加工中心上下料機(jī)械手設(shè)計(jì)

1、1加工中心上下料機(jī)械手設(shè)計(jì)專業(yè)班級：機(jī)制1404姓名：李學(xué)號：目錄1.課題來源2.課題研究意義及背景3.國內(nèi)外研究現(xiàn)狀及存在的問題4.論文擬研究的問題5.進(jìn)展安排6.參考文獻(xiàn)09:12:3521.課題來源隨著機(jī)電一體化的進(jìn)一步發(fā)展，加工中心的自動化程度需要越來越高，流水線作業(yè)較多，過去加工中心的毛胚的上下料都是依靠人的輔助，效率低，還存在一定的危險(xiǎn)系數(shù)，機(jī)械手上下料已經(jīng)是一種非常成熟的技術(shù)，應(yīng)用在加工中心上是提高效率，減少人力，降低生產(chǎn)成本的不二方法。09:12:35309:12:354機(jī)械手的結(jié)構(gòu)組成 機(jī)械手主要由手部、運(yùn)動機(jī)構(gòu)和控制系統(tǒng)三大部分組成。手部是用來抓持工件（或工具）的部件，根據(jù)

2、被抓持物件的形狀、尺寸、重量、材料和作業(yè)要求而有多種結(jié)構(gòu)形式，如夾持型、托持型和吸附型等。運(yùn)動機(jī)構(gòu)，使手部完成各種轉(zhuǎn)動（擺動）、移動或復(fù)合運(yùn)動來實(shí)現(xiàn)規(guī)定的動作，改變被抓持物件的位置和姿勢。運(yùn)動機(jī)構(gòu)的升降、伸縮、旋轉(zhuǎn)等獨(dú)立運(yùn)動方式，稱為機(jī)械手的自由度 。為了抓取空間中任意位置和方位的物體，需有6個(gè)自由度。自由度是機(jī) 械手設(shè)計(jì)的關(guān) 鍵參數(shù)。自由 度越多，機(jī)械手的靈活性越大，通用性越廣，其結(jié)構(gòu)也越復(fù)雜。一般專用機(jī)械手有23個(gè)自由度。控制系統(tǒng)是通過對機(jī)械手每個(gè)自由度的電機(jī)的控制，來完成特定動作。同時(shí)接收傳感器反饋的信息，形成穩(wěn)定的閉環(huán)控制?？刂葡到y(tǒng)的核心通常是由單片機(jī)或dsp等微控制芯片構(gòu)成，通過對其

3、編程實(shí)現(xiàn)所要功能。常見的機(jī)械手結(jié)構(gòu)09:12:35509:12:356本機(jī)械手所需要夾持的工件，加工的表面為上表面和鉆孔鉸螺紋課題研究背景及其意義 機(jī)械手是最近幾十年發(fā)展起來的一種高科技自動化設(shè)備,它在工業(yè)生產(chǎn)中對提高產(chǎn)品質(zhì)量和生產(chǎn)效率,改善勞動條件以及產(chǎn)品的更新?lián)Q代起著相當(dāng)重要的作用。本文主要研究的是加工中心的上下料機(jī)械手,這是實(shí)現(xiàn)流水線自動化改造的重要環(huán)節(jié)。隨著機(jī)電一體化的進(jìn)一步發(fā)展，機(jī)械手臂機(jī)器人越來越多地在工業(yè)生產(chǎn)中使用，使用機(jī)械手臂可以很大程度上提高企業(yè)的生產(chǎn)效率，提高產(chǎn)品的加工精度，減少企業(yè)的生產(chǎn)成本，特別是在一些惡劣生產(chǎn)條件下，對一些大件的工件的機(jī)械工藝加工過程中，代替人力勞動非

4、常明智的選擇。加工中心已經(jīng)是一個(gè)機(jī)械化程度很高的機(jī)床，但是大多數(shù)加工中心的上下料都是依靠人工的輔助，大大地降低了加工中心的優(yōu)勢，因此必須設(shè)計(jì)一種機(jī)器，可以自動上下料，機(jī)械手是不二選擇，機(jī)械手的適應(yīng)性很廣，可以通過編程來實(shí)現(xiàn)在不同的場景的使用，柔性制造中不可缺少的，為加工中心設(shè)計(jì)機(jī)械手，對生產(chǎn)線效率提高，減少人力，減少企業(yè)的開銷起到了很明顯的效果，是非常必要的。09:12:357國內(nèi)外發(fā)展現(xiàn)狀1.工業(yè)機(jī)械手性能不斷提高(高速度、高精度、高可靠性、便于操作和維修)。2.機(jī)械結(jié)構(gòu)向模塊化、可重構(gòu)化發(fā)展。例如關(guān)節(jié)模塊中的伺服電機(jī)、減速機(jī)、檢測系統(tǒng)三位一體化:由關(guān)節(jié)模塊、連桿模塊用重組方式構(gòu)造機(jī)械手整機(jī)

5、;國外已有模塊化裝配機(jī)械手產(chǎn)品問市。3.工業(yè)機(jī)械手控制系統(tǒng)向基于PC機(jī)的開放型控制器方向發(fā)展，便于標(biāo)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):*提高了系統(tǒng)的可靠性、易操作性和可維修性。4.傳感器作用日益重要，除采用傳統(tǒng)的位置、速度、加速度等傳感器外，裝配、焊接機(jī)械手還應(yīng)用了視覺、力覺等傳感器，而遙控機(jī)械手則采用視覺、聲覺、力覺、觸覺等多傳感器的融合技術(shù)來進(jìn)行環(huán)境建模及決策控制;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。5.虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)在機(jī)械手中的作用已從仿真、預(yù)演發(fā)展到用于過程控制，如使遙控機(jī)械手操作者產(chǎn)生置身于遠(yuǎn)端作業(yè)環(huán)境中的感覺來操縱機(jī)械手。6.當(dāng)代遙控機(jī)械手系

6、統(tǒng)的發(fā)展特點(diǎn)不是追求全自治系統(tǒng)，而是致力于操作者與機(jī)械手的人機(jī)交互控制，即遙控加局部自主系統(tǒng)構(gòu)成完整的監(jiān)控遙控操作系統(tǒng)，使智能機(jī)械手走出實(shí)驗(yàn)室進(jìn)入實(shí)用化階段。那么中國作為制造業(yè)大國，要實(shí)現(xiàn)制造業(yè)自動化必然缺不了機(jī)械手的應(yīng)用，機(jī)械手市場前景開闊為工業(yè)的制造生產(chǎn)帶來變化的不僅僅是機(jī)械手使用的現(xiàn)代化生產(chǎn)技術(shù)，而且隨之而來的現(xiàn)代化管理模式也*改變了企業(yè)的生機(jī)和活力和市場競爭力。機(jī)械手的應(yīng)用對于企業(yè)調(diào)整產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)，升級轉(zhuǎn)型，是一個(gè)良好的契機(jī)。09:12:358設(shè)計(jì)方案的可行性分析和預(yù)期目標(biāo)整體結(jié)構(gòu)：1.垳架式，2.外置手臂式，預(yù)期目標(biāo)，加工工件類似于端蓋，要銑端面和鉆孔鉸螺紋，要用立式加工中心，若采用垳架

7、式在上方懸空，可能與主軸運(yùn)動有干涉，故優(yōu)先采用外置手臂。動力源：1.步進(jìn)電機(jī)2.液壓能3.氣壓能，采用液壓的優(yōu)點(diǎn)是機(jī)械臂力矩大，加工精度要求高，成本昂貴，采用氣壓成本低，瞬時(shí)力矩大，控制較為方便，而精度難以控制，對材料要求較高，采用步進(jìn)電機(jī)，體積小，重量小，功耗相對較低，價(jià)格低，但是扭矩普遍小，控制復(fù)雜，超負(fù)荷容易燒壞傳動件：1.齒輪傳動2.鏈傳動，齒輪傳動可以保證很準(zhǔn)確的傳動比，可以傳動很大的力，價(jià)格便宜，可以承受較大的交變載荷。鏈傳動工作環(huán)境要求很低，可以在兩軸中心相距較遠(yuǎn)的情況下傳遞運(yùn)動和動力，傳遞效率高，但是不能夠承受交變載荷。09:12:359主要設(shè)計(jì)內(nèi)容：1.機(jī)械手應(yīng)該設(shè)計(jì)有4個(gè)自

8、由度；2.確定工作范圍的大??；3.確定機(jī)械手的負(fù)載能力的范圍；4.機(jī)械手末端夾具應(yīng)該設(shè)計(jì)成為可拆分式，用來夾持不一樣的工件；5.機(jī)械手的驅(qū)動力為伺服電機(jī)，末端夾具體的動力為液壓驅(qū)動；6.為了保證傳動比，傳動件應(yīng)該使用齒輪。09:12:3510主要設(shè)計(jì)技術(shù)指標(biāo)與參數(shù)：1.機(jī)械手的工作半徑；2.機(jī)械手的負(fù)載能力大小；3.機(jī)械手上夾具體的制造精度；4.機(jī)械手的定位誤差；09:12:3511參考文獻(xiàn)自動裝卸料機(jī)械手設(shè)計(jì)_吳光明自動上下料機(jī)械手運(yùn)動學(xué)分析及仿真_王戰(zhàn)中銅管體專機(jī)自動上下料機(jī)械手研究與開發(fā)_陸晨芳剃齒機(jī)上下料機(jī)械手_21f6e077_f024_4ff8_88aa_e92c54數(shù)控加工自動上

9、下料機(jī)械手爪設(shè)計(jì)與仿真_劉飛飛 上下料機(jī)械手的液壓系統(tǒng)設(shè)計(jì)_曾祥?；谝曈X定位的自動上下料機(jī)械手系統(tǒng)研究_張俊基于PLC的機(jī)械手自動上下料控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)_王學(xué)良半軸自動車床上下料機(jī)械手_0381b46f_3cd7_47a9_bed0_c12鈑金沖壓自動上下料機(jī)械手的研究與開發(fā)_顧以進(jìn)PLC物料自動上下料機(jī)械手控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)_任琪Ergonomics Evaluation,Designand Testing ofHandToolsFour Freedom Pneumatic ManipulatorDesignDevelopment ofhandrehabilitation system for paralysis patient - universaldesignusing wire-driven mechanism.MANIPULATORSYSTEM,MANIPULATORCON