毕业设计工业机械手设计

本次毕业设计的任务：工业机械手的设计
二、工业机械手简介
❖ 工业机械手是工业生产发展中的必然产物。它 是一种模仿人体上肢的部分功能，按照预定要 求输送工件或握持工具进行操作的自动化技术 装备。这种新颖技术装备的出现和应用，对实 现工业生产自动化，推动工业生产的进一步发 展起着重要作用，因而具有强大的生命力，受 到人们的广泛重视和欢迎。
工业机械手的规格参数 工业机械手的规格参数是说明机械手规格和性能
的具体指标，一般包括以下几个方面：
⑴抓重（又称臂力）：额定抓取重力或称额定负荷， 单位为N（必要时注明限定运动速度下的抓重）。 ⑵自由度数目和坐标形式：机身、臂部和腕部等运 动共有几个自由度，并说明坐标形式。
⑶定位方式：固定机械挡块、可调机械挡块、行程 开关、电位器及其它各种位置设定和检测装置；各 自由度所设定的位置数目或位置信息容量；点位控 制或连续轨迹控制。 ⑷驱动方式：气动、液动、电动或机械传动。 ⑸臂部运动参数：可列成表1-1形式。 ⑹腕部运动参数：可列成表1-2形式。
计算及说明ຫໍສະໝຸດ 书四、主要部件设计
写
1、轴系部件设计
格
（1）轴承类型的选择 （2）传动件
式
（3）轴
示
1）轴的结构设计
例
： 说明书中还应包括：
结果
主要参数：
1) 设计小结； 2）参考资料（资料的编号【】及书名、作者、出版单位、出版年 月）。
必须用钢笔（或碳素笔）工整地书写在规定格式的设计计算说 明书上，要求计算正确，论述清楚、文字精炼、插图简明、书写整 洁。
❖ 1）与单机一起实现自动化
❖ 生产上出现的许多高效专用加工设备（如各种 专用机床等），如果工件的装卸等辅助作业， 继续由人工操作，不仅会增加工人劳动强度， 同时亦不能充分发挥专用设备的效能，必然会 影响劳动生产率的提高。若采用机械手代替人 工上、下料，则可改变上述不相适应的情况， 实现单机自动化生产，并为实现多机床看管提 供了条件。如：自动机床及其上下料机械手、 冲压机械手、注塑机及其取料机械手等。
毕业设计 ——工业机械手
一、毕业设计的目的
1.毕业设计是高等学校教学过程中实现培养 目标的最后一个综合性教学实践环节
2.学生应在教师指导下，按照教学计划的要 求，独立完成一项毕业设计任务
3.毕业设计是学生在校期间所学知识、理论 及各种能力的综合应用与升华,是创新潜能得 到激发的过程，是对专业教学目标、教学过 程、教学管理和教学效果的全面检验
❖ 编写设计计算说明书
❖ 计算说明书是设计计算的整理和总结，是 图纸设计的理论根据，而且是审核设计的技术 文件之一。说明书的内容和设计任务有关。
❖ 设计计算说明书要求计算正确、论述清楚、 文字简练、书写工整。
❖ 设计计算说明书应包括有关简图，如传动 方案简图、轴的受力分析图、弯矩图、传动件 草图等，引用的公式、数据、应注明来源、参 考资料编号、页次。
主标题栏
认真回顾有关设计过程及设计内容，进一 步把还不懂的、不甚懂的或尚未考虑到的问题 弄懂、弄透，以便取得更大的收获。充分做好 答辩前的准备工作。
毕业设计答辩采用学生单独答辩的形式进 行。
不参加答辩而由别人代交图纸的一律以不 及格处理。
希望同学们按时进行答辩，并预祝同学们 取得好成绩！
⑺手指夹持范围(mm)和握力( 即夹紧力或吸力)(N)。 ⑻定位精度：位置设定精度及重复定位精度(±mm)。 ⑼程序编制方法及程序容量：如插销板、二极管矩阵插销 板、一位机可编过程控制、多位机控制以及示教存储等。 ⑽受信、发信数目，联锁控制信号数目。 ⑾控制系统动力：电、气。
⑿驱动源：气动的气压大小；液压的使用压力、油泵规格、 电动机功率；电动的电动机类型、规格。 ⒀轮廓尺寸：长×宽×高(mm)。 ⒁重量：整机重量(kg)。
❖ 工业生产上应用的机械手，由于使用场合和工 作要求的不同，其结构型式亦各不相同，技术 复杂程度也有很大差别。但它们都有类似人的 手臂、手腕和手的部分动作及功能；一般都能 按预定程序，自动地、重复循环地进行工作。 此外，还有些非自动化的装备，具有与人体上 肢类似的部分动作，结构上与工业机械手是一 致的，亦可归属于工业机械手的范畴。例如， 早期就有一种由人直接用绳索牵引进行操作的 随动机械手和近期发展起来的由人工进行操纵 的机械手（如平衡吊），以及一些就近按钮控 制或遥控的非全自动的单循环的机械手等。
运动名称 伸缩 升降 横移 回转 俯仰
运动名称 回转
上下摆动 左右摆动
横移
表1-1 臂部的运动参数
符号 X
行程范围（mm或°）
Z
Y
φ
θ
表1-2 腕部的运动参数
符号 ω
行程范围(mm或°)
θ1 φ1 y1
速度（mm/s或°/s） 速度(mm/s或°/s)
五、设计工作量
1.工业机械手工作装配图1张(0号)； 2.零件图6～8张（手部相关零件，由装 配图中拆得）； 3.液压系统图1张； 4.控制系统图1张； 5.设计计算书1份(40～50页约8000字） 6.答辩
六、成绩评定
综合设计表现、图纸质量、说 明书及答辩情况，按五级分制平分。
七、参考书
1.工业机械手设计指导书 2.机械设计手册
八、毕业设计的一般要求 1.明确学习目的，端正学习态度 2.在教师的指导下,由学生独立完成 3.正确处理理论计算与结构设计的关系 4.正确处理继承与创新的关系 5.正确使用标准和规范
九、应注意的问题
❖ 一人一题，图纸和计算结果必须相符 ❖ 掌握进度，检查进度，作为成绩评定参考 ❖ 计算到一定地步必须及时铺图，否则部分计算是进展不下去的 ❖ 计算方案不恰当时一定要返工，否则坚持下去导致图纸返工将损
失惨重 ❖ 图纸细节一定要读懂，不要照搬别人的图线画轴的中心孔、键槽、
螺纹、焊接、表面粗糙度、装配图的配合尺寸标注要严格按照标 准标 ❖ 图纸的规范性要求 ▪ 正确选择和合理布置视图 ▪ 合理标注尺寸 ▪ 标注公差、表面粗糙度和形位公差 ▪ 编写技术要求 ▪ 标题栏
特殊环境下用机械手
三、毕业设计内容
工业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。 执行机构：包括手部、腕部、臂部和机身等部件，有的还带有 行走机构。 驱动系统：工业机械手的驱动系统是驱动执行机构运动的传动 装置。常用的有液压传动、气压传动，电力传动和机械传动等 四种形式。 控制系统：控制系统有机械控制、电气控制和射流控制、液压 控制等，一般常见的为电气控制系统。控制方式有点位控制和 连续控制，它是机械手的重要组成部分，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，必要时对机械手的动作进行监视，当动 作有错误或发生故障时报警或停止运动。 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，并与给定的位置进行比较， 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。
❖ 3）高温作业自动化 ❖ 在高温环境下作业（如热处理、铸造和锻造
等），工人的劳动强度大，劳动条件差，采用 机械手操作，更具有现实意义。如汽车钢板弹 簧淬火机械手、压铸机用浇铸机械手等。
压铸机机械手
❖ 4）操作工具
❖ 用机械手握持工具，在高温、粉尘及有害气体 环境下进行自动化操作，可以使人脱离恶劣的 劳动条件，并减轻劳动强度，提高劳动生产率 和保证产品质量。如汽车车身等薄钢板的点焊 工艺、自动喷漆或自动喷丸清砂工作等。
注塑机机械手
❖ 2）组成自动生产线
❖ 在单机自动化的基础上，若采用机械手自动装 卸和输送工件，可使一些单机连接成自动生产 线。目前在轴类和盘类工件的生产线上，采用 机械手来实现自动化生产尤为广泛。如：轴类 加工自动生产线及其上下料机械手、盘类加工 自动生产线及其机械手、齿轮加工机床的上下 料机械手等。
十、准备答辩事宜
完成设计后，应及时做好毕业设计的最后一个环节——答 辩的准备工作及答辩。
在答辩前，应做好以下工作：
➢按要求完成规定的设计任务，把图纸叠好（参见右图）；
➢说明书装订好，一同放在《毕业设计资料袋》内；
➢资料袋封面写上专业班级(专业要写全称)、姓名、学号、 指导教师、题目等。
➢资料袋的背面要填写完整袋内各项内容，如：1)设计说明 书一份；2)装配图(0号)2张；等
❖ 5）进行特殊作业
❖ 在现代科学技术中，原子能的应用，海底资源 的开发，星际探索等等都已为人们所熟悉。但 放射性辐射，或海底、宇宙等环境，常常是人 体不能直接接触或难以接近的，采用遥控机械 手代替人们进行这种作业，既能完成这些特殊 作业，又能长时间地安全地进行工作，成为人 类向新的自然领域进军的一种有效手段。