機械手開題報告

1、畢業(yè)設計（論文）開題報告 題 目 裝配機械手機構(gòu)設計 姓 名 馮斌海 學 號 3070612115 專業(yè)班級 07機械電子04班 指導教師 張智煥 分 院 機電與能源工程分院 日 期 2011年 3月5日 摘要機械手是近幾十年發(fā)展起來一種高科技自動化生產(chǎn)設備，它對穩(wěn)定、提高產(chǎn)品質(zhì)量、提高生產(chǎn)效率、改善勞動條件和產(chǎn)品的快速更新?lián)Q代起著十分重要的作用，隨著工業(yè)機械化和自動化的發(fā)展以及氣動技術自身的一些優(yōu)點，氣動機械手已經(jīng)廣泛應用在生產(chǎn)自動化的各個行業(yè)。本文就氣動機械手的應用現(xiàn)狀和發(fā)展前景作了簡單概述。擴展我們的知識面和專業(yè)面，可以加強對自己的思維訓練和能力培養(yǎng)，還可以填補空白，提高生產(chǎn)效率，很大的

2、現(xiàn)實意義。關鍵詞：氣動機械手；研究方向；發(fā)展趨勢1.機械手國內(nèi)外發(fā)展現(xiàn)狀工業(yè)機械手最早應用在汽車制造工業(yè)，常用于焊接、噴漆、上下料和搬運。工業(yè)機械手延伸和擴大了人的 手足和大腦功能，它可替代人從事危險、有害、有毒、低溫和高溫等惡劣環(huán)境中工作：代替人完成繁重、單調(diào)重復勞動，提高勞動生產(chǎn)率，保證產(chǎn)品質(zhì)量。目前主要應用與制造業(yè)中，特別是電器制造、汽車制造、塑料加工、通用機械制造及金屬加工等工業(yè)。工業(yè)機械手與數(shù)控加工中心，自動搬運小車與自動檢測系統(tǒng)可組成柔性制造系統(tǒng)和計算機集成制造系統(tǒng)，實現(xiàn)生產(chǎn)自動化。隨著生產(chǎn)的發(fā)展，功能和性能的不斷改善和提高，機械手的應用領域日益擴大。工業(yè)機械手是在第二次世界大戰(zhàn)期

3、間發(fā)展起來的，始于40年代的美國橡樹嶺國家實驗室的搬運核原料的遙控機械操作手研究，它是一種主從型的控制系統(tǒng)。1958年美國聯(lián)合控制公司研制出第一臺機械手。它的結(jié)構(gòu)是：機體上安裝一回轉(zhuǎn)長臂，端部裝有電磁鐵的工件抓放機構(gòu)，控制系統(tǒng)是示教型的；1962年，美國聯(lián)合控制公司在上述方案的基礎上，又試制成一臺數(shù)控示教再現(xiàn)型機械手。運動系統(tǒng)仿造坦克炮塔，臂可以回轉(zhuǎn)、俯仰、伸縮，用液壓驅(qū)動；控制系統(tǒng)用磁鼓做儲存裝置。不少球面坐標式機械手就是在這個基礎上發(fā)展起來的；同年該公司和普曼公司合并成為萬能制動公司，專門生產(chǎn)工業(yè)機械手。1962年美國機械鑄造公司也實驗成功一種叫Versatran機械手，原意是靈活搬運，可

4、做點位和軌跡控制：該機械手的中央立柱可以回轉(zhuǎn)、升降、伸縮，采用液壓驅(qū)動，控制系統(tǒng)也是示教再現(xiàn)型。雖然這2種機械手出現(xiàn)在六十年代初，但都是國外機械手發(fā)展的基礎。從60年代后期起，噴漆、弧焊工業(yè)機器人相繼在生產(chǎn)中開始應用。1978年美國Unimate公司和斯坦福大學、麻省理工學院聯(lián)合研制出一種UnimationVic.arm型工業(yè)機械手，裝有小型電子計算機進行控制，用于裝配作業(yè)。聯(lián)邦德國機器制造業(yè)是從1970年開始應用機械手，主要用于起重運輸、焊接和設備的上下料等作業(yè)：聯(lián)邦德國Kuka公司還生產(chǎn)一種點焊機械手，采用關節(jié)式結(jié)構(gòu)和程序控制；日本是工業(yè)機器人發(fā)展最快，應用國家最多的國家，自1969年從美

5、國引進兩種典型機械手后，開始大力從事機械手的研究，目前以成為世界上工業(yè)機械手應用最多的國家之一。前蘇聯(lián)自六十年代開始發(fā)展應用機械手，主要用于機械化、自動化程序較低、繁重單調(diào)、有害于健康的輔助性工作。我國工業(yè)機械手的研究與開發(fā)始于20世紀70年代。1972年我國第一臺機械手開發(fā)于上海，隨之全國各省都開始研制和應用機械手。從第七個五年計劃（1986-1990）開始，我國政府將工業(yè)機器人的發(fā)展列入其中，并且為此項目投入大量的資金，研究開發(fā)并且制造了一系列的工業(yè)機器人，有由北京機械自動化研究所設計制造的噴涂機器人，廣州機床研究所和北京機床研究所合作設計制造的點焊機器人，大連機床研究所設計制造的氬弧焊機

6、器人，沈陽工業(yè)大學設計制造的裝卸載機器人等等。這些機器人的控制器，都是由中國科學院沈陽自動化研究所和北京科技大學機器人研究所開發(fā)的，同時一系列的機器人關鍵部件也被開發(fā)出來，如機器人專用軸承，減震齒輪，直流伺服電機，編碼器，DCPWM等等。我國的工業(yè)機械手發(fā)展主要是逐步擴大其應用范圍。在應用專業(yè)機械手的同時，相應的發(fā)展通用機械手，研制出示教式機械手、計算機控制機械手和組合式機械手等。可以將機械手各運動構(gòu)件，如伸縮、擺動、升降、橫移、俯仰等機構(gòu)，設計成典型的通用機構(gòu)，以便根據(jù)不同的作業(yè)要求，選用不用的典型機構(gòu)，組裝成各種用途的機械手，即便于設計制造，又便于跟換工件，擴大了應用范圍。2.機械手構(gòu)成與

7、分類機械手主要由手部、運動機構(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)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。運動機構(gòu)，使手部完成各種轉(zhuǎn)動（擺動）、移動或復合運動來實現(xiàn)規(guī)定的動作，改變被抓持物件的位置和姿勢。運動機構(gòu)的升降、伸縮、旋轉(zhuǎn)等獨立運動方式，稱為機械手的自由度 。為了抓取空間中任意位置和方位的物體，需有6個自由度。自由度是機 械手設計的關 鍵參數(shù)。自由 度越多，機械手的靈活性越大，通用性越廣，其結(jié)構(gòu)也越復雜。一般專用機械手有23個自由度。 機械手的種類，按驅(qū)動方式可分為液壓式、氣動式、電動式、機械式機械手；按適用

8、范圍可分為專用機械手和通用機械手兩種；按運動軌跡控制方式可分為點位控制和連續(xù)軌跡控制機械手等。 機械手通常用作機床或其他機器的附加裝置，如在自動機床或自動生產(chǎn)線上裝卸和傳遞工件，在加工中心中更換刀具等，一般沒有獨立的控制裝置。有些操作裝置需要由人直接操縱，如用于原子能部門操持危險物品的主從式操作手也常稱為機械手。機械手在鍛造工業(yè)中的應用能進一步發(fā)展鍛造設備的生產(chǎn)能力，改善熱、累等勞動條件。 3. 氣動機械手的應用現(xiàn)狀     由于氣壓傳動系統(tǒng)使用安全、可靠，可以在高溫、震動、易燃、易爆、多塵埃、強磁、輻射等惡劣環(huán)境下工作”。而氣動機械手作為機械

9、手的一種，它具有結(jié)構(gòu)簡單、重量輕、動作迅速、平穩(wěn)、可靠、節(jié)能和不污染環(huán)境、容易實現(xiàn)無級調(diào)速、易實現(xiàn)過載保護、易實現(xiàn)復雜的動作等優(yōu)點。所以，氣動機械手被廣泛應用于汽車制造業(yè)、半導體及家電行業(yè)、化肥和化工，食品和藥品的包裝、精密儀器和軍事工業(yè)等。     現(xiàn)代汽車制造工廠的生產(chǎn)線，尤其是主要工藝的焊接生產(chǎn)線，大多采用了氣動機械手。車身在每個工序的移動；車身外殼被真空吸盤吸起和放下，在指定工位的夾緊和定位；點焊機焊頭的快速接近、減速軟著陸后的變壓控制點焊，都采用了各種特殊功能的氣動機械手。高頻率的點焊、力控的準確性及完成整個工序過程的高度自動化，堪稱是最有代表

10、性的氣動機械手應用之一。     在彩電、冰箱等家用電器產(chǎn)品的裝配生產(chǎn)線上，在半導體芯片、印刷電路等各種電子產(chǎn)品的裝配流水線上，不僅可以看到各種大小不一、形狀不同的氣缸、氣爪，還可以看到許多靈巧的真空吸盤將一般氣爪很難抓起的顯像管、紙箱等物品輕輕地吸住，運送到指定目標位置。對加速度限制十分嚴格的芯片搬運系統(tǒng)，采用了平穩(wěn)加速的SIN氣缸。氣動機械手用于對食品行業(yè)的粉狀、粒狀、塊狀物料的自動計量包裝；用于煙草工業(yè)的自動卷煙和自動包裝等許多工序。如酒、油漆灌裝氣動機械手；自動加蓋、安裝和擰緊氣動機械手，牛奶盒裝箱氣動機械手等。4. 發(fā)展前景及方向4.

11、1 重復高精度     精度是指機器人、機械手到達指定點的精確程度，它與驅(qū)動器的分辨率以及反饋裝置有關。重復精度是指如果動作重復多次，機械手到達同樣位置的精確程度。重復精度比精度更重要，如果一個機器人定位不夠精確，通常會顯示一個固定的誤差，這個誤差是可以預測的，因此可以通過編程予以校正。重復精度限定的是一個隨機誤差的范圍，它通過一定次數(shù)地重復運行機器人來測定。隨著微電子技術和現(xiàn)代控制技術的發(fā)展，以及氣動伺服技術走出實驗室和氣動伺服定位系統(tǒng)的成套化。氣動機械手的重復精度將越來越高，它的應用領域也將更廣闊，如核工業(yè)和軍事工業(yè)等。4.2 模

12、塊化     有的公司把帶有系列導向驅(qū)動裝置的氣動機械手稱為簡單的傳輸技術，而把模塊化拼裝的氣動機械手稱為現(xiàn)代傳輸技術。模塊化拼裝的氣動機械手比組合導向驅(qū)動裝置更具靈活的安裝體系。它集成電接口和帶電纜及氣管的導向系統(tǒng)裝置，使機械手運動自如。由于模塊化氣動機械手的驅(qū)動部件采用了特殊設計的滾珠軸承，使它具有高剛性、高強度及精確的導向精度。優(yōu)良的定位精度也是新一代氣動機械手的一個重要特點。模塊化氣動機械手使同一機械手可能由于應用不同的模塊而具有不同的功能，擴大了機械手的應用范圍，是氣動機械手的一個重要的發(fā)展方向。     

13、;智能閥島的出現(xiàn)對提高模塊化氣動機械手和氣動機器人的性能起到了十分重要的支持作用。因為智能閥島本來就是模塊化的設備，特別是緊湊型CP閥島，它對分散上的集中控制起了十分重要的作用，特別對機械手中的移動模塊。4.3 無給油化     為了適應食品、醫(yī)藥、生物工程、電子、紡織、精密儀器等行業(yè)的無污染要求，不加潤滑脂的不供油潤滑元件已經(jīng)問世。隨著材料技術的進步，新型材料（如燒結(jié)金屬石墨材料）的出現(xiàn)，構(gòu)造特殊、用自潤滑材料制造的無潤滑元件，不僅節(jié)省潤滑油、不污染環(huán)境，而且系統(tǒng)簡單、摩擦性能穩(wěn)定、成本低、壽命長。4.4 機電氣一體化 &

14、#160;   由“可編程序控制器-傳感器-氣動元件”組成的典型的控制系統(tǒng)仍然是自動化技術的重要方面；發(fā)展與電子技術相結(jié)合的自適應控制氣動元件，使氣動技術從“開關控制”進入到高精度的“反饋控制”；省配線的復合集成系統(tǒng)，不僅減少配線、配管和元件，而且拆裝簡單，大大提高了系統(tǒng)的可靠性。     而今，電磁閥的線圈功率越來越小，而PLC的輸出功率在增大，由PLC直接控制線圈變得越來越可能。氣動機械手、氣動控制越來越離不開PLC，而閥島技術的發(fā)展，又使PLC在氣動機械手、氣動控制中變得更加得心應手。5.課題研究的目的、意義：在機械工業(yè)中，應用

15、機械手的意義可以概括如下：一、以提高生產(chǎn)過程中的自動化程度應用機械手有利于實現(xiàn)材料的傳送、工件的裝卸、刀具的更換以及機器的裝配等的自動化的程度，從而可以提高勞動生產(chǎn)率和降低生產(chǎn)成本。二、以改善勞動條件，避免人身事故在高溫、高壓、低溫、低壓、有灰塵、噪聲、臭味、有放射性或有其他毒性污染以及工作空間狹窄的場合中，用人手直接操作是有危險或根本不可能的，而應用機械手即可部分或全部代替人安全的完成作業(yè)，使勞動條件得以改善。在一些簡單、重復，特別是較笨重的操作中，以機械手代替人進行工作，可以避免由于操作疲勞或疏忽而造成的人身事故。三、可以減輕人力，并便于有節(jié)奏的生產(chǎn)應用機械手代替人進行工作，這是直接減少人

16、力的一個側(cè)面，同時由于應用機械手可以連續(xù)的工作，這是減少人力的另一個側(cè)面。因此，在自動化機床的綜合加工自動線上，目前幾乎都沒有機械手，以減少人力和更準確的控制生產(chǎn)的節(jié)拍，便于有節(jié)奏的進行工作生產(chǎn)。綜上所述，有效的應用機械手，是發(fā)展機械工業(yè)的必然趨勢。6. 結(jié)束語    本文是在我尊敬的張智煥老師悉心指導下完成的。老師嚴謹?shù)闹螌W態(tài)度和精益求精的工作作風使我受益匪淺。在此，我首先向老師表示誠摯的感謝，并致以崇高的敬意!在課題的研究和開發(fā)階段，得到了學校老師的大力支持和幫助，為我提供了許多有用的資料，在此一并向他們表示衷心的感謝。在日常生活和學習中，學校的各位

17、老師，以及全體同學給與我大力支持和幫助，在此我向他們表示衷心的感謝。感謝父母 、家人，感謝所有關心我的朋友和老師，感謝我的母校。參考文獻1. 左建民，液壓與氣壓傳動TH，北京，機械工業(yè)出版社，2005.12. 涂善東，安全可靠性現(xiàn)代工業(yè)可持續(xù)發(fā)展的支持技術，科技期刊，1998.第3期3. 佚名，氣動機械手的應用現(xiàn)狀及發(fā)展前景，2009.74. 陶湘廳.氣動機械手的應用現(xiàn)狀及發(fā)展前景J.機床與液壓,2008,35(8):226-2285. 中國機械工程學會無損檢測學主編 2版 北京：機械工業(yè)出版社6. 武 江等，無損檢測綜合知識 北京：機械工業(yè)出版社7. 張俊哲等，無損檢測技術及應用 北京：科學

18、出版社8. 余達太、馬香峰等著，工業(yè)機器人應用工程，19999. Blohoubek, P., Kolíbal, Z.: The knowledge from the Research in the Field of Robotics at UT Brno, Czech Republic. In: Automazione/Automation 1993, BIAS, Milano, Italy, November 23-25, 1993, pp. 723-72610. Knoflí ek, R.- Marek, J.: Obrábcí centra a

19、pr?myslové roboty s paralelní kinematickou strukturou. In: Strojírenská vyroba, ro ník 45, 1997, .1-2, ISBN 0039-24567, pp. 9-1111. Kolíbal, Z.: The theory of basic kinematic chain structures and its effect on their application in the design of industrial robot position

20、ing mechanisms. CERM Akademické nakladatelství, s.r.o. Brno, 2001, ISBN 80-7204-196-7, p. 71開 題 報 告氣動裝配機械手機構(gòu)設計一選題背景及意義機械手是在自動化生產(chǎn)過程中使用的一種具有抓取和移動工件功能的自動化裝置，它是在機械化、自動化生產(chǎn)過程中發(fā)展起來的一種新型裝置。近年來，隨著電子技術特別是電子計算機的廣泛應用，機器人的研制和生產(chǎn)已成為高技術領域內(nèi)迅速發(fā)展起來的一門新興技術，它更加促進了機械手的發(fā)展，使得機械手能更好地實現(xiàn)與機械化和自動化的有機結(jié)合。機械手能代替人類完成危險、重復

21、枯燥的工作，減輕人類勞動強度，提高勞動生產(chǎn)力。機械手越來越廣泛的得到了應用，在機械行業(yè)中它可用于零部件組裝 ，加工工件的搬運、裝卸，特別是在自動化數(shù)控機床、組合機床上使用更普遍。目前，機械手已發(fā)展成為柔性制造系統(tǒng)FMS和柔性制造單元FMC中一個重要組成部分。把機床設備和機械手共同構(gòu)成一個柔性加工系統(tǒng)或柔性制造單元，它適應于中、小批量生產(chǎn)，可以節(jié)省龐大的工件輸送裝置，結(jié)構(gòu)緊湊，而且適應性很強。當工件變更時，柔性生產(chǎn)系統(tǒng)很容易改變，有利于企業(yè)不斷更新適銷對路的品種，提高產(chǎn)品質(zhì)量，更好地適應市場競爭的需要。而目前我國的工業(yè)機器人技術及其工程應用的水平和國外比還有一定的距離，應用規(guī)模和產(chǎn)業(yè)化水平低，機

22、械手的研究和開發(fā)直接影響到我國自動化生產(chǎn)水平的提高，從經(jīng)濟上、技術上考慮都是十分必要的。因此，進行機械手的研究設計是非常有意義的。 在機械工業(yè)中，應用機械手的意義可以概括如下：一、以提高生產(chǎn)過程中的自動化程度應用機械手有利于實現(xiàn)材料的傳送、工件的裝卸、刀具的更換以及機器的裝配等的自動化的程度，從而可以提高勞動生產(chǎn)率和降低生產(chǎn)成本。二、以改善勞動條件，避免人身事故在高溫、高壓、低溫、低壓、有灰塵、噪聲、臭味、有放射性或有其他毒性污染以及工作空間狹窄的場合中，用人手直接操作是有危險或根本不可能的，而應用機械手即可部分或全部代替人安全的完成作業(yè)，使勞動條件得以改善。在一些簡單、重復，特別是較笨重的操

23、作中，以機械手代替人進行工作，可以避免由于操作疲勞或疏忽而造成的人身事故。三、可以減輕人力，并便于有節(jié)奏的生產(chǎn)應用機械手代替人進行工作，這是直接減少人力的一個側(cè)面，同時由于應用機械手可以連續(xù)的工作，這是減少人力的另一個側(cè)面。因此，在自動化機床的綜合加工自動線上，目前幾乎都沒有機械手，以減少人力和更準確的控制生產(chǎn)的節(jié)拍，便于有節(jié)奏的進行工作生產(chǎn)。綜上所述，有效的應用機械手，是發(fā)展機械工業(yè)的必然趨勢。二國內(nèi)外發(fā)展現(xiàn)狀工業(yè)機械手最早應用在汽車制造工業(yè)，常用于焊接、噴漆、上下料和搬運。工業(yè)機械手延伸和擴大了人的 手足和大腦功能，它可替代人從事危險、有害、有毒、低溫和高溫等惡劣環(huán)境中工作：代替人完成繁重

24、、單調(diào)重復勞動，提高勞動生產(chǎn)率，保證產(chǎn)品質(zhì)量。目前主要應用與制造業(yè)中，特別是電器制造、汽車制造、塑料加工、通用機械制造及金屬加工等工業(yè)。工業(yè)機械手與數(shù)控加工中心，自動搬運小車與自動檢測系統(tǒng)可組成柔性制造系統(tǒng)和計算機集成制造系統(tǒng)，實現(xiàn)生產(chǎn)自動化。隨著生產(chǎn)的發(fā)展，功能和性能的不斷改善和提高，機械手的應用領域日益擴大。工業(yè)機械手是在第二次世界大戰(zhàn)期間發(fā)展起來的，始于40年代的美國橡樹嶺國家實驗室的搬運核原料的遙控機械操作手研究，它是一種主從型的控制系統(tǒng)。1958年美國聯(lián)合控制公司研制出第一臺機械手。它的結(jié)構(gòu)是：機體上安裝一回轉(zhuǎn)長臂，端部裝有電磁鐵的工件抓放機構(gòu)，控制系統(tǒng)是示教型的；1962年，美國聯(lián)

25、合控制公司在上述方案的基礎上，又試制成一臺數(shù)控示教再現(xiàn)型機械手。運動系統(tǒng)仿造坦克炮塔，臂可以回轉(zhuǎn)、俯仰、伸縮，用液壓驅(qū)動；控制系統(tǒng)用磁鼓做儲存裝置。不少球面坐標式機械手就是在這個基礎上發(fā)展起來的；同年該公司和普曼公司合并成為萬能制動公司，專門生產(chǎn)工業(yè)機械手。1962年美國機械鑄造公司也實驗成功一種叫Versatran機械手，原意是靈活搬運，可做點位和軌跡控制：該機械手的中央立柱可以回轉(zhuǎn)、升降、伸縮，采用液壓驅(qū)動，控制系統(tǒng)也是示教再現(xiàn)型。雖然這2種機械手出現(xiàn)在六十年代初，但都是國外機械手發(fā)展的基礎。從60年代后期起，噴漆、弧焊工業(yè)機器人相繼在生產(chǎn)中開始應用。1978年美國Unimate公司和斯坦

26、福大學、麻省理工學院聯(lián)合研制出一種UnimationVic.arm型工業(yè)機械手，裝有小型電子計算機進行控制，用于裝配作業(yè)。聯(lián)邦德國機器制造業(yè)是從1970年開始應用機械手，主要用于起重運輸、焊接和設備的上下料等作業(yè)：聯(lián)邦德國Kuka公司還生產(chǎn)一種點焊機械手，采用關節(jié)式結(jié)構(gòu)和程序控制；日本是工業(yè)機器人發(fā)展最快，應用國家最多的國家，自1969年從美國引進兩種典型機械手后，開始大力從事機械手的研究，目前以成為世界上工業(yè)機械手應用最多的國家之一。前蘇聯(lián)自六十年代開始發(fā)展應用機械手，主要用于機械化、自動化程序較低、繁重單調(diào)、有害于健康的輔助性工作。我國工業(yè)機械手的研究與開發(fā)始于20世紀70年代。1972年

27、我國第一臺機械手開發(fā)于上海，隨之全國各省都開始研制和應用機械手。從第七個五年計劃（1986-1990）開始，我國政府將工業(yè)機器人的發(fā)展列入其中，并且為此項目投入大量的資金，研究開發(fā)并且制造了一系列的工業(yè)機器人，有由北京機械自動化研究所設計制造的噴涂機器人，廣州機床研究所和北京機床研究所合作設計制造的點焊機器人，大連機床研究所設計制造的氬弧焊機器人，沈陽工業(yè)大學設計制造的裝卸載機器人等等。這些機器人的控制器，都是由中國科學院沈陽自動化研究所和北京科技大學機器人研究所開發(fā)的，同時一系列的機器人關鍵部件也被開發(fā)出來，如機器人專用軸承，減震齒輪，直流伺服電機，編碼器，DCPWM等等。我國的工業(yè)機械手發(fā)

28、展主要是逐步擴大其應用范圍。在應用專業(yè)機械手的同時，相應的發(fā)展通用機械手，研制出示教式機械手、計算機控制機械手和組合式機械手等?？梢詫C械手各運動構(gòu)件，如伸縮、擺動、升降、橫移、俯仰等機構(gòu)，設計成典型的通用機構(gòu)，以便根據(jù)不同的作業(yè)要求，選用不用的典型機構(gòu)，組裝成各種用途的機械手，即便于設計制造，又便于跟換工件，擴大了應用范圍。三課題的提出及主要任務31課題的提出隨著工業(yè)自動化程度的提高，工業(yè)現(xiàn)場的很多易燃、易爆等高危及重體力勞動場合必將由機器人所代替。這一方面可以減輕工人的勞動強度，另一方面可以大大提高勞動生產(chǎn)率。例如，目前在我國的許多中小型汽車生產(chǎn)以及輕工業(yè)生產(chǎn)中，往往沖壓成型這一工序還需要

29、人工上下料，既費時費力，又影響效率。為此，我們把裝配機械手作為我們研究的課題?，F(xiàn)在的機械手大多采用液壓傳動，液壓傳動存在以下幾個缺點:(1)液壓傳動在工作過程中常有較多的能量損失(摩擦損失、泄露損失等)；液壓傳動易泄漏，不僅污染工作場地，限制其應用范圍，可能引起失火事故，而且影響執(zhí)行部分的運動平穩(wěn)性及正確性。(2)工作時受溫度變化影響較大。油溫變化時，液體粘度變化，引起運動特性變化。(3)因液壓脈動和液體中混入空氣，易產(chǎn)生噪聲。(4)為了減少泄漏，液壓元件的制造工藝水平要求較高，故價格較高;且使用維護需要較高技術水平。鑒于以上這些缺陷，本機械手擬采用氣壓傳動，氣動技術有以下優(yōu)點:(1)介質(zhì)提取

30、和處理方便。氣壓傳動工作壓力較低，工作介質(zhì)提取容易，而后排入大氣，處理方便，一般不需設置回收管道和容器:介質(zhì)清潔，管道不易堵塞，不存在介質(zhì)變質(zhì)及補充的問題.(2)阻力損失和泄漏較小，在壓縮空氣的輸送過程中，阻力損失較小(一般僅為油路的千分之一)，空氣便于集中供應和遠距離輸送。外泄漏不會像液壓傳動那樣，造成壓力明顯降低和嚴重污染。(3)動作迅速，反應靈敏。氣動系統(tǒng)一般只需要0.02s-0.3s即可建立起所需的壓力和速度。氣動系統(tǒng)也能實現(xiàn)過載保護，便于自動控制。(4) 能源可儲存。壓縮空氣可存貯在儲氣罐中，因此，發(fā)生突然斷電等情況時，機器及其工藝流程不致突然中斷。(5) 工作環(huán)境適應性好。在易燃、

31、易爆、多塵埃、強磁、強輻射、振動等惡劣環(huán)境中，氣壓傳動與控制系統(tǒng)比機械、電器及液壓系統(tǒng)優(yōu)越，而且不會因溫度變化影響傳動及控制性能。(6) 成本低廉。由于氣動系統(tǒng)工作壓力較低，因此降低了氣動元、輔件的材質(zhì)和加工精度要求，制造容易，成本較低。傳統(tǒng) 觀 點 認為:由于氣體具有可壓縮性，因此，在氣動伺服系統(tǒng)中要實現(xiàn)高精度定位比較困難(尤其在高速情況下，似乎更難想象)。此外氣源工作壓力較低，抓舉力較小。雖然氣動技術作為機器人中的驅(qū)動功能已有部分被工業(yè)界所接受，而且對于不太復雜的機械手，用氣動元件組成的控制系統(tǒng)己被接受，但由于氣動機器人這一體系己經(jīng)取得的一系列重要進展過去介紹得不夠，因此在工業(yè)自動化領域里

32、，對氣動機械手、氣動機器人的實用性和前景存在不少疑慮。3.2課題主要內(nèi)容和要求本論文要完成的主要任務如下：（1） 選取合適的氣缸，并確定其特征參數(shù)；（2） 選取機械手的坐標型式和自由度；（3） 設計出機械手的各執(zhí)行機構(gòu)，包括：手部、手腕、手臂等部件的設計，并進行計算、校核和CAD圖（4） 撰寫、修改、整理說明書四設計時要解決的幾個問題(一)具有足夠的握力(即夾緊力)在確定手指的握力時，除考慮工件重量外，還應考慮在傳送或操作過程中所產(chǎn)生的慣性力和振動，以保證工件不致產(chǎn)生松動或脫落。(二)手指間應具有一定的開閉角兩手指張開與閉合的兩個極限位置所夾的角度稱為手指的開閉角。手指的開閉角應保證工件能順利

33、進入或脫開，若夾持不同直徑的工件，應按最大直徑的工件考慮。對于移動型手指只有開閉幅度的要求。(三)保證工件準確定位為使手指和被夾持工件保持準確的相對位置，必須根據(jù)被抓取工件的形狀，選擇相應的手指形狀。例如圓柱形工件采用帶“V”形面的手指，以便自動定心。(四)具有足夠的強度和剛度手指除受到被夾持工件的反作用力外，還受到機械手在運動過程中所產(chǎn)生的慣性力和振動的影響，要求有足夠的強度和剛度以防折斷或彎曲變形，當應盡量使結(jié)構(gòu)簡單緊湊，自重輕，并使手部的中心在手腕的回轉(zhuǎn)軸線上，以使手腕的扭轉(zhuǎn)力矩最小為佳。(五)考慮被抓取對象的要求根據(jù)機械手的工作需要，通過比較，我們采用的機械手的手部結(jié)構(gòu)是一支點兩指回轉(zhuǎn)

34、型，由于工件多為圓柱形，故手指形狀設計成V型。五課題的進度安排2010.11.2-2011.2.1 查找文獻資料、相關書，翻譯外文文獻等2011.2.2-2011.3.16 開題報告及答辯 2011.3.17-2011.3.24 總體方案設計分析2011.3.25-2011.5.1 裝配機械手的機構(gòu)設計、計算、校核和CAD圖2011.5.2-2011.5.15 撰寫、修改、整理說明書2011.5.16-2011.5.30 定稿2011.6.2-2011.6.15 答辯六參考文獻1.左建民，液壓與氣壓傳動TH，北京，機械工業(yè)出版社，2005.12.涂善東，安全可靠性現(xiàn)代工業(yè)可持續(xù)發(fā)展的支持技術，

35、科技期刊，1998.第3期3.佚名，氣動機械手的應用現(xiàn)狀及發(fā)展前景，2009.74.陶湘廳.氣動機械手的應用現(xiàn)狀及發(fā)展前景J.機床與液壓,2008,35(8):226-2285.中國機械工程學會無損檢測學主編 2版 北京：機械工業(yè)出版社6.武 江等，無損檢測綜合知識 北京：機械工業(yè)出版社7.張俊哲等，無損檢測技術及應用 北京：科學出版社8.余達太、馬香峰等著，工業(yè)機器人應用工程，19999. Blohoubek, P., Kolíbal, Z.: The knowledge from the Research in the Field of Robotics at UT Brno,

36、Czech Republic. In: Automazione/Automation 1993, BIAS, Milano, Italy, November 23-25, 1993, pp. 723-72610. Knoflí ek, R.- Marek, J.: Obrábcí centra a pr?myslové roboty s paralelní kinematickou strukturou. In: Strojírenská vyroba, ro ník 45, 1997, .1-2, ISBN 00

37、39-24567, pp. 9-1111. Kolíbal, Z.: The theory of basic kinematic chain structures and its effect on their application in the design of industrial robot positioning mechanisms. CERM Akademické nakladatelství, s.r.o. Brno, 2001, ISBN 80-7204-196-7, p. 71外文翻譯工業(yè)機器人運用平行運動機器出處: 布爾諾理工大學，機械工程

38、，Technicka 2學部 ,616 69布爾諾，捷克共和國，電子郵箱：kolibalfme.vutbr.cz摘要：文章分析結(jié)構(gòu)所提出的在工業(yè)機器人運動鏈。即就結(jié)束自己的定位和方向定位機制 效應內(nèi)的并聯(lián)機床工作空間，在其附近，目的是方便自動在適當?shù)墓I(yè)機器人評選業(yè)務操作之間在這樣一臺機器或生產(chǎn)系統(tǒng)的邊緣。關鍵詞:工業(yè)機器人,運動鏈、連桿、整理、加工并行結(jié)構(gòu)中心,一.介紹控制系統(tǒng)的發(fā)展和電腦科技,生產(chǎn)設備建造,加工中心特別的, 目睹了所謂的復蘇的管家平臺定位在空間作為一個平面暫停在3到6個百分點均勻通過線性執(zhí)行機構(gòu)。相同的原則形式的基礎上用這并聯(lián)機器人產(chǎn)業(yè)的basickinematic鏈,TR

39、ICEPT考生只能參加寫在兩列。如此設計的加工中心的優(yōu)勢之一是建設成為他們工作單位的運行相對容易。在這里，工業(yè)機器人的使用似乎是在適當形式 - 業(yè)務操作之間。然而，機器人的選擇不能隨隨便便，必須有一個全 - 要對并聯(lián)機床的建設和處理的可能性機器人片面適應，即在形態(tài)學方面的適應（建筑運動鏈，自由度數(shù)），在目的條款（選擇適當?shù)淖罱K效應，可能的話自動更換），并在控制條件3。但是，如果加工中心未與其他操縱周邊裝置，例如可以看出圖（一），工業(yè)機器人已直接包含了服務加工中心的工作空間和物質(zhì)流（半 - 產(chǎn)品和工作 - 件）isaccomplished直接由這個工業(yè)機器人。從圖中的外圍情況（一）顯而易見的是，

40、一個相關的工業(yè)機器人作進一步的處理使用的是沒有顯著的主要條款限制了其形態(tài)選擇（運動學結(jié)構(gòu)）; 因此，這些案件是不是目前的工作主題。圖1a 圖1b英格索蘭公司加工中心 科爾尼公司的加工中心及Trecker一個完全不同的情況下，當一個直接操縱的機器人與并聯(lián)加工中心的要求，其目的是在目前的趨勢來看，即組件和該中心的機制幾乎涵蓋其工作空間（見圖。2）。圖2a加工中心的富士重工開姆尼茨并聯(lián)電流與加工中心（見圖2。）即可，在工業(yè)機器人的直接適用性，在排名上與空間的生產(chǎn)設備 - 服務能力有限，所以這應該是考慮到為工業(yè)機器人的選擇。圖2b 圖2c加工中心公司吉丁劉易斯 英格索蘭公司加工中心二.基本和派生類型的

41、工業(yè)機器人 如現(xiàn)有的大部分的刊物指出，工業(yè)機器人的基本類型可以在圖中所描述的。 3：圖3a 圖3b笛卡爾式（金）與TTT運動對連鎖 圓柱型（C）與運動對聯(lián)動的RTT圖3c 圖3d球型（S）的運動副聯(lián)動隨機回應 有人形的（角，環(huán)）類型（A）與運動對連鎖存款準備金率進一步的實際應用和發(fā)展監(jiān)測顯示機器人與聯(lián)動運動對結(jié)構(gòu)的不同，所對應的基本工作區(qū)，例如擔任了工業(yè)機器人的發(fā)生與工業(yè)機器人“UM- 160”或GE -機器人; 其結(jié)構(gòu)ZKR可表示,圖看。 4，由運動對連鎖溫升率因此，理論的實踐證明，對于n設置 - 自由度的運動副的T可能存在的聯(lián)系號碼記：米=2n,其中n是自然數(shù)。圖4計劃，工業(yè)機器人的基本運

42、動UM- 160和GE -機器人對于自由每組3度的實用和常用的數(shù)字，這樣的基本分析的聯(lián)系號碼是擴展總數(shù)達到米= 23 = 8組:TTT, RTT, TRT, TTR, RRT, RTR, TRR, RRR.這種聯(lián)系已經(jīng)包含了一套以上 - 從圖中提到的機器人結(jié)構(gòu)。 4; 因此，有可能指的是派生的基本運動鏈結(jié)構(gòu)這一運動對由于其憑借機器人。每個運動副，受聘于基本運動鏈，但是，可以將進一步由笛卡爾系統(tǒng)給予三種不同的方向之一，位于坐標x，y，z為如下：翻譯的方向（T）的坐標X，Y，Z軸，旋轉(zhuǎn)（R）以這些坐標甲，乙，丙, 從那在各自的聯(lián)系,進一步可能來自不同的安排，例如。Tx,Ty,Tz至Tx，雅軒，泰等

43、對生產(chǎn)機械研究所，但制度和FME的機器人已經(jīng)付出了長期關注的定位機制，安排的研究。部分，因此使用 - 所謂的組合算法1，2，5，其數(shù)學表達式，并與建筑形態(tài)分析評價使我們能夠評估在所有八個國家的聯(lián)系和安排 - 出于理論上的可能安排165 - 47各種非 - 同構(gòu)的解決方案可用于建設實踐中。然而, 在工作區(qū)從而獲得一些所謂 - 所謂的“殼”字。到目前為止，13個已作出安排，用在這可以從下面的評價看到的做法：共3 +4 +5 +6 +6 +10 +7+6 = 47安排，這8個“空殼”了出來。阿進行理論分析使我們能夠在可能的分類類型集（基本和派生）的IRAM的各類同時提供與建設為建設新校舍我們，例如機

44、器人設計，配置以下服務，并聯(lián)加工中心。三.工業(yè)機器人的選擇與適性發(fā)展服務，并聯(lián)加工中心朗讀顯示對應的拉丁字符的拼音朗讀顯示對應的拉丁字符的拼音Lìrú jqì rén shèjì, pèizhì yxià fúwù, bìnglián jigng zhngxn.字典 - 查看字典詳細內(nèi)容從工業(yè)機器人在圖基本類型的配置結(jié)構(gòu)。三, 顯然，這是“A”型，特別是不適合在圖加工服務中心。 2。質(zhì)疑的是，也是以上 - 描述型的“K”（連鎖TTT治療，安排xszsy）在基本的運動

45、方向（X的）的基礎上完成，無疑將形成一個加工中心前不便的障礙。上面描述的類型的“K”，“C”類（連鎖內(nèi)河碼頭，安排CZX），并鍵入“S”型（聯(lián)動隨機回應，安排島）似乎更方便了需要維修，因為有了他們 - 作為基本運動鏈的末端的成員 - 一個突出的手臂和類型的“K”和“C” （連鎖內(nèi)河碼頭，安排CZX），甚至有一橫臂，可以適當?shù)睾w了加工中心4工作區(qū)。最合適的解決方案以滿足這些要求是在類型為“K”的聯(lián)動門戶設計（TTT治療）與隨后在滑動鞋設計（z）和水平的成員結(jié)束時（y）的垂直運動的基本成員鏈。因此，這是某某的安排，但在修訂的形式xportalzy（見圖5）。圖5a 圖5b單橫臂 與旋轉(zhuǎn)式雙手臂加

46、速操作周期對工業(yè)機器人的手臂運動水平聯(lián)系在一起不過有關其可能進一步旋轉(zhuǎn)一定的問題。該運動的基本運動鏈的末端效應，如在圖5看到的，實際上演出的前面和后面的機器人基地，使一個完整的加工中心旋轉(zhuǎn)，其實是不可能的。一個可能的雙手臂（圖5B），可以形成一個最多不超過90 °角。更合適的解決辦法是，如果機器人可以開車從加工中心一點點向前或如果它不是在加工中心位于中間。基于這些原因，在形態(tài)分析的基礎上，將大概需要進一步修改發(fā)展工業(yè)機器人類型?？赡苄灾豢赡苁菤そY(jié)構(gòu)安排的CAX（CBY），如圖看到使用。 6A條，它可用于加工中心方便與外部周邊裝置（器），或與安排AAX（BBY）型SCARA機器人暫停修改圖看。 6B型，實現(xiàn)了進一步的足夠長的基本運動鏈第二個成員旋轉(zhuǎn)180以外的加工中心°。 圖6a 圖6bCAX（CBY） AAX（BBY）結(jié)論所提出的選擇和機器人系統(tǒng)的開發(fā)與服務并聯(lián)加工中心的建議是基于長期 -