机械手优质毕业设计新版说明书.doc
《机械手优质毕业设计新版说明书.doc》由会员分享,可在线阅读,更多相关《机械手优质毕业设计新版说明书.doc(72页珍藏版)》请在咨信网上搜索。
1、摘要 在当今大规模制造业中,企业为提升生产效率,保障产品质量,普遍重视生产过程自动化程度,工业机械手作为自动化生产线上关键组员,逐步被企业认同并采取。工业机械手技术水平和应用程度在一定程度上反应了一个国家工业自动化水平。现在,工业机器人关键负担着焊接、喷涂、搬运和堆垛等关键性而且劳动强度极大工作,工作方法通常采取试教在线方法。本文将设计一台四自由度工业机械手,用于给冲压设配运输物料。首先,本文将设计工业机器人底座、手、手腕、臂部等结构。然后选择适宜传动方法,驱动方法,搭建工业机器人结构平台。在此基础上,本文将设计该机械手控制系统,包含数据采集卡和伺服放大器选择,反馈方法和反馈元件选择,端子板电
2、路设计和控制软件设计,关键加强控制软件可靠性和机械手运行安全性。最终实现目标包含:关节伺服控制和制动问题实时检测机械手各关节运动情况,机械手示教编程和在线修改程序,设置参考点和回参考点。关键词:机械手;示教编程;伺服;制动ABSTRACTIn todays large-scale manufacturing, the enterprise to improve production efficiency and ensure product quality, universal attention production process automation degree, manipulato
3、r as an important member of automatic production line, gradually by enterprise and the use of identity. Industrial robot technology level and application degree to a certain extent reflect a nation of industrial automation level. Currently, the manipulator main bear the welding, painting, handling a
4、nd storage, and the intensity of labor great importance of the work, work way to try to teach the general way online.This paper will design a four degrees of freedom industrial robot, are used to transport materials with stamping set. First of all, this article will design the base of the industrial
5、 robot hand, wrist, arm, the structure, etc. And then choose the appropriate transmission mode, driving way, build the structure of manipulator platform. On this basis, this paper will design the system control system, including data collection card and the choice of servo amplifiers, feedback and f
6、eedback of components of the way choice, terminal board circuit design and control of the software design, focusing on the reliability of the control software and operation safety of manipulator. Finally realize the goals include: the joint servo control and braking problems in real time detection o
7、f each joint movement of the manipulator, the manipulator. Teaching program and on-line modification program, set the reference points and back to the point of reference.Keywords: Manipulator; Demonstration program; Servo; brake.目录摘要IABSTRACTII1 绪论11.1 工业机械手分类21.2 工业机械手组成31.3 工业机械手在生产中作用61.4 工业机械手设计
8、目标81.5 工业机械手设计内容91.6 工业机械手技术发展方向92 机械手总体设计方案122.1 原始数据(关键参数)122.2 工作要求122.3 系统组成132.4 总体技术方案133 机械手手部设计计算153.1 手部结构设计153.2 夹钳式手部设计基础要求163.3 夹钳式手部计算和分析173.4 楔块等尺寸确实定293.5 材料及连接件选择334 机械手腕部设计计算344.1 腕部设计基础要求344.2 腕部结构选择364.3 腕部结构计算37总结50参考文件51致谢53附录 外文文件541 绪论机械工业是国民装备部,是为国民经济提供装备和为人民提供耐用消费品产业,不管是传统产业
9、,还是新兴产业,全部离不开多种多样机械设备。机械工业所提供装备性能、质量和成本,对国民经济各部门技术进步和经济效益有很大和直接影响。机械工业规模和技术水平是衡量国家经济实力和科学技术水平关键指标。所以,世界各国全部把发展机械工业作为发展本国经济战略关键之一。工业机械手是近几十年发展起来一个高科技自动化生产设备,工业机械手工业机器人一个关键分支,它特点是经过编程来完成多种预期作业任务,在结构和性能上兼有些人和机器各自优点,尤其表现了人智能和适应性,机械手作业正确性和多种环境中完成作业能力,在国民经济各领域有着宽广发展前景。机械手是在机械化,自动化生产过程中发展起来一个新型装置,在现代化生产过程中
10、,机械手被广泛利用于自动化生产线中,机器人研制和生产已成为高技术领域内,快速发展起来一门新兴技术,它愈加促进了机械手发展,使得机械手能愈加好地实现和机械化和自动化有机结合。机械手即使现在还不如人手那样灵活,但它含有能不停反复和劳动,不知疲惫,不惧危险,抓举重物力量比人手大特点,所以机械手已受到很多部门重视,并越来越广泛得到了应用。机器人并不是在简单意义上替换人工劳动,而是综合了人专长和机器专长一个拟人电子机械装置,现有些人对环境状态快速反应和分析判定能力,又有机器可长时间连续 工作、正确度高、抗恶劣环境能力,从某种意义上说它也是机器进化过程产物,它是工 业和非产业界关键生产和服务性设备,也是优
11、异制造技术领域不可缺乏自动化设备。 机械手技术包含到力学,机械学,电气液压技术,自动控制技术,传感器技术和计算机技术等科学领域,是一门跨多个学科综合技术。机械手是一个能自动化定位控制并可重新编程序以变动多功效机器,它有多个自由度,可用来搬运物体以完成在各个不一样环境中工作。1.1 工业机械手分类现在,中国对工业机械手尚无交统一分类标准。通常可按机械手规格、功效或用途等来分类。1.1.1 按规格(所搬运工件重量)分类1)微型搬运重量在1kg以下。2)小型搬运重量在10kg以下。3)中型搬运重量在50kg以下。4)大型搬运重量在500kg以下。现在大多数工业机械手能搬运重量为1-30kg。最小为0
12、.5kg,最大已达800kg。1.1.2 按功效分类1) 简易型工业机械手 有固定程序和可变程序两种。固定程序有凸轮转鼓或挡块转鼓控制,可变程序用插销板或转鼓控制来给定程序。多年来,普遍采取可编程序控制器(PC)组成控制系统。这种机械手多为气动或液动,结构简单,价格廉价,改变程序较轻易。只适适用于程序较简单点位控制,但作为通常单服务搬运作业已足够。所以,现在这种工业机械手数量最多。2) 记忆再现型工业机械手 这种工业机械手有些人工经过示教装置领动一遍,有记忆元件(如磁盘、磁带或存放器)把程序统计下来,以后机械手就自动按记忆程序反复进行循环动作。这是采取较多一个,多为电液伺服驱动。和前者相比较,
13、有较多自由度,能进行程序较复杂作业,通用性较强。3) 计算机数字控制工业机械手 可经过更换穿孔带或其它记忆介质来改变工业机械手动作程序,还能够进行多机控制(DNC)。计算机能够是可编程序控制器或微型计算机。4) 智能工业机械手 有计算机经过多种传感元件等进行控制,含有视觉、热觉、触觉、行走机构等。1.1.3 按用途分类1)专用机械手 隶属于主机,含有固定程序而无独立控制系统机械装置。这种机械手工作对象不变,动作固定,结构简单,实用可靠,适适用于成批、大量生产生产自动线或专机作为自动上、下料用。2)通用机械手 含有独立控制系统、程序可变、动作灵活多样机械手。通用机械手工作范围大,定位精度高,通用
14、性强,使用于工件常常变换中、小批量自动化生产。1.2 工业机械手组成工业机械手是由实施机构、驱动机构和控制系统所组成,各部分关系图(1.1)所表示,机械手组成示意图图(1.2)所表示。图1.1 工业机械手组成框图图1.2 工业机械手组成示意图1手指 2手部 3手腕回转液压缸 4导向杆 5手臂伸缩液压缸6手臂回转液压缸 7手臂升降液压缸 8液压系统控制阀9液压泵电动机 10液压泵 11油箱1.2.1 实施机构实施机构由抓取部分(手部)、腕部、臂部和行走机构等运动部件组成。(1)手部 详见第三章,即直接和工件接触部分,通常是回转型或平移型(多为回转型,因其结构简单)。手爪多为两指(也有多指);依据
15、需要分为外抓式或内抓式两种;也可用负压或真空式空气吸盘(它关键用于吸收冷,光滑表面零件或薄板零件)和电磁吸盘。传力机构型式较多,常见有:滑槽杠杆式、连杆杠杆式、斜楔杠杆式、齿轮杠杆式、丝杠螺母式、弹簧式和重力式。(2)腕部 详见第四章,是连接手部和手臂部件,并可用来调整被抓物体方位(即姿态)。(3)臂部 手臂是支撑被抓物体、手部、腕部关键部件。手臂作用是带动手指去抓取物体,并按预定要求将其搬运到给定位置。手臂有三个自由度,可采取直角坐标系(前后、上下、左右全部是直线),圆柱坐标系(前后、上下直线往复运动和左右旋转),球坐标系(前后伸缩、上下摆动和左右旋转)和多关节(手臂能任意伸缩)四种方法。直
16、角坐标占空间大,工作范围小,惯性小,所以通常不多用,只有在自由度数较少时用之。圆柱坐标占空间较小,工作范围较大,但惯性也大,且不能抓取底面物体。球坐标式和多关节式占用空间小,工作范围较大,惯性小,所需动力小,能抓取底面物体,多关节还能够绕障碍物选择路径,但多关节式结构较复杂,所以也不多用。现在常见是球坐标式和圆柱坐标式工业机械手。(4)行走机构 有工业机械手带有行走机构。1.2.2驱动机构有气动、液动、电动和机械式四种形式。气动式速度快,结构简单,成本低。采取点位控制或机械挡块定位控制时,有较高反复定位精度,但臂力通常在300N以下。液动式臂力可达1000N以上,且可用电液伺服机构,可实现连续
17、控制,使工业机械手用途和通用性更广,定位精度通常在1mm范围内。现在常见是气动和液动驱动方法。电动式用于小型,机械式只用于动作简单场所。1.2.3控制系统有点动控制和连续控制两种方法。大多数用插销板进行点位程序控制,也有采取可编程序控制器控制、微型计算机控制,采取凸轮、磁盘磁带、穿孔卡等统计程序。关键控制是坐标位置,并注意其加速度特征。1.2.4基体(机身)基体是整个机械手基础。1.3 工业机械手在生产中作用机械手在工业生产中应用极为广泛,能够归纳为以下部分方面。1.3.1建造旋转体零件(轴类、盘类、环类)自动线通常全部采取机械手在机床之间传送工件。中国已建成这类自动线很多,如沈阳水泵厂深井泵
18、轴承体加工自动线(环类),大连电机厂4号和5号电动机轴加工自动线(轴类),上海拖拉机齿轮厂齿柸加工自动线(盘类)等。加工箱体类零件组合机床自动线,通常采取随行夹具传送工件,也有采取机械手,如上海动力机厂气缸盖加工自动线转位机械手。1.3.2在实现单机自动化方面(1)各类半自动车床,有自动夹紧、进刀、切削、退刀和松开功效,但仍需人工上下料;装上机械手,可实现全自动生产,一人看管多台机床。现在,机械手在这方面应用最多,如上海柴油机厂曲拐自动车床和座圈自动车床机械手,大连第二机床厂自动循环液压仿形车床机械手,沈阳第三机床厂Y38滚齿机械手,青海第二机床厂滚齿花键机床机械手等。因为这方面使用已经有成熟
19、经验,中国部分机床厂已在这类机床产品出厂时就附上机械手,或为用户自行安装机械手提供条件。(2)注塑机有加料、合模、成型、分模等自动工作循环,装上机械手自动装卸工件,可实现全自动生产。(3)冲床有自动上下料冲压循环,装上机械手上下料,可实现冲压生产自动化。现在机械手在冲床上应用有两个方面:一是160t以上冲床用机械手较多。如沈阳低压开关厂200t冲床磁力起动器壳体下料机械手和天津拖拉机厂400t冲床下料机械手等;一是用于多工位冲床,用作冲压件工位间步进,如上海第二汽车配件厂灯壳冲压生产线机械手(生产线中有两台多工位冲床)和天津二轻局技术研究所制作12t和40t多工位冲床机械手等。1.3.3铸、锻
20、、焊、热处理等加工方面在模锻方面,中国大批量生产3t、5t、10t模锻锤,其所配转底炉,用两只机械手成一定夹角部署在炉前,实现进出料自动化。上海柴油机厂、北京内燃机厂、洛阳拖拉机厂等已经有较成熟经验。总来说,工业机械手满足了社会生产需要,其特点是:(1)对环境适应性强,能替换人从事危险、有害操作,在长时间工作对人体有害场所,机械手不受影响,只要跟据工作环境进行合理设计,选择合适材料和结构,机械手就能够在异常高温或低温、异常压力和有害气体、粉尘、放射线作用下,和冲压、灭火等危险环境中胜任工作。为了寻求操作安全和根本预防公害,在工伤事故多工种,如冲压、压铸、热处理、钢造、喷漆和有强烈紫外线照射电弧
21、焊接等作业中,推广工业机械手或机器人。(2)因为机械手动作正确,因为能够稳定和提升产品质量,同时又能够避免人为操作错误。(3)机械手能持久、耐劳,能够把人从繁重单调劳动中解放出来,并能扩大和延伸人得功效。人在连续工作几小时后,总会感到疲惫或厌倦,而机械手只要注意维护、检修,即能胜任长时间单调反复劳动。(4)机械手尤其是通用工业机械手通用性,灵活性好,能很好适应产品品种不停改变,以满足柔性生产需要。这是因为机械手动作程序和运动位置(或轨迹)能够十分灵活快速地给予改变,而其众多自由度,又提供了快速改变作业内容可能,在中、小批量自动化生产中,最能发挥其作用。(5)采取机械手能显著地提升劳动生产率和降
- 配套讲稿:
如PPT文件的首页显示word图标,表示该PPT已包含配套word讲稿。双击word图标可打开word文档。
- 特殊限制:
部分文档作品中含有的国旗、国徽等图片,仅作为作品整体效果示例展示,禁止商用。设计者仅对作品中独创性部分享有著作权。
- 关 键 词:
- 机械手 优质 毕业设计 新版 说明书
1、咨信平台为文档C2C交易模式,即用户上传的文档直接被用户下载,收益归上传人(含作者)所有;本站仅是提供信息存储空间和展示预览,仅对用户上传内容的表现方式做保护处理,对上载内容不做任何修改或编辑。所展示的作品文档包括内容和图片全部来源于网络用户和作者上传投稿,我们不确定上传用户享有完全著作权,根据《信息网络传播权保护条例》,如果侵犯了您的版权、权益或隐私,请联系我们,核实后会尽快下架及时删除,并可随时和客服了解处理情况,尊重保护知识产权我们共同努力。
2、文档的总页数、文档格式和文档大小以系统显示为准(内容中显示的页数不一定正确),网站客服只以系统显示的页数、文件格式、文档大小作为仲裁依据,平台无法对文档的真实性、完整性、权威性、准确性、专业性及其观点立场做任何保证或承诺,下载前须认真查看,确认无误后再购买,务必慎重购买;若有违法违纪将进行移交司法处理,若涉侵权平台将进行基本处罚并下架。
3、本站所有内容均由用户上传,付费前请自行鉴别,如您付费,意味着您已接受本站规则且自行承担风险,本站不进行额外附加服务,虚拟产品一经售出概不退款(未进行购买下载可退充值款),文档一经付费(服务费)、不意味着购买了该文档的版权,仅供个人/单位学习、研究之用,不得用于商业用途,未经授权,严禁复制、发行、汇编、翻译或者网络传播等,侵权必究。
4、如你看到网页展示的文档有www.zixin.com.cn水印,是因预览和防盗链等技术需要对页面进行转换压缩成图而已,我们并不对上传的文档进行任何编辑或修改,文档下载后都不会有水印标识(原文档上传前个别存留的除外),下载后原文更清晰;试题试卷类文档,如果标题没有明确说明有答案则都视为没有答案,请知晓;PPT和DOC文档可被视为“模板”,允许上传人保留章节、目录结构的情况下删减部份的内容;PDF文档不管是原文档转换或图片扫描而得,本站不作要求视为允许,下载前自行私信或留言给上传者【精****】。
5、本文档所展示的图片、画像、字体、音乐的版权可能需版权方额外授权,请谨慎使用;网站提供的党政主题相关内容(国旗、国徽、党徽--等)目的在于配合国家政策宣传,仅限个人学习分享使用,禁止用于任何广告和商用目的。
6、文档遇到问题,请及时私信或留言给本站上传会员【精****】,需本站解决可联系【 微信客服】、【 QQ客服】,若有其他问题请点击或扫码反馈【 服务填表】;文档侵犯商业秘密、侵犯著作权、侵犯人身权等,请点击“【 版权申诉】”(推荐),意见反馈和侵权处理邮箱:1219186828@qq.com;也可以拔打客服电话:4008-655-100;投诉/维权电话:4009-655-100。