發(fā)動機活塞自動安裝及系統(tǒng)控制

1概述1.1設計背景1.1.1工業(yè)機器人由操作機（機械本體）、控制器、伺服驅動系統(tǒng)和檢測傳感裝置構成，是一種仿人操作、自動控制、可重復編程、能在三維空間完成各種作業(yè)的機電一體化自動化生產(chǎn)設備。特別適合于多品種、變批量的柔性生產(chǎn)。它對穩(wěn)定、提高產(chǎn)品質量，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。機器人技術是綜合了計算機、控制論、機構學、信息和傳感技術、人工智能、仿生學等多學科而形成的高新技術，是當代研究十分活躍，應用日益廣泛的領域。機器人應用情況，是一個國家工業(yè)自動化水平的重要標志。機器人并不是在簡單意義上代替人工的勞動，而是綜合了人的特長和機器特長的一種擬人的電子機械裝置，既有人對環(huán)境狀態(tài)的快速反應和分析判斷能力，又有機器可長時間持續(xù)工作、精確度高、抗惡劣環(huán)境的能力，從某種意義上說它也是機器的進化過程產(chǎn)物，它是工業(yè)以及非產(chǎn)業(yè)界的重要生產(chǎn)和服務性設備，也是先進制造技術領域不可缺少的自動化設備1.1.2.工業(yè)機械手工業(yè)機械手是近幾十年發(fā)展起來的一種高科技自動化生產(chǎn)設備。工業(yè)機械手的是工業(yè)機器人的一個重要分支。它的特點是可通過編程來完成各種預期的作業(yè)任務，在構造和性能上兼有人和機器各自的優(yōu)點，尤其體現(xiàn)了人的智能和適應性。機械手作業(yè)的準確性和各種環(huán)境中完成作業(yè)的能力，在國民經(jīng)濟各領域有著廣闊的發(fā)展前景。

機械手技術涉及到力學、機械學、電氣液壓技術、自動控制技術、傳感器技術和計算機技術等科學領域，是一門跨學科綜合技術。

機械手是一種能自動化定位控制并可重新編程序以變動的多功能機器，它有多個自由度，可用來搬運物體以完成在各個不同環(huán)境中工作。

機械手由以下結構：

執(zhí)行機構——驅動-傳動機構——控制系統(tǒng)——智能系統(tǒng)——遠程診斷監(jiān)控系統(tǒng)，五部分組成。機械手的設計構想是以人的手為基礎，以機械拉來實現(xiàn)人的動作，它的動作由以下四部分來實現(xiàn)：1、自由度的旋轉2、肩的前后動作3、肘的上下動作4、腕(手)的動作

驅動-傳動機構與執(zhí)行機構是相輔相成的，在驅動系統(tǒng)中可以分:機械式、電氣式、液壓式和復合式，其中液壓操作力最大。機械手1.2設計的目的和意義目前，在國內發(fā)動機活塞安裝中，大都是以人手工操作安裝的，人手工操作安裝發(fā)動機活塞不僅速度過慢，而且由于重復作業(yè)，易于疲勞，效率極其低下不宜于流水線作業(yè)。本次設計解決了這些問題，利用機械夾持器抓取流水線上活塞，然后進行上下移動、左右移動及對工件的壓緊、下壓等操作。降低了人力物力的消耗，解決了人的手工操作的一些缺點?？删幊绦蚩刂破饕言谠S多行業(yè)得到了迅速的普及和推廣應用。而它與氣動和液動技術相結合形成的各種機械手是實現(xiàn)工業(yè)自動化的重要設施。氣動傳動的介質來自于空氣，環(huán)境污染小，工程實現(xiàn)容易，所以氣壓傳動是一種易于推廣普及的實現(xiàn)工業(yè)自動化的應用技術。氣動技術在各個制造行業(yè)，尤其在各種自動化生產(chǎn)裝備和生產(chǎn)線中得到了廣泛的應用，極大地提高了制造業(yè)的生產(chǎn)效率和產(chǎn)品質量。1.3系統(tǒng)設計方案1.3.1．主要技術參數(shù)（1）直動四缸發(fā)動機（2）活塞直徑mm。（3）發(fā)動機缸體表面距地面高度1450mm。（4）活塞連桿總成長150mm。直列四缸發(fā)動機1.3.2．總體方案在本次設計過程中,驅動裝置采用了工作可靠性高、使用壽命長、對環(huán)境沒有污染的氣壓技術。夾具部分由緩沖較小，易于控制的氣缸直接控制?？刂瞥绦虿捎镁幊毯唵?、使用方便的梯形圖。機械傳動機構采用氣缸完成安橫、豎向運動。機械導向機構采用滾珠導軌來完成。導向裝置作用是支撐和導向，為機械系統(tǒng)中各運動裝置能到安全、準確的完成其特定方向的運動提供保障。滾動導軌的導向面之間放置滾珠，滾珠或滾針等滾動體來實現(xiàn)兩導軌無滑動地相對運動。這種導軌摩損小，壽命大，定位精度高，靈敏度好，運行平穩(wěn)可靠，但對幾何精度要求高，抗振性較差，防護要求高，本次設計采用了傳動精度高滾珠導軌。滾珠導軌總體設計機械圖附于A0圖紙中。AutoCAD左視圖如下：下圖中傳動機構由氣缸完成，實現(xiàn)安裝機的左右及上下移動。執(zhí)行機構夾持器也由氣缸完成，實現(xiàn)對活塞的夾緊、放松。向下壓緊也由氣缸完成，實現(xiàn)對活塞的向下壓緊。為了避免較大的彎矩，造成上下運動氣缸頭部的損壞，縱向運動裝置使用光杠支撐和直線軸承作用。（總體方案左視圖）為了進一步對機械結構進行說明，對安裝機整體結構主視圖進行繪制。AutoCAD主視圖如下：（總體方案主視圖）1.4系統(tǒng)設計內容1.4.1.傳動機構方案的選擇傳動機構實質上是執(zhí)行元件和執(zhí)行機構之間的一個機械接口，用于對運動和力進行變換和傳遞。氣缸是將壓縮空氣的壓力能轉化為機械能，能驅動機構實現(xiàn)上下移動、左右移動。1.4.2.導向機構的選擇導向機構即導軌，主要有滑動和滾動兩大類。滾珠導軌精度高，導向性好，摩擦因數(shù)小，啟動輕便，運動靈敏，不易爬行，壽命長，適