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在机械工业中,大量应用于铸锻焊冲热处理机械加工以及装配等工种。
在其他部门,如轻工业建筑业国防工业等工种中也均有应用。
在机械工业中,应用机械手的意义可以概括如下可以提高生产过程的自动化程度。
应用机械手有利于在自动生产线中实现材料的传送工件的装卸刀具的更换以及机器的装配等的自动化程度,从而提高劳动生产率,降低生产成本。
可以改善劳动条件,避免人身事故。
在高温高压低温低压噪声臭味有放射性物质的环境场合,用人手直接操作是很危险的甚至是不可能的。
而应用机械手即可部分或者全部代替人完成作业,使劳动条件得以改善。
可以减少人力,并便于有节奏的生产。
应用机械手代替人手进行作业,这是直接减少人力的个侧面,同时应用机械手可以连续的工作,这是减少人力的另方面。
因此,在自动化机床和综合加工自动线上,目前几乎都设有机械手,以减少人力和更准确的控制生产的节拍,便于有节奏的生产。
用液压系统来控制机械手,比般的机械控制具有更好的稳定性,并且控制的精确度更高。
运用机械手可以实现连续的生产,而大大提高在生产线的工作的时间,从而能大幅提高劳动的生产率。
工业机械手在经历了长期发展后,已经成为制造业中不可缺少的核心设备。
同时随着社会的发展和人们生活水平的提高,各种各样的机械手也被开发出来去适应制造领域意外的各个行业。
各种用途的特种机器手纷纷面世,而且正以飞快的速度向实用化迈进。
机械手并不是在简单意义上代替人工的劳动,而是综合了人的特长和机器特长的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。
,冲床,机械手,设计,优秀,优良,工业,图纸目录绪论.机械手简介.机械手发展现状及应用国内外发展现状机械手的应用机械手的总体设计.机械手的总体结构机械手组成机械手坐标形式的确定上料机械手的组成及工作原理.机械手腰座结构的设计机械手的驱动系统的确定机械手的机械传动机构的确定.机械手手臂的结构设计.机械手手部的结构设计机械手理论分析和设计计算.系统设计计算确定气压系统基本方案气压缸的总机械载荷的计算气缸强度的计算及校核计算和选择气缸元件.吸盘的选择和计算总结参考文献致谢毕业设计论文知识产权声明毕业设计论文独创性声明绪论.机械手简介工机械手是模仿着人手的部分动作,按给定程序轨迹和要求实现自动抓取搬运或操作的自动机械装置。
在工业生产中应用的机械手被称为“工业机械手”。
生产中应用机械手可以提高生产的自动化水平和劳动生产率可以减轻劳动强度保证产品质量实现安全生产尤其在高温高压低温低压粉尘易爆有毒气体和放射性等恶劣的环境中,它代替人进行正常的工作,意义更为重大。
因此,在机械加工冲压铸锻焊接热处理电镀喷漆装配以及轻工业交通运输业等方面得到越来越广泛的引用。
机械手的结构形式开始比较简单,专用性较强,仅为台机床的上下料装置,是附属于该机床的专用机械手。
随着工业技术的发展,制成了能够独立的按程序控制实现重复操作,适用范围比较广的“程序控制通用机械手”,简称通用机械手。
由于通用机械手能很快的改变工作程序,适应性较强,所以它在不断变换生产品种的中小批量生产中获得广泛的引用。
.机械手发展现状及应用国内外发展现状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。
年工程师德尔沃最早提出机械人的概念年德尔沃与英格伯制造了世界上的第台机械人年正式将机械人的使用性提出来且制造出类似人的手臂年成立了人工手研究会并召开了首届机械手学术会年在召开了第届工业机械人学术会,并的到迅速普及年辛辛那提公司制造出第台小型计算机控制的的工业机械人当时是液压驱动能载重大成就到年在得到普及并定为“机械人元年”此后在日本机械人得到了前所未有的发展与提升,在就是后来到台湾再到大陆。
第二代机械手正在加紧研制。
它设有微型电子计算机控制系统具有视觉触觉能力甚至听想的能力。
但是因难于实现伺服控制,多用于程序控制的机器人中。
电动驱动系统由于低惯量大转矩的交直流伺服电机及其配套的伺服驱动器交流变频器直流脉冲宽度调制器的广泛采用,这类驱动系统在机器人中被大量采用。
这类驱动系统不需要能量转换,使用方便,噪声较低,控制灵活。
大多数电机后面需安装精密的传动机构。
直流有刷电机不能直接用于要求防爆的工作环境中,成本上也较其他两种驱动系统高。
但因为这类驱动系统优点比较突出,因此在机器人中被广泛的使用。
.工业机器人驱动系统的选择原则设计机器人时,驱动系统的选择,要根据机器人的用途作业要求机器人的性能规范控制功能维护的复杂程度运行的功耗性价比以及现有的条件等综合因素加以考虑。
在注意各类驱动系统特点的基础上,综合上述各因素,充分论证其合理性可行性经济性及可靠性后进行最终的选择。
般情况下物料搬运包括上下料使用的有限点位控制的程序控制机器人,重负荷的选择液压驱动系统,中等负荷的可选电机驱动系统,轻负荷的可选气动驱动系统。
用于点焊和弧焊及喷涂作业的机器人,要求具有点位和轨迹控制功能,需采用伺服驱动系统。
只有采用液压或电动伺服系统才能满足要求。
点焊弧焊机器人多采用电动驱动系统。
重负荷的任意点位控制的点焊及搬运机器人选用液压驱动系统。
.机器人气动驱动系统气动机器人采用压缩空气为动力源,般从工厂的压缩空气站引到机器人作业位置,也可以单独建立小型气源系统。
由于气动机器人具有气源使用方便不污染环境动作灵活迅速工作安全可靠操作维修简便以及适宜在恶劣环境下工作等特点,因此它在冲压加工注塑及压铸等有毒或高温条件下作业,机床上下料,仪表及轻工行业中小型零件的输送和自动装配等作业,食品包装及运输,电子产品输送自动插接,弹药生产自动化等方面获得大量应用。
气动驱动系统在多数情况下是用于实现两位式的或有限点位控制的中小机器人中的。
这类机器人多是圆柱坐标型和直角坐标型或二者的组合型结构个自由度负荷在以下速度重复定位精度为。
控制装置目前多数选用可编程控制器。
械手,这样它不仅担负自动线上机床工件的装卸运输,并能发出指令指挥全线工作。
国外铁路工业中应用机械手以加工铁路车轴轮对等大中批量零部件。
并和机床设备共同组成个综合的数控加工系统。
.拆修装方面拆修装是铁路工业系统房中体力劳动较多的部门之,促进了机械手的发展。
目前国内铁路工厂机务段等部门。
已采用机械手拆装三通阀钩舌分解制动缸装卸轴箱组装轮对清楚石棉等,减轻了劳动强度,提高了拆修装的效率。
采用机械手进行装配更是目前研制的重点,国外已研究采用摄像机和力的传感装置和微型计算机联接在起,能确定零件的方位,达到镶装的目的。
综上所述,有效的应用机械手,是发展机械工业的必然趋势吨冲床自动上料装置是在般冲床上改装冲床曲轴,添加上料机械手,升料台和滑道等装置,是冲床自动连续工作。
该装置的特点是由上料机械手来控制冲床动作,能保证冲床有节奏的,安全的生产。
机械手的总体设计.机械手的总体结构机械手组成机械手主要由执行机构驱动系统控制系统以及位置检测装置等所组成。
各系统相互之间的关系如方框图.所示。
图.机械手的组成方框图.执行机构包括手部手腕手臂和立柱等部件。
手部即与物件接触的部件。
手腕是连接手部和臂部的部件,并可用来调节被抓物体的方位,以扩大机械手的动作范围,并使机械手变得更灵巧,适应性更强。
手腕有独立的自由度。
有回转运动上下摆动左右摆动.般腕部设有回转运动在增加个上下摆动即可满足要求,有些动作较为简单的专用机械手,为了简化结构,可以不设腕部,而直接用臂部运动驱动手部搬运工件。
目前,应用最为广泛的手腕回转运动机构为回转液压缸,它的结构紧凑,灵巧但回转角度小,并且要求严格密封,否则就难保证稳定的输出扭矩。
因此在要求较大回转角的情况,采用齿条传动或链轮以及轮系结构。
手臂手臂是支承被抓物件手部手腕的重要部件。
手臂的作用是带动手指去抓取物件,并按预定要求将其搬运到指定的机械手的应用机械手般分为三类第类是不需要人工操作的通用机械手。
它是种独立的不附属于主机的装置。
它可以根据任务的需要编制程序以完成各项规定的操作。
它的特点是具备普通机械的性能之外还具备通用机械记忆智能的三元机械。
第二是需要人工才做的称为操作机。
它起源于原子军事工业。
先是通过操作机来完成特定的作业后来发展到用无线电讯号操作机来进行探测月球等。
工业中采用的锻造操作机也属于这范畴。
第三类是用专用机械手,主要附属于自动机床或自动线上用以解决机床上下料和工件送。
这种机械手在国外称为“”,它是为主机服务的,由主机驱动除少数外,工作程序是固定的,因此是专用的。
在国外,目前主要是搞第类通用机械手。
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。
它的结构是机体上安装回转长臂。
端部装有电磁铁的工件抓放机构,控制系统是示教型的。
年,美国联合控制公司在上述方案的基础上又试制成台数控示教再现型机械手。
商名为即万能自动。
运动系统仿造坦克炮塔,臂可以回转俯仰伸缩,用液压驱动控制系统用磁鼓作存贮装置。
不少球坐标式通用机械手都是在这个基础上发展起来的。
日本式工业机械手发展最快应用最多的国家。
目前工业机械手大部分还属于第代,主要依靠人工进行控制控制方式则为开环式,没有识别能力改进的方向主要是降低成本和提高精度。
下面就国内机械工业铁路部门应用机械手的简况,以及国外机械工业发展和应用机械手的简况,分别介绍如下。
研究安装各种传感器把感觉到的信息反馈使机械手具有感觉机能。
目前国外已经出现了触觉和视觉机械手。
第三代机械手机械人则能独立地完成工作过程中的任务。
它与电子计算机和电视设备保持联系。
并逐步发展成为柔性制造系统和柔性制造单元中重要环。
随着工业机器手机械人研究制造和应用的扩大国际性学术交流活动十分活跃,欧美各国和其他国家学术交流活动开展很多。
.目前国内外的发展趋势是研制有更多自由度的液压机械手,这样机械手就可以变得更加的灵活,从而完成更加多的动作。
研制带有行走机构的机械手,这种机械手可以从个工作地点移动到另个工作地点。
研制维修维护方便的通用机械手。
研制能自动编制和自动改变程序的通用机械手。
研制具有定感触和定智力的智能机械手。
这种机械手具有各种传感装置,并配有计算机。
根据仿生学的理论,用计算机充当其大脑,使它进行思考和记忆。
用听筒和声敏元件作为耳朵能听,用扬声器作为嘴能说话进行应答,用热电偶和电阻应变仪作为触觉和感触。
用滚轮或者双足式机构脚来实现自动移位。
这样的智能机械手可以由人的特殊语言对其下达命令,布置任务,使自动化生产线成为智能化生产线。
机械手的外观达到美观的要求,尽量用最简单的结构和设备能完成更加多的动作。
研制具有柔性系统的通用机械手目前,在国外广泛应用的再现式通用机械手,虽然般也都有记忆装置,但其程序都是预先编好的,或由人在工作之前领动次,而后机械手可以按领动的工作内容正确进行再现动作。
如果把这种再现式通用机械手称为第二代机械手的话,那么现在处于研制阶段的智能机械手就是第三代了。
现在研究的机械手正在朝着种可以存储大量的程序的并且可以改变并重新写入程序的方向发展,而且机械手具有比原来的更多的自由度。
这种机器人构造比较简单,精度还可以,常用于搬运作业。
其工作空间是个圆柱状的空间。
.球坐标机器人结构球坐标机器人的空间运动是由两个回转运动和个直线运动来实现的。
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CAD-吸盘杆.dwg
(图纸)
CAD-吸盘杆套.dwg
(图纸)
CAD-压盖.dwg
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CAD-制动轮.dwg
(图纸)
CAD-制动器盖.dwg
(图纸)
CAD-制动器座.dwg
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CAD-轴承套1.dwg
(图纸)
CAD-轴承套2.dwg










