毕业设计论文棒料搬运机械手设计.docx

《毕业设计论文棒料搬运机械手设计.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《毕业设计论文棒料搬运机械手设计.docx（39页珍藏版）》请在第一文库网上搜索。

1、本科毕业论文（设计）棒料搬运机械手摘要本设计棒料搬运机械手，主要是针对的圆形棒料的搬运通过气爪手指的不同选择可满足棒料的搬运。机器人是自动执行工作的机器装置。它既可以接受人类指挥，又可以运行预先编排的程序，也可以根据以人工智能技术制定的原则纲领行动。它的任务是协助或取代人类工作的工作，例如生产业、建筑业，或是危险的工作。机械手能模仿人手和臂的某些动作功能，用以按固定程序抓取、搬运物件或操作工具的自动操作装置。机械手是最早出现的工业机器人，也是最早出现的现代机器人，它可代替人的繁重劳动以实现生产的机械化和自动化，能在有害环境下操作以保护人身安全，因而广泛应用于机械制造、冶金、电子、轻工和原子能等

2、部门。本设计的机械手是基于提高劳动生产率、产品质量和经济效益，减轻工人劳动强度而设计的。在某些劳动条件极其恶劣的条件下，工人难以用手工工作，可用本机械手代替人力劳动。本设计为工业机械手，其工作方向为两个直线方向和两个旋转方向。在控制器的作用下，机械手执行将工件从一条流水线拿到另一条流水线并把工件翻转过来这一简单的动作。关键词：机械手；搬运；工业机器人1ightfeedingrobotdesignAbstractThispapermain1yuseatthetransportingofcircu1argoodmateria1thatqua1ity.Thedifferentfingernai1fi

3、ngerwasChoicefortransportingthegoodmateria1thatdiameter.Robotsareautomatica11yperformworkmachinedevice.Itcanaccepthumancommand,andcanrunapriorarrangementprogram,cana1soaccordingtotheprincip1eofartificia1inte11igencetechno1ogymakeprogramaction.Itstaskistoassistorrep1acehumanworkwork,suchasmanufacturi

4、ng,construction,ordangerousjob.Manipu1atorcanimitatesomeactionfunctionofthehandandarm,tograb,movingobjectsaccordingtoafixedprocedureoroperationtoo1automaticoperationofthedevice.Manipu1atoristhefirstindustria1robots,isa1sothefirstmodernrobot,itcanbehardworkinsteadofhumantorea1izemechanizationandautom

5、ationofproduction,operatinginahazardousenvironmenttoprotectthepersona1safety,thusiswide1yusedinmachinery,meta11urgy,e1ectronics,1ightindustryandatomicenergyetc.Thispaperdesignforenhancesthe1aborproductivity,productqua1ity,economicefficiencyandreducestheworker1aborintensity.Somejobworkingatextreme1yb

6、adenvironment,thatpeop1ecan,tworkinhand,sotherobotscanrep1aceworkertodoit.Thisschemeintroducedacy1indrica1robotforfourdegreeoffreedom.Itiscomposedoftwo1inearaxesandtworotaryaxiscurrent.Undercontro11erfunctiontherobotmovethecomponentsfromoneassemb1y1inetootherassemb1y1ineandturnoveritinspace,performr

7、e1ative1ysimp1etakes.Keywords:fourdegreesoffreedom;robot;transporting;Industria1robot第一章引言11.1 机器人的技术与发展11.2 机械手的分类41.3 机械手的组成51.3 .1执行机构51.3.2 驱动机构61.3.3 控制系统71.4 搬运机械手在国民经济中的实用价值与理论意义81.5 本设计中的四自由度棒料搬运机械手所要解决的问题9第二章手爪机构设计92. 1手部设计基本要求92.1 拉紧装置原理112.2 腕部设计计算132.3 臂伸缩机构设计14第三章机身机座的结构设计173. 1电机的选择173

8、.1 减速器的选择193.2 螺杆和螺母的设计计算19第四章机械手的定位与平稳性203.3 常用的定位方式203.4 影响平稳性和定位精度的因素214. 3机械手运动的缓冲装置22第五章机械手的控制235. 1手部抓取缸245.1 腕部摆动液压回路255.2 小臂伸缩缸液压回路265.3 总体系统图27结论29致谢30参考文献31附录32第一章引言1.1机器人的技术与发展工业机器人是面向工业领域的多关节机械手或多自由度的机器装置，它能自动执行工作，是靠自身动力和控制能力来实现各种功能的一种机器。它可以接受人类指挥，也可以按照预先编排的程序运行，现代的工业机器人还可以根据人工智能技术制定的原则纲

9、领行动。己知最早的工业机器人，符合ISO定义是由“条例”格里菲斯P泰勒于1937年完成并出版的Meccano杂志，1938年3月。几乎完全是用吊车状装置建成的Meccano件和动力由单个电动机。运动五轴是可能的，包括抢而抢旋转。自动化是用穿孔纸带通电螺线管，这将有利于起重机的控制杠的运动来实现的。该机器人可以在预先设定的图案叠积木。需要为每个所需的运动马达的转数，第一次绘制在坐标纸上。然后这个信息被转移到纸带上，从而也推动了机器人的单个马达。1997,克里斯舒特建造的机器人的完整副本。乔治迪沃申请了第一个机器人的专利在1954年（1961年授予）。制作机器人的第一家公司是Unimation,由

10、迪沃并成立约瑟夫F.Enge1berger于1956年，并且是基于迪沃的原始专利。Unimation机器人也被称为可编程移机，因为一开始他们的主要用途是从一个点传递对象到另一个，不到十英尺左右分开。他们用液压执行机构，并编入关节坐标，即在一个教学阶段进行存储和回放操作中的各关节的角度。他们是精确到一英寸的1/10,OOOoUnimation后授权其技术，川崎重工和GKN,制造UnimateS分别在日本和英国。一段时间以来UnimatiOn唯一的竞争对手是美国辛辛那提米拉克龙公司的俄亥俄州。这从根本上改变了20世纪70年代后期，几个大财团的日本开始生产类似的工业机器人。1969年，维克多沙因曼在

11、斯坦福大学发明了斯坦福大学的手臂，全电动，6轴多关节型机器人的设计允许一个手臂的解决方案。这使得它精确地跟踪在太空中任意路径拓宽了潜在用途的机器人更复杂的应用，如装配和焊接。沙因曼则设计了第二臂的Mrr人工智能实验室，被称为“麻省理工学院的手臂。”沙因曼，接收奖学金从Unimation发展他的设计后，卖给那些设计以Unimation谁进一步发展他们的支持，通用汽车公司，后来它上市的可编程的通用机装配（PUMA）o工业机器人在欧洲起飞相当快，既ABB机器人和库卡机器人带来机器人市场在1973年ABB机器人（原ASEA）推出IRB6,世界上首位市售全电动微型处理器控制的机器人。前两个IRB6机器人

12、被出售给马格努森在瑞典进行研磨和抛光管弯曲并在1974年1月被安装在生产同样是在1973年，库卡机器人建立了自己的第一个机器人，被称为FAMU1US,也1第一关节机器人具有6机电驱动轴。在机器人技术在20世纪70年代后期，许多美国公司的兴趣增加进入该领域，包括大公司，如通用电气和通用汽车公司(这就形成合资FANUC机器人与FANUC日本1TD)。美国创业公司包括Automatix和娴熟技术，公司在机器人热潮在1984年的高度,Unimation收购了西屋电气公司107万美元。西屋出售Unimation以史陶比尔法韦日SCA的法国于1988年，还在进行关节型机器人用于一般工业和洁净室应用，甚至买

13、的机器人事业部，博世于2004年底。只有少数的非日本公司管理，最终在这个市场中生存，其中主要的有：娴熟技术，史陶比尔，Unimation,在瑞典-瑞士公司ABB阿西亚布朗Boveri公司，在德国公司的KUKA机器人与意大利公司柯马。机器人控制系统是机器人的大脑，是决定机器人功能和性能的主要因素。工业机器人控制技术的主要任务就是控制工业机器人在工作空间中的运动位置、姿态和轨迹、操作顺序及动作的时间等。具有编程简单、软件菜单操作、友好的人机交互界面、在线操作提示和使用方便等特点。关键技术包括：(1)开放性模块化的控制系统体系结构：采用分布式CPU计算机结构，分为机器人控制器(RC),运动控制器(M

14、C),光电隔离I/O控制板、传感器处理板和编程示教盒等。机器人控制器(RC)和编程示教盒通过串口/CAN总线进行通讯。机器人控制器(RC)的主计算机完成机器人的运动规划、插补和位置伺服以及主控逻辑、数字I/O、传感器处理等功能,而编程示教盒完成信息的显示和按键的输入。(2)模块化层次化的控制器软件系统：软件系统建立在基于开源的实时多任务操作系统1inux上，采用分层和模块化结构设计，以实现软件系统的开放性。整个控制器软件系统分为三个层次：硬件驱动层、核心层和应用层。三个层次分别面对不同的功能需求,对应不同层次的开发，系统中各个层次内部由若干个功能相对对立的模块组成，这些功能模块相互协作共同实现

15、该层次所提供的功能。(3)机器人的故障诊断与安全维护技术：通过各种信息，对机器人故障进行诊断，并进行相应维护，是保证机器人安全性的关键技术。(4)网络化机器人控制器技术：当前机器人的应用工程由单台机器人工作站向机器人生产线发展，机器人控制器的联网技术变得越来越重要。控制器上具有串口、现场总线及以太网的联网功能。可用于机器人控制器之间和机器人控制器同上位机的通讯，便于对机器人生产线进行监控、诊断和管理。工业机器人正向着智能化方向发展，而智能工业机器人将成为未来的技术制高点和经济增长点。要想跟上未来工业发展，工业机器人技术是先进制造技术的代表。首要任务是提高工业机器人的智能化技术。智能化技术可以提

16、高机器人的工作能力和使用性能。智能化技术的发展将推动着机器人技术的进步，未来智能化水平将标志着机器人的水平，虽然目前还有很多问题需要解决，但随着科学技术的进步，会逐渐改进发展。未来的智能化方向不会改变，并且会将机器人产品拓展到更多行业，形成完备的系统。现今我国人工利息不时上升的大环境下，工业机器人必将迅速发展，逐渐成为工厂自动化生产线的主要发展形式。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