机械手毕业设计论文.

合集下载

机械手设计的毕业论文

机械手设计的毕业论文

机械手设计的毕业论文机械手设计的毕业论文在现代工业领域,机械手作为一种重要的自动化设备,被广泛应用于生产线上的各个环节。

机械手的设计与优化是一个复杂而又关键的任务,需要考虑到多个因素,如精度、速度、负载能力等。

本篇论文将探讨机械手设计的一些关键问题,并提出一种新的设计方案。

首先,机械手的结构设计是决定其性能的关键因素之一。

常见的机械手结构包括串联结构、并联结构和混合结构。

串联结构由多个连杆组成,具有较高的精度和刚度,适用于需要高精度操作的场景。

并联结构由多个平行连杆和执行器组成,具有较高的负载能力和速度,适用于需要承载重物和快速操作的场景。

混合结构则结合了串联结构和并联结构的优点,可以根据具体需求进行灵活配置。

本论文将采用混合结构设计机械手,以兼顾精度和负载能力。

其次,机械手的运动学分析是设计过程中的重要一环。

通过对机械手的运动学分析,可以确定各个关节的运动范围和姿态,为后续的轨迹规划和控制提供依据。

机械手的运动学分析可以通过解析方法和数值方法两种途径进行。

解析方法适用于简单的机械手结构,通过代数方程求解关节角度和末端位置。

数值方法适用于复杂的机械手结构,通过迭代计算关节角度和末端位置。

本论文将采用数值方法进行机械手的运动学分析,以适应复杂的设计需求。

然后,机械手的轨迹规划是实现预定任务的关键一步。

轨迹规划旨在确定机械手末端执行器的运动轨迹,使得其能够在给定的时间内到达指定位置,并保持所需的速度和加速度。

常见的轨迹规划算法包括插值方法和优化方法。

插值方法通过在给定的关键点之间进行插值,生成平滑的轨迹。

优化方法通过优化目标函数,如最小化时间、最小化能量消耗等,生成最优的轨迹。

本论文将采用插值方法进行机械手的轨迹规划,以保证运动的平滑性和连续性。

最后,机械手的控制系统是实现精确控制的核心。

机械手的控制系统包括传感器、执行器和控制器等组成部分。

传感器用于获取机械手和工件的状态信息,执行器用于执行控制指令,控制器用于计算控制指令并发送给执行器。

机械手毕业论文

机械手毕业论文

机械手毕业论文机械手毕业论文摘要:机械手是一种能够模拟人类手臂动作的机器人装置,广泛应用于工业生产线和医疗领域。

本文通过对机械手的结构、控制系统和应用领域进行研究,旨在探讨机械手在未来的发展潜力和应用前景。

引言:机械手作为一种重要的自动化装置,已经在工业生产中发挥着重要的作用。

随着科技的不断进步,机械手的应用领域也在不断扩大。

本文将从机械手的结构、控制系统和应用领域三个方面进行探讨。

一、机械手的结构机械手的结构主要由机械臂、末端执行器和传感器组成。

机械臂是机械手的主体部分,通常由多个关节组成,可以模拟人类手臂的运动。

末端执行器是机械手的手指部分,可以进行抓取、放置和操作物体等动作。

传感器用于感知环境和物体,为机械手提供实时的反馈信息。

二、机械手的控制系统机械手的控制系统是保证机械手正常运行的核心部分。

控制系统通常由硬件和软件两部分组成。

硬件部分包括电机、传感器和控制器等,用于实现机械手的运动和感知。

软件部分则包括控制算法和编程语言等,用于控制机械手的动作和决策。

三、机械手的应用领域机械手在工业生产线上的应用非常广泛。

它可以完成重复、繁琐和危险的工作,提高生产效率和质量。

同时,机械手还被应用于医疗领域。

它可以进行精确的手术操作,减少手术风险和创伤。

此外,机械手还被用于残疾人辅助器具的研发和生产,为残疾人提供更好的生活品质。

四、机械手的未来发展潜力随着科技的不断进步,机械手的未来发展潜力巨大。

首先,机械手可以与人类进行更加复杂和精细的合作。

通过人机协作,机械手可以更好地适应不同的工作环境和任务需求。

其次,机械手可以与人工智能技术相结合,实现更高级的自主决策和学习能力。

最后,机械手还可以应用于更多领域,如军事、航天和探险等,为人类创造更多的可能性。

结论:机械手作为一种重要的自动化装置,已经在工业生产和医疗领域发挥着重要的作用。

通过对机械手的结构、控制系统和应用领域进行研究,我们可以看到机械手在未来的发展潜力和应用前景。

电动式机械手设计毕业论文

电动式机械手设计毕业论文

机械手设计毕业论文1.机械部分1-1 确定机械手的结构及拟定工作原理图一、设计要点1、130,152大炮药筒压底工序上,下料机械手完成顶料、抓料、提开、转腕、下降、放料。

2、手臂行程分为两个行程:提开和放料:1000mm3、传动方式:液压传动4、抓持工件的重量:130、16.15kg ;152、12.48kg二、传动方案的确定1、驱动方式的确定:该机械手采用的是液压传动,它与气压传动相比,能够有如下优点:1)能得到较大的输出力和力矩。

2)液压传动滞后现象小,反映较灵敏,传动平稳,由于气压传动能得到较高的速度,但空气粘性比油液低,传动中冲击较大,不利于精确定位。

3)输出力和运动速度控制比较容易,输出力和运动速度在一定的油缸尺寸下,主要决定于油液的压力和流量,通过调节相应的压力和流量,能比较方便地控制输出功率。

4)可达到较高的定位精度,抓重较轻时,采用适宜的缓冲措施和定位方式,但系统的泄漏难以避免,影响工作效率和系统的工作性能。

2、运动路线的确定根据其工作循环,确定运动路线传料——下降——抓料——上升——转腕——下降——松指——上升——直腕三、机械手的基本参数1)抓重:根据任务所给质量,抓料的质量为16.15kg、12.47kg两种工件。

2)自由度数为两个,手臂的竖直方向向上的直线往复运动,腕部回转油缸的摆动。

3)工作时间:任务是要求机械手在一分钟内完成两个工作循环,根据其循环时间可分配如下:手臂上升时间:5秒手臂下降时间:4秒转腕时间:3秒抓料时间:2秒放料时间:1秒4)定位精确:机械手的定位精度是由加工工艺要求决定的,三抓定位精度高,根据本身的结构,抓重工作速度以及驱动方式和缓冲定位方式来确定。

本机械手的定位精度为±1mm。

四、机械手的结构设计根据任务书的要求和工作地的要求,升降系统设计成双作用单杆活塞式油缸,它完成工件的放料任务。

考虑它的体积要求和转矩要求,采用双叶片回转油缸,手部采用双作用单杆式油缸,由滑块来确定手部的夹紧位置。

毕业设计-机械手毕业论文

毕业设计-机械手毕业论文

毕业设计-机械手毕业论文机械手毕业设计目录摘要.............................. 错误!未定义书签。

第1章绪论 (1)1.1 课题背景 (1)1.2 机械手的定义与分类 (2)1.3 机械手应用及组成结构 (2)1.4 机械手的发展趋势 (3)1.5 总体设计要求 (4)第2章 PLC的介绍与选择 (5)2.1 PLC的特点 (5)2.2 PLC的选型 (6)2.3 三菱FX系列的结构功能 (7)第3章各功能实现形式与控制方式 (9)3.1 本机械手模型的机能和特性 (9)3.2 夹紧机构 (9)3.3 躯干 (10)3.4 旋转编码盘 (10)第4章控制系统设计 (11)4.1 控制系统硬件设计 (11)4.1.1 PLC梯形图中的编程元件 (12)4.1.2 PLC的I/O分配 (12)4.1.3 机械手控制系统的外部接线图 (14)4.2 控制系统软件设计 (15)4.2.1 公用程序 (15)4.2.2 自动操作程序 (17)4.2.3手动单步操作程序 (22)4.2.4 回原位程序 (24)4.3 PLC程序的上载和下载......... 错误!未定义书签。

4.3.1 PLC程序的上载........ 错误!未定义书签。

4.3.2 PLC程序的下载........ 错误!未定义书签。

第5章设计小结...................... 错误!未定义书签。

致谢 (28)参考文献 (29)第1章绪论1.1 课题背景随着现代工业技术的发展,工业自动化技术越来越高,生产工况也有趋于恶劣的态势,这对一线工人的操作技能也提出了更高的要求,同时操作工人的工作安全也受到了相应的威胁。

工人工作环境和工作内容也要求理想化简单化,对于一些往复的工作由机械手远程控制或自动完成显得非常重要。

这样可以避免一些人不能接触的物质对人体造成伤害,如冶金、化工、医药、航空航天等。

在机械制造业中,机械手应用较多,发展较快。

机械手毕业设计论文

机械手毕业设计论文

机械手毕业设计论文机械手是一种可以模仿人类手的机械装置,广泛应用于工业生产中的自动化流水线、医疗手术、危险环境探测等领域。

本文以机械手的设计与应用为主题,描述了在毕业设计中设计机械手的过程及其应用前景。

全文共计700字。

摘要:随着技术的不断进步和人们对生产效率与安全性要求的提高,机械手逐渐成为现代工业生产中的重要设备。

本论文旨在通过设计一个具有多种功能的机械手来探讨其设计原理与应用前景。

引言:机械手是一种能够模仿人手动作的机械装置,它能够在指定的空间内完成各种动作,在工业生产中能够用于自动化流水线、医疗手术、危险环境探测等领域。

随着自动化技术的快速发展,机械手应用的范围也越来越广泛。

设计过程:本论文的设计目标是设计一个具有多种功能的机械手,并简化其结构以降低成本。

设计过程包括以下几个步骤:1. 确定机械手的应用场景:根据机械手的应用场景,确定其需要具备的功能和性能要求。

2. 选取适合的驱动方式:根据应用场景和要求,选取适合的驱动方式,如伺服电机、液压驱动等。

3. 机械结构设计:设计机械手的结构,包括连杆、关节、末端执行器等部分,确定各部分的尺寸和位置关系。

4. 控制系统设计:设计机械手的控制系统,包括处理器、编码器、传感器等部分,实现对机械手的精确控制。

5. 系统集成与调试:将各个部分进行集成,进行系统调试和优化,确保机械手的正常运行。

应用前景:机械手作为一种先进的自动化设备,具有广阔的应用前景。

它可以用于代替人工完成单调、重复的工作,提高生产效率。

同时,机械手还可以应用于危险环境中,避免人身伤害。

另外,机械手还可以应用于医疗领域,例如辅助手术、康复治疗等。

随着技术的不断进步,机械手在各个领域的应用前景将更加广阔。

结论:通过本论文的设计与研究,我们对机械手的设计原理和应用前景有了更深入的了解。

机械手的设计过程需要综合考虑应用场景、驱动方式、机械结构和控制系统等因素,以实现机械手的多功能化和成本降低。

(完整版)PLC机械手毕业设计论文

(完整版)PLC机械手毕业设计论文

摘要机械手是工业机器人系统中传统的任务执行机构,是机器人的关键部件之一。

机械手的机械结构采用滚珠丝杆、滑杆、等机械器件组成;电气方面有交流电机、变频器、传感器、等电子器件组成。

该装置涵盖了可编程控制技术,位置控制技术、检测技术等,是机电一体化的典型代表仪器之一。

本文介绍的机械手是由PLC输出三路脉冲,分别驱动横轴、竖轴变频器,控制机械手横轴和竖轴的精确定位,微动开关将位置信号传给PLC 主机;位置信号由接近开关反馈给PLC主机,通过交流电机的正反转来控制机械手手爪的张合,从而实现机械手精确运动的功能。

本课题拟开发的物料搬运机械手可在空间抓放物体,动作灵活多样,可代替人工在高温和危险的作业区进行作业,并可根据工件的变化及运动流程的要求随时更改相关参数。

关键词:机械手 PLC 变频器交流电机AbstractManipulator industrial robot systems traditional mandate, Robot is one of the key components. Manipulator using the mechanical structure of screw-ball, slider, and other mechanical devices composition; Electric control technology, detection technology, Mechatronics is a typical representative of one of the machines. This paper presents a manipulator by three PLC output pulse, driving , micro-switches position signal transmission will closeto the switching signal from the feedback from the mainframe to the PLC, through the exchange of Motor reversion to control the manipulator gripper Zhang, thus achieving accurate manipulator movement functions. The topics to be developed by the Manipulator grasping be upin space objects, movements flexible, diverse, canreplace the artificial conducted operations, Accordingto the workpiece can change the campaign process and the requirements of any changes to the relevant parameters.Key Words: Manipulator PLC Inverter AC motor目录摘要 (1)ABSTRACT (2)引言 (4)第一章机械手机械结构 (5)1.1传动机构 (5)1.2机械手夹持器和机座的结构 (6)第二章可编程控制PLC (8)2.1 PLC简介 (8)2.2 PLC内部原理 (10)A. 系统程序存储区 (11)B. 系统RAM存储区 (11)C.用户程序存储区 (11)2.3 PLC的工作原理 (12)2.4 PLC机型的选择方法 (15)2.6 机械手PLC选择及参数 (17)第三章三相异步电动机的工作原理及结构 (19)3.1 三相异步电动机的结构 (19)3.2 三相交流电机工作原理 (23)3.3 三相电动机的转动原理 (25)3.3 机械手电机的选用 (29)第四章变频器 (29)4.1变频器的构成 (30)4.2 变频器的分类和控制方式 (34)4.3 FR-A540变频器 (37)第五章机械手PLC控制系统设计 (40)5.1 机械手的工艺过程 (40)5.2 PLC控制系统 (42)致答谢词 (48)参考文献 (49)引言在现代工业中,生产过程的机械化、自动化已成为突出的主题。

机械手毕业设计论文

机械手毕业设计论文

┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊装┊┊┊┊┊订┊┊┊┊┊线┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊机械手毕业设计论文第一章总论1.1 机械手的概况及要求1.1.1 机械手的概况工业机器人由机械本体、控制器、伺服驱动系统和检测传感装置等构成,它是一种能够仿人操作、自动控制、可以重复编制程序、并能够在三维空间完成各种作业的机电一体化生产设备。

机器人技术是结合了计算机、控制、机构学、信息和传感器技术、人工智能、仿生学等多学科而形成的高新技术,是当代十分活跃且应用尤其广泛的领域。

它的应用情况如何,是一个国家工业自动化水平的标志。

机器人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的特长的一种拟人的电子装置,既有人对环境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,从某种意义上来说它是机器发展过程的必然产物,是工业以及非产业界的重要生产和服务性的设备,也是先进的自动化生产过程中不可缺少的自动化设备。

机械人的应用会带来巨大的社会效益和经济效益。

社会效益:1、可以改善工作人员的劳动环境,使工人安全性提高,劳动强度降低。

2、在科学研究和生产等众领域机器人可以代替人类做人类难以完成的工作。

3、在无故障的情况下,工作时不会受到情绪的影响。

经济效益:1、可以提高生产效率。

2、可以提高产品质量。

3、可以减少工作场地。

4、可以降低成本,包括劳动成本,节能和节省原材料。

┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊装┊┊┊┊┊订┊┊┊┊┊线┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊5、可以简化管理,降低库存。

6、可以做到产品批量可大可小,品种多样化,转产周期快1.1.2 对机械手的一般要求机械工业中应用机械手的主要目的,一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成本。

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

一、降低机械手的成本为扩大机械手的使用范围,必须降低机械手的成本。

机械手设计的毕业论文

机械手设计的毕业论文

机械手设计的毕业论文机械手设计机械手是现代工业中常见的机器人之一,由于其具有多自由度、高精度、高速度和高可靠性等优点,已被广泛应用于各个领域,如汽车制造、电子工业、医药行业等。

本文旨在设计一款具有5自由度的机械手,并通过实验验证其性能。

1. 设计目标本文设计的机械手需要满足以下要求:1)5自由度,能够完成物体的抓取、放置等动作。

2)控制系统采用开放式控制系统,便于后期升级和维护。

3)运动精度高,误差小于0.1mm。

4)机械手材料要轻、耐用、适应各种环境。

2. 设计方案2.1 机械手结构本文设计的机械手采用5自由度结构,由机座、立柱、机械臂、手腕和手爪组成。

其中,机座为底部固定部分,立柱为支撑机械臂的部分,机械臂由两节横臂和一个竖臂组成,手腕部分由旋转机构和电机驱动,手爪部分采用夹爪结构。

2.2 机械手控制系统本文设计的机械手控制系统采用开放式控制系统,主要由运动控制器和电机驱动器组成。

其中,运动控制器采用嵌入式控制器,可以实现机械手的位置控制、速度控制和力控制等功能;电机驱动器采用步进电机或直流电机,可以实现机械手各关节的转动。

2.3 机械手传感器为了实现机械手的精准控制,本文设计了多种传感器。

其中,位置传感器用于测量机械臂和手腕的位置关系;压力传感器和力传感器用于测量机械手的终端执行器上施加的力,以实现力控制;光电传感器用于检测物体的位置和大小,以实现对物体的抓取和放置。

3. 实现过程3.1 机械手结构制作本文设计采用了轻质的铝合金材料制作机械手结构,可轻松实现多种姿态和拓扑结构的改变。

通过平面布局和实体设计,确保各组件作用协调,避免机械手扭曲变形和故障。

3.2 控制系统设计机械手采用基于嵌入式控制器的现代控制技术,集成多种运动控制和检测传感器的系统,实现了可编程控制和高速运动。

3.3 实现性能测试机械手的运动精度、速度和力度可以用基本测试方法测量,主要通过控制器的调整和传感器测量来实现。

通过实验验证,本文设计的机械手成功实现了5自由度控制、精度达到0.1mm、速度达到30m/min、负载能力大于5kg的要求。

  1. 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性,平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
  2. 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
  3. 3、如文档侵犯您的权益,请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间:9:00-18:30)。

机械手设计摘要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。

工业机械手的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。

本文设计了一个机械手行走小车,以完成行走,抓取,翻转等功能,对应分别要有行走机构,抓取机构,提升机构,翻转机构等来实现。

该小车是由步进电机驱动,由各特征点运动的合成形成小车的各种运动。

整个小车的机械设计是以所学机构方面的理论知识为理论基础的,参考小车的组成机构,同事兼顾使用场合的环境,以“模块化”的设计思想完成了几个运动模块的设计。

关键词:机械手智能运动模块引言0.1机械手简介 (1)0.2机械手的组成 (3)0.3 应用机械手的意义 (5)第一章总体技术方案及系统组成1.1原始数据 (7)1.2 工作要求 (7)1.3系统组成 (8)1.4总体技术方案 (8)第二章机械手的液压部分2.1液压系统的工作原理 (10)2.2液压传动的工作特征 (10)2.3液压系统的组成 (10)2.4液压系统的优、缺点 (11)第三章回转装置的总体组成及结构设计3.1 回转装置的组成 (13)第四章机械传动方案的设计与计算4.1 小车的主要组成部分 (15)4.2 同步带传动方式优缺点 (15)4.3 驱动动力源 (15)4.4 机械传动方案的设计计算 (16)第五章零件加工编程5.1数控车床加工程序编制基础 (22)5.2程序编制 (23)设计小结 (30)谢辞 (31)参考文献 (32)机械手首先是从美国开始研制的。

1958年美国联合控制公司研制出第一台机械手。

它的结构是:机体上安装一个回转长臂,顶部装有电磁块的工件抓放机构,控制系统是示教形的机械工业是国民的装备部,是为国民经济提供装备和为人民生活提供耐用消费品的产业。

不论是传统产业,还是新兴产业,都离不开各种各样的机械装备,机械工业所提供装备的性能、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的和直接的影响。

机械工业的规模和技术水平是衡量国家经济实力和科学技术水平的重要标志。

因此,世界各国都把发展机械工业作为发展本国经济的战略重点之一。

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。

工业机械手的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。

机械手是在机械化,自动化生产过程中发展起来的一种新型装置。

在现代生产过程中,机械手被广泛的运用于自动生产线中,机械人的研制和生产已成为高技术邻域内,迅速发殿起来的一门新兴的技术,它更加促进了机械手的发展,使得机械手能更好地实现与机械化和自动化的有机结合。

机械手虽然目前还不如人手那样灵活,但它具有能不断重复工作和劳动,不知疲劳,不怕危险,抓举重物的力量比人手力大的特点,因此,机械手已受到许多部门的重视,并越来越广泛地得到了应用。

机械手技术涉及到力学、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。

0.1 机械手简介0.1.1机械手的分类机械手一般分为三类:第一类是不需要人工操作的通用机械手。

它是一种独立的不附属于某一主机的装置。

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。

第二类是需要人工才做的,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一范畴。

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“Mechanical Hand”,它是为主机服务的,由主机驱动;除少数以外,工作程序一般是固定的,因此是专用的。

0.1.2机械手的应用简况现代工业中,生产过程的机械化,自动化已成为突出的主题。

化工等连续性生产过程的自动化已基本得到解决。

但在机械工业中,加工、装配等生产是不连续的。

因此,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。

有资料统计: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改变。

机械手在锻造工业中的应用能进一步发展锻造设备的生产能力,改善热、累等劳动条件。

国内机械手工业、铁路工业中首先在单机、专机上采用机械手上下料,减轻工人的劳动强度。

国外铁路工业中应用机械手以加工铁路车轴、轮等大、中批零件。

并和机床共同组成一个综合的数控加工系统。

采用机械手进行装配更始目前研究的重点,国外已研究采用摄象机和力传感装置和微型计算机连在一起,能确定零件的方位达到镶装的目的。

0.1.3机械手的发展趋势目前工业机械手主要用于机床加工、铸造、热处理等方面,无论数量、品种和性能方面还是不能满足工业发展的需要。

在国内主要是逐步扩大应用范围,重点发展铸造、热处理方面的机械手,以减轻劳动强度,改善作业条件,在应用专用机械手的同时,相应的发展通用机械手,有条件的还要研制示教式机械手、计算机控制机械手和组合机械手等。

将机械手各运动构件,如伸缩、摆动、升降、横移、俯仰等机构以及根据不同类型的加紧机构,设计成典型的通用机构,所以便根据不同的作业要求选择不同类型的基加紧机构,即可组成不同用途的机械手。

既便于设计制造,有便于更换工件,扩大应用范围。

同时要提高速度,减少冲击,正确定位,以便更好的发挥机械手的作用。

此外还应大力研究伺服型、记忆再现型,以及具有触觉、视觉等性能的机械手,并考虑与计算机连用,逐步成为整个机械制造系统中的一个基本单元。

在国外机械制造业中工业机械手应用较多,发展较快。

目前主要用于机床、横锻压力机的上下料,以及点焊、喷漆等作业,它可按照事先指定的作业程序来完成规定的操作。

此外,国外机械手的发展趋势是大力研制具有某种智能的机械手。

使它具有一定的传感能力,能反馈外界条件的变化,作相应的变更。

如位置发生稍许偏差时,即能更正并自行检测,重点是研究视觉功能和触觉功能。

目前已经取得一定成绩。

视觉功能即在机械手上安装有电视照相机和光学测距仪(即距离传感器)以及微型计算机。

工作是电视照相机将物体形象变成视频信号,然后送给计算机,以便分析物体的种类、大小、颜色和位置,并发出指令控制机械手进行工作。

触觉功能即是在机械手上安装有触觉反馈控制装置。

工作时机械手首先伸出手指寻找工作,通过安装在手指内的压力敏感元件产生触觉作用,然后伸向前方,抓住工件。

手的抓力大小通过装在手指内的敏感元件来控制,达到自动调整握力的大小。

总之,随着传感技术的发展机械手装配作业的能力也将进一步提高。

更重要的是将机械手、柔性制造系统和柔性制造单元相结合,从而根本改变目前机械制造系统的人工操作状态。

0.2 机械手的组成机械手主要由执行机构、驱动机构和控制系统三大部分组成。

其组成及相互关系如下图:1、执行机构( 如图0-1所示 )图0-11)手部手部安装在手臂的前端。

手臂的内孔装有转动轴,可把动作传给手腕,以转动、伸屈手腕,开闭手指。

本课所指的机械手仅需开闭手指。

机械手手部的机构系模仿人的手指,分为无关节,固定关节和自由关节三种。

手指的数量又可以分为二指、三指和四指等,其中以二指用的最多。

可以根据夹持对象的形状和大小配备多种形状和尺寸的夹头,以适应操作需要。

本课所做的机械手采用二指形状。

2)手臂手臂有无关节和有关节手臂之分本课所做的机械手的手臂采用无关节臂手臂的作用是引导手指准确的抓住工件,并运送到所需要的位置上。

为了使机械手能够正确的工作,手臂的三个自由度都需要精确的定位。

本课题所做的机械手在手臂的上升、下降、前伸、后退、左转、右转三个方向的定位均采用行程开关控制,以保证定位的精度。

总括机械手的运动离不开直线移动和转动二种,因此,它采用的执行机构主要是直线油缸、摆动油缸、电液脉冲马达、伺服油马达、直流伺服马达和步进马达等。

躯干是安装手臂、动力源和执行机构的支架。

2、驱动机构驱动机构主要有四种:液压驱动、气压驱动、电气驱动和机械驱动。

其中以液压气动用的最多,占90%以上,电动、机械驱动用的较少。

液压驱动主要是通过油缸、阀、油泵和油箱等实现传动。

它利用油缸、马达加上齿轮、齿条实现直线运动;利用摆动油缸、马达与减速器、油缸与齿条、齿轮或链条、链轮等实现回转运动。

液压驱动的优点是压力高、体积小、出力大、运动平缓,可无级变速,自锁方便,并能在中间位置停止。

缺点是需要配备压力源,系统复杂成本较高。

气压驱动所采用的元件为气压缸、气压马达、气阀等。

一般采用4-6个大气压,个别的达到8-10个大气压。

它的优点是气源方便,维护简单,成本低。

缺点是出力小,体积大。

由于空气的可压缩性大,很难实现中间位置的停止,只能用于点位控制,而且润滑性较差,气压系统容易生锈。

为了减少停机时产生的冲击,气压系统装有速度控制机构或缓冲机构。

电气驱动采用的不多。

现在都用三相感应电动机作为动力,用大减速比减速器来驱动执行机构;直线运动则用电动机带动丝杠螺母机构;有的采用直线电动机。

通用机械手则考虑用步进电机、直流或交流的伺服电机、变速箱等。

电气驱动的优点是动力源简单,维护,使用方便。

驱动机构和控制系统可以采用统一形式的动力,出力比较大;缺点是控制响应速度比较慢。

机械驱动只用于固定的场合。

一般用凸轮连杆机构实现规定的动作。

它的优点是动作确实可靠,速度高,成本低;缺点是不易调整。

本课题所做的机械手采用电动机带动丝杠螺母机构来实现手臂的上升、下降方面。

采用手臂的左转、右转、手臂的夹紧、放松方面。

3、控制系统机械手控制系统的要素,包括工作顺序、到达位置、动作时间和加速度等。

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储,然后再根据规定的程序,控制机械手进行工作。

0.3 应用机械手的意义随着科学技术的发展,机械手也越来越多的地被应用。

在机械工业中,铸、焊、铆、冲、压、热处理、机械加工、装配、检验、喷漆、电镀等工种都有应用的实理。

其他部门,如轻工业、建筑业、国防工业等工作中也均有所应用。

在机械工业中,应用机械手的意义可以概括如下:一、以提高生产过程中的自动化程度应用机械手有利于实现材料的传送、工件的装卸、刀具的更换以及机器的装配等的自动化的程度,从而可以提高劳动生产率和降低生产成本。

相关文档
最新文档