机械手课题设计

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机械手设计课题报告

机械手设计课题报告

上海工程技术大学毕业设计简易小型直角坐标机械手设计简易小型直角坐标机械手1 机械手1.1 机械手的定义机械手是模仿着人手的动作,按给定程序、轨迹和要求实现自动抓取、搬运或操作的机械装置。

在工业生产中应用的机械手被称为“工业机械手”。

1.2 机械手的作用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应用。

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,使用范围比较广的“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地改变工作程序,适用性较强,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应用。

1.3 机械手的分类及特点1上海工程技术大学毕业设计简易小型直角坐标机械手设计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。

1.3.1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、下料机械手和加工中心。

(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。

在性能范围内,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。

三自由机械手毕业设计论文(doc 14页)

三自由机械手毕业设计论文(doc 14页)

目录前沿 (1)第一章机械手的总体设计 (2)1.1 确定设计方案 (2)1.2 主要技术参数 (2)1.3 机械手结构组成 (3)第二章手指设计 (5)2.1 设计时要注意的问题 (5)2.2 被夹取零件尺寸及重量的计算 (5)2.3 夹紧力的计算 (5)第三章腕关节的设计 (8)3.1 腕关节所选择的形式 (8)3.2 驱动方式的比较 (8)3.3 汽缸的设计 (8)3.4 气源的选择 (9)第四章小臂的设计 (10)4.1 设计时注意的问题 (10)4.2 小臂结构的设计 (10)4.3 小轴的设计计算 (11)4.4 轴承的选择 (12)4.5 轴承摩擦力矩的计算 (12)4.6 驱动选择 (13)第五章大臂的设计计算 (15)5.1 大臂总体结构的设计 (15)5.2 大轴的设计计算 (16)5.3 轴承的选择 (16)5.4 轴承摩擦力矩的计算 (17)5.5 驱动系统的选择 (18)第六章机身的设计 (19)6.1 设计机身时注意的问题 (19)6.2 运动要求 (19)6.3 机身的固定 (19)致谢 (20)参考文献 (21)前言机械手是在机械化,自动化生产过程中发展起来的一种新型装置。

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。

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。

在工业生产过程中,尤其在自动流水线上,零件的加工和搬运都可能用到机械手。

机械手课程设计

机械手课程设计

机械手 课程设计一、课程目标知识目标:1. 学生能够理解机械手的基本结构原理,掌握其组成部分及功能。

2. 学生能够描述机械手在工业生产中的应用及其优势。

3. 学生能够掌握机械手运动学的基本知识,包括坐标变换和路径规划。

技能目标:1. 学生能够运用所学的机械手知识,设计简单的抓取和放置任务。

2. 学生通过小组合作,能够完成机械手的组装和编程,实现基本操作。

3. 学生能够运用问题解决策略,对机械手操作过程中遇到的问题进行分析和调试。

情感态度价值观目标:1. 培养学生对工程技术的兴趣,激发他们探索机械手臂奥秘的热情。

2. 培养学生的团队协作意识,增强他们在小组工作中的责任感和合作精神。

3. 通过对机械手的学习,引导学生理解科技进步对工业生产和社会发展的积极影响,培养其创新意识和社会责任感。

课程性质分析:本课程为工程技术类课程,旨在通过理论与实践相结合的方式,让学生掌握机械手臂的基础知识和应用技能。

学生特点分析:考虑到学生所在年级的特点,他们对新鲜事物充满好奇,具备一定的动手能力和逻辑思维能力,但可能缺乏实际操作经验。

教学要求:1. 紧密联系教材,注重理论与实践相结合,提高学生的实际操作能力。

2. 采用任务驱动法和小组合作学习,激发学生的学习兴趣和团队合作精神。

3. 注重过程评价,关注学生在学习过程中的表现和成长。

二、教学内容1. 机械手基本结构原理:- 机械手的组成部分及其功能- 机械手在工业生产中的应用案例2. 机械手运动学基础:- 坐标系与坐标变换- 路径规划与运动控制3. 机械手编程与操作:- 编程语言基础- 机械手编程实例与操作步骤4. 机械手组装与调试:- 机械手组装方法与技巧- 机械手调试策略与问题解决5. 抓取与放置任务设计:- 任务分析- 机械手动作设计6. 小组合作与展示:- 小组分工与协作- 成果展示与评价教学大纲安排:第一课时:机械手基本结构原理第二课时:机械手运动学基础第三课时:机械手编程与操作第四课时:机械手组装与调试第五课时:抓取与放置任务设计第六课时:小组合作与展示教学内容关联教材章节:- 机械手基本结构原理:教材第3章- 机械手运动学基础:教材第4章- 机械手编程与操作:教材第5章- 机械手组装与调试:教材第6章- 抓取与放置任务设计:教材第7章教学进度安排:每课时45分钟,共计6课时。

机械手的设计范文

机械手的设计范文

机械手的设计范文
摘要
本文旨在提出一种新型机械手的设计,并介绍它的结构设计,功能实现和性能测试。

该机械手由主体部件、运动控制部件、传感器和外部电源组成。

其中,主体部件包括铝型材、弹簧等;运动控制部件包括电机、轴承、驱动设备和控制电路;传感器包括光学传感器和激光传感器;外部电源包括电池和外部电源。

本文还讨论了机械手的功能实现,并实施性能测试。

测试结果表明,该机械手能够实现准确、稳定和高效的运动控制,可以满足商业和工业应用的需求。

关键词:机械手;结构设计;功能实现;性能测试
1 Introduction
机械手有着广泛的应用,应用于商业、家庭和工业场合。

机械手可以灵活地执行复杂的任务,可以准确地抓取物体,并且执行时间更加快捷。

然而,现有机械手具有高成本、不灵活和低效率等问题,因此为了解决这些问题,需要设计出一种新型机械手。

本文将介绍这种新型机械手的结构设计、功能实现和性能测试。

2 Structural Design
新型机械手的结构设计分为主体部件、运动控制部件、传感器和外部电源。

主体部件主要包括铝型材、弹簧等,这些部件可以提供机械手的支撑和支承,使其具有较强的刚性。

自动上下料机械手毕业设计

自动上下料机械手毕业设计

自动上下料机械手毕业设计一、需求分析随着工业自动化水平的提高,自动上下料机械手在工业生产线上的作用越来越重要。

自动上下料机械手能够替代人工完成重复的上下料工作,提高生产效率和产品质量。

因此,设计一个具有自动上下料功能的机械手成为了当前毕业设计的热门课题之一二、系统结构设计在设计自动上下料机械手之前,需要先明确机械手的结构和工作原理。

1.结构设计2.工作原理机械手的工作原理主要分为三个步骤:识别物体位置、抓取物体、放置物体。

a.物体识别机械手需要通过视觉系统或传感器来识别需要上下料的物体位置。

视觉系统可以通过图像处理技术识别物体的形状、颜色和位置信息,传感器可以通过接触或非接触方式感知物体的位置。

b.抓取物体机械手通过夹爪对物体进行抓取。

夹爪可以采用机械夹持、气动夹持或电磁夹持等方式来完成抓取动作。

在抓取物体时需要注意夹爪的力度和抓取位置,以确保物体不会被损坏或滑落。

c.放置物体机械手将抓取的物体放置到目标位置。

在放置物体时同样需要注意放置位置和力度,以确保物体能够准确放置到目标位置。

三、技术选型在设计自动上下料机械手的过程中,需要选取合适的技术和材料。

1.机械结构机械结构可以采用金属、塑料或复合材料制作,具体选材要根据机械手的负荷和精度要求来决定。

2.夹爪夹爪可以根据具体应用选择合适的类型,例如并行夹爪、夹具夹爪或磁力夹爪等。

3.控制系统机械手的运动控制系统可以采用单片机、PLC或伺服电机控制等方式。

选择控制系统时需要考虑运动速度、精度和整体效率等因素。

四、系统实现在设计完机械手的结构和选型之后,需要进行系统的实现。

1.机械结构制作根据设计要求制作机械手的机械结构,包括机械臂、夹爪和固定装置等。

2.控制系统搭建根据选定的控制系统,搭建机械手的运动控制系统。

可以通过编程、电路连接和传感器安装等方式完成。

3.调试和测试完成机械手的组装后,进行调试和测试。

通过调试和测试可以发现和解决机械手运动、抓取和放置等环节出现的问题,并对系统进行优化和改进。

多功能抓取机械手的设计 毕业设计

多功能抓取机械手的设计 毕业设计

设计一个多功能抓取机械手作为毕业设计是一个很有挑战性和创新性的课题。

以下是你可以考虑的一些建议和步骤:1. 项目背景和需求分析:-确定多功能抓取机械手的应用领域和具体需求,例如工业自动化、物流仓储等。

-分析市场上已有的类似产品,找出它们的优缺点,为设计提供参考。

2. 功能设计:-确定多功能抓取机械手需要具备的功能,如夹取、旋转、升降等。

-考虑集成传感器、视觉系统等技术,实现自动化控制和智能识别功能。

3. 机械结构设计:-设计机械手的结构,包括关节、连杆、末端执行器等部件,确保机械手具有足够的稳定性和灵活性。

-考虑采用轻量化材料和结构优化,以提高机械手的运动速度和精度。

4. 控制系统设计:-设计控制系统,选择合适的控制器和执行器,实现对机械手各部件的精准控制。

-考虑采用开放式控制系统,支持不同传感器和通讯接口的集成。

5. 电气系统设计:-设计电路板和电气布线,确保机械手的电气系统稳定可靠。

-考虑安全性设计,包括过载保护、紧急停止等功能。

6. 软件编程:-编写控制程序和用户界面,实现机械手的操作和监控。

-考虑采用先进的编程语言和算法,提高机械手的智能化水平。

7. 性能测试与优化:-进行多功能抓取机械手的性能测试,包括速度、精度、负载能力等指标。

-根据测试结果进行优化,提高机械手的性能和稳定性。

8. 报告撰写与展示:-撰写毕业设计报告,详细记录设计过程、方法和结果。

-准备设计成果的展示材料,向指导老师和评委展示你的设计成果和创新之处。

通过以上设计步骤和细致的实施,你可以完成一份出色的多功能抓取机械手毕业设计,并展示你在机械设计、控制技术和创新思维方面的能力和成就。

祝你顺利完成毕业设计!。

机械手机械课程设计

机械手机械课程设计

机械手机械课程设计一、课程目标知识目标:1. 学生能理解并掌握机械手机械原理,包括齿轮传动、滑轮组和杠杆的应用。

2. 学生能够识别并描述不同类型的机械手机械结构,如固定臂、移动臂和旋转臂。

3. 学生能够运用基本的物理知识,解释机械手机械在生活中的应用。

技能目标:1. 学生能够通过小组合作,设计并制作一个简单的机械手机械结构。

2. 学生能够运用绘图和计算工具,对机械手机械结构进行简单的计算和优化。

3. 学生能够有效地沟通设计思路,通过口头报告和展示,展示他们的设计成果。

情感态度价值观目标:1. 培养学生对机械工程和科技创新的兴趣,激发他们探索未知的热情。

2. 强化学生的团队合作意识,培养在团队中相互尊重、协同工作的态度。

3. 通过机械手机械的学习,增强学生对生活中工程技术的认识,培养其解决问题的能力和创新思维。

课程性质分析:本课程为机械基础知识入门课程,旨在通过具体案例分析,让学生在动手实践中理解和掌握机械原理。

学生特点分析:考虑到学生所在年级,课程将采用直观教学法和情境教学法,结合学生的好奇心和动手欲望,引导他们主动探索和学习。

教学要求:1. 教师需提供丰富的实例和材料,确保学生能够将理论与实践相结合。

2. 教学过程中注重启发式教学,鼓励学生提问和思考。

3. 对学生的设计作品给予及时的反馈,指导学生进行反思和改进。

二、教学内容本课程教学内容紧密围绕课程目标,结合教材第二章“机械基础”内容,组织以下教学活动:1. 引言:介绍机械手机械在生活中的应用,引发学生对机械原理的兴趣。

2. 理论知识学习:- 齿轮传动原理及其应用。

- 滑轮组的工作原理和计算方法。

- 杠杆的分类和平衡条件。

3. 动手实践:- 分组设计并制作一个简单的机械手机械结构。

- 使用绘图和计算工具进行结构分析和优化。

4. 案例分析:- 分析生活中常见的机械手机械结构,如剪刀、起重机等。

- 探讨机械结构在工程领域的应用和创新。

5. 总结与反思:- 对所学知识进行总结,巩固理解。

3个自由度搬运机械手的设计

3个自由度搬运机械手的设计

轴承坯料搬运机械手的设计摘要机械手是一种机械技术与电子技术相结合的高技术产品。

采用机械手是提高产品质量与劳动生产率,实现生产过程自动化,改善劳动条件,减轻劳动强度的一种有效手段。

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。

机械手可以代替人手的繁重劳动,显著减轻工人的劳动强度,改善劳动条件,提高劳动生产率和生产自动化水平。

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,采用机械手是有效的;此外,它能在高温、低温、深水、宇宙、放射性和其它有毒、污染环境条件下进行操作,更显示其优越性,有着广阔的发展前途。

本课题的主要内容是采用机械设计原理,进行三自由度搬运机械手的设计,熟悉三自由度机械手的运用场合和相关的设计步骤。

机械手可以代替很多重复性的体力劳动,从而减轻工人的劳动强度,提高生产效率。

结合三自由度设计的各方面的知识,在设计过程中学会怎样发现问题.解决问题.研究问题。

并且在设计中融入自己的想法和构思,提高自己的创新能力。

尽力使机械手使用方便,结构简单。

!!所有下载了本文的注意:本论文附有CAD图纸和完整版word版说明书,凡下载了本文的读者请加QQ 83753222,或留下你的联系方式(QQ邮箱)最后,希望此文能够帮到你!关键词:机械手,输送工件,搬运,三自由度ABSTRACTManipulator is a mechanical technology and electronic technology with the combination of high technology products. Using manipulator is to improve product quality and productivity, and realize the automatic production process, improve working conditions, and reduce labor intensity of a kind of effective method. It is an imitation of the upper part of the human body function, according to the predetermined requirement or parts transportation holding tools for operation of the automation technology and equipment. Robots can replace the hands of heavy labor, significantly reduce the labor intensity, improve working conditions, and improve labor productivity and production automation level. Industrial production often appears in the handling of the heavy and long-term, frequent, drab operation, USES the manipulator is effective; In addition, it can be in high temperature, low temperature, deep water, the universe, radioactive and other toxic, pollution environment conditions operation, more shows its superiority, with broad prospects.This topic is the main content of the mechanical design principle of the design of the three dof carrying manipulator, familiar with three degrees of freedom of the manipulator using occasions and related design steps. Robots can replace a lot of repeatability of physical labor, so as to reduce the labor intensity, improve production efficiency. Combined with three degrees of freedom all aspects of design knowledge, in the design process learn how to find out the problem to solve problems. And in the design idea and into their idea, improve their innovation ability. Try to make robots easy to use simple structure.Key Words: Manipulator, conveying work piece, handling, three degrees of freedom目录第1章绪论 (4)1.1机械手的历史 (4)1.2机械手的组成 (5)1.3机械手的分类 (6)第2章搬运机械手机构总体方案设计 (8)2.1搬运机械手设计要求 (8)2.2基本设计思路 (1)2.3搬运机械手结构设计 (11)2.4 机械手材料的选择 (11)2.5机械臂的运动方式 (11)2.6搬运机械手驱动与控制系统分析 (12)第3章搬运机械手机械结构设计与计算 (13)3.1搬运机械手手爪设计 (13)3.2 搬运机械手手臂设计 (13)3.3 手部设计计算................................................. - 23 -3.4腕部设计计算 (20)3.5液压驱动系统设计 (21)3.6机身结构的设计 (23)第4章机械手控制系统的设计 (27)4.1 PLC简介 (27)4.2 PLC工作原理 (27)4.3 PLC机型的选择 (27)4.4 PLC控制面板的拟定 (29)4.5 机械手工艺过程和控制方案的确定 (30)4.5 PLC程序编写 (33)总结与展望 (40)参考文献 (41)致谢 (42)1 绪论随着人类科技的进步,社会经济的发展,机器人学成为近几十年来迅速发展的一门综合学科。

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目录课题简介 (2)绪论 (3)第一章设计课题及意义 (8)第二章设计的总体方案 (10)第三章驱动机构的设计与计算 (11)第一节气压及电气原理图的设计 (11)第二节机械手的受力分析及尺寸的确定 (13)第三节气动及电气元件的选择 (17)第四章控制系统的设计与编程 (20)第一节控制要求的确定 (20)第二节PLC的选择 (21)第三节控制程序的设计(梯形图) (23)第四节梯形图的外部接线图及操作面板的设计 (28)设计小结 (30)参考文献 (31)课题简介机械手是在机械化、自动化生产过程中发展起来的一种新型装置。

近年来,随着电子技术特别是计算机的广泛应用,机械手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,使机械手更好的实现与机械化和自动化的有机结合。

机械手虽然不如人手那样灵活,但它具有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大等特点,因此机械手已受到许多部门的重视,并越来越广泛的得到了应用。

气动技术是实现生产工业自动化的方式之一,由于气压传动系统安全可靠,可以在高温、振动、腐蚀、易燃、易爆、多尘埃、强磁、辐射等恶劣的环境下工作,所以应用日益广泛。

用气控机械手代替手工作业是工业自动化发展的一个方向。

步进电机的技术的日益成熟和广泛应用,使其定位精度高,便于控制的优势得以发挥,将步进电机与气动组合应用,使机械手的性能大大提高。

同时,随着PLC性能价格比的不断提高,PLC的应用领域非常广泛,目前,PLC在国内外广泛应用于冶、机械、石油、交通运输等各个方面。

一般来说,PLC是自动生产线上不可缺少的控制部件。

PLC作为一种通用的工业控制器,适用于工业机械手的控制。

在该设计中,机械手的手爪的抓紧、放松采用气压驱动,手臂的上升、下降由步进电机来驱动,底盘的旋转由直流电机驱动,控制部分采用F1系列小型PLC,型号为F1-40MR。

目前,机械手向越来越紧凑,越来越快,越来越强力的方向发展,因为,紧凑的设计可便于在车间中安装。

较快的速度可提高生产量,而提高有效载荷能力可以操作更大的零件。

因此我们采用气动驱动提高速度。

使用PLC控制室设计紧凑。

所以我们采用PLC控制的气动机械手是综合性能比较好的机械手。

绪论机械手是一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,它能部分的代替人的手工劳动。

较高级形式的机械手,还能模拟人的手臂动作,完成较复杂的作业。

一、机械手的组成1、手部包括手指、传动机构等,主要起抓取和放置物体的作用。

2、传送机构包括手腕、手臂等,主要起改变物体方向和位置的作用。

3、驱动部分是驱动前两部分的动力,也称为动力原,常用的有液压驱动、气动驱动、机械驱动、电力驱动四种形式。

4、控制部分是机械手的指挥系统,由它控制动作的顺序、位置和时间(甚至速度与加速度)。

5、其他部分如机体,行走机构,行程检测装置和传感装置1)机体是用以支撑和连接其它零件、部件的基础2)行走机构是为了扩大机械手的使用空间而设置的,它本身又包括动力源、传动机构、滚轮和连杆机构,目前大多机械手还缺乏行走机构。

3)行程检测装置是检测和控制机械手各运动行程的装置。

4)传感装置其中装有某种传感器,是手指具有敏感性和控制性,用以反映手指与物件是否接触,物件有无滑下或脱落,物件的方位是否正确,手指对物件的握紧力是否与物件的重量相适应等。

二、机械手的应用及意义机械手在机械工业中,如冲压、热处理、机械加工、装配、检验、喷漆、电镀等都有应用在其它部门,如轻工业、建筑业,国防业等工作中都有应用。

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程度,从而可以提高生产小路和减低生产成本。

同时,在高温、低温、有灰尘、噪声、有辐射或有毒性污染以及工作空间狭窄的场合,用人手直接操作是有为危险的,而用机械手即可部分或全部的代替人安全的完成工作,是劳动强度得以改善。

尤其是较笨重的、简单而重复次数多的操作中,以机械手代替人手,可避免由于操作疲劳或疏忽而造成的人身事故。

而且应用机械手代替手工作,这是直接减少人力的一个方面,同时应用机械手可以连续的工作,是减少人力的另一个侧面。

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,便于有节奏的进行生产。

因此,有效的应用机械手,是发展机械工业的必然趋势。

三、机械手的分类1、按机械手的使用范围分类1)专用机械手一般只有固定的程序,而无单独的控制系统。

在现代企业中,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,这类机械手结构简单,成本低,使用于动作比较简单的大批大量生产的场合。

2)通用机械手(也称工业机器人)具有可变程序和单独驱动的控制系统。

不仅可以从属某种机器,而能自动的完成传送物体或操作某中工具底机械装置。

通用机械手按其定位和控制方式的不同,可以氛围简易型和伺复型。

通用机械手由于手指可换,程序可变,使用于中、小批量生产,但因其结构复杂、运动较多,技术条件要求较高,故制造成本较高。

2、按机械手臂的运动坐标形式分1)直角坐标式机械手手臂可以沿直角坐标系前后伸缩,左右移动和上下移动。

2)圆柱坐标式机械手手臂可以沿直角坐标轴转动,又可前后伸缩,左右转动,上下升降。

3)求坐标式机械手臂部可以沿坐标轴移动,可绕坐标轴转动,手臂可前后伸缩,上下摆动,左右转动。

4)多关节机械手这种机械的手臂分为小臂和大臂。

3、按机械手的驱动方式分类1)液压驱动机械手以压力油进行驱动2)气压驱动机械手以压缩空气进行驱动3)电力驱动机械手直接用电动机进行驱动4)机械驱动机械手是将主机的动力通过凸轮、连杆、齿轮、间歇等传给机械手的一种驱动方式。

4、按机械手的臂力大小分类可分为:微型机械手小型机械手中型机械手大型机械手本项目设计的机械手为专用机械手,通过本次设计,可以增强对工业机械手的认识,同时熟悉并掌握PLC技术,位置控制技术,气动技术等工业控制中常用的技术。

四、驱动系统的区别目前,机械手常用的驱动方式主要有液压驱动、气动驱动、电力驱动和机械驱动,在这四种驱动中,当前液压驱动约占50%,气动驱动约站40%,电力驱动占的比例比较小。

我们在此比较液压驱动、气动驱动及电力驱动的优缺点:气动机械手以压缩空气进行驱动,机械手的动作迅速,压缩空气可以从大气中取得,所以动力源获得方便、价格低廉,而且废气不污染环境,废气处理方便,压缩空气黏度小,因此,在管路中的压力损失小,故利于远程控制和远距离输送。

但压缩空气的可压缩性大,因此,机械手的运动平稳性较差,定位精度较低,而且压缩空气排到大气中时噪声较大,另外还要考虑润滑和防锈,压缩空气的工作压力较低,导致机械手的结构较大,因此气压机械手常用于臂力小于30公斤,运动速度较快以及高温、低温、高粉尘等工作条件较恶劣的场合。

液压机械手:驱动力或驱动力矩较大,臂力可达100公斤以上,速度反应快,不考虑油液的温度变化时,被驱动的滞后也基本没有.而且液压机构的重量请,惯性小,调速范围大,可以无级调速,使机械的通用性更大。

使运动平稳,能吸收振动,减小冲击力,可以实现较频繁的换向,定位精度高,但液压系统的泄露对机构的稳定性有一定的影响,油液中如果混有空气,将降低传动机构的刚性,影响定位精度,油液的温度和黏度变化会影响传动性能。

液压机械手多用于要求臂力比较大而运动速度较底的场合。

电力驱动机械手:步进电机驱动的速度和位移的大小均由电气控制系统发出的脉冲数目及脉冲频率来决定,步进电机的驱动速度一般较低,但可以达到较高的定位精度。

电力驱动时,直线运动可采用电动机带动丝杠、螺母机构。

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同一型式的动力,出力比较大。

本设计采用步进电机驱动手臂运动,直流电动机驱动机械手的旋转运动。

五、机械手的控制系统机械手的控制系统是机械手的重要组成部分之一,控制系统使机械手以一定的规律运动,因此,机械手的控制内容主要包括:动作的顺序,动作的位置与轨迹,动作的时间等,而动作的速度与加速度,通常在工作前预先调好。

机械手的控制方法总的来说可分为:机械控制,电气控制和气动控制。

目前,机械手绝大多数是采用电气控制的。

因此,我们在下面的设计中选用电气控制,即使用PLC编程进行控制机械手实现各种规定的工序动作。

这样可以简化控制线路,节省成本,提高劳动生产率。

本设计的控制系统采用小型可编程控制器实现,具有编程简单、修改容易、可靠性高等优点。

六、机械手的发展概况及发展趋势1、机械手的发展概况早在四十年代随着原子能工业的发展,已出现了模拟关节的第一代机械手,屋十到六十年代,即制成了传送或装卸工件的通用机械手和数控示教再现型机械手,这种机械手也称为第二代机械手。

七十年代,又相继把通用机械手用于汽车的车身的点焊和冲压生产自动线上,是第二代机械手进入了应用阶段。

八十年代开始研制具有更多的自由度的机械手,接着能自动编程的机械手,有行走机构的机械手及自动编程的机械手便产生了。

目前工业机械手主要用于流水线工件传送、焊接、装配、机床加工、铸锻、热处理等方面,无论数量品种和性能方面都能满足工业发展的需要。

在国内主要是发展各方面的机械手,逐步扩大应用范围,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,组合式机械手等,将机械手各运动构件,如伸缩、摆动、升降、横移,俯仰等机构,以及用于不同类型的夹紧机构,设计成典型的通用机构,以便根据不同的作业要求,选用不同的典型部件,即可组成不同用途的机械手,即便于设计制造,又便于改换工作,扩大了应用范围,同时要提高速度,减少冲击,正确定位,以更好的发挥机械手的作用。

专用机械手经过几十年的发展,如今进入了以通用机械手为标志的时代,由于通用机械手的应用和发展,进而促进了智能机器人的研制,智能机器人涉及的内容,不仅包括一般的机械,液压、气动知识,而且还应用一些电子技术,通讯技术,计算机技术,仿生学和假肢工艺等,它是一门综合性较强的新技术。

目前,国内外对其发展都很重视,几十年来,这类技术的发展和研制,一直比较活跃,设计在不断的改进,品种在不断的增加,应用领域也不断的扩大。

2、机械手的发展趋势1)研制能自动编程和自动改变程序的机械手。

重点研究开放式,模块化控制系统,人机界面更加友好,语言、图形编程界面正在研制之中。

机器人控制器的标准化和网络化,以及基于PC机网络式控制器已成为研究热点。

编程技术除进一步提高在线编程的可操作性之外,离线编程的实用化将成为研究重点。

2)研制具有一定“感触”和“智力”的机器人。

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”,使它能“思考”能“分析”,能“记忆”。

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