气动机械手设计毕业论文.docx

成人高等教育毕业论文(设计) 题目: 气动机械手设计完成人: 专业: 机械设计与制造年级层次: 指导教师: 完成时间: 气动机械手设计摘要: 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, 机械手运用于自动生产线中它的特点是可通过编程来完成各种预期的作业任务, 机械手虽然目前还不如人手那样灵活, 但它具有能不间断重复同一种工作, 不知疲劳, 抓举重物的力量比人手力大的特点, 因此气动机械手的应用已受到许多部门的重视, 并越广泛的运用到生产中。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。关键词: 机械手;编程; 自动生产; 综合技术。 机械手的概述和应用 概述机械手由操作机( 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自动化设备。特别适合于多品种、变批量的柔性生产。它对提高产品质量, 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。 应用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。 机械手的组成和分类 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 1 -1 所示。图 1-1 机械手组成方框图 1. 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。在本课题中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( 外廓或内孔) 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