機械加工設備一樣動(dòng)力傳動(dòng)系統復雜，這種驅動(dòng)原理避免了機器過(guò)載的情況;二是液壓機的拉伸過(guò)程中只有單一的直線(xiàn)驅動(dòng)力，沒(méi)有“成角的”驅動(dòng)力，這使加工系統有較長(cháng)的生命期和高的工件成品率。
液壓機因具有結構簡(jiǎn)單、工藝適應性強、環(huán)境污染小等其他設備不可替代的性能特點(diǎn)，被廣泛應用于汽車(chē)制造、航空航天、國防、電力電子、塑料、機械、冶金和輕工等國民經(jīng)濟的各個(gè)領(lǐng)域。影響液壓機質(zhì)量的因素很多，其中液壓機本體的設計水平起著(zhù)重要的作用。液壓機本體是液壓機的重要組成部分，其重量約占整機重量的60%以上。液壓機本體的設計水平，對液壓機的制造成本、技術(shù)性能和使用壽命有著(zhù)決定性的影響。我國液壓機本體的設計水平還比較落后，研究關(guān)于液壓機本體的設計方法，對提高我國液壓機的整體設計水平、增強相關(guān)企業(yè)的生存和發(fā)展能力具有重要的現實(shí)意義。
通過(guò)對本課題的設計，可進(jìn)一步加深對所學(xué)基礎理論、基本技能的理解與運用，并逐步系統化;可培養獨立工作、解決問(wèn)題的能力，進(jìn)而達到培養獨立獲取新知識的能力;通過(guò)文獻檢索等基本技能的訓練，掌握撰寫(xiě)技術(shù)報告的能力;通過(guò)設計過(guò)程的訓練，培養刻苦鉆研的科學(xué)態(tài)度及團隊協(xié)作能力，為以后工作時(shí)的產(chǎn)品開(kāi)發(fā)、技術(shù)改進(jìn)打下堅實(shí)基礎，在將來(lái)的實(shí)際生產(chǎn)中靈活處理質(zhì)量、生產(chǎn)率和成本之間的關(guān)系，能獲得良好的經(jīng)濟效益。
2.研究現狀
在我國，液壓行業(yè)已形成了門(mén)類(lèi)齊全，有一定生產(chǎn)能力和技術(shù)水平，初具規模的生產(chǎn)科研體系。目前全國約有近300家企業(yè)，還有液壓研究室(所)，國家級液壓元件質(zhì)量監督檢測中心以及國家重點(diǎn)實(shí)驗室。我國液壓工業(yè)重視同國外企業(yè)進(jìn)行有效的經(jīng)濟和技術(shù)合作，近年來(lái)先后從國外引進(jìn)了很多液壓元件和液壓系統等制造技術(shù)，為提高產(chǎn)品水平和生產(chǎn)能力起了重要作用。目前已和美國、日本、德國共同建立了某些合資企業(yè)，這些企業(yè)將推動(dòng)我國液壓工業(yè)的發(fā)展。
在國外，液壓工業(yè)的發(fā)展速度高于機械工業(yè)。為了滿(mǎn)足用戶(hù)的需要，主機品種日益增多，產(chǎn)品更新速度加快，相應要求液壓元件增加品種，實(shí)現多樣化，因而液壓件屬于大批量生產(chǎn)的產(chǎn)品相對減少，大部分屬于成批或小批生產(chǎn)。為適應這種動(dòng)向，國外生產(chǎn)方式也有所變化。
國內、外有些廠(chǎng)家采用可編程控制器控制方式，如天津鍛壓機械廠(chǎng)有近54%的產(chǎn)品裝有pm。通過(guò)采用pth控制，使系統的控制性能和可靠性大大提高。丹麥的紅血們公司采用siemnes的可編程控制器，實(shí)現對壓力和位移的控制。而與國外發(fā)展情況相比，國內極少有采用工業(yè)控制機控制方式的產(chǎn)品，成熟的產(chǎn)品是采用可編程控制器的控制方式。
3.液壓機技術(shù)的發(fā)展趨勢
走向二十一世紀的液壓技術(shù)不可能有驚人的技術(shù)突破，應當主要靠現有技術(shù)的改進(jìn)和擴展，不斷擴大其應用領(lǐng)域以滿(mǎn)足未來(lái)的要求。主要的發(fā)展趨勢將集中在以下幾個(gè)方面：(1)減少能耗，充分利用能量;(2)泄漏控制;(3)污染控制; (4)主動(dòng)維護，提高故障診斷水平;(5)機電一體化;(6)液壓cad技術(shù)。
二、本課題的基本任務(wù)、擬解決的主要問(wèn)題，及其實(shí)現途徑、方法和手段
1.基本任務(wù)
設計是從液壓機的性能和動(dòng)作要求入手，并以國內的質(zhì)量和技術(shù)性能接近設計要求的液壓機為基礎，研究國外的'先進(jìn)機床，設計一液壓機滿(mǎn)足設計參數要求，該液壓機可用作折邊機或成型機，也可用于成型材料的壓制翻邊，以及粉末制品、塑料、玻璃鋼、絕緣材料橡膠等的壓制成型。為完成一般的壓制工藝，要求液壓缸能實(shí)現“快速下行—慢速加壓—保壓—快速回退”的工作循環(huán)。
2.要解決的主要問(wèn)題
(1)液壓機的機械結構設計，內容包括：總體結構設計、擠壓結構設計及計算、機架結構設計及計算
(2)液壓機液壓系統設計，內容包括：液壓系統方案設計、液壓系統的參數計算、液壓元件的選擇、液壓系統性能驗算
3.實(shí)現途徑、方法和手段
(1)液壓機的機械結構設計：收集、查閱典型的液壓機機械結構，到實(shí)驗室進(jìn)行測繪，根據現有的液壓機尺寸進(jìn)行類(lèi)比設計。
(2)液壓機液壓系統設計：首先通過(guò)資料收集、查閱熟悉國內外通用液壓機的原理及典型結構，然后根據設計參數及要求初步擬定設計方案，確定液壓泵的類(lèi)型及調速方式，選用執行元件，通過(guò)對常用的基本回路進(jìn)行分析比較后利用類(lèi)比的方法來(lái)最后確定液壓系統原理圖。利用相關(guān)手冊完成液壓系統參數計算，液壓元件的選擇等設計內容。
三、完成本課題所需工作條件(如工具書(shū)、計算機、實(shí)驗、調研等)，可能遇到的問(wèn)題以及解決的方法和措施
1.所需要的工作條件
(1)工具書(shū)，如《機械設計手冊》、《中小型液壓機設計計算》等
(2)計算機及相關(guān)軟件。autocad軟件、西門(mén)子s7-300plc應用軟件等。
(3)網(wǎng)絡(luò )資源
2.可能遇到的問(wèn)題
(1)對軟件的使用不夠熟練，有些功能不會(huì )使用。
(2)因缺乏經(jīng)驗，在設計過(guò)程中有些問(wèn)題處理不當。
(3)缺乏與設計相關(guān)的參考資料。
3.解決的方法和措施
(1)經(jīng)常進(jìn)行軟件操作來(lái)熟悉軟件功能。
(2)虛心向老師和同學(xué)請教解決部份問(wèn)題。
(3)通過(guò)圖書(shū)館借閱或購買(mǎi)相關(guān)的參考書(shū)籍、資料。
(4)借助網(wǎng)絡(luò )資源獲得相關(guān)資料及參考材料。
四、已查閱參考文獻目錄
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[10]馮太合.西門(mén)子s7-300系列plc及應用軟件step7[m].廣州：華南理工大學(xué)出版社。
五、進(jìn)程安排
序號時(shí)間要求應完成的內容(任務(wù))提要
1、20xx年3月8日-20xx年3月26日調研、收集資料，熟悉課題內容，完成開(kāi)題報告
2、20xx年3月29日-20xx年4月2日畢業(yè)設計論證、開(kāi)題
3、20xx年4月3日-20xx年4月16日液壓機總體結構設計、擠壓結構設計及計算，繪制主要零部件圖
4、20xx年4月19日-20xx年4月23日機架結構設計及計算，繪制液壓機裝配圖
5、20xx年4月26日- 20xx年5月7日液壓機液壓系統設計，繪制液壓系統原理圖
6、20xx年5月10日-20xx年5月14日液壓機控制系統設計，編寫(xiě)、調試plc程序
7、20xx年5月17日-20xx年5月21日中期檢查，填寫(xiě)中期檢查表
8、20xx年5月24日-20xx年5月28日編寫(xiě)、調試plc程序
9、20xx年5月31日-20xx年xx月xx日整理資料，編寫(xiě)設計說(shuō)明書(shū)
10、20xx年6月7日-20xx年6月11日提交初稿、修改、定稿及打印
11、20xx年6月14日-20xx年6月18日答辯前準備
12、20xx年6月21日-20xx年6月25日畢業(yè)設計答辯
機械手開(kāi)題報告 4
課題名稱(chēng)：MK2110數控磨床模擬與床身優(yōu)化設計
課題背景：(標題按小四黑體)
隨著(zhù)全球經(jīng)濟一體化的形成，整個(gè)機床行業(yè)的市場(chǎng)競爭必將愈演愈烈。目前，國內機床產(chǎn)品的技術(shù)水平還相對落后，就設計方法而言，尚處于經(jīng)驗、靜態(tài)和類(lèi)比的傳統設計階段，對動(dòng)力學(xué)模擬和結構動(dòng)態(tài)特性考慮得不多，動(dòng)態(tài)優(yōu)化軟件使用率也相對較低。新產(chǎn)品開(kāi)發(fā)缺少結構動(dòng)力學(xué)建模和優(yōu)化的動(dòng)態(tài)設計方法，就很難提高機床質(zhì)量和生產(chǎn)效率。中國的機床制造行業(yè)的形勢將變得更為嚴峻，將面臨更為強大的競爭對手，如果我們的機床制造企業(yè)還沒(méi)有先進(jìn)的設計制造手段作為技術(shù)支撐，仍然抱著(zhù)傳統的設計方法不放，那么靠什么與對手競爭?如何在國外高檔機床大舉進(jìn)攻中國市場(chǎng)的嚴峻形勢下，保留住中國機床原有的半壁江山?然而可喜的是，國內己有許多制造企業(yè)和科研院所認識到了這一點(diǎn)，高檔機床的設計制造是戰略行業(yè)，中國不能在這種行業(yè)上受制于人，必須加快先進(jìn)動(dòng)態(tài)設計技術(shù)向具體產(chǎn)品開(kāi)發(fā)的應用轉移。東南大學(xué)、天津大學(xué)和昆明理工大學(xué)等高校在這方面己進(jìn)行了研究，取得了一定的成果。為此，本畢業(yè)設計以MK2110數控磨床的數學(xué)模型為基礎，著(zhù)重對磨床的動(dòng)力學(xué)和床身的結構優(yōu)化設計進(jìn)行了細致的研究。(小四宋體)
課題內容：
1.提出：對于高速磨床來(lái)說(shuō)，磨削精度是影響磨削質(zhì)量的關(guān)鍵因數，而電主軸芯在磨削過(guò)程中的運動(dòng)變形又是影響磨削精度(如表面磨削波紋等)的重要因素。用傳統的剛性體來(lái)模擬電主軸芯的運動(dòng)難以精確地模擬實(shí)際工況下變形情況，若不考慮柔性體的影響，將會(huì )存在很大的誤差。所以，有必要用柔性體代替剛性體對電主軸芯進(jìn)行動(dòng)力學(xué)。磨床床身是磨床的重要基礎件，起著(zhù)支撐工件、工作臺、床頭箱和內圓磨削裝置關(guān)鍵部件的作用。它的動(dòng)態(tài)特性和靜態(tài)特性直接影響磨床的加工精度和工件的表面粗糙度，關(guān)系到磨床是否能安全可靠的工作及整機的使用壽命。因此有必要了解床身結構本身具有的剛度特性和動(dòng)態(tài)特性，對其進(jìn)行優(yōu)化設計，以提高磨床整體的動(dòng)靜態(tài)性能。
2.解決方法：虛擬樣機技術(shù)是在設計階段就對設計的產(chǎn)品進(jìn)行性能測試，從而使生產(chǎn)出來(lái)的產(chǎn)品最大可能的滿(mǎn)足設計目標。通過(guò)運用ADAMS軟件對剛性體和柔性體模型整體進(jìn)行動(dòng)力學(xué)仿真。運用有限元ANSYS軟件對床身進(jìn)行靜剛度分析和模態(tài)分析，通過(guò)改變床身內部筋板布局對其進(jìn)行結構優(yōu)化。有限元(Finite Element Analysis)的核心思想是結構的離散化，就是將實(shí)際結構假想地離散為有限數目的規則單元組合體，實(shí)際結構的'物理性能可以通過(guò)對離散體進(jìn)行分析，得出滿(mǎn)足工程精度的近似結果來(lái)替代對實(shí)際結構的分析。
3.設計內容：針對該磨床進(jìn)行力學(xué)分析，應用動(dòng)力學(xué)分析軟件ADAMS進(jìn)行工作狀態(tài)下運動(dòng)學(xué)與動(dòng)力學(xué)模擬分析，并應用有限元軟件ANSYS進(jìn)行靜剛度分析、模態(tài)分析和結構優(yōu)化。其中靜剛度分析主要是研究磨床床身在固定載荷的作用下的變形及應力狀況，這對掌握機床的機械特性大有幫助;其次，床身結構的動(dòng)態(tài)特性是影響磨床產(chǎn)品性能的關(guān)鍵因素之一，而研究其動(dòng)態(tài)特性的方法主要是進(jìn)行模態(tài)分析，主要內容是確定磨床床身的震動(dòng)特性既固有頻率和主振型，它們是承受動(dòng)載荷的重要參數;最后是通過(guò)改變磨床床身內部筋板布局，分析各布局的動(dòng)靜態(tài)特性，進(jìn)行結構優(yōu)化。
課題意義：
建立一個(gè)真正反映結構系統動(dòng)態(tài)特性的磨床動(dòng)力學(xué)模型，僅僅是進(jìn)行結構動(dòng)態(tài)優(yōu)化設計的先決條件，而不是最終的目的。動(dòng)態(tài)設計的最終目的，是利用系統的動(dòng)力學(xué)模型以期獲得一個(gè)具有良好的靜、動(dòng)態(tài)性能機床結構產(chǎn)品設計方案。通過(guò)對磨床進(jìn)行力學(xué)分析，應用動(dòng)力學(xué)分析軟件ADAMS進(jìn)行工作狀態(tài)下運動(dòng)學(xué)與動(dòng)力學(xué)模擬分析，通過(guò)虛擬試驗和測試，在產(chǎn)品開(kāi)發(fā)階段就可以幫助設計者發(fā)現設計缺陷，并提出改進(jìn)方案。應用有限元分析ANSYS，對床身進(jìn)行靜力學(xué)分析和模態(tài)分析，可以通過(guò)變形云圖，查看結構的薄弱環(huán)節以及結構固有頻率，通過(guò)對薄弱環(huán)節的分析，提出解決方案，優(yōu)化結構。
文獻綜述
國內外研究現狀：
目前，磨床的動(dòng)特性分析主要以有限元法為主，隨著(zhù)計算機技術(shù)的發(fā)展，普遍采用通用的工程有限元軟件進(jìn)行建模、優(yōu)化與仿真計算，所建的模型由試驗數據進(jìn)行修正。我國機床工業(yè)至今仍與國外存在著(zhù)技術(shù)上的差距，不少?lài)鈾C床在樣本中標明他們的床身、立柱等基礎件經(jīng)過(guò)了有限元分析，因而具有優(yōu)異的動(dòng)、靜剛度、熱變形等性能，但我國的機床樣本中做的很少。不過(guò)我國高校、研究所等單位已經(jīng)擁有了這方面的技術(shù)資源。
美國Catholic大學(xué)GBiabchi等進(jìn)行了機床的動(dòng)態(tài)設計與控制相結合的研究，Michigan大學(xué)的T.Jiang和M.Chiredast在應用有限元法和動(dòng)態(tài)分析的基礎上，利用數學(xué)模型來(lái)模擬機床結構的聯(lián)接形式，建立了機床整機的動(dòng)力學(xué)模型，并對機床結合面聯(lián)接件的位置與數量進(jìn)行了拓撲優(yōu)化設計。
陜西理工學(xué)院侯紅玲等在對機械系統進(jìn)行運動(dòng)學(xué)分析時(shí)，將ANSYS與ADAMS兩個(gè)軟件結合使用，可以精確模擬整個(gè)系統的運動(dòng)，取得動(dòng)力學(xué)仿真結果。ADAMS軟件是著(zhù)名的機械系統動(dòng)力學(xué)仿真分析軟件，分析對象主要是剛體，但與ANSYS軟件結合使用可以考慮分析零部件的彈性，同樣ADAMS的分析結果可為ANSYS分析提供相應的邊界條件。這些工作對于支持并加快提升企業(yè)的自主技術(shù)創(chuàng )新能力具有一定的意義。
東南大學(xué)的陳新、孫慶鴻在A(yíng)NSYS軟件上建立高精度內圓磨床M2120A整機結構動(dòng)力學(xué)模型和動(dòng)力學(xué)分析。在建模過(guò)程中，分別采用體單元、彈簧—阻尼單元和3D梁?jiǎn)卧�、三維接觸單元模擬主要零部件、轉子系統和結合部【8-9】，該方法采用有限元法，用商品化軟件進(jìn)行建模和分析，全部采用軟件中的現有單元，其效率和精度高。
湯文成等【10-12】對床身結構的靜、動(dòng)態(tài)特性進(jìn)行分析和優(yōu)化設計，通過(guò)分析和研究得出改變床身的筋板類(lèi)型和布局設計是提高床身床身結構的靜、動(dòng)態(tài)特性的有效手段，并且提出了以導軌的振動(dòng)變形量作為床身結構設計的主要依據，建立了床身的結構模型，以床身的結構參數為設計變量，各設計變量對床身動(dòng)態(tài)性能貢獻加權作為結構優(yōu)化設計的目標函數，最后得到最優(yōu)的床身設計方案，同時(shí)在機床的參數化設計等方面進(jìn)行了有益的嘗試。
通過(guò)以上的綜述可以看出，應用ADAMS軟件對機床結構動(dòng)態(tài)特性的研究基本以機床單件或部分子結構的組合為對象，從整機的角度建立包括主軸轉子系統在內的整機完整的動(dòng)力學(xué)模型進(jìn)行研究相對較少，而且運用柔性體理論對磨床整體進(jìn)行動(dòng)力學(xué)仿真分析也不多見(jiàn)，大部分還是剛性體仿真。另外，對床身進(jìn)行優(yōu)化設計時(shí)還是局限于改變筋板橫向或徑向數目進(jìn)行優(yōu)化設計。
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研究?jì)热?
針對MK2110數控內圓磨床，應用多體動(dòng)力學(xué)分析軟件ADAMS進(jìn)行工作狀態(tài)下剛性體動(dòng)力學(xué)仿真。將電主軸芯柔性化，進(jìn)行工作狀態(tài)下柔性體動(dòng)力學(xué)仿真。應用有限元軟件ANSYS對磨床床身進(jìn)行靜力學(xué)分析、模態(tài)分析和結構優(yōu)化。其中靜力學(xué)分析主要是研究磨床床身在最大工作載荷的作用下的變形及應力狀況，這對掌握機床的機械特性大有幫助;另外床身結構的動(dòng)態(tài)特性是影響磨床產(chǎn)品性能的關(guān)鍵因素之一，通過(guò)模態(tài)分析研究其動(dòng)態(tài)特性，確定磨床床身的振動(dòng)特性和主振型，它們是承受動(dòng)載荷的重要參數;最后對磨床床身進(jìn)行結構優(yōu)化，通過(guò)改變床身內部筋板布局，分析各種布局的振動(dòng)特性和靜態(tài)特性，選擇最優(yōu)的方案。
研究計劃：
第一周：資料收集與文獻檢索
第二周：英文資料翻譯
第三周：編寫(xiě)開(kāi)題報告
第四周：提交開(kāi)題報告
第五周：學(xué)習軟件與建立磨床三維建模
第六周：學(xué)習軟件與建立磨床三維建模
第九周：動(dòng)力學(xué)分析
第十周：動(dòng)力學(xué)分析
第十一周：結構分析
第十二周：結構優(yōu)化分析
第十三周：編寫(xiě)論文
第十四周：編寫(xiě)論文
第十五周：編寫(xiě)論文
第十六周：提交論文并完成答辯
特色與創(chuàng )新
1.利用ADAMS軟件對MK2110磨床進(jìn)行動(dòng)力學(xué)仿真，絕大多數研究還是主要應用ANSYS作分析。
2.運用了先進(jìn)的三維建模軟件實(shí)現對復雜模型的建立，彌補了有限元分析軟件ANSYS建模功能的不足。
3.將電主軸芯柔性化，對整體進(jìn)行動(dòng)力學(xué)仿真。
4.針對ANSYS軟件不適合機械動(dòng)力學(xué)分析,ADAMS軟件不適合有限元分析的狀況,將ANSYS和ADAMS兩種分析軟件結合起來(lái)對柔性體進(jìn)行仿真分析。
5.在有限元分析過(guò)程中綜合運用了靜剛度分析，模態(tài)分析等常用分析方法。
6.提出新的改變筋板布局的方式，對床身進(jìn)行優(yōu)化設計。
機械手開(kāi)題報告 5
一、本課題研究的背景及意義
1、背景（課題涉及到的技術(shù)國內外研究現狀）
逆向工程也稱(chēng)反求工程或反向工程，是根據已存在的產(chǎn)品或零件原型構造產(chǎn)品或零件的工程設計模型，并在此基礎上對已有的產(chǎn)品進(jìn)行剖析、理解和改進(jìn)，是對已有設計的再設計。
從廣義講，逆向工程可分以下三類(lèi)：
�。�1）實(shí)物逆向：它是在已有產(chǎn)品實(shí)物的條件下，通過(guò)測繪和分折，從而再創(chuàng )造；其中包括功能逆向、性能逆向、方案、結構、材質(zhì)等多方面的逆向。實(shí)物逆向的對象可以是整機、零部件和組件。
�。�2）軟件逆向：產(chǎn)品樣本、技術(shù)文件、設計書(shū)、使用說(shuō)明書(shū)、圖紙、有關(guān)規范和標準、管理規范和質(zhì)量保證手冊等均稱(chēng)為技術(shù)軟件。軟件逆向有三類(lèi)：既有實(shí)物，又有全套技術(shù)軟件；只有實(shí)物而無(wú)技術(shù)軟件；沒(méi)有實(shí)物，僅有全套或部分技術(shù)軟件。
�。�3）影像逆向：設計者既無(wú)產(chǎn)品實(shí)物，也無(wú)技術(shù)軟件，僅有產(chǎn)品的圖片、廣告介紹或參觀(guān)后的印象等，設計者要通過(guò)這些影像資料去構思、設計產(chǎn)品，該種逆向稱(chēng)為影像逆向。
目前，國內外有關(guān)逆向工程的研究主要集中在幾何形狀的逆向，即重建產(chǎn)品實(shí)物的CAD，稱(chēng)為“實(shí)物逆向工程”。
逆向工程的數據測量技術(shù)是通過(guò)特定的測量設備和測量方法獲取產(chǎn)品表面離散點(diǎn)的幾何坐標數據，將產(chǎn)品的幾何形狀數字化。
現有的數據采集方法主要分為兩大類(lèi)：
�。�1）接觸式數據采集方法接觸式數據采集方法包括使用基于力的擊發(fā)原理的觸發(fā)式數據采集和連續式掃描數據采集、磁場(chǎng)法、超聲波法。
�。�2）非接觸式數據采集方法非接觸式數據采集方法主要運用光學(xué)原理進(jìn)行數據的采集，主要包括：激光三角形法、激光測距法、結構光法以及圖像分析法等。
逆向工程的數據處理技術(shù)是逆向工程的一項重要的技術(shù)環(huán)節，它決定了后續CAD模型重建過(guò)程能否方便、準確地進(jìn)行。根據測量點(diǎn)的數量，測量數據可以分為一般數據點(diǎn)和海量數據點(diǎn)；根據測量數據的規整性，測量數據又可以分為散亂數據點(diǎn)和規矩數據點(diǎn)；不同的測量系統所得到的測量數據的格式是不一致的`，且幾乎所有的測量方式和測量系統都不可避免地存在誤差。因此，在利用測量數據進(jìn)行CAD重建前必須對測量數據進(jìn)行處理。數據處理工作主要包括：數據格式的轉化、多視點(diǎn)云的拼合、點(diǎn)云過(guò)濾、數據精簡(jiǎn)和點(diǎn)云分塊等。
逆向模型重建技術(shù)在整個(gè)逆向工程中，產(chǎn)品的三位幾何模型CAD重建是最關(guān)鍵、最復雜的環(huán)節。
目前使用的造型方法主要有：
�。�1）曲線(xiàn)擬合造型：用一個(gè)多項式的函數通過(guò)插值去逼近原始的數據，最終得到足夠光滑的曲面。
�。�2）曲面片直接擬合造型該方法直接對測量數據點(diǎn)進(jìn)行曲面片擬合，獲得曲面片經(jīng)過(guò)過(guò)渡、混合、連接形成最終的曲面模型。
�。�3）點(diǎn)數據網(wǎng)格化網(wǎng)絡(luò )化實(shí)體模型通常是將數據點(diǎn)連接成三角面片，形成多面體實(shí)體模型。
2、意義
隨著(zhù)計算機技術(shù)的發(fā)展，CAD技術(shù)已成為產(chǎn)品設計人員進(jìn)行研究開(kāi)發(fā)的重要工具，其中的三維造型技術(shù)已被制造業(yè)廣泛應用于產(chǎn)品及模具設計、方案評審、自動(dòng)化加工制造及管理維護各個(gè)方面。在實(shí)際開(kāi)發(fā)制造過(guò)程中，設計人員接收的技術(shù)資料可能是各種數據類(lèi)型的三維模型，但很多時(shí)候，卻是從上游廠(chǎng)家得到產(chǎn)品的實(shí)物模型。設計人員需要通過(guò)一定的途徑，將這些實(shí)物信息轉化為CAD模型，這就應用到了逆向工程技術(shù)（ReverseEngineering）。
逆向工程技術(shù)與傳統的正向設計存在很大差別。而逆向工程則是從產(chǎn)品原型出發(fā)，進(jìn)而獲取產(chǎn)品的三維數字模型，使得能夠進(jìn)一步利用CAD/ACE/CAM以及CIMS等先進(jìn)技術(shù)對其進(jìn)行處理。不同之處在于設計的起點(diǎn)不同，相應的設計自由度和設計要求也不相同。一般來(lái)說(shuō)，產(chǎn)品逆向工程包括形狀反求、工藝反求和材料反求等幾個(gè)方面，在工業(yè)領(lǐng)域的實(shí)際應用中，主要包括以下幾個(gè)內容：
�。�1）新零件的設計，主要用于產(chǎn)品的改型或彷型設計。
�。�2）已有零件的復制，再現原產(chǎn)品的設計意圖。
�。�3）損壞或磨損零件的還原。
�。�4）數字化模型的檢測，例如檢驗產(chǎn)品的變形分析、焊接質(zhì)量等，以及進(jìn)行模型的比較。
逆向工程技術(shù)為快速設計和制造提供了很好的技術(shù)支持，它已經(jīng)成為制造業(yè)信息傳遞的重要而簡(jiǎn)潔途徑之一。
二、本課題的文獻綜述
1、逆向工程
1980年始歐美國家許多學(xué)校及工業(yè)界開(kāi)始注意逆向工程這塊領(lǐng)域。1990年初期包括臺灣在內，各國學(xué)術(shù)界團隊大量投入逆向工程的研究并發(fā)表成果。逆向工程的硬件最早是運用仿制加工設備，制作出來(lái)的成品品質(zhì)粗糙。后來(lái)有接觸式掃瞄設備，運用探針接觸工件取得產(chǎn)品外型。再來(lái)進(jìn)一步開(kāi)發(fā)非接觸式設備，運用照相或激光技術(shù)，計算光線(xiàn)反射回來(lái)的時(shí)間取得距離。
逆向工程軟件部分品牌包括Surfacer（Imageware）、ICEM、CopyCAD、RapidForm等。逆向軟件的演進(jìn)約略可區分為三個(gè)階段。十一年前在逆向工程上，只能運用CATIA等CAD/CAM高階曲面系統。市場(chǎng)后來(lái)發(fā)展出兩套主流產(chǎn)品約在七、八年前技術(shù)成熟，廣為業(yè)界引用。到最近四年來(lái)，發(fā)展出不同以往的逆向工程數學(xué)邏輯運算，速度快。
目前，逆向工程，逆向工程的應用已從單純的技巧性手工操作，發(fā)展到采用先進(jìn)的計算機及測量設備，進(jìn)行設計、分析、制造等活動(dòng)，如獲取修模后的模具形狀、分析實(shí)物模型、基于現有產(chǎn)品的創(chuàng )新設計、快速仿形制造等。軟件的逆向工程是分析程序，力圖在比源代碼更高抽象層次上建立程序的表示過(guò)程，逆向工程是設計的恢復過(guò)程。逆向工程工具可以從已存在的程序中抽取數據結構、體系結構和程序設計信息。
2、三維造型：
三維造型：CAD的三維造型有三種層次的建立方法，即線(xiàn)框、曲面和實(shí)體，也就是分別對應于用一維的線(xiàn)，二維的面和三維的體來(lái)構造形體。通過(guò)計算機輔助設計建立的立體的、有光的、有色的生動(dòng)畫(huà)面，虛擬逼真地表達大腦中的產(chǎn)品設計效果，比傳統的二維設計更符合人的思維習慣與視覺(jué)習慣。三維造型技術(shù)從最初的三維CAD已發(fā)展到目前專(zhuān)用的基于特征造型的三維軟件，常用軟件有UG、SolidWorks、SolidEdge、MDT、Pro/E、3DSmax等。
3、快速成型：
快速成型（RP）技術(shù)是九十年代發(fā)展起來(lái)的一項先進(jìn)制造技術(shù)，是為制造業(yè)企業(yè)新產(chǎn)品開(kāi)發(fā)服務(wù)的一項關(guān)鍵共性技術(shù)，對促進(jìn)企業(yè)產(chǎn)品創(chuàng )新、縮短新產(chǎn)品開(kāi)發(fā)周期、提高產(chǎn)品競爭力有積極的推動(dòng)作用。自該技術(shù)問(wèn)世以來(lái)，已經(jīng)在發(fā)達國家的制造業(yè)中得到了廣泛應用，并由此產(chǎn)生一個(gè)新興的技術(shù)領(lǐng)域。
RP技術(shù)是在現代CAD/CAM技術(shù)、激光技術(shù)、計算機數控技術(shù)、精密伺服驅動(dòng)技術(shù)以及新材料技術(shù)的基礎上集成發(fā)展起來(lái)的。不同種類(lèi)的快速成型系統因所用成形材料不同，成形原理和系統特點(diǎn)也各有不同。但是，其基本原理都是一樣的，那就是"分層制造，逐層疊加"，類(lèi)似于數學(xué)上的積分過(guò)程。形象地講，快速成形系統就像是一臺"立體打印機"。
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三、課題研究的方法及內容
本課題是逆向工程在鼠標設計與制造中的應用，本設計選用UG軟件根據鼠標的點(diǎn)云數據進(jìn)行鼠標的模型重建并用FDM對其進(jìn)行快速成型加工的過(guò)程，在根據點(diǎn)云逆向設計中，結合設計需要進(jìn)行了必要的正向設計修正，以得到理想的設計結果。
設計內容貫徹數據采集、數據項預處理、文件讀取、邊界提取、曲面重構、實(shí)體生成、STL模型重構、快速成型機的操作和注意事項，并對建模過(guò)程及STL文件處理做了系統的論述。選用UGNx4.0軟件的UnigraphicsCAD/CAM/CAE系統提供了一個(gè)基于過(guò)程的產(chǎn)品設計環(huán)境，使產(chǎn)品開(kāi)發(fā)從設計到加工真正實(shí)現了數據的無(wú)縫集成，從而優(yōu)化了企業(yè)的產(chǎn)品設計與制造。由INSIGHT軟件進(jìn)行的數據切片處理可直接傳送快速成型機，無(wú)需進(jìn)行其他處理。
四、研究方案的具體設計
1、實(shí)體三維數據的獲得——掃描；
2、點(diǎn)云處理；
3、曲面重構；
4、實(shí)體建模：
�。�1）模型分析
�。�2）曲面造型
�。�3）實(shí)體外形修改
�。�4）各部件建模
�。�5）部件的裝配與干涉檢驗
5、基于INSIGHT快速成型切片的數據處理；
6、快速成型加工操作。
五、畢業(yè)設計（論文）進(jìn)度計劃
1—2周調研、查閱文獻，完成開(kāi)題報告
3—7周進(jìn)行鼠標模型點(diǎn)數據的采集和模型的初步構建
8周中期檢查與整改
9—13周在初步構建的鼠標模型的基礎上進(jìn)行修改并完成快速成型加工，撰寫(xiě)畢業(yè)設計論文
14—15周打印、裝訂、評閱、答辯資格審查
16周畢業(yè)答辯
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