工业机器人结构设计样稿.docx

1绪论

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组成，是一个仿人操作，自动控制、可反复编程、能在三维空间完成多种作业机电一体化自动化生产设备。尤其适合于多品种、变批量柔性生产。它对稳定、提升产品质量，提升生产效率，改善劳动条件和产品快速更新换代起着十分关键作用。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高新技术，是现代研究十分活跃，应用日益广泛领域。机器人应用情况，是一个关键标志。机器人并不是在简单意义上替换人工劳动，而是综合了人专长和机器专长一个拟人电子机械装置，现有些人对环境状态快速反应和分析判定能力，又有机器可长时间连续工作、正确度高、抗恶劣环境能力。从某种意义上说它也是机器进化过程产物，它是工业和非工业领域关键生产和服务性设备，也是优异制造技术领域不可缺乏自动化设备。机械手是模拟人手部分动作，按给定程序、轨迹和要求实现自动抓取、搬运或操作自动机械装置。在工业生产中应用机械手被称为“工业机械手”。工业机械手能够提升生产自动化水平和劳动生产率；能够减轻劳动强度、确保产品质量、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
放射性等恶劣环境中，由它替换人进行正常工作，意义更为重大。所以，工业机械手在机械加工、冲压、铸、锻、焊接、热处理、电镀、喷漆、装配和轻工业、交通运输业等方面得到越来越广泛应用。工业机械手结构形式开始比较简单专用性较强，仅为某台机床上下料装置，是隶属于该机床专用机械手。伴随工业技术发展，制成了能够独立按程序控制实现反复操作，适用范围比较广“程序控制通用机械手”，简称通用机械手。因为通用机械手能很快改变工作程序，适应性较强，所以它在不停变换生产品种中小批量生产中取得广泛应用。


机械手关键由实施机构、驱动系统、控制系统和位置检测装置等组成。。
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1、实施机构
包含手部、手腕、手臂和立柱等部件，有还增设行走机构。
(1)手部
即和物件接触部件。因为和物件接触形式不一样，可分为夹持式手部和吸附式手部。在本课题中我们采取夹持式手部结构。夹持式手部由手指(或手爪)和传动机构所组成。手指是和物件直接接触构件，常见手指运动形式有回转型和平移型。回转型手指结构简单，制造轻易，故应用较广泛。平移型手指应用较少，其原因是结构比较复杂，但平移型手指夹持圆形零件时，工件直径改变不影响其轴心位置，所以适宜夹持直径改变范围大工件。手指结构取决于被抓取物件表面形状、被抓部位(是外廓或是内孔)和物件重量及尺寸。常见指形有平面、V形面和曲面，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。而传动机构则是向手指传输运动和动力。传动机构型式较多常见有: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
手腕是连接手部和手臂部件，并可用来调整被抓取物件方位(即姿势)。
(3)手臂
手臂是支承被抓物件、手部、手腕关键部件。手臂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位置。工业机械手手臂通常由驱动手臂运动部件(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)和驱动源(如液压、气压或电机等)相配合，以实现手臂多种运动。
(4)立柱
立柱是支承手臂部件，立柱也能够是手臂一部分，手臂回转运动和升降(或俯仰)运动均和立柱有亲密联络。机械手立柱因工作需要，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，以实现工业机械手整机运动。滚轮式分为有轨和无轨两种。驱动滚轮运动则应另外增设机械传动装置。
(6)机座
机座是机械手基础部分，机械手实施机构各部件和驱动系统均安装于机座上，故起支撑和连接作用。
2、驱动系统
驱动系统是驱动工业机械手实施机构运动动力装置调整装置和辅助装置组成。常见驱动系统有液压传动、气压传动、机械传动。现在工业机械手驱动系统大多采取液压传动。
3、控制系统
控制系统是支配着工业机械手按要求要求运动系统。现在工业机械手控制系统通常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，它支配着机械手按要求程序运动，并记忆大家给机械手指令信息(如动作次序、运动轨迹、运动速度立即间)，同时按其控制系统信息