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实习目的:
生产实习是进行工程训练的重要实践教学环节,是理论联系实际的现场学习,是进一步的理解、消化、掌握课堂上所学习的专业基础知识的重要步骤,是培养工业工程专业人才的主要手段。通过生产实习要求学生:
1.了解工厂的生产概况及生产组织和管理的情况;
2.了解工厂生产系统的规划与组织和生产作业计划与控制能库存管理情况等,获得生产现场的实际知识;
3.加强理论和实践的联系,学习分析和解决生产实际问题的方法,培养自学和学生获取知识的能力,为专业课程学习打下良好基础;
4.通过深入生产现场,学习工人阶级的优秀品质和先进思想,提高学习的自觉性,做到德、智、体、全面发展。
湖南工程学院工业工程专业第一届学生迎来了盼望已久的实习项目―生产实习。到目前为止,我们已经进行了三项实习,分别是:认知实习、金工实习、生产实习。认知实习是让我们对本专业以后涉及的方向有一个基本的了解,属于启蒙式实习。金工实习的内容是一些比较基础的,但是技术性较强的生产项目,它的目的是为了让我们了解生产加工过程的实际情况。而这次“生产实习”是让我们深入到工厂、企业中去,目的是为了让我们对工厂车间中产品的加工流程、原材料的配送、产品的存储,生产过程中工厂的实际运作情况,企业中各部门的运转情况,部门间的关系,以及根据不同的实际情况来设立和划分各部门等的情况,增加我们的实践经验,强化我们的专业意识,理论与实际结合,增强我们学习的热情与士气。
生产实习是工业工程专业的一项重要的实践性教学环节,旨在开拓我们的视野,增强专业意识,巩固和理解专业课程。实习方式主要是请企业技术管理和企业管理人员以讲座形式介绍有关内容;同学们下生产车间参观,向企业的现场管理、技术生产工作人员学习请教相关知识;由带队老师组织同学们分组讨论、发言,通过交流实习体会方式,加深和巩固实习和专题讲座内容。通过本次实习,我们学到了很多课本上学不到的东西,并对生产管理有了更深的认识。
实习安排及相关准备知识:
实习安排:
实习时间跨度两个星期(5月21日―6月3日),实习安排如下:
日期地点及内容日期地点及内容
5月21日实习动员5月28日专家物流讲座
5月22日株洲齿轮厂5月29日江滨机器厂
5月23日江麓机械厂5月30日洪盛物流公司
5月24日步步高物流中心5月31日――6月3日实习报告撰写及周末休息
5月25日――5月27日实习日记及周末休息
尊敬的**老师:
转眼间四年的大学生活结束了,然而大多数人对本专业的认识还是不够,学校为了使我们更多了解机电产品、设备,提高对机电工程制造技术的认识,加深机电在工业各领域应用的感性认识,开阔视野,了解相关设备及技术资料,熟悉典型零件的加工工艺,特意安排了我们到几个拥有较多类型的机电一体化设备,生产技术较先
进的工厂进行参观实习。为期五,六天的生产实习,我们先后去过了邯郸汉阳包装机械有限公司和保定长汽车股份有限公司有限公司。了解这些工厂的生产情况,与本专业有关的各种知识,各厂工人的工作情况等等。亲身感受了所学知识与实际的应用,电子技术在机械制造工业的应用了,精密机械制造在机器制造的应用了,等等理论与实际的相结合。
我通过完成毕业实习过程,结合毕业设计或论文选题深入工厂企业实地参观与调查,达到以下的实习目的在这个基础上把所学的专业理论知识与实践紧密结合起来,提高实际工作能力与分析能力,以达到学以致用的目的。
一、毕业实习单位状况概述
汉阳(邯郸)包装机械有限公司是韩国汉阳包装机械株式会社[公司总部在韩国仁川,已有30余年的发展历史在华投资的跨国企业。公司全套引进国外技术与管理,汇集优秀人才,全心致力于热收缩设备的研制开发与生产制造,产品有l式、袖筒式、枕式三大系列,160多个品种。产品科技含量高,生产工艺先进,有多种机型为国内首创,国际领先。
1、机器人应用和发展前景综述
研制机器人的最初目的是为了帮助人们摆脱繁重劳动或简单的重复劳动,以及替代人到有辐射等危险环境中进行作业,因此机器人最早在汽车制造业和核工业领域得以应用。随着机器人技术的不断发展,工业领域的焊接、喷漆、搬运、装配、铸造等场合,己经开始大量使用机器人。另外在军事、海洋探测、航天、医疗、农业、林业甚到服务娱乐行业,也都开始使用机器人。
2、国内外机器人的主要应用方面
从机器人的用途来分,可以分为两大类:军用机器人和民用机器人。
军用机器人主要用于军事上代替或辅助军队进行作战、侦察、探险等工作。根据不同的作战空间可分为地面军用机器人、空中军用机器人(即无人飞行机)、水下军用机器人和空间军用机器人等。军用机器人的控制方式一般有自主操控式、半自主操控式、遥控式等多种方式。
在民用机器人中,各种生产制造领域中的工业机器人在数量上占绝对多数,成为机器人家族中的主力军;其它各种种类的机器人也开始在不同的领域得到研究开发和应用。工业机器人是机器人中数量和种类最多的一种机器人,广泛用于工业领域的各行各业。工业机器人一般由机械本体、控制器、伺服驱动系统和检测传感装置等构成,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。工业机器人并不是在简单意义上代替人的劳动,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备,也是先进制造技术领域不可缺少的自动化设备。
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。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。
工业机械手是近几十年发展起来的一种高科技自动化生产设备。工业机械手是工业机器人的一个重要分支。它的特点是可通过编程来完成各种预期的作业任务,在构造和性能上兼有人和机器各自的优点,尤其体现了人的智能和适应性。机械手作业的准确性和各种环境中完成作业的能力,在国民经济各领域有着广阔的发展前景。随着工业自动化的发展,出现了数控加工中心,它在减轻工人的劳动强度的同时,大大提高了劳动生产率。但数控加工中常见的上下料工序,通常仍采用人工操作或传统继。
电器控制的半自动化装置。前者费时费工、效率低;后者因设计复杂,需较多继电器,接线繁杂,易受车体振动干扰,而存在可靠性差、故障多、维修困难等问题。可编程序控制器plc控制的上下料机械手控制系统动作简便、线路设计合理、具有较强的抗干扰能力,保证了系统运行的可靠性,降低了维修率,提高了工作效率。机械手技术涉及到力学、机械学、电气液压技术
3、自动控制技术、传感器技术和计算机技术等科学领域,是一门跨学科综合技术。
机械手是一种能自动化定位控制并可重新编程序以变动的多功能机器,它有多个自由度,可用来搬运物体以完成在各个不同环境中工作。在工资水平较低的中国,塑料制品行业尽管仍属于劳动力密集型,机械手的使用已经越来越普及。那些电子和汽车业的欧美跨国公司很早就在它们设在中国的工厂中引进了自动化生产。但现在的变化是那些分布在工业密集的华南、华东沿海地区的中国本土塑料加工厂也开始对机械手表现出越来越浓厚的兴趣,因为他们要面对工人流失率高,以及交带来的挑战。
随着我国工业生产的飞跃发展,自动化程度的迅速提高,实现工件的装卸、转向、输送或操持焊枪、喷枪、板手等工具进行加工、装配等作业的自动化,已愈来愈引起人们的重视,同时也要求供料机构更加灵活、作为二十世纪最伟大的发明之一,自60年代初问世以来,机器人在伴随着科技飞速跃进的几十年的时间里,从理论设计到实际应用领域也都有了长足的发展,并逐步走向成熟的阶段。机器人应用发展现状国际标准化组织对机器人进行了定义:“机器人是一种具有自动控制的操作和移动功能,能完成各种作业的可编。
长汽车股份有限公司是一家大型股份制民营企业,也是国内规模最大、品种最多的皮卡专业厂。目前,公司下属有“长城华北汽车有限公司”、“保定市信诚汽车发展有限公司”、“长城内燃机有限公司”、“长城桥业有限公司”、“长汽车技术研究中心”等控股公司多家,。公司根据特殊行业的要求进行“点菜式”生产,每年近万辆长城皮卡被各地的质量监督、公安、政法、工商、公路、电讯等系统选为公务专用车。
老师为我们介绍了发动机的基本构造和原理,对它有了更深刻地认识。现在的汽车、摩托车等大都采用的是内燃机,内燃机是一种热力发动机,它的特点是通过液体或气体燃料在机器内部燃烧产生热能,然后再转变为机械能提供给汽车,成为汽车前进的动力。就拿我们常见的汽车发动机来说,它是一种四冲程往复活塞式发动机。
二、实习工作心得体会
随然在生产实习的时候曾有过与机械电子相关的工作经验,但在接触到所在单位的具体工作的时候,还是感觉自己缺乏许多实践经验和社会知识。通过短短几天时间的学习,使我慢慢体会到了“学无止境”的深刻道理。也找到了自身的许多缺点,比如上班迟到的问题,闲着没事做等,自己也已经引起了注意,尽量避免在以后的无论是学习还是工作中出现。
大学生毕业实习报告毕业实习是学生完成大学四年全部课程后的最重要的实践环节。毕业实习我们直接接触企业,进一步了解和认识企业的实际运营过程,熟悉和掌握市场经济条件下企业的运营规律,特别是企业经营的基本规律;了解企业运营、活动过程中存在的问题和改革的难点问题。了解国内外汽车工业的发展现状及趋势。
参观实习让我们大开眼界,也是对以前所学知识的一个初审。通过这次生产实习,进一步巩固和深化所学的理论知识,弥补以前单一理论教学的不足,为毕业设计打好基础,短短的几天,学到了很多自己以前不懂的知识,也从单位的员工身上学到了很多道理。
一.绪论
1.1机器人的发展背景与前瞻与课程设计内容
近年来,随着社会飞速发展,机器人的研究及应用得到迅速发展,因其在教育,医疗,军事,工业等领域的巨大应用,因此得到许多国内外科学家的关注。
机器人在以后社会快速发展的过程中会起着越来越重要的作用。相信在不久的将来机器人将会取代繁重的人力劳动,使劳动者的人身安全得到保障。同时机器人的发展也将为以后的社会发展奠定良好的基础。
双足机器人不仅具有广阔的工作空间,而且对步行环境要求很低,能适应各种地面且具有较高的逾越障碍的能力,其步行性能是其它步行结构无法比拟的。研究双足行走机器人具有重要的意义。
1、主要内容:
1)、控制系统软硬件设计与仿真;
2)、六自由度机器人运动控制。
2、训练形式
学生以小组为单位,集体讨论确定整体方案;指导教师给出实训方向,技术指标等,协助学生完成训练任务。
二.实习任务
这次机电一体化综合训练Ⅲ包含两部分内容。一是分组选题完成实习要求;二是开发性设计。本报告书将从整体上分为两部分对本次实习的要求进行汇报。完成对六自由度机器人的组装、调试以及实现预定的功能。
三.实习要求
要使六自由度机器人实现人类的一些动作,那么六自由度机器人必须有它的独特性。事实上,关于运动灵活性,人类大约拥有四百个左右的自由度。因此,机器人的关节的选择、自由度的确定是很必要的,步行机器人自由度的配置对其结构有很大影响。自由度越少,结构越简单,可实现功能越少,控制起来相对简单;自由度越多,结构越复杂,可实现功能越多,控制过程相对复杂。
自由度的配置必须合理:首先分析一下步行机器人的运动过程(向前)和行走步骤:重心右移(先右腿支撑)、左腿抬起、左腿放下、重心移到双腿中间、重心左移、右腿抬起、右腿放下、重心移到双腿间,共分8个阶段。从机器人步行过程可以看出:机器人向前迈步时,髋关节与踝关节必须各自配置有1个自由度以配合实现支撑腿、上躯体的移动和实现重心转移。另外膝关节处配置1个俯仰自由度能够调整摆动腿的着地高度,保证步行时落足平稳。这样最终决定髋关节配置1个自由度,膝关节配置1个俯仰自由度,踝关节配置有1个偏转自由度。这样,每条腿配置3个自由度,两条腿共6个自由度。髋关节和膝关节俯仰自由度共同协调动作可完成机器人的在纵向平面(前进方向)内的直线行走功能;踝关节的偏转自由度协调动作可实现在横向平面内的重心转移功能。步行运动中普遍存在结构对称性。运动的对称性和腿机构的对称性之间存在相互关系。在单足支撑阶段,对称性的机身运动要求腿部机构也是对称的。根据这点,在结构设计时也采用对称性布置。
四.工作原理
4.1六自由度机器人的工作原理
六自由度运动平台是由六支作动筒,上、下各六只万向铰链和上、下两个平台组成,下平台固定在基础上,借助六支作动筒的伸缩运动,完成上平台在空间六个自由度(X,Y,Z,α,β,γ)的运动,.从而可以模拟出各种空间运动姿态。可广泛应用到各种训练模拟器如飞行模拟器、舰艇模拟器、海军直升机起降模拟平台、坦克模拟器、汽车驾驶模拟器、火车驾驶模拟器、地震模拟器以及动感电影、娱乐设备等领域,甚至可用到空间宇宙飞船的对接,空中加油机的加油对接中。在加工业可制成六轴联动机床、灵巧机器人等。由于六自由度运动平台的研制,涉及机械、液压、电气、控制、计算机、传感器,空间运动数学模型、实时信号传输处理、图形显示、动态仿真等等一系列高科技领域,因而六自由度运动平台的研制变成了高等院校、研究院所在液压和控制领域水平的标志性象征。六自由度运动平台是传动及控制技术领域的皇冠级产品,掌握了它,在传动和控制领域基本上就没有了难题。
4.2机器人的工作原理
按照目前最宽泛的定义,如果某样东西被许多人认为是机器人,那么它就是机器人。许多机器人专家(制造机器人的人)使用的是一种更为精确的定义。他们规定,机器人应具有可重新编程的大脑(一台计算机),用来移动身体。
根据这一定义,机器人与其他可移动的机器(如汽车)的不同之处在于它们的计算机要素。许多新型汽车都有一台车载计算机,但只是用它来做微小的调整。驾驶员通过各种机械装置直接控制车辆的大多数部件。而机器人在物理特性方面与普通的计算机不同,它们各自连接着一个身体,而普通的计算机则不然。
大多数机器人确实拥有一些共同的特性。首先,几乎所有机器人都有一个可以移动的身体。有些拥有的只是机动化的轮子,而有些则拥有大量可移动的部件,这些部件一般是由金属或塑料制成的。与人体骨骼类似,这些独立的部件是用关节连接起来的。
工业机器人专门用来在受控环境下反复执行完全相同的工作。例如,某部机器人可能会负责给装配线上传送的花生酱罐子拧上盖子。为了教机器人如何做这项工作,程序员会用一只手持控制器来引导机器臂完成整套动作。机器人将动作序列准确地存储在内存中,此后每当装配线上有新的罐子传送过来时,它就会反复地做这套动作。
大多数工业机器人在汽车装配线上工作,负责组装汽车。在进行大量的此类工作时,机器人的效率比人类高得多,因为它们非常精确。无论它们已经工作了多少小时,它们仍能在相同的位置钻孔,用相同的力度拧螺钉。制造类机器人在计算机产业中也发挥着十分重要的作用。它们无比精确的巧手可以将一块极小的微型芯片组装起来。
4.3舵机的驱动原理
舵机的工作原理。舵机常用的控制信号是一个周期为20毫秒左右,宽度为1毫秒到2毫秒的脉冲信号。当舵机收到该信号后,会马上激发出一个与之相同的,宽度为1.5毫秒的负向标准的中位脉冲。之后二个脉冲在一个加法器中进行相加得到了所谓的差值脉冲。输入信号脉冲如果宽于负向的标准脉冲,得到的就是正的差值脉冲。如果输入脉冲比标准脉冲窄,相加后得到的肯定是负的脉冲。此差值脉冲放大后就是驱动舵机正反转动的动力信号。舵机电机的转动,通过齿轮组减速后,同时驱动转盘和标准脉冲宽度调节电位器转动。直到标准脉冲与输入脉冲宽度完全相同时,差值脉冲消失时才会停止转动!,这就是舵机的工作原理。
五.机器人行走的实现
双足机器人的行走要取决于步态规划,步态规划的好坏将直接影响到机器人行走过程中的稳定性、所需驱动力矩的大小以及姿态的美观性等多个方面,同时它也直接影响到控制方法及其实现的难易程度。
5.1步态规划的概念
双足步行机器人的步态规划,是指机器人行走过程中其各组成部分运动轨迹的规划,比如说,脚掌何时离开地面、摆动中整个脚掌在空中的轨迹、何时落地等。步态规划要解决的问题主要是保证机器人的稳定性。
5.2步态规划的方法
现在使用的步态规划方法主要有如下几种:
1、基于实验的规划方法
这种规划方法基于力学的相似原理,基本过程如下:让人模仿机器人行走(如果机器人有几个自由度,那么人在模仿行走的时候也尽量只动相应的关节),同时对此人的行走过程进行正面和侧面的录像,然后对这些录像进行分析,得到此人在步行过程各个主要关节的角度变化,然后根据力学相似原理把这些角度相似地推广到机器人的关节变化上。
2、基于能量原理的规划方法
这种方法来源于一个生物学假设:人经过千百万年的进化,其行走方式是能量消耗最低的,而且还能保持步行的稳定性。如果机器人也能满足这个假设,则其行走方式将与人一样或很接近。根据能耗最小原则可以建立一个变分方程,并最终得到机器人的轨迹方程。
3、基于力学稳定性的规划方法
在机器人行走过程中,其ZMP点必须落在某个区域范围之内,只有这样才能保证步行机器人稳定地行走。实现方法有两种:‘
a.计算出理想的ZMP轨迹,然后推导出各个关节的运动函数以实现理想行走。
b.先大致规划出双足和躯干的运动轨迹,然后进行ZMP计算,最后选出稳定性最好的结果作为控制方程。
相比后两种方法,第一种方法更易于理解及掌握。所以本文将采用第一种方法,结合人体行走过程规划机器人步态的参数化设计。
5.3步态设计
进行双足机器人行走动作设计。首先分析一下步行机器人的运动过程和行走步骤:
1)行走前进:重心右移(右腿支撑)、左腿抬起、迈步左腿放下、重心左移、右腿抬起、迈步右腿放下。依次循环。
2)停止:将重心移到双腿之间,双腿放下。
从机器人步行过程分析得出:机器人向前迈步时,髋关节与踝关节必须各自配置有1个自由度以配合实现支撑腿、上躯体的移动和重心转移。膝关节处配置一个自由度能够调整摆动腿的着地高度,保证步行时落足平稳。这样,最终确定每条腿配置3个自由度,踝关节配置1个偏转自由度、膝关节和髋关节各配置1个俯仰自由度。步行运动中存在结构对称性。运动的对称性和腿机构的对称性之间存在相互关系。步行前进时,对称的机身运动要求腿部机构也是对称的,两条腿共6个自由度。髋关节和膝关节俯仰自由度共同协调动作可完成机器人在纵向平面(前进方向)的直线行走功能,踝关节的偏转自由度协调动作可实现在横向平面内的重心转移功能。
机器人的前翻跟头过程和步骤分析:低头(髋关节)、俯身(膝关节)使头脚面板同时着地、左腿离地、右腿离地使倒立、两腿同时弯膝(膝关节)、两脚同时着地(髋关节),头离地使重新直立。
小组在调试动作中,最后一步机器人头离地使重新直立这一步,经过小组组员间协商,找出了解决方法。使一只脚稍微向内侧倾斜一点角度,施力帮助机器人的头部离地,配合两个髋关节的舵机转动角度,最终使得机器人重新站立。