机械手毕业设计论文.
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。
机械手完整毕业设计论文

机械手完整毕业设计论文毕业论文(设计)(范文)课题名称 ______________________ 学生姓名______________ 学号_______________ 系部 _________________ 专业年级 _________________________指导教师 ___________________________20XX年XX 月在当今大规模制造业中,企业为提高生产效率,保障产品质量,普遍重视生产过程的自动化程度,工业机器人作为自动化生产线上的重要成员,逐渐被企业所认同并采用。
工业机器人的技术水平和应用程度在一定程度上反映了一个国家工业自动化的水平,H前,工业机器人主要承担着焊接、喷涂、搬运以及堆垛等重复性并且劳动强度极大的丄作,工作方式一般釆取示教再现的方式。
本文将设计一台四自由度的工业机器人,用于给冲压设备运送物料。
首先,本文将设计机器人的底座、大臂、小臂和机械手的结构,然后选择合适的传动方式、驱动方式,搭建机器人的结构平台;在此基础上,本文将设计该机器人的控制系统,包括数据采集卡和伺服放大器的选择、反馈方式和反馈元件的选择、端子板电路的设讣以及控制软件的设计,重点加强控制软件的可靠性和机器人运行过程的安全性,最终实现的口标包括:关节的伺服控制和制动问题、实时监测机器人的各个关节的运动情况、机器人的示教编程和在线修改程序、设置参考点和回参考点。
关键词:机器人,示教编程,伺服,制动ABSTRACTIn the modern large-scale manufacturing industry, enterprises pay more attention on 什w automation degree of the production process in order to enhance theproduction efficiency, and guarantee the product quality. As an important part of the automation production line, industrial robots are gradually approved and adopted by enterprises・ The technique level and the application degree of industrial robots reflect the national level of the industrial automation to some extent, currently, industrial robots mainly undertake the jops of welding, spraying, transporting and stowing etc. , which are usually done repeatedly and take high work strength, and most of these robots work in playback way.In this paper I will design an industrial robot with four DOFs, which is used tocarry material for a punch. First I will design the structure of the base, the big arm, the small arm and the end manipulator of the robot, then choose proper drive method and transmission method, building the mechanical structure of the robot. On this foundation, I will design the control system of the robot, including choosing DAQ card, servo control, feedback method and designing electric circuit of the terminal card and control software・Great attention will be paid on the reliability of the control software and the robot safety during running・ The aims to realize finally include: servocontrol and brake of the joint, monitoring 什】e movement of each joint in realtime, playback programming and modifying the program online, setting reference point and returning to reference point・KEY WORDS: robot, playback, servocontrol, brake目录第1章绪论 (3)1.1机器人概述 (4)1.2机器人的历史、现状 (4)1.3机器人的发展趋势 (4)第2章机器人实验平台介绍及机械手的设计 (3)2.1自由度及关节 (4)2.2基座及连杆 (4)2.2. 1 基座 (7)2.2.2大臂 (7)2.2.3小臂 (7)2.3机械手的设计 (4)2.4驱动方式 (4)2.5传动方式 (4)2.6制动器 (4)第3章控制系统硬件 (4)3.1控制系统模式的选择 (4)3.2控制系统的搭建 (4)3.2. 1工控机 (4)3.2.2数据采集卡 (4)3.2.3伺服放大器 (4)3.2. 4 端子板 (4)3.2. 5电位器及其标定 (4)3.2. 6 电源 (4)第4章控制系统软件 (4)4.1预期的功能 (4)4.2实现方法 (4)4. 2. 1实时显示各个关节角及运动范围控制 (4)4. 2. 2直流电机的伺服控制 (4)4. 2.3电机的自锁 (4)4. 2. 4示教编程及在线修改程序 (4)4. 2. 5设置参考点及回参考点 (4)第5章总结 (4)5.1所完成的工作 (4)5.2设计经验 (4)5.3误差分析 (4)5.4可以继续探索的方向 (4)致谢 (4)参考文献 (4)1.1机器人概述在现代工业中,生产过程的机械化、自动化已成为突出的主题。
机械手结构设计毕业论文

1。
绪论1.1工业机械手设计的意义1、熟悉机械手的应用场合及有关机械手设计的步骤;2、机械手可以提高生产过程中的自动化程度,减轻人力,便于有节奏的生产;3、结合机械手设计这方面的知识,在设计过程中学会怎样发现问题、研究问题、解决问题。
1。
2国外的机械情况现代工业机械手起源于20世纪50年代初,是基于示教再现和主从控制方式、能适应产品种类变更,具有多自由度动作功能的柔性自动化。
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。
他的结构是:机体上安装回转长臂,端部装有电磁铁的工件抓放机构,控制系统是示教型的.1962年,美国机械铸造公司在上述方案的基础之上又试制成一台数控示教再现型机械手。
商名为Uni-mate(即万能自动)。
运动系统仿造坦克炮塔,臂回转、俯仰,用液压驱动;控制系统用磁鼓最存储装置。
不少球坐标式通用机械手就是在这个基础上发展起来的。
同年该公司和普鲁曼公司合并成立万能自动公司(Unimaton),专门生产工业机械手.1962年美国机械铸造公司也试验成功一种叫Versatran机械手,原意是灵活搬运。
该机械手的中央立柱可以回转,臂可以回转、升降、伸缩、采用液压驱动,控制系统也是示教再现型.虽然这两种机械手出现在六十年代初,但都是国外工业机械手发展的基础。
1978年美国Uni-mate公司和斯坦福大学、麻省理工学院联合研制一种Uni—mate 型工业机械手,装有小型电子计算机进行控制,用于装配作业,定位误差可小于±1毫米。
美国还十分注意提高机械手的可靠性,改进结构,降低成本.如Uni-mate公司建立了8年机械手试验台,进行各种性能的试验。
准备把故障前平均时间(注:故障前平均时间是指一台设备可靠性的一种量度。
它给出在第一次故障前的平均运行时间),由400小时提高到1500小时,精度可提高到±0.1毫米。
德国机器制造业是从1970年开始应用机械手,主要用于起重运输、焊接和设备的上下料等作业。
机械手毕业论文范文

机械手毕业论文范文机械专业作为一门实践性较强的专业,进行综合实训教学是是有必要的,这样才能够增强学生的实践应用能力。
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机械手毕业论文范文一:农业机械自动化建设分析1农业机械自动化发展的现状1.1农业机械资金补贴的严重缺乏在当今农业发展的过程中,由于国家对农业机械补助资金的缺口较大,使得其对广大农民的需求任然无法进行满足[2]。
面对农业补助资金缺乏的情况,国家应对相关的政策与法律法规进行完善、并对社会服务、政府扶持、农民自主、市场引导以及提高效率的农机化发展策略进行有效的支持,对农机大户以及农机合作社进行全面的扶持,从而实现跨区作业的社会化服务。
1.2经销商监管的不到位在我国政府对农业机械化进行补助的情况下,生产数量较小的机械自动化产品就会对市场的农业机械造成垄断的情况,给农民在购买机械时带来了一定的不便;而农业自动化产品生产的过多,就会导致相关的部门监管不到位[3]。
因此,在农业机械的市场中,农业主管部门就必须对农业机械的自动化设备的经销商进行充分的责任明确,并制定相关的经销商治理办法,从而对农业机械化的行为进行有效的规范,对于经销商在销售农业机械设备中进行的虚假广告宣传进行严厉打击,对不根据市场行情就随意对农业机械设备涨价的行为给予批评和相应的没收及罚款处理,经销商对购买农业机械的人员服务不到位等种种违反商业道德标准的行为,给予取消农业机械化设备经销补贴资格的处理。
1.3农业机械自动化设备的操作人员不规范对农业机械自动化设备的操作属于技术类型的操作,需要经过专业的技术培训之后才能使操作更加安全。
现阶段,由于我国挂牌入户的农业机械自动化设备户数较少,相应的农业机械化设备操作人员的素质较低,大多没有经过专业的技术培训,导致农业机械事故频发。
2.4缺乏对农业机械自动化设备的报废及维修的认识由于各个县乡、村镇的农业机械设备的专业维修站点数量不多,对机械化设备的检测也缺乏一定的技术支持,农忙季节农民更是忙碌不堪,路途的遥远,致使农业机械自动化设备的使用者不愿意去维修站点进行设备的维修。
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。
机械手毕业设计范文

机械手毕业设计范文首先,机械手的结构设计是整个毕业设计的核心。
机械手通常由多个关节组成,每个关节通过电机驱动实现运动。
在设计关节结构时,需要考虑到工作负载、运动范围以及速度等因素。
一般来说,机械手的关节应该具备足够的承重能力,能够灵活地移动,并且能够在不同的工作环境下保持稳定。
此外,关节之间的连接采用合适的联接方式,如球接头或者滑动联接,以保证机械手的灵活度。
其次,控制系统是机械手设计中不可或缺的一部分。
控制系统负责接收用户输入的指令,并通过编程转化为机械手的运动。
在设计控制系统时,需要选择合适的控制器和传感器。
控制器可以是单片机、PLC或者计算机等,其根据输入的指令来控制关节的运动。
传感器则用于获取机械手与环境之间的信息,包括位置、力度和重量等。
这些信息能够帮助机械手实时地调整、适应不同的工作环境。
最后,操作便捷性也是机械手设计中需要考虑的因素之一、机械手的操作界面应该设计得简单易用,以便用户能够快速上手。
操作界面可以是一个触摸屏或者物理按钮等。
此外,机械手的操作也可以通过编程实现自动化,将一定的动作和指令存储在内存中,可以实现重复操作,提高工作效率。
为了验证机械手设计的可行性和性能,可以进行实验验证。
可以设计一些标准化的任务,如拾取物体、拧紧螺丝等,通过不同参数的调整以及不同工作环境下的实验来评估机械手的性能。
综上所述,机械手的毕业设计需要综合考虑结构设计、控制系统和操作便捷性等因素。
设计一个稳定、高效、易用的机械手可以提高工业生产效率和质量,具有广阔的应用前景。
通过实验验证可以得到机械手设计的可行性和性能,同时也可以为未来的研究提供基础。
总结一下,机械手的毕业设计需要考虑结构设计、控制系统和操作便捷性等因素。
合理选择关节结构和联接方式,设计适合的控制系统和传感器,以及简单易用的操作界面。
通过实验验证可以评估机械手的性能。
机械手的设计具有重要的意义和应用前景,可以提高工业生产的效率和质量。
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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。