（全套CAD）缝纫机针摆动机械手设计（终稿）

几十年来，这项技术革新的研究和发展直比较活跃，设计在不断地修改，品种在不断地增加，应用领域在不断地扩大。

早在四十年代，随着原子能工业的发展，已出现了模拟关节式的第代机械手。

五十六十年代即制成了传送和装卸工伯的通用机械手和数控示教再现型机械手。

这种机械手也称第二代机械手。

九六八九七年，又相继把通用机械手用于汽车身的点焊和冲压生产自动线上，亦即使第二代机械手这新技术进入了应用阶段。

七十年机械手可以说是处于技术发展阶段。

根据部分统计，机械手的大致情况如下目前圆柱坐标式的较多插销板或凸轮程序的较多机械式手指抓取方式的较多存贮步数为的较多液压驱动的较多臂力小于公斤的较多手臂个自由度的较多作业空间为米立方的较多线速度小于毫米秒的较多角速度小于度秒的较多定位精度小于毫米的较多。

从控制方式来看，点位控制占左右，而连续轨迹控制占左右。

国外自九七年以来，已召开过几次国际机械手会议几乎每年召开次。

有的国家如日本还成立了机器人协会。

机械工业中，应用机械手的主要目的，是解决生产过程自动化，二是改善劳动条件，降低劳动强度，提高劳动生产率和降低产品成本。

因此要求机械手成本低，品种多样化，零件，部件系列化，通用化，标准化，性能稳定可靠。

降低机械手的成本为了扩大机械手的使用范围，必须降低机械手的成本。

据统计，机械手电气控制装置所占成本的比重较大。

如六十年代有的机械手其电控装置的成本占全部成本的，现在已下降到。

品种多样化为了适应不同工作的需要，就使机械手的品种多样化，用机械手代替更多的人的手工劳动，进而实现生产过程的自动化。

特别是那些工作比较单，重复性很大而工作条件又较差和劳动量较大的工种如热加工，更就注意设计和使用各种类型的机械手。

零件，部件系列化，通用化，标准化，为了加速扩大机械手的应用领域，应尽量缩短其设计和制造的周期。

这样，就要求机械手的种零件如手指的指型等，部件如手部，臂间等，系列化，通用化，标准化。

然后，即可根据具体工作的需要，将这些零件，部件或再相应地增加些其它零件，部件进行组合，组成所需要的机械手。

当然，这样的机械手还应保证组合方便，旦工作变更时，就能迅速而顺利地生新组合。

产品性能应准确可靠机械手重要技术指标之，就是其性能应稳定可靠。

可此，要求设计合理，元件稳定，制造精确。

目前，在国外广泛应缝纫机，摆动，机械手，设计，毕业设计，全套，图纸摘要工业机械手是六十年代发展起来的门新技术。

是近代自动控制领域中出现的项新技术，并已成为现代机械制造生产系统中的个重要组成部分。

它是种按定程序，能自动搬运和操作的机械装置，并且能够代替人们的部分劳动，具有人的部分功能，而又没有人工操作的些弱点。

工业机械手般分为三类。

第类是不需要人工操作的通用机械手。

第二类是需要人工操作的，称为操作机。

第三类是专用机械手，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传送。

这种机械手在国外称为“”，工作程序般是固定的，因此是专用的。

工业机械手也便属于此类，近几年来工业机械手发展很快。

本次毕业设计就是在用于对缝纫机针的抛光，在抛光自动线上用摆动机械手，这传送设备来代替人工的劳作。

工业机械手应用较多，发展较快。

现在的机械手都具有了种传感能力，触觉功能即是在机械手上安装反馈控制装置。

更主要的是将机械手和柔性制造系统和柔性制造单元相结合，能根本上机械制造系统的人工操作状态。

从经济方面看，工业机械手能够提高生产率，保证产品质量，降低废品率，提高基本装置的载荷能力从技术方面看，操作机的使用与小批量生产中增长的产品质量及自动化生产有关。

在大批生产中自动化程度最高，但在小批量生产中自动化程度次之。

综上所述，有效地应用机械手，是发展机械工业的必然趋势。

关键词机械手液压驱动自动线柔性系统缝纫机针摆动机械手设计绪论工业机械手是种新型的自动化操作装置。

它可以根据作业的要求，按照预先确定的程序搬运物体装卸零件以及操持喷枪焊把等工具去完成定的作业。

因此它可在繁重高温和多粉尘等劳动条件较差的作业中，部分地代替人工操作。

工业机械手首先在机床上应用是作为设备的个附属装置，用以上下料。

随着电子技术的发展已逐步成为个独立的自动化装置，并扩大应用到铸造加工焊接组装和喷漆等作业中。

机械制造工业中笨重的体力劳动作业较多，迫切需要进行技术改造。

而机械手的研制和应用将是改善生产劳动条件，提高产品质量和效率的有效手段之。

也是新技术革命的主要内容。

这次的设计便是为了更快速的作业。

而在缝纫机针抛光自动线上，用机械手来代替手工抛光的操作，缝纫机针在各摆动机械手指间，根据抛光工艺过程，依次调头传递并进行抛光作业。

通过摆动机械手在抛光自动线上的摆动，手臂回转手腕回转与夹持运动来完成缝纫机针的上下料运动，以达到抛光作业的目的。

工业机械手的简介.什么是工业机械手工业机械手是种能按给定的程序或要求，自动地完成物件如材料，工件，零件或工具等传送或操作作业的机械装置，它能部分地代替人的手工劳动.较高级型式的机械手，还能模拟人的手臂动作，完成较复杂的作业.在工业生产中出现的矛盾促使采用新的技术设备，即操作机操作工具。

我们知道悬臂梁的挠度计算公式为.式中挠度弹性模数载荷惯性矩悬臂长。

从上式可知，挠度与载荷，悬臂长成正比，而与弹性模数，惯性矩成反比。

在与值已确定的情况下，只有增大值，才能减少梁的弯曲变形，所以，为了提高刚度，从材质上考虑意义不大，主要应选用惯性矩大的梁。

在截面积和单位重量基本相同的情况下，钢管，工字钢和槽钢的惯性矩要比无缝钢大得多，所以，机械手中常用无缝钢管作导向杆，用工字钢或槽钢作支撑板。

这样既提高了手臂的刚度，又大大减轻了手臂的自重。

手臂的运动速度要高，惯性要小机械手的运动速度般是根据产品的生产节拍要求来决定的，但不宜盲目地追求高速度。

手臂由静止状态达到正常的运动速度启动，以及由常减速到停止不动制动，速度的变化过程为速度特性曲线。

手臂自重轻，其启动停止的平稳性就好。

手臂动作要灵活要使手臂运动轻快灵活，手臂的结构必须紧凑小巧，或运动臂上加滚动轴承或采用滚珠导轨。

对于悬臂式的机械手手臂上零部件的布置要合理，以减少回转升降支承中心的偏重力矩。

不然，会引起手臂振动，严重时会使手臂与立柱卡住别坏。

位置精度要高机械手要获得较高的位置精度，除采用先进的控制方法外，在结构上还要注意以下几点．手臂的刚性好，偏重小，惯性力小，则位置精度就容易控制，所以设计手臂时要周密考虑和计算．还要合理的选择机械手的坐标形式，般说来，直角和圆柱坐标式机械手位置精度较高关节式机械手的位置最难控制，精度差．在手臂上加设定位装置和自动检测机构，来控制手臂运动的位置精度还要减少或消除各传动，啮合件的间隙。

机械手的通用性要好，以适应多种作业的要求工艺性要好。

手臂要便于加工和安装用于热加工机械手，还要考虑热辐射的影响，手臂要长些，使用权驱动部分远离热源，并装上冷却装置用于作业区粉尘大的机械手，还要设置防尘装置等。

上面这些要求，往往是互相影响和互相制约的，设计时应全面分析各方面因素，综合考虑。

.手臂摆动结构手臂上下摆动机构简介球坐标式的机械手臂部在垂直面内作上下摆动运动圆柱坐标式的机械手臂部在垂直面内做上下升降运动。

在机械手相同高度的情况下，球坐标式臂部的作业范围要大的多。

所以，坐标形式为球坐标式。

球坐标式的机械手，其臂部上下摆动机构，通常是用双作用油缸的活塞杆端部与联接圈用铰链连接，并通过连接圈与手臂固定联接油缸下端盖与油缸支座铰链联接。

当压力油分别进到双作用油缸的上下两油腔时，使活塞上下运动，通过联接圈使手臂绕摆动支点做上下摆动。

活塞上下运动到两端时，靠活塞两端的三角形节流槽和缸盖相碰而定位。

确定油缸工作压力及工作面积。

油缸的工作压力，阻力和油缸的内径有以下关系.式中油缸的直径油缸阻力油缸工作压力活塞杆直径由上式可看出，和均为未知数，个方程式不能求出两个未知数。

此时，可根据人作压力与阻力的关系表初步定出油缸工作压力。

当阻力小于公斤时，油缸工作压力小于公斤平方厘米。

控制系统可根据动作的要求，设计采用数字顺序控制。

它首先要编制程序加以存贮，然后再根据规定的程序，控制机械手进行工作。

.机械手的分类按用途分类.专用机械手专用机械手是专为定设备服务的，简单实用，目前在生产中运用比较广泛。

它般只能完成二种特定的作业。

如用来抓取和传送工件。

它的工作程序是固定的，也可根据需要编制程序控制，以获得多种工作程序，适用多种作业的需要。

.通用机械手通用机械手是在专用机械手的基础上发展起来的。

它能对不同的物件完成多种动作，具有相当的通用性。

它是种能独立工作的自动化装置。

它的动作程序可以按照工作需要来改变，大都是采用顺序控制系统。

通用机械手又分简易型示教型示教再现型和智能机械手操作式机械手等几种。

工业机械手便属于通用机械手。

按控制型式分类.点位控制型机械手点位控制型机械手的运动轨迹是空间两个点之间的联接。

控制点数愈多，性能愈好。

它基本能满足于各种要求，结构简单。

绝大部分机械手是点位控制型。

.连续轨迹控制型机械手这种机械手的运动轨迹是空间的任意连续曲线，它在三维空间中作极其复杂的动作，工作性能完善，但控制部分比较复杂。

控制方式分开关式和伺服式两种。

.机械手的参数机械手的参数有规格参数和基本参数以及其他参数。

规格参数有.主参数抓重臂力额定抓取重量或称额定负荷，单位为公斤。

.自由度数目和坐标型式整机手臂及腕部共有几个自由度。

.定位方式固定机械挡块，可调机械挡块，行程开关，电位器及其他各种位置设定和检测装置各自由度设定的位置数目或位置信息用量多少点点位控制或连续轨迹控制。

.驱动方式液压气压电动和机械基本参数有行程速度定位精度程序编制方法和程序容量受信发信数目控制系统动力。

其他参数有驱动源手抓部分轮廓尺寸重量。

设计方案的拟定.工业机械手总体设计的原则总体设计的任务，包括进行机械手的运动设计，确定主要工作参数，选择驱动系统和电控系统，整机结构设计，最后绘出方案草图，总体设计之后要进行各部件的强度，刚度，驱动力的计算。

运动设计及确定主要参数运动设计是结构设计的基础，它包括选用机械手的运动形式和确定自由度数。

通用机械手是为了满足不同的生产上的要求，通常是个自由度，采用作业范围较大的园柱坐标和求坐标的运动形式。

专用机械手般运动简单只要个自由度就能满足特定的工艺要求。

专用机械手的运动设计应根据生产条件满足条件的与动形式，力求合理。

最少的自由度数，达到机械手机构最简单。

用的“再现式”通用机械手，虽然般也都具有记忆装置，但其程序都是预先编好的，或在其工作之前由人，领动次，而后机械手即可按领动的工作内容自行正确地完成再现协作。

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器人就是第三代了。

.工业机械手的应用简况及应用的意义在现代工业中，生产过程的机械化，自动化已成为突出的主题。

程控机床数控机床加工中心等自动化机械有效地解决多品种小批量生产自动化的重要办法。

但是还有大量的装卸搬运装配等作业，有待于进步实现机械化。

据资料介绍，美国生产的全部工业零件中，有是小批量生产金属加工生产的批量中有四分之三在件以下，零件真正在机床上加工时间仅占零件生产时间的。

从这里可看出，装卸搬运等工序机械化的迫切性，工业机械手就是为实现这些工序的自动化而产生的。

从些资料上可见美国偏重于毛坯生产，日本偏重于机械加工。

随着机械手技术的发展，应用的对象还会有所变化。

下面是在国内机械工业应用机械手的简况，以及国外机械工业发展和应用简况