（答辩稿）半导体芯片气动搬运机械手设计（CAD图纸+DOC论文）㊣精品文档值得下载

（答辩稿）半导体芯片气动搬运机械手设计（CAD图纸+DOC论文）

半导体芯片气动搬运机械手设计摘要的输出功率，它的低速性能好，适宜于载荷较大和要求低速转矩的机械，如起重机铰车铰盘拉管机等。本设计采用双作用气缸和单作用气缸。单作用气缸，压缩空气仅作用在气缸活塞的侧，另侧则与大气相通。气缸只在个方向上做功，气缸活塞在复位弹簧或外力作用下复位。在无负载情况下，弹簧力使气缸活塞以较快速度回到初始位置。复位力大小由弹簧自由长度决定，双作用气缸在压缩空气作用下，双作用气缸活塞杆既可以伸出，也可以回缩。通过缓冲调节装置，可以调节其终端缓冲。气缸活塞上永久磁环可用于驱动行程开关动作。气动人工肌肉气动人工肌肉由外部提供的压缩空气驱动，作推拉动作，其过程就像人体的肌肉运动。它可以提供很大的力量，而重量却比较小，最小的气动人工肌肉重量只有。气动人工肌肉会在达到推拉极限时自动制动，不会突破预定的范围。多个气动人工肌肉可以按任意方向位置组合，不需要整齐的排列。如图.气压传动的优缺点优点工作介质是空气，取之不尽用之不竭。气体不易堵塞流动通道，用过后可将其随时排入大气中，不污染环境。空气的特性受温度影响小。在高温下能可靠地工作，不会发生燃烧或爆炸。且温度变化时，对空气的粘度影响极小，故不会影响传动性能。空气的粘度很小约为液压油的万分之，所以流动阻力小，在管道中流动的压力损失较小，所以便于集中供应和远距离输送。相对液压传动而言，气动动作迅速反应快，般只需秒就可达到工作压力和速度。液压油在管路中流动速度般为，而气体的流速最小也大于，有时甚至达到音速，排气时还达到超音速。气体压力具有较强的自保持能力，即使压缩机停机，关闭气阀，但装置中仍然可以维持个稳定的压力。液压系统要保持压力，般需要能源泵继续工作或另加蓄能器，而气体通过自身的膨胀性来维持承载缸的压力不变。气动元件可靠性高寿命长。电气元件可运行百万次，而气动元件可运行万次。工作环境适应性好，特别在易燃易爆多尘埃强磁辐射振动等恶劣环境中，比液压电子电气传动和控制优越。气动装置结构简单成本低维护方便过载能自动保护。缺点因空气的可压缩性较大，气动装置的动作稳定性较差。气动装置工作压力低，输出力或力矩受到限制。在结构尺寸相同的情况下，气压传动装置比液压传动装置输出的力要小得多。气动装置中的信号传动速度比光电控制速度慢，所以不宜于信号传递速度要求十分高的复杂线路中。同时实现生产过程的遥控也比较困难，但对般的机械设备，气动信号的传递速度是能满足工作要求的。噪声较大，尤其是在超音速排气时要加消声器。.气动机械手的气缸的选用根据上述气动机械手的任务要求我主要选择了由个气缸加上相应的限位开关来实现它的动作要求，这个缸及其作用分别是滑台气缸方向移动左右旋转气缸方向旋转运动顺逆悬臂气缸方向移动前后升降气缸方向移动上下模块化真空发生器真空吸盘吸放芯片根据机械手的动作要求和所具有的控制特点,整个气动系统就是要对个气缸和个真空发生器的动作进行顺序控制,这里采用了个两位五通电磁气阀组成的阀岛的主控阀和个模块化真空发生器。另外,为便于控制各动作的速度,各气路安装了可调单向节流阀进行调速。机械手的气动原理如图.所示。滑台气缸的选用根据任务要求，滑台气缸使机械手完成方向移动，行程为，由于此滑台气缸作为机械手底座，所以还需要承受定的重量。故选用双活塞滑台驱动单元如图。该型号双活塞滑台驱动单元有以下优点.扭转刚度极大，可承受较大作用力.活塞杆间距较大，承载能力强.内含滑动轴承或循环滚珠，轴承导向装置旋转气缸的选用根据任务要求，旋转气缸完成方向旋转运动顺逆，由于此机械手只有两个工位，且相互成，没有分度要求，故选用生产的系列双活塞摆动气缸。如图选型计算过程如下经计算该旋转气缸需要承受悬臂气缸，升降气缸，真空发生器吸盘以及芯片的所有重量之和，总计约。安全系数为。故得静态垂直于法兰盘的轴向压力,。假设安装悬臂时悬臂气缸重心不与法兰盘中心轴线重合，作用点距离法兰盘中心轴线。又查表得气缸的缸盖最大尺寸为，得活塞杆轴线中心高为.，即径向力作用距离.。初选型号为把带入图表查询得静远大于,动大于,所以，轴向推力满足设计需要。把.带入图表查询曲线，得,静远大于动远大于,所以，径向力满足设计需要。悬臂气缸的选用根据任务要求，悬臂气缸使机械手完成方向移动，行程为，由于此悬臂气缸作为机械手悬臂，所以还需要考虑悬臂端承受的重量按计算。通过公司提供的模拟仿真选型软件系统选型，得出双作用标准气缸满足任务要求。该型号双作用标准气缸有以下优点.现代化的设计和结构比普通标准气缸节省空间达，从而使系统结构更加紧凑。.接近传感器平齐安装在传感器槽内。方面无需额外的安装组件，另方面可防止传感器受到机械损坏。.型材上的沟槽使传感器不凸出来.可以使用传感器沟槽盖保护传感器电缆和防止灰尘进入槽内。下图是假设气缸行程，负载，气源压力，无附加轴向力和摩擦力的情况下，通过仿真选型软件计算出的结果。运动时间.平均速度.端位冲击速度.最大速度.最终冲击能量.耗气量.气动缓冲器设定.升降气缸的选用根据任务要求，升降气缸使机械手完成方向移动上下，行半导体芯片气动搬运机械手设计摘要半导体,芯片,气动,搬运,机械手,设计,毕业设计,全套,图纸摘要本文设计了种用于半导体芯片自动化生产线中的搬运气动机械手。该机械手实现芯片的抓取释放以及搬运等个自由度的动作，结构合理，动作准确迅速，安全可靠性高。采用日本三菱公司的系列对机械手的上下左右回转以及芯片吸取运动进行自动化控制。利用可编程技术结合相应的硬件装置控制机械手完成搬运动作，来配合和实现生产上的要求。该气动机械手作为特定工位的搬运机械手，能够取代国外进口的的多功能通用机械手，节约设备成本和维护成本以上，在自动化生产国产化进程中具有积极的意义。本人在实习单位的工作中发现在自动化生产线中为了便于实现柔性制造，大部分机械手都是自由度通用机械手，它采用模块化安装，改变工位动作时只需改变相应程序即可。然而用通用机械手去执行特定简单工位的动作，是种生产资源的浪费。在当今社会追求高效，节约的大环境下，本人结合工作实际设计了款能满足特殊工位使用的机械手。关键词机械手气动控.机械手的国内外的发展概况机械手的发展史气动机械手的发展史和发展前景.本课题应达到的要求机械手基本结构与控制任务.机械手的主要部件及运动.机械手的结构及技术参数列表气动机械手的结构气动机械手的技术参数列表机械手气动系统设计.气压传动的组成及工作原理气源装置及辅件气动控制元件气动执行元件.气压传动的优缺点.气动机械手的气缸的选用滑台气缸的选用旋转气缸的选用悬臂气缸的选用升降气缸的选用模块化真空发生器和真空吸盘的选用机械手电气系统设计.简介内部原理的工作原理机型的选择方法机械手选择及参数.系列基本指令运用机械手典型动作的程序设计.电气气动控制控制要求.输入输出点分配.机械手关键步骤程序结论与展望.结论.不足之处及未来展望致谢参考文献附录绪论.基于的气动机械手设计的意义随着社会生产不断进步和人们生活节奏不断加快，人们对生产效率也不断提出新要求。由于微电子技术和计算软硬件技术的迅猛发展和现代控制理论的不断完善，使机械手技术快速发展。用于再现人手的的功能的技术装置称为机械手。机械手是种模仿人手动作，并按设定程序轨迹和要求代替人手抓吸取搬运工件或工具或进行操作的自动化装置。在工业生产中得到广泛应用。其中气动机械手采用控制气路及气压回路驱动气缸实现要求的运动轨迹，在结构上，与其他类型的机械手相比，气动机械手具有结构简单，控制容易，其气动部件已系列化和组立化，便于设计与实现，且维护方便。由于气动机械手这些特点，气动机械手在生产过程自动化中的应用已日益广泛。气动机械手系统由于其介质来源简便以及不污染环境组件价格低廉维修方便和系统安全可靠等特点，已渗透到工业领域的各个部门，在工业发展中占有重要地位。气动技术经历了个漫长的发展过程，随着气动伺服技术走出实验室，气动技术及气动机械手迎来了崭新的春天。目前在世界上形成了以日本美国和欧盟气动技术气动机械手三足鼎立的局面。我国对气动技术和气动机械手的研究与应用都比较晚，但随着投入力度和研发力度的加大，我国自主研制的许多气动机械手已经在汽车等行业为国家的发展进步发挥着重要作用。随着微电子技术的迅速发展和机械加工工艺水平的提高及现代控制理论的应用，为研究高性能的气动机械手奠定了坚实的物质技术基础。由于气动机械手有结构简单易实现调速易实现过载保护易实现复杂的动作气源使用方便不污染环境动作灵活可靠工作安全可靠，适用于需要模拟人的重复动作场合以及恶劣的工作环境中等诸多独特的优点，因而在冲压加工注塑机床下料仪表电子汽车航空及自动化生产线中有着广阔的应用前景。本文设计了种基于控制的四自由度的气动机械手，用于半导体芯片自动化生产线中用于搬运英寸芯片的气动机械手，该气动机械手由气控真空发生器真空吸盘悬臂气缸旋转气缸底座滑台气缸等部分组成。运用可编程技术进行控制，对气动机械手完成生产物料运输搬运工作，实现自动化控制。该气动机械手能放置在各种不同的电子产业的生产线或物流流水线中，使芯片盘的搬运更快捷便利准确到位。.机械手的国内外的发展概况机械手的发展史，也被称为自动手能模仿人手和臂的些动作功能，用以按固定程序抓取搬运物件或操作工具的自动操作装置。它可代替人的繁重劳动以实现生产的机械化和自动化，能在有害环境下操作以保护人身安全，因而广泛应用于机械制造冶金电子轻工和原子能等部门。机械手主要由手部运动机构和控制系统三大部分组成。手部是用来抓持工件或工具的部件，根据被抓持物件的形状尺寸重量材料和作业要求而有多种结构形式，如夹持型托持型和吸附型等。运动机构，使手部完成各种转动摆动移动或复合运动来实现规定的动作，改变被抓持物件的位置和姿势。运动机构的升降伸缩旋转等独立运动方式，称为机械手的自由度。为了抓取空间中任意位置和方位的物体，需有个自由度。自由度是机械手设计的关键参数。自由度越多，机械手的灵活性越大，通用性越广，其结构也越复杂。般专用机械手有个自由度。机械手的种类，按驱动方式可分为液压式气动式电动式机械式机械手按适用范围可分为专用机械手和通用机械手两种按运动轨迹控制方式可分为点位控制和连续轨迹控制机械手等。机械手通常用作机床或其他机器的附加装置，如在自动机床或自动生产线上装卸和传递工件，在加工中心中更换刀具等，般没有独立的控制装置。有些操作装置需要由人直接操纵，如用于原子能部门操持危险物品的主从式操作手也常称为机械手。机械手在锻造工业中的应用能进步发展锻造设备的生产能力，改善热累等劳动条件。机械手首先是从美国开始研制的。年美国联合控制公司研制出第台机械手。它的结构是机体上