工业机械手设计-说明书

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机械手手臂设计

机械手手臂设计

仲恺农业工程学院《机械系统》课程设计说明书设计题目:工业机械手设计—臂部伸缩指导老师:张日红关秋菊院系:机电工程学院班级:机械072班姓名:蔡钟文学号:200710824224前言 (3)一、设计要求及主要参数: (3)二、机械手臂伸缩机构设计 (4)1、结构初设计 (4)2、结构改进 (5)3、手臂伸缩驱动力计算 (5)4、手臂伸缩液压缸参数计算 (6)三、液压传动与控制系统设计 (9)四、机械手的控制 (11)1、电气控制系统: (11)2、机械手可编程顺序控制 (11)五.总结 (17)六.参考文献 (17)前言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品。

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,机械工业所提供的性能,质量和成本,都对国民经济各部门技术进步和经济效益有很大的影响。

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。

工业机械手是工业机器人的一个重要分支。

它能模仿人手的某些动作功能,按照编程来完成各种预期的作业任务。

在某些方面它可代替人的繁重劳动以实现生产的机械化和自动化,显著地减轻工人的劳动强度,改善劳动条件,提高劳动生产率和自动化水平。

工业生产中经常出现的笨重工件的搬运和长期频繁、单调的操作,采用机械手是最有效的。

不仅如此,机械手还能在高温、低温、深水、宇宙、放射性和其他有毒、污染环境条件下进行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,具有强大的生命力。

随着机械手在工业的各个领域地广泛应用,对实现工业生产自动化,推动工业生产的进一步发展将起着重要的作用。

一、设计要求及主要参数:1、运动简图:2、抓重:50N,100N,150N,200N,250N,300N3、自由度:4个4、臂部运动参数:5、腕部参数:6、定位方式:电位器(或接近开关等)设定,点位控制;7、手指夹持范围:棒料直径ø50~ø70mm ,长度450~1200mm8、驱动方式:液压(中、低压系统)9、定位精度:+/-3mm10、控制方式:PLC控制此次设计我们以5人为一小组的形式对机械手执行机械进行设计,本人负责的是手臂伸缩机械的设计,下文将就这部分进行说明。

机床上下料机械手设计 说明书(65页)

机床上下料机械手设计 说明书(65页)

第1章绪论1.1 选题背景机械手是在自动化生产过程中使用的一种具有抓取和移动工件功能的自动化装置,它是在机械化、自动化生产过程中发展起来的一种新型装置。

近年来,随着电子技术特别是电子计算机的广泛应用,机器人的研制和生产已成为高技术领域内迅速发展起来的一门新兴技术,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。

机械手能代替人类完成危险、重复枯燥的工作,减轻人类劳动强度,提高劳动生产力。

机械手越来越广泛的得到了应用,在机械行业中它可用于零部件组装,加工工件的搬运、装卸,特别是在自动化数控机床、组合机床上使用更普遍。

目前,机械手已发展成为柔性制造系统FMS和柔性制造单元FMC 中一个重要组成部分。

把机床设备和机械手共同构成一个柔性加工系统或柔性制造单元,它适应于中、小批量生产,可以节省庞大的工件输送装置,结构紧凑,而且适应性很强。

当工件变更时,柔性生产系统很容易改变,有利于企业不断更新适销对路的品种,提高产品质量,更好地适应市场竞争的需要。

而目前我国的工业机器人技术及其工程应用的水平和国外比还有一定的距离,应用规模和产业化水平低,机械手的研究和开发直接影响到我国自动化生产水平的提高,从经济上、技术上考虑都是十分必要的。

因此,进行机械手的研究设计是非常有意义的。

1.2 设计目的本设计通过对机械设计制造及其自动化专业大学本科四年的所学知识进行整合,完成一个特定功能、特殊要求的数控机床上下料机械手的设计,能够比较好地体现机械设计制造及其自动化专业毕业生的理论研究水平,实践动手能力以及专业精神和态度,具有较强的针对性和明确的实施目标,能够实现理论和实践的有机结合。

目前,在国内很多工厂的生产线上数控机床装卸工件仍由人工完成,劳动强度大、生产效率低。

为了提高生产加工的工作效率,降低成本,并使生产线发展成为柔性制造系统,适应现代自动化大生产,针对具体生产工艺,利用机器人技术,设计用一台装卸机械手代替人工工作,以提高劳动生产率。

武创智达机械手使用说明书

武创智达机械手使用说明书

武创智达机械手使用说明书一、机械手概述武创智达机械手是一款高性能、高可靠性的工业机器人。

它采用先进的控制系统和精密的机械结构,具有灵活、高速、高精度的特点。

机械手采用人机交互操作界面,用户友好,易于操作。

本说明书详细介绍了机械手的结构、功能、使用方法以及注意事项,希望能够帮助用户更好地使用该机械手。

二、机械手结构1.机械手由机械臂、手部末端执行器、控制器等组成。

机械臂由多个关节组成,可以实现多轴运动。

2.机器人末端执行器根据不同的应用要求,可以选装夹具、工具等。

用户需根据实际需求进行配置。

3.控制器是机械手的大脑,通过与机械臂和末端执行器的连接,实现对机械手的控制和操作。

三、机械手功能1.机械手具有协作功能,可以与人类进行协作操作,在生产线上提高工作效率和产品质量。

2.机械手具有高精度定位功能,可以实现精确的运动控制。

3.机械手可以进行灵活多样的工作动作,可适应不同的工作场景和要求。

4.机械手可以根据预设的轨迹进行自动化运动,实现自动化生产。

四、机械手使用方法1.机械手的操作需要经过专业培训后方可进行。

请确保操作人员具备相关的技术知识和操作经验。

2.在开始操作机械手之前,请确保机械手和工作环境处于安全状态,没有障碍物和危险物品。

3.打开机械手控制器的电源,并接通各个零部件的电源。

确保控制器和零部件之间的连接稳定可靠。

4.启动机械手控制程序,输入任务参数并进行校准。

根据实际需求进行相关设置。

5.使用机械手进行操作时,需保持操作平稳,避免突然变化的运动和力量。

6.在机械手运动过程中,随时注意机械手的运行状态,如有异常情况应及时停止操作,检查故障并处理。

7.操作结束后,请及时关闭机械手的电源,确保安全。

五、注意事项1.机械手具有一定的负载能力,但需要根据实际情况进行合理配置和使用。

超负荷使用会影响机械手寿命和性能。

2.请勿将手部末端执行器用于超出其设计范围的应用,以免造成损坏或人员伤害。

3.机械手操作时,请勿将手部伸入机械臂活动空间,以免造成人身伤害。

工业机器人手部三指抓取的结构设计说明书

工业机器人手部三指抓取的结构设计说明书

工业机器人手部三指抓取的结构设计机械设计及其自动化学生指导教师【摘要】:随着工业的大规模的发展,越来越多工业机器人操作手应用于各个场所并逐渐受到各国开发者关注和重视。

而最后执行者作为机器人于环境互相作用的机械指已经被提到了新的高度,文中简要介绍机械抓取机构的概念,机械抓取机构的组成与分类国内外的发展状况及发展前景。

调研现有工业机器抓取机构工作原理和结构设计提出工业机器人三指抓取机构的结构原理,然后将任务要求和对象物体的几何物理特性以及环境信息综合起来考虑,经过分析建立于东学的模型,仿真各个手指在抓取时的运动姿态,同时完成分析在静平衡状态下手指和外界环境之间的作用力。

并将抓取的姿态推理出来,同时寻找抓取物体特征平面,确定出所需要抓取的平面,再在抓取的平面上进一步规划出三个抓取点,并最终完成抓取结构设计。

【关键词】工业机器人三指抓取机构结构设计Industrial robot manipulators three fingers grab theinstitutional structure design【Abstract】With the large-scale industrial development, more and more industrial robot manipulators used in various places, and gradually by the concern and attention of the Inter-developer. Mechanical means as robots interact with the environment the final implementation, has been referred to a new level. The paper briefly introduces the mechanical grab the concept of the composition and classification of mechanical grab institutions, the industrial robot refers to crawl the principle of the structure. And comprehensive task requirements and object geometrical physical characteristics, and environmental information into consideration to establish the kinematics of the model through the analysis, simulation of individual fingers crawl athletic stance, and finger to complete the analysis in the static equilibrium state and the external environment between the forces. Attitude reasoning and crawl out and grab objects by looking for characteristic plane, identified the need to capture the plane 3 crawl further planning, and then grab the plane, and the final completion of the crawl structure design.【Key words】Industrial robots Three fingers grab the institutional Structure design目录绪论.........................................................1.前言1.1机械手概述...............................................1.2机械手的组成和分类.......................................1.2.1机械手的组成.......................................1.2.2机械手的分类.......................................2.机械手的设计方案2.1机械手的坐标型式与自由度.............................. 2.2机械手的手部结构方案设计.............................. 2.3机械手的手臂结构方案设计.............................. 2.4机械手的手臂结构方案设计............................... 2.5机械手的驱动方案设计................................... 2.6机械手的控制方案设计................................... 2.7机械手的主要参数.......................................2.8机械手的技术参数列表...................................3.手部结构设计3.1夹持式手部结构......................................... 3.1.1手指的形状和分类................................. 3.1.2设计时考虑的几个问题.............................3.1.3动力设计...............................4.手臂伸缩的尺寸设计与校核4.1手臂伸缩结构的尺寸设计与校核....................... 4.1.1手臂尺寸.............................................. 4.2 尺寸校核.............................................4.3 尺寸校核.............................................5.结论.................................................致谢......................................................参考文献...................................................专业相关的资料.............................................绪论1.前言1.1机械手概述:机械手是可以模仿人手和臂的某些动作和功能的,常常用在按固定顺序抓取、搬运物件或操作难度大的工具的自动操作装置。

工业机器人设计说明书【范本模板】

工业机器人设计说明书【范本模板】

目录1.设计背景 (2)2.设计思路 (3)3.设计方案 (7)4.循环动作 (8)5.设计心得体会 (9)6.参考文献 (10)随着社会的进步和科技的发展,机器人产品开始进入到生产过程和日常生活中,各种类型的机器人在特定的工作环境下发挥着越来越重要的作用。

但是目前对于移动式机器人多采用轮式移动机构,在适应复杂地形时无法满足路况的要求,由此设计一种灵活的、行走平稳和对路况适应性强的机器人成为解决此类问题的关键. (1)为了对工业生产进一步了解,了解机器人工作原理(2)由于组装复杂要求实践性更强,这样提高学生动手能力在传统实验里,主要是课程中的具体原理或理论的验证性实验,如机械原理中齿轮范成实验,主要是为了验证齿轮的加工原理;再如机械设计中的带传动实验主要是为了验证带传动中的两个重要的现象—-弹性滑动和打滑.这些传统型实验对学生更好的理解课本的理论知识有很大的帮助,具有课本结合性强的特点。

(3)安装过程中应用知识面更广,培养综合素质实验的内容涉及面极广,不仅包括传统机械相关的实验内容,而且还涉及到了电动机、自动控制、软件编程(慧鱼公司自带的编辑软件)等多学科的知识,最重要是它能够把这些很好地知识结合起来,并体现到某个模型中。

(4)组建灵活性大,可以自行设计装配创新性高,增加学生研究性思维而在慧鱼实验中,学生不仅可以对教具所提供的样本模型进行验证式实验(通过这些模型实验可以使学生掌握机械、电子和自动化等的相关知识),而且可以把这些不同模型的特点结合起来,进行自主设计,设计出新的作品来,因此慧鱼实验具有较高的创新性。

该机器人的工作空间形式主要有四个自由度的运动和机械手的夹松运动.1.机械手的夹紧运动(如下图所示)电机输出动能,经减速箱调节速度并传递到丝杆,通过丝杆的转动转化为手爪的夹紧或松开运动。

传动方式:控制信号—电机—减速箱—丝杆—机械手2.自由度一:机械手基座的旋转运动(如下图所示)电机输出动能,经减速箱调节速度并传递,通过齿轮传动,齿轮转动带动底座进行旋转运动。

(完整word版)机械手臂课设说明书.

(完整word版)机械手臂课设说明书.

)机械手臂课设说明书.目录1引言 (1)2 PLC的简介 (2)2。

1 PLC的产生 (2)2.2 PLC的定义和特点 (2)2。

2。

1 PLC的定义 (2)2.2.2 PLC的特点 (2)2。

3可编程控制器的主要性能指标 (3)2。

4 PLC系统的组成 (4)2。

4.1 PLC的硬件结构 (4)2.4。

2 PLC的软件 (4)2。

5 PLC的应用领域 (4)3方案设计 (6)3。

1 主程序设计 (6)3。

2 公用程序设计 (7)3.3 自动程序设计 (8)3.4 手动程序设计 (9)3.5 自动回原点程序设计 (9)4心得体会 (11)参考文献 (12)附录1 (13)附录2 (17)1引言机械手是工业自动化领域中经常遇到的一种控制对象。

近年来随着工业自动化的发展机械手逐渐成为一门新兴学科,并得到了较快的发展。

机械手广泛地应用与锻压、冲压、锻造、焊接、装配、机加、喷漆、热处理等各个行业。

特别是在笨重、高温、有毒、危险、放射性、多粉尘等恶劣的劳动环境中,机械手由于其显著的优点而受到特别重视。

总之,机械手是提高劳动生产率,改善劳动条件,减轻工人劳动强度和实现工业生产自动化的一个重要手段.国内外都十分重视它的应用和发展。

可编程序控制器(PLC)是专为在工业环境下应用而设计的实时工业控制装置。

随着微电子技术、自动控制技术和计算机通信技术的飞速发展,PLC在硬件配置、软件编程、通讯联网功能以及模拟量控制等方面均取得了长足的进步,已经成为工厂自动化的标准配置之一[1]。

由于自动化可以节省大量的人力、物力等,而PLC也具有其他控制方式所不具有的特殊优越性,如通用性好、实用性强、硬件配套齐全、编程方法简单易学,因此工业领域中广泛应用PLC。

机械手在美国、加拿大等国家应用较多,如用果实采摘机械手来摘果实、装配生产线上应用智能机器人等。

我国自动化水平本身比较低,因此用PLC来控制的机械手还比较少。

2 PLC的简介2。

汉萨机械手说明书

汉萨机械手说明书

汉萨机械手说明书摘要:一、汉萨机械手简介二、产品特点与优势1.高度智能化2.操作简便3.高效节能4.稳定可靠三、技术参数与规格四、安装与使用说明1.安装步骤2.使用注意事项五、故障排除与维护1.常见故障及处理方法2.日常维护保养六、安全防护与操作规范七、售后服务与技术支持正文:一、汉萨机械手简介汉萨机械手是一款集高度智能化、操作简便、高效节能和稳定可靠于一体的自动化设备。

它广泛应用于各类工厂生产线,为企业提高生产效率、降低人力成本、提升产品品质提供了有力保障。

二、产品特点与优势1.高度智能化汉萨机械手采用先进的控制系统,具备自主学习功能,可实现精确、快速的定位和抓取。

在生产过程中,它能自动识别目标物体,并根据预设程序完成抓取、搬运、装配等任务。

2.操作简便汉萨机械手采用人性化设计,操作界面简洁直观,便于操作者快速上手。

同时,它支持多种编程语言,方便工程师进行功能扩展和优化。

3.高效节能汉萨机械手采用高效电机和减速器,确保设备在运行过程中能耗较低。

此外,它还具备节能模式,可在空闲时段自动降低功耗,降低运行成本。

4.稳定可靠汉萨机械手在生产过程中,能够稳定运行,保证较高的生产效率。

它采用了高强度铝合金材料,具有优良的抗磨损和抗冲击性能,延长设备使用寿命。

三、技术参数与规格汉萨机械手根据不同型号和应用场景,具备不同的技术参数和规格。

具体参数请参考产品说明书或咨询我公司技术人员。

四、安装与使用说明1.安装步骤(1)清理安装现场,确保地面平整、无尘、无油;(2)将机械手摆放在安装位置,对准基准孔,插入螺栓;(3)紧固螺栓,确保机械手稳定可靠;(4)接通电源,进行电气连接;(5)安装完成后,进行空载试运行,检查设备运行是否正常。

2.使用注意事项(1)使用前,请仔细阅读说明书,了解设备性能、操作方法及安全事项;(2)遵守操作规程,防止误操作导致的设备损坏或人员伤害;(3)定期检查机械手运行状态,发现异常及时停机处理;(4)保持设备清洁,定期润滑,确保机械部件正常运行。

关节型工业机械手的结构设计毕业设计说明书[管理资料]

关节型工业机械手的结构设计毕业设计说明书[管理资料]

毕业论文题目关节型工业机械手的结构设计学院机械工程学院专业机械工程及自动化班级机自0917班学生学号20090421170指导教师二〇一三年六月三日摘要关于该关节型工业机械手的具体研究方法。

本次设计工作首先对实体安川机器人进行了细致的研究,了解了其内部的具体结构,安川机器人的结构可分为六个轴系,然后根据六个轴系对其内部结构进行分解,以便了解各个零件之间的配合,这样就对安川机器人有了大体的了解。

下面就进行尺寸的测量,尺寸的测量只需要测量一下大体的外观尺寸,而内部尺寸可根据零件的配合进行合理的设计。

然后,进行计算(包括电机功率的计算,轴的设计,齿轮的参数计算),接着可依据相关资料,选取恰当的电机。

最后,可根据实体与之前所掌握的知识对机械手的结构进行设计分析。

关键词:伺服电机、机械手抓、移动旋转。

ABSTRACTHere is about the research method of the industrial manipulator joints. The design work on the real first AnChuan robot has carried on the detailed research, understand the internal structure of concrete, AnChuan robot structure can be divided into six axis, and then according to the six axis of its internal structure decomposition, in order to understand the cooperation between the various parts of the, thus for AnChuan robot have roughly understanding. Below is the size of the measurement, the size of the measurement only need to measure the general appearance of the size, and the internal dimension can be reasonable according to the parts of the design. Then, computing (including motor power calculation, the design of the shaft, the gear parameter calculation), then can according to relevant data, select the appropriate machine. Finally, according to the entity and prior knowledge on the structure of the manipulator design analysis.Keywords:servo motor rotate, manipulator grabbing and moving.目录摘要 (I)ABSTRACT (II)1 前言 (1)机械手国内外发展现状 (1)多关节型工业机械手概述 (2)机械手组成与分类 (3) (3) (3)2机械手的设计方案 (4) (5)机械手设计方案 (5)方案特点 (6)电机的选型 (7)初步估算机械手的质量 (7) (8)计算电机功率 (10)锥齿轮设计 (10)齿轮精度、材料 (10)按齿面接触疲劳强度设计 (10)按齿根弯曲强度设计 (12)锥齿轮参数计算 (12)同步带轮的设计 (13)同步齿形带传动计算 (13)带轮几何尺寸的计算 (14)减速器的设计 (16)减速器减速比的计算 (16)减速器输出轴径的计算 (16)4 机械手各结构设计 (17)手爪结构的设计 (17)手爪的设计要求 (17)手爪的分类 (18)手部结构形式的确定 (18)手腕结构的设计 (18)手腕的设计要求 (18)手腕结构形式的确定 (19)手臂结构的设计 (19)手臂的设计要求 (19)手臂结构 (19)小臂结构形式的确定 (20)小臂后箱体的结构设计 (20)连接杆件的设计 (21)5 关键轴的校核 (21)腕部输入轴的结构 (21)轴的校核 (22)6 结论 (24)参考文献 (25)致谢 (26)1前言机械手国内外发展现状1962年,美国机械铸造公司试制成一台数控试教机械手。

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第一章绪论1.1工业机械手概述工业机器人由操作机(机械本体)、控制器、伺服驱动系统和检测传感装置构成,是一种仿人操作,自动控制、可重复编程、能在三维空间完成各种作业的机电一体化自动化生产设备。

特别适合于多品种、变批量的柔性生产。

它对稳定、提高产品质量,提高生产效率,改善劳动条件和产品的快速更新换代起着十分重要的作用。

机器人技术是综合了计算机、控制论、机构学、信息和传感技术、人工智能、仿生学等多学科而形成的高新技术,是当代研究十分活跃,应用日益广泛的领域。

机器人应用情况,是一个国家工业自动化水平的重要标志。

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特长的一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,从某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各,也是先进制造技术领域不可缺少的自动化设备.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,仅为某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。

1.2 机械手的组成和分类1.2.1机械手的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2-1所示。

机械手组成方框图:(一)执行机构包括手部、手腕、手臂和立柱等部件,有的还增设行走机构。

1、手部即与物件接触的部件。

由于与物件接触的形式不同,可分为夹持式和吸附式手在本课题中我们采用夹持式手部结构。

夹持式手部由手指(或手爪)和传力机构所构成。

手指是与物件直接接触的构件,常用的手指运动形式有回转型和平移型。

回转型手指结构简单,制造容易,故应用较广泛。

平移型应用较少,其原因是结构比较复杂,但平移型手指夹持圆形零件时,工件直径变化不影响其轴心的位置,因此适宜夹持直径变化范围大的工件。

手指结构取决于被抓取物件的表面形状、被抓部位(是外廓或是内孔)和物件的重量及尺寸。

常用的指形有平面的、V形面的和曲面的:手指有外夹式和内撑式;指数有双指式、多指式和双手双指式等。

而传力机构则通过手指产生夹紧力来完成夹放物件的任务。

传力机构型式较多时常用的有:滑槽杠杆式、连杆杠杆式、斜面杠杆式、齿轮齿条式、丝杠螺母弹簧式和重力式等。

2、手腕是连接手部和手臂的部件,并可用来调整被抓取物件的方位(即姿势) 3、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位置.工业机械手的手臂通常由驱动手臂运动的部件(如油缸、气缸、齿轮齿条机构、连杆机构、螺旋机构和凸轮机构等)与驱动源(如液压、气压或电机等)相配合,以实现手臂的各种运动。

4、立柱立柱是支承手臂的部件,立柱也可以是手臂的一部分,手臂的回转运动和升降(或俯仰)运动均与立柱有密切的联系。

机械手的立I因工作需要,有时也可作横向移动,即称为可移式立柱。

5、行走机构当工业机械手需要完成较远距离的操作,或扩大使用范围时,可在机座上安滚轮式行走机构可分装滚轮、轨道等行走机构,以实现工业机械手的整机运动。

滚轮式布为有轨的和无轨的两种。

驱动滚轮运动则应另外增设机械传动装置。

6、机座机座是机械手的基础部分,机械手执行机构的各部件和驱动系统均安装于机座上,故起支撑和连接的作用。

(二)驱动系统驱动系统是驱动工业机械手执行机构运动的动力装置调节装置和辅助装置组成。

常用的驱动系统有液压传动、气压传动、机械传动。

控制系统是支配着工业机械手按规定的要求运动的系统。

目前工业机械手的控制系统一般由程序控制系统和电气定位(或机械挡块定位)系统组成。

控制系统有电气控制和射流控制两种,它支配着机械手按规定的程序运动,并记忆人们给予机械手的指令信息(如动作顺序、运动轨迹、运动速度及时间),同时按其控制系统的信息对执行机构发出指令,必要时可对机械手的动作进行监视,当动作有错误或发生故障时即发出报警信号。

(三)控制系统控制系统是支配着工业机械手按规定的要求运动的系统。

目前工业机械手的控制系统一般由程序控制系统和电气定位(或机械挡块定位)系统组成。

控制系统有电气控制和射流控制两种,它支配着机械手按规定的程序运动,并记忆人们给予机械手的指令信息(如动作顺序、运动轨迹、运动速度及时间),同时按其控制系统的信息对执行机构发出指令,必要时可对机械手的动作进行监视,当动作有错误或发生故障时即发出报警信号。

(四)位置检测装置控制机械手执行机构的运动位置,并随时将执行机构的实际位置反馈给控制系统,并与设定的位置进行比较,然后通过控制系统进行调整,从而使执行机构以一定的精度达到设定位置.1.2.2 机械手的分类工业机械手的种类很多,关于分类的问题,目前在国内尚无统一的分类标准,在此暂按使用范围、驱动方式和控制系统等进行分类。

(一)按用途分机械手可分为专用机械手和通用机械手两种:1、专用机械手它是附属于主机的、具有固定程序而无独立控制系统的机械装置。

专用机械手具有动作少、工作对象单一、结构简单、使用可靠和造价低等特点,适用于大批量的自动化生产的自动换刀机械手,如自动机床、自动线的上、下料机械手和”叻口工中心”2、通用机械手它是一种具有独立控制系统的、程序可变的、动作灵活多样的机械手。

格性能范围内,其动作程序是可变的,通过调整可在不同场合使用,驱动系统和控制系统是独立的。

通用机械手的工作范围大、定位精度高、通用性强,适用于不断变换生产品种的中小批量自动化的生产。

通用机械手按其控制定位的方式不同可分为简易型和伺服型两种:简易型以“开一关”式控制定位,只能是点位控制:可以是点位的,也可以实现连续轨控制,伺服型具有伺服系统定位控制系统,一般的伺服型通用机械手属于数控类型。

(二)按驱动方式分1、液压传动机械手是以液压的压力来驱动执行机构运动的机械手。

其主要特点是:抓重可达几百公斤以上、传动平稳、结构紧凑、动作灵敏。

但对密封装置要求严格,不然油的泄漏对机械手的工作性能有很大的影响,且不宜在高温、低温下工作。

若机械手采用电液伺服驱动系统,可实现连续轨迹控制,使机械手的通用性扩大,但是电液伺服阀的制造精度高,油液过滤要求严格,成本高。

2、气压传动机械手是以压缩空气的压力来驱动执行机构运动的机械手。

其主要特点是:介质李源极为方便,输出力小,气动动作迅速,结构简单,成本低。

但是,由于空气具有可压缩的特性,工作速度的稳定性较差,冲击大,而且气源压力较低,抓重一般在30公斤以下,在同样抓重条件下它比液压机械手的结构大,所以适用于高速、轻载、高温和粉尘大的环境中进行工作。

3、机械传动机械手即由机械传动机构(如凸轮、连杆、齿轮和齿条、间歇机构等)驱动的机械手。

它是一种附属于工作主机的专用机械手,其动力是由工作机械传递的。

它的主要特点是运动准确可靠,用于工作主机的上、下料。

动作频率大,但结构较大,动作程序不可变。

4、电力传动机械手即有特殊结构的感应电动机、直线电机或功率步进电机直接驱动执行机构运动的械手,因为不需要中间的转换机构,故机械结构简单。

其中直线电机机械手的运动速度快和行程长,维护和使用方便。

此类机械手目前还不多,但有发展前途。

(三)按控制方式分1、点位控制它的运动为空间点到点之间的移动,只能控制运动过程中几个点的位置,不能控制其运动轨迹。

若欲控制的点数多,则必然增加电气控制系统的复杂性。

目前使用的专用和通用工业机械手均属于此类。

2、连续轨迹控制它的运动轨迹为空间的任意连续曲线,其特点是设定点为无限的,整个移动过程处于控制之下,可以实现平稳和准确的运动,并且使用范围广,但电气控制系统复杂。

这类工业机械手一般采用小型计算机进行控制。

1.3 国内外发展状况国外机器人领域发展近几年有如下几个趋势:(1)工业机器人性能不断提高(高速度、高精度、高可靠性、便于操作和维修),而单机价格不断下降,平均单机价格从91年的10.3万美元降至97年的65万美元。

(2)机械结构向模块化、可重构化发展。

例如关节模块中的伺服电机、减速机、检测系统三位一体化:由关节模块、连杆模块用重组方式构造机器人整机;国外已有模块化装配机器人产品问市。

(3)工业机器人控制系统向基于PC机的开放型控制器方向发展,便于标准化、网络化;器件集成度提高,控制柜日见小巧,且采用模块化结构:大大提高了系统的可靠性、易操作性和可维修性。

(4)机器人中的传感器作用日益重要,除采用传统的位置、速度、加速度等传感器外,装配、焊接机器人还应用了视觉、力觉等传感器,而遥控机器人则采用视觉、声觉、力觉、触觉等多传感器的融合技术来进行环境建模及决策控制;多传感器融合配置技术在产品化系统中已有成熟应用。

(5)虚拟现实技术在机器人中的作用已从仿真、预演发展到用于过程控制,如使遥控机器人操作者产生置身于远端作业环境中的感觉来操纵机器人。

(6)当代遥控机器人系统的发展特点不是追求全自治系统,而是致力于操作者与机器人的人机交互控制,即遥控加局部自主系统构成完整的监控遥控操作系统,使智能机器人走出实验室进入实用化阶段。

美国发射到火星上的“索杰纳”机器人就是这种系统成功应用的最著名实例。

(7)机器人化机械开始兴起。

从94年美国开发出“虚拟轴机床”以来,这种新型装置已成为国际研究的热点之一,纷纷探索开拓其实际应用的领域。

我国的工业机器人从80年代“七五”科技攻关开始起步,在国家的支持下,通过“七五”、“八五”科技攻关,目前己基本掌握了机器人操作机的设计制造技术、控制系统硬件和软件设计技术、运动学和轨迹规划技术,生产了部分机器人关键元器件,开发出喷漆、弧焊、点焊、装配、搬运等机器人;其中有130多台套喷漆机器人在二十余家企业的近30条自动喷漆生产线(站)上获得规模应用,弧焊机器人己应用在汽车制造厂的焊装线上。

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