自動(dòng)上下料機(jī)械手ppt

1、課課 程程 設(shè)設(shè) 計(jì)計(jì)數(shù)控機(jī)床上下料裝置設(shè)數(shù)控機(jī)床上下料裝置設(shè)計(jì)計(jì)班級(jí)：機(jī)自班級(jí)：機(jī)自1207項(xiàng)目小組成員和分工：項(xiàng)目小組成員和分工：組長(zhǎng)組長(zhǎng)盧琨盧琨氣動(dòng)選定方案氣動(dòng)選定方案盧琨盧琨氣動(dòng)設(shè)計(jì)氣動(dòng)設(shè)計(jì)馬曉陽(yáng)馬曉陽(yáng)機(jī)械部分設(shè)計(jì)機(jī)械部分設(shè)計(jì)李浩李浩項(xiàng)目指導(dǎo)老師：郭力項(xiàng)目指導(dǎo)老師：郭力設(shè)計(jì)依據(jù)設(shè)計(jì)依據(jù) 隨著工業(yè)自動(dòng)化程度的提高，工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)的很多易燃、易爆等高危隨著工業(yè)自動(dòng)化程度的提高，工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)的很多易燃、易爆等高危及重體力勞動(dòng)場(chǎng)合機(jī)器所代替，這一方面可以減輕工人的勞動(dòng)強(qiáng)及重體力勞動(dòng)場(chǎng)合機(jī)器所代替，這一方面可以減輕工人的勞動(dòng)強(qiáng)度，另一方面可以大大提高勞動(dòng)生產(chǎn)率。在機(jī)械行業(yè)中，機(jī)械手度，另一方面可以大大提高

2、勞動(dòng)生產(chǎn)率。在機(jī)械行業(yè)中，機(jī)械手越來越廣泛的得到應(yīng)用，它可用于零部件的組裝，加工工件的搬越來越廣泛的得到應(yīng)用，它可用于零部件的組裝，加工工件的搬運(yùn)、裝卸，特別是在自動(dòng)化數(shù)控機(jī)床、組合機(jī)床上使用更為普遍。運(yùn)、裝卸，特別是在自動(dòng)化數(shù)控機(jī)床、組合機(jī)床上使用更為普遍。目前，機(jī)械手已發(fā)展成為柔性制造系統(tǒng)目前，機(jī)械手已發(fā)展成為柔性制造系統(tǒng)FMS和柔性制造單元和柔性制造單元FMC中一個(gè)重要組成部分。把機(jī)床設(shè)備和機(jī)械手共同構(gòu)成一個(gè)柔中一個(gè)重要組成部分。把機(jī)床設(shè)備和機(jī)械手共同構(gòu)成一個(gè)柔性加工系統(tǒng)或柔性制造單元，可以節(jié)省龐大的工件輸送裝置，結(jié)性加工系統(tǒng)或柔性制造單元，可以節(jié)省龐大的工件輸送裝置，結(jié)構(gòu)緊湊，而且適應(yīng)

3、性很強(qiáng)。但目前我國(guó)的工業(yè)機(jī)械手技術(shù)及其工構(gòu)緊湊，而且適應(yīng)性很強(qiáng)。但目前我國(guó)的工業(yè)機(jī)械手技術(shù)及其工程應(yīng)用的水平和國(guó)外比還有一定的距離，應(yīng)用規(guī)模和產(chǎn)業(yè)化水平程應(yīng)用的水平和國(guó)外比還有一定的距離，應(yīng)用規(guī)模和產(chǎn)業(yè)化水平低，機(jī)械手的研究和開發(fā)直接影響到我國(guó)機(jī)械行業(yè)自動(dòng)化生產(chǎn)水低，機(jī)械手的研究和開發(fā)直接影響到我國(guó)機(jī)械行業(yè)自動(dòng)化生產(chǎn)水平的提高，從經(jīng)濟(jì)上、技術(shù)上考慮都是十分必要的。因此，進(jìn)行平的提高，從經(jīng)濟(jì)上、技術(shù)上考慮都是十分必要的。因此，進(jìn)行機(jī)械手的研究設(shè)計(jì)具有重要意義。機(jī)械手的研究設(shè)計(jì)具有重要意義。現(xiàn)在的機(jī)械手大多采用液壓傳動(dòng)，但是液壓傳動(dòng)存在以下幾現(xiàn)在的機(jī)械手大多采用液壓傳動(dòng)，但是液壓傳動(dòng)存在以下幾個(gè)缺

4、點(diǎn)：個(gè)缺點(diǎn)：1、液壓傳動(dòng)在工作過程中能量損失較大，如摩擦損失、泄露損失等、液壓傳動(dòng)在工作過程中能量損失較大，如摩擦損失、泄露損失等2、工作時(shí)受溫度變化影響較大。、工作時(shí)受溫度變化影響較大。3、因液壓脈動(dòng)和液體中混入空氣，易產(chǎn)生噪聲。、因液壓脈動(dòng)和液體中混入空氣，易產(chǎn)生噪聲。4、液壓元件價(jià)格較高。、液壓元件價(jià)格較高。鑒于以上這些缺陷，我們小組決定采用氣壓傳動(dòng)，氣動(dòng)技術(shù)有以下優(yōu)點(diǎn)：鑒于以上這些缺陷，我們小組決定采用氣壓傳動(dòng)，氣動(dòng)技術(shù)有以下優(yōu)點(diǎn)：1、介質(zhì)提取和處理方便。、介質(zhì)提取和處理方便。2、阻力損失和泄露較小，能源可儲(chǔ)存，而且工作環(huán)境適應(yīng)性好。、阻力損失和泄露較小，能源可儲(chǔ)存，而且工作環(huán)境適應(yīng)性

5、好。3、動(dòng)作迅速，反應(yīng)靈敏。氣動(dòng)系統(tǒng)一般只需要、動(dòng)作迅速，反應(yīng)靈敏。氣動(dòng)系統(tǒng)一般只需要0.02s-0.3s即可以建立即可以建立起所需要的壓力和速度。也能實(shí)現(xiàn)過載保護(hù)，便于自動(dòng)控制。起所需要的壓力和速度。也能實(shí)現(xiàn)過載保護(hù)，便于自動(dòng)控制。4、成本低廉。由于氣動(dòng)系統(tǒng)工作壓力較低，因此降低了氣動(dòng)元、輔件、成本低廉。由于氣動(dòng)系統(tǒng)工作壓力較低，因此降低了氣動(dòng)元、輔件材料和加工精度要求，制造容易，成本較低。材料和加工精度要求，制造容易，成本較低。國(guó)內(nèi)外相關(guān)情況國(guó)內(nèi)外相關(guān)情況國(guó)外機(jī)器人領(lǐng)域發(fā)展近幾年有如下幾個(gè)趨勢(shì)：國(guó)外機(jī)器人領(lǐng)域發(fā)展近幾年有如下幾個(gè)趨勢(shì)：1工業(yè)機(jī)器人性能不斷提高（高速度、高精度、高可靠性、便于

6、操作工業(yè)機(jī)器人性能不斷提高（高速度、高精度、高可靠性、便于操作和維修）；和維修）；2機(jī)械結(jié)構(gòu)向模塊化、可重構(gòu)化發(fā)展；機(jī)械結(jié)構(gòu)向模塊化、可重構(gòu)化發(fā)展；3工業(yè)機(jī)器人控制系統(tǒng)向基于工業(yè)機(jī)器人控制系統(tǒng)向基于PC機(jī)的開放型控制器方向發(fā)展，便于標(biāo)機(jī)的開放型控制器方向發(fā)展，便于標(biāo)準(zhǔn)化、網(wǎng)絡(luò)化、器件集成度提高，控制柜日見小巧，且采用模塊化結(jié)準(zhǔn)化、網(wǎng)絡(luò)化、器件集成度提高，控制柜日見小巧，且采用模塊化結(jié)構(gòu)：大大提高了系統(tǒng)的可靠性、易操作性和可維修性；構(gòu)：大大提高了系統(tǒng)的可靠性、易操作性和可維修性；4多傳感器融合配置技術(shù)在產(chǎn)品化系統(tǒng)中已有成熟應(yīng)用；多傳感器融合配置技術(shù)在產(chǎn)品化系統(tǒng)中已有成熟應(yīng)用；我國(guó)的工業(yè)機(jī)器人從我

7、國(guó)的工業(yè)機(jī)器人從80年代年代“七五七五”科技攻關(guān)開始起步，起步較晚，科技攻關(guān)開始起步，起步較晚，技術(shù)及其工程應(yīng)用的水平和國(guó)外比還有一定距離；技術(shù)及其工程應(yīng)用的水平和國(guó)外比還有一定距離；但在國(guó)家的支持下，目前已基本掌握了機(jī)器人操作機(jī)的設(shè)計(jì)制造技術(shù)、但在國(guó)家的支持下，目前已基本掌握了機(jī)器人操作機(jī)的設(shè)計(jì)制造技術(shù)、控制系統(tǒng)硬件和軟件設(shè)計(jì)技術(shù)、運(yùn)動(dòng)學(xué)和軌跡規(guī)劃技術(shù)，生產(chǎn)了部分控制系統(tǒng)硬件和軟件設(shè)計(jì)技術(shù)、運(yùn)動(dòng)學(xué)和軌跡規(guī)劃技術(shù)，生產(chǎn)了部分機(jī)器人關(guān)鍵元件，開發(fā)出噴漆、弧焊、點(diǎn)焊、裝配、搬運(yùn)等機(jī)器人。機(jī)器人關(guān)鍵元件，開發(fā)出噴漆、弧焊、點(diǎn)焊、裝配、搬運(yùn)等機(jī)器人。 設(shè)計(jì)目的設(shè)計(jì)目的目前，我國(guó)大多數(shù)工廠的生產(chǎn)線上數(shù)控

8、機(jī)床裝卸工件仍由人目前，我國(guó)大多數(shù)工廠的生產(chǎn)線上數(shù)控機(jī)床裝卸工件仍由人工完成，其勞動(dòng)強(qiáng)度大、生產(chǎn)效率低，而且具有一定的危工完成，其勞動(dòng)強(qiáng)度大、生產(chǎn)效率低，而且具有一定的危險(xiǎn)性，已經(jīng)滿足不了生產(chǎn)自動(dòng)化的發(fā)展趨勢(shì)。為了提高工險(xiǎn)性，已經(jīng)滿足不了生產(chǎn)自動(dòng)化的發(fā)展趨勢(shì)。為了提高工作效率作效率,降低成本降低成本,并使生產(chǎn)線發(fā)展成為柔性制造系統(tǒng)并使生產(chǎn)線發(fā)展成為柔性制造系統(tǒng),適應(yīng)適應(yīng)現(xiàn)代機(jī)械行業(yè)自動(dòng)化生產(chǎn)的要求現(xiàn)代機(jī)械行業(yè)自動(dòng)化生產(chǎn)的要求,針對(duì)具體生產(chǎn)工藝針對(duì)具體生產(chǎn)工藝,結(jié)合結(jié)合機(jī)床的實(shí)際結(jié)構(gòu)，利用機(jī)械手技術(shù)，設(shè)計(jì)用一臺(tái)上下料機(jī)機(jī)床的實(shí)際結(jié)構(gòu)，利用機(jī)械手技術(shù)，設(shè)計(jì)用一臺(tái)上下料機(jī)械手代替人工工作，以提高勞動(dòng)

9、生產(chǎn)率。本機(jī)械手主要與械手代替人工工作，以提高勞動(dòng)生產(chǎn)率。本機(jī)械手主要與數(shù)控機(jī)床組合最終形成生產(chǎn)線，實(shí)現(xiàn)加工過程的自動(dòng)化和數(shù)控機(jī)床組合最終形成生產(chǎn)線，實(shí)現(xiàn)加工過程的自動(dòng)化和無人化。無人化。設(shè)計(jì)構(gòu)思設(shè)計(jì)構(gòu)思 選取機(jī)械手的座標(biāo)形式和自由度選取機(jī)械手的座標(biāo)形式和自由度 設(shè)計(jì)機(jī)械手的各執(zhí)行機(jī)構(gòu)，包括手部、手設(shè)計(jì)機(jī)械手的各執(zhí)行機(jī)構(gòu)，包括手部、手腕、手臂等部件的設(shè)計(jì)。腕、手臂等部件的設(shè)計(jì)。 設(shè)計(jì)出機(jī)械手氣壓傳動(dòng)系統(tǒng)，包括氣動(dòng)元設(shè)計(jì)出機(jī)械手氣壓傳動(dòng)系統(tǒng)，包括氣動(dòng)元件的選取，氣動(dòng)回路的設(shè)計(jì)，并繪出氣動(dòng)件的選取，氣動(dòng)回路的設(shè)計(jì)，并繪出氣動(dòng)原理圖和電子原理圖和電子控制圖。控制圖。機(jī)械手的標(biāo)型式與自由度機(jī)械手的標(biāo)型

10、式與自由度 按機(jī)械手手臂的不同運(yùn)動(dòng)形式及其組合情況，其座標(biāo)型按機(jī)械手手臂的不同運(yùn)動(dòng)形式及其組合情況，其座標(biāo)型式可分為直角標(biāo)型式、圓柱標(biāo)型式，球標(biāo)型式和關(guān)節(jié)標(biāo)式可分為直角標(biāo)型式、圓柱標(biāo)型式，球標(biāo)型式和關(guān)節(jié)標(biāo)型式。由于本機(jī)械手在上下料時(shí)具有升降、收縮及回轉(zhuǎn)型式。由于本機(jī)械手在上下料時(shí)具有升降、收縮及回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，因此，運(yùn)動(dòng)，因此，采用圓柱標(biāo)型式采用圓柱標(biāo)型式。相應(yīng)的機(jī)械手具有三個(gè)。相應(yīng)的機(jī)械手具有三個(gè)自由度，為了彌補(bǔ)升降運(yùn)動(dòng)行程較小的缺點(diǎn)，增加手臂自由度，為了彌補(bǔ)升降運(yùn)動(dòng)行程較小的缺點(diǎn)，增加手臂擺動(dòng)機(jī)構(gòu)，從而增加一個(gè)手臂上下料擺動(dòng)的自由度。擺動(dòng)機(jī)構(gòu)，從而增加一個(gè)手臂上下料擺動(dòng)的自由度。手部結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)手部

11、結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 為了使通用性較強(qiáng)，手部設(shè)計(jì)可更換結(jié)構(gòu)，當(dāng)工件是棒為了使通用性較強(qiáng)，手部設(shè)計(jì)可更換結(jié)構(gòu)，當(dāng)工件是棒料時(shí)，使用夾持式手指來抓取而傳送工件，當(dāng)工件是板料時(shí)，使用夾持式手指來抓取而傳送工件，當(dāng)工件是板料時(shí)，使用氣流負(fù)壓式來吸盤而傳送工件。料時(shí)，使用氣流負(fù)壓式來吸盤而傳送工件。 手腕結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)手腕結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 考慮到機(jī)械手的通應(yīng)性，同時(shí)由于被抓取工件時(shí)水平放考慮到機(jī)械手的通應(yīng)性，同時(shí)由于被抓取工件時(shí)水平放置，因此手腕必須有回轉(zhuǎn)才滿足工作的要求。因此，手置，因此手腕必須有回轉(zhuǎn)才滿足工作的要求。因此，手腕設(shè)計(jì)成回轉(zhuǎn)結(jié)構(gòu)，實(shí)現(xiàn)手腕回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)的機(jī)構(gòu)為腕設(shè)計(jì)成回轉(zhuǎn)結(jié)構(gòu)，實(shí)現(xiàn)手腕回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)的機(jī)構(gòu)為回轉(zhuǎn)氣回轉(zhuǎn)氣缸缸。 手臂結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)手臂結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 按照抓取工件的要求，本機(jī)械手的手臂自由度，即手臂按照抓取工件的要求，本機(jī)械手的手臂自由度，即手臂的伸縮、左右回轉(zhuǎn)和升降運(yùn)動(dòng)。手臂的回轉(zhuǎn)和升降式通的伸縮、左右回轉(zhuǎn)和升降運(yùn)動(dòng)。手臂的回轉(zhuǎn)和升降式通過立柱來實(shí)現(xiàn)的，立柱的橫向移動(dòng)即為手臂的橫移。手過立柱來實(shí)現(xiàn)的，立柱的橫向移動(dòng)即為手臂的橫移。手臂的各種動(dòng)作由臂的各種動(dòng)作由氣缸氣缸實(shí)現(xiàn)。實(shí)現(xiàn)。機(jī)械手結(jié)構(gòu)構(gòu)示意圖機(jī)械手結(jié)構(gòu)構(gòu)示意圖其中其中A缸為抓取機(jī)構(gòu)的松緊缸，缸為抓取機(jī)構(gòu)的松緊缸，A缸活塞后退時(shí)抓緊工件，缸活塞后退時(shí)抓緊工件，A缸活塞前進(jìn)缸活塞前進(jìn)時(shí)松開工件。時(shí)松開工件。B缸為長(zhǎng)臂伸縮