【正文】 用 4~6 個(gè)大氣壓，個(gè)別的達(dá)到 8~10 個(gè)大氣壓。通用機(jī)械手則考慮采用步進(jìn)電機(jī)、直流或交流的伺服電機(jī)、變速箱等。 機(jī)械手的控制分為點(diǎn)位控制和連續(xù)軌 跡控制兩種，目前以點(diǎn)位控制為主，占90%以上。更復(fù)雜的機(jī)械手則采用數(shù)字控制系統(tǒng)、小型計(jì)算機(jī)或微處理機(jī)控制的系統(tǒng)。范于選擇那一種控制 元件，則根據(jù)動(dòng)作的復(fù)雜程度和精確程度來(lái)確定。 通用機(jī)械手又分簡(jiǎn)易型、示教再現(xiàn)型和智能機(jī)械手、操縱式機(jī)械手等幾種。其特點(diǎn)是適合于人不黑龍江八一農(nóng)墾大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì) 7 宜進(jìn)入的環(huán)境中工作，如海底資源開(kāi)發(fā)，宇宙空間探索，以及危險(xiǎn)的工作地區(qū)。工作性能完善，但控制部分比較復(fù)雜。具有直觀性好，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，本體占用的空間較小，而動(dòng)作范圍較大等優(yōu)點(diǎn)。 圓柱坐標(biāo)式機(jī)械手的特征是在垂直 導(dǎo)柱上裝有滑動(dòng)套筒，手臂裝在滑動(dòng)套筒上，手臂可做上下直線運(yùn)動(dòng)（ Z）和在水平面內(nèi)做圓弧狀的左右擺動(dòng) (Ф )。傳動(dòng)機(jī)構(gòu)采用哪一種型式，主要根據(jù)工件的輕重來(lái)決定。在計(jì)算機(jī)輔助下進(jìn)行機(jī)械零件的設(shè)計(jì)、校核，并進(jìn)行系統(tǒng)運(yùn)動(dòng)仿真己經(jīng)逐漸成為機(jī)械設(shè)計(jì)的發(fā)展方向。隨著經(jīng)濟(jì)貿(mào)易的全球化，要想在競(jìng)爭(zhēng)日趨激烈的市場(chǎng)上取勝，縮短開(kāi)發(fā)周期，提高產(chǎn)品質(zhì)量，降低成本以及對(duì)市場(chǎng)的靈活反應(yīng)都已成為競(jìng)爭(zhēng)者們所追求的運(yùn)營(yíng)方式，誰(shuí)早推出產(chǎn)品，誰(shuí)就占有市場(chǎng)。 SolidWorks 是市場(chǎng)份額增長(zhǎng)最快、技術(shù)發(fā)展最快、市場(chǎng)前景最好、性能價(jià)格比最優(yōu)的軟件。 COSMOSMotion 對(duì)機(jī)械運(yùn)動(dòng)進(jìn)行模擬并輸出您通常應(yīng)實(shí)際收集的信息 。干涉檢查和 AVI 影片可以幫助 用戶 找出問(wèn)題并向他人表述這些問(wèn)題。 COSMOSMotion 允許您模擬設(shè)計(jì)的物理運(yùn)動(dòng)并通過(guò)基礎(chǔ)工程數(shù)據(jù)的動(dòng)畫和坐標(biāo)圖形象地表現(xiàn)出運(yùn)動(dòng)的情況。 “Powered by ADAMS” 意味著 用戶可以 從世界上最大的制造公司采用的同一種模擬技術(shù)中受益。為了分析研究上述的動(dòng)作，可用機(jī)械手的本體、手腕到手指一系列動(dòng)作的矢量 RR2 、 G 之和來(lái)表示，見(jiàn)圖（ 3— 1） 即 P= GRR ??? ??21 機(jī)械手特性方程式 設(shè)機(jī)械手以初始狀態(tài)到達(dá)夾持點(diǎn)順次經(jīng)過(guò)幾次位移，其位移角分別取 ?1 、 ?2 ??等，規(guī)定標(biāo)記： 從原始點(diǎn)零開(kāi)始依次 標(biāo)上 下腳注字 3 ?? 有長(zhǎng)度變化的矢量用 L表示， 無(wú)長(zhǎng) 度變化的矢量用 C表示， 夾持矢量用 G表示。用 a*表示工件的姿勢(shì)，設(shè)其初始值為 *0a 。 慣M —— 手臂啟動(dòng)時(shí)的慣性力矩； )()( k gmtJJtJM co ??????? ??慣 （ ） J— 手臂回轉(zhuǎn)部件對(duì)其回轉(zhuǎn)中心的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量 (公斤 計(jì)算 cJ 時(shí)，可把形狀復(fù)雜的零件分成幾種形狀 細(xì)棒： 221212 lgGlmJ c ?? 圓柱體： )3(12)3(12 2222 RlgGRlmJ c ???? 圓盤： 2222 RgGRmJ c ?? 長(zhǎng)方體： )(12)(12 2222 bagGbamJ c ???? 偏 重 力矩的計(jì)算 偏重力矩就是手臂懸伸部分的全部零件重量 (作用在各自的重心上 )對(duì)手臂回轉(zhuǎn)中心的靜力矩 eM 。 如圖 4 l0a 所示，手臂 總G 的作用下有順時(shí)針?lè)较騼A斜趨勢(shì)，而立柱導(dǎo)套可阻止手臂傾斜。 SolidWorks 數(shù)字化模型 模型導(dǎo)入 導(dǎo)入成功？ 添加復(fù)雜約束力 仿真分析 是否符合實(shí)際？ 模型優(yōu)化 是 否 是 否 黑龍江八一農(nóng)墾大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì) 26 仿真實(shí)體的繪制 六自由度機(jī) 械手 不是很復(fù)雜的機(jī)構(gòu) ,solidworks軟件建立三維模型并不太困難 ,用 SolidWorks 強(qiáng)大的三維設(shè)計(jì)能力利用拉伸、陣列和切除等功能將模擬機(jī)器人的各零部件分別繪制出來(lái) ,然后根據(jù)同軸、共面等幾何約束關(guān)系將 幾 個(gè) 零部件裝配起來(lái)可以得到六自由度機(jī) 械手 的裝配圖。 軸 5 （手抓） 90~+90176。角 γ 為手抓與小臂所在直線所成夾角 ,順時(shí) 針為負(fù)逆時(shí)針為正。轉(zhuǎn)臺(tái)的轉(zhuǎn)速為 Vφ 則瞬時(shí)速度 Vx = dl/dt , Vy = dh/dt 。為了不至于零件過(guò)多裝配過(guò)程復(fù)雜，采取逐個(gè)添加約束的方法，進(jìn)行逐個(gè)配合并完成定位。阻尼是為了穩(wěn)定 手腕 的擺動(dòng)過(guò)程，從而保證整個(gè)機(jī)構(gòu)的穩(wěn)定性。其他零部件同樣也可以得到類似曲線包括虛擬的旋轉(zhuǎn)馬達(dá)。 黑龍江八一農(nóng)墾大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì) 31 總結(jié) 通過(guò)對(duì)文獻(xiàn)的閱讀，了解了關(guān)于機(jī)械手的發(fā)展過(guò)程，以及組成、分類。 另外， 也感謝 其他 老師 給予我很大幫助和指導(dǎo) ， 讓 我在實(shí)踐中 充分 掌握了大量的專業(yè)知識(shí)和 更好的 學(xué)習(xí)方法?，F(xiàn)狀 Z 軸速度起初變化較快后來(lái)趨于平穩(wěn) ,同樣也是符合實(shí)際情況的。 SolidWorks 下的 cosmosmotion 插件可以做多種運(yùn)動(dòng)分析 ,以手抓 的運(yùn)動(dòng)為例得到它的 3 個(gè)坐標(biāo)軸 (系統(tǒng)默認(rèn)基建模坐標(biāo)軸 ,如果需要可以自定義坐標(biāo)位置 ,同樣采用系統(tǒng)默認(rèn)速度 ) 位置運(yùn)動(dòng)變化曲線和速度變化曲線。 （ 3）添加阻尼 為了保證機(jī)構(gòu)在運(yùn)動(dòng)過(guò)程中的穩(wěn)定性，對(duì) 小臂和手腕 鉸接的部位設(shè)計(jì)阻尼。單擊界面任何位置零件固定在界面中。 Vz = Vx tan φ 。 角 α 為大臂 x 、 z 軸所在平面的夾角。 最大運(yùn)動(dòng)范圍 軸 3 （小臂） 90~+90176。 SolidWorks 實(shí)施金伙伴 (gold partner) 合作 策略 ,在單一的運(yùn)動(dòng)分析MotionWorks 中不必再與其他的軟件進(jìn)行連接可直接模擬規(guī)劃出工件的運(yùn)動(dòng)軌跡。但這樣又會(huì)增大手臂 重量及轉(zhuǎn)動(dòng)慣量。米其大小可按下式計(jì)算 ； tg??? VGF慣（ ） 其中 G —— 手臂移動(dòng)部件的重量 (公斤 )， g —— 重力加速度 .(米 / 2秒 } V? —— 起動(dòng)或制動(dòng)前后的速度差 (米 /秒 ) t? —— 起動(dòng)或制動(dòng)所需的時(shí)間 (秒 )。 經(jīng)整理 )))))()()()( 83232184321432121 ijjijkijjjkiijkkk GEEEEECEEEECLEECCP ??????????? ??????? （ ） 從上式可見(jiàn)右邊每一項(xiàng)對(duì)應(yīng)于 821 GRRP ????? 這里 8G 為姿勢(shì)適量。隨著電子計(jì)算機(jī)的應(yīng)用，為機(jī)械手的動(dòng)作分析、設(shè)計(jì)和計(jì)算提供了良好的技術(shù)基礎(chǔ)。這使它易于學(xué)習(xí)和使用。 COSMOSMotion 基于物理性質(zhì)，而 SolidWorks Animator 則不然。在流行的裝配體建模工具內(nèi)，可以通過(guò)修改參數(shù)或拖動(dòng)模型的各部分，看到系統(tǒng)移動(dòng)情況。 COSMOSMotion 的應(yīng)用及特點(diǎn) COSMOSMotion 是 模擬您的產(chǎn)品在 CAD 系統(tǒng)內(nèi)的功能的軟件。計(jì)算機(jī)運(yùn)動(dòng)仿真技術(shù)已經(jīng) 越來(lái)越成為人們代替或部分代替樣機(jī)制作、工藝試驗(yàn)，以獲取所需數(shù)據(jù)結(jié)果并最終完成對(duì)產(chǎn)品的性能測(cè)試及驗(yàn)證的有力技術(shù)手段。在大多數(shù)情況下，工程師往往為了保證產(chǎn)品按時(shí)投放市場(chǎng)而中斷這一過(guò)程，使產(chǎn)品在上市時(shí)便有先天不足的毛病。 以上 三 種基本型式的機(jī)械手各有特點(diǎn)，但在基本尺寸相同的情況下，如當(dāng)手臂長(zhǎng)度和機(jī)體高度相等時(shí)，應(yīng)比較哪一種機(jī)械手能達(dá)到的動(dòng)作范圍為最大，以便于在工作中加以有效的利用。為具有近似人手操作的機(jī)能，需要研制最合適的 結(jié)構(gòu)。 (4)手臂回轉(zhuǎn)動(dòng)作 。 缺點(diǎn)是這種機(jī)械手作業(yè)范圍較小。 （ 2） 連續(xù)軌跡控制型機(jī)械手 這種機(jī)械手的運(yùn)動(dòng)軌跡是空間的任意連續(xù)曲線。 4 操縱式機(jī)械手在人的操縱之下完成多種復(fù)雜動(dòng)作，其內(nèi)容可根據(jù)需要隨時(shí)改變。它是一種能獨(dú)立工作的自動(dòng)化裝置。穿孔卡的信息容量有限，但便于更換、保存、可重復(fù)使用。這種方式適用于順序、位置、時(shí)間、速度等必須同時(shí)控制的場(chǎng)合，即連續(xù)控制的情況下使用。成本低，缺點(diǎn)是不易于調(diào)整?，F(xiàn)在都用三相感應(yīng)電機(jī)作為動(dòng)力，用大減速比 減速器來(lái)驅(qū)動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)，直線運(yùn)動(dòng)則用電機(jī)帶動(dòng)絲杠螺母機(jī)構(gòu) 。缺點(diǎn)是需配備壓力源，系統(tǒng)復(fù)雜，成本較高。為了使機(jī)械手能夠正確地工作，手臂的三個(gè)自由度都需要精確地定位。 執(zhí)行機(jī)構(gòu) 手部 安裝在手臂的前端。 隨著我國(guó)汽車工業(yè)的發(fā)展和企業(yè)對(duì)自動(dòng)化水平要求的不斷提高 , 將為焊接機(jī)器人市場(chǎng)的快速增長(zhǎng)提供一個(gè)良好的平臺(tái) , 也將為新松公司機(jī)器人應(yīng)用產(chǎn)業(yè)的拓展帶來(lái)前所未有的機(jī)遇。我國(guó)使用焊接機(jī)器人進(jìn)行生產(chǎn)的企業(yè)已 有幾百家 , 全國(guó)安裝的焊接機(jī)器人已超過(guò)千臺(tái)套 , 主要集中在汽車、摩托車和工程機(jī)械個(gè)重要行業(yè)并且 90%以上屬于 5 或 6 軸關(guān)節(jié)式機(jī)器人。 黑龍江八一農(nóng)墾大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì) 3 目前世界上已有七十多種數(shù)萬(wàn)個(gè)焊接機(jī)器人在各種生產(chǎn)線上從事焊接操作。 焊接機(jī)器人 的發(fā)展 國(guó)外 焊接 機(jī)器 人 的發(fā)展 焊接機(jī)器人是近十年來(lái)迅速發(fā)展起來(lái)的智能機(jī)器目前不少焊接機(jī)器人不僅具有“ 示教再現(xiàn) ” 功能 , 而且在實(shí)際焊接過(guò)程中能自動(dòng)對(duì)準(zhǔn)焊縫 , 焊接大量不同空間位置的焊縫。 本文 對(duì)機(jī)器人的產(chǎn)生發(fā)展及前景展望進(jìn)行分析， 主要 利用 Solidworks 對(duì)機(jī)械手設(shè)計(jì)并 進(jìn)行了 動(dòng)態(tài)仿真 ，介紹了 基于 Solidworks 設(shè)計(jì)三維零件的操作方法及運(yùn)動(dòng)分析插件 cosmosmotion 基本 功能。 三維運(yùn)動(dòng)模擬 。大慶 【有全套 CAD 圖】需完整 CAD+說(shuō)明書(shū)請(qǐng)聯(lián)系 1175231241 海量畢業(yè)設(shè)計(jì) 課程設(shè)計(jì)，承接定制、更多設(shè)計(jì)請(qǐng)移步： 更多設(shè)計(jì)請(qǐng)移步： 咨詢 2020 年 6 月 黑龍江八一農(nóng)墾大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì) I 摘要 本文 以六自由度 焊接 機(jī) 械手 部的 三維運(yùn)動(dòng)仿真為背景。 simulation of 3D motion 。 焊接機(jī)器人 的迅速發(fā)展是由于它的積極作用正日益為人們所認(rèn)識(shí) :其一、它能部分地代替人工操作，其二、它能按照生產(chǎn)工藝的要求，遵循一定的程 序、時(shí)間和位置來(lái)完成工件的傳送和裝卸，其三、它能操作必要的機(jī)具進(jìn)行焊接和裝配。 近十年來(lái) , 日、美、蘇、英、法等國(guó)都投入了大量的人力、物力從事焊接機(jī)器人的開(kāi)發(fā)工作 , 其中日本焊接機(jī)器人的進(jìn)展速度尤為驚人。據(jù)不完全統(tǒng)計(jì)，近幾年我國(guó)工業(yè)機(jī)器人呈現(xiàn)出快速增長(zhǎng)勢(shì)頭，平均年增長(zhǎng)率都超過(guò) 40% , 焊接機(jī)器人的增長(zhǎng)率超過(guò)了 60% ； 2020年國(guó)產(chǎn)工業(yè)機(jī)器人數(shù)量突破 1400 臺(tái)，進(jìn)口機(jī)器人數(shù)量超過(guò) 9000臺(tái)，其中絕大多數(shù)應(yīng)用于焊接領(lǐng)域； 2020 年我國(guó)新增機(jī)器人數(shù)量超過(guò)了 5000臺(tái)，但僅占亞洲新增數(shù)量的 6% ，遠(yuǎn)小于韓國(guó)所占的 15% ，更遠(yuǎn)小于日本所占的 69% 。屹今 , 新松公司完成的弧焊、點(diǎn)焊機(jī)器人工作站 , 各種裝焊線等機(jī)器人自動(dòng)化應(yīng)用工程已超過(guò) 600 多臺(tái)套 ， 連續(xù)多年順利通過(guò) ISO9001國(guó)際質(zhì)量體系認(rèn)證。 焊接發(fā)展趨勢(shì)為發(fā)展自動(dòng)化柔性生產(chǎn)系統(tǒng) , 主要集自動(dòng)化生產(chǎn)和靈活性生產(chǎn)特點(diǎn)于一身 , 這也是近幾年國(guó)內(nèi)轎車生產(chǎn)大規(guī)模、迅速地使用 了機(jī)器人的緣故。手指的數(shù)量又可分為二指、三指、四指等，其中以二指用得最多。 驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu) 驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)主要有四種 :液壓驅(qū)動(dòng)、氣壓驅(qū)動(dòng)、電氣驅(qū)動(dòng)和機(jī)械驅(qū)動(dòng)。它的優(yōu)點(diǎn)是氣源方便，維護(hù)簡(jiǎn)單，成本低。 電氣驅(qū)動(dòng)的優(yōu)點(diǎn)是動(dòng)力源簡(jiǎn)單；維護(hù)、使用方便。 控制系統(tǒng)可根據(jù)動(dòng)作的要求，設(shè)計(jì)采用數(shù)字順序控制。 控制系統(tǒng)以插銷板用得最多，其次是凸輪轉(zhuǎn)鼓。 分類 按用途分類 （ 1） 專用機(jī)械手 專用機(jī)械手是專為一定設(shè)備服務(wù)的，簡(jiǎn)單、實(shí)用