工業(yè)機(jī)械手結(jié)構(gòu)設(shè)計畢業(yè)論文(編輯修改稿)
2025-07-15 23:21 本頁面
【文章內(nèi)容簡介】 空氣的輸送過程中，阻力損失較小(一般不卜澆塞僅為油路的干分之一)，空氣便于集中供應(yīng)和遠(yuǎn)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(yán)重污染。 (3)動作迅速，反應(yīng)靈敏。氣動系統(tǒng)一般只需要0．02s—O．3s即可建立起所需的壓力和速度。氣動系統(tǒng)也能實(shí)現(xiàn)過載保護(hù)，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(jī)器及其工藝流程不致突然中斷。(5)工作環(huán)境適應(yīng)性好。在易燃、易爆、多塵埃、強(qiáng)磁、強(qiáng) 輻射、振動等惡劣環(huán)境中，氣壓傳動與控制系統(tǒng)比機(jī)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(diǎn)認(rèn)為：由于氣體具有可壓縮性，因此，在氣動伺服系統(tǒng)中要實(shí)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(shù)作為機(jī)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(fù)雜的機(jī)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(jī)器人這一體系己經(jīng)取得的一系列重要進(jìn)展過去介紹得不夠，因此在工業(yè)自動化領(lǐng)域里，對氣動機(jī)械手、氣動機(jī)器人的實(shí)用性和前景存在不少疑慮。 (7)可編程序的通用機(jī)械手工作程序可變，以適應(yīng)不同的工作對象，通用性強(qiáng)，適合于以多品種、中小批量生產(chǎn)為特點(diǎn)的柔性制造系統(tǒng)中。2．按使用行業(yè)、部門和用途分類 (1)工業(yè)機(jī)械手它們又可按作業(yè)類別分為鍛壓、焊接、表面噴涂、裝卸、裝配、檢測等 (2)采掘機(jī)械手如海洋探礦機(jī)器人的機(jī)械手等。 (3)軍事用途機(jī)械手 (4)服務(wù)機(jī)械手如醫(yī)療機(jī)械手，家用機(jī)器人(機(jī)械手)等。3．按機(jī)械手運(yùn)動控制方式分類 (1)點(diǎn)位控制(PTP)機(jī)器手就是由點(diǎn)到點(diǎn)的控制方式，這種控制方式只能在目標(biāo)點(diǎn)處準(zhǔn)確控制機(jī)械手末端執(zhí)行器的位置和姿態(tài)，完成預(yù)定的操作要求。目前應(yīng)用的工業(yè)機(jī)械手中，很多是屬于點(diǎn)位控制方式的，如上下料搬運(yùn)機(jī)械手。(2)連續(xù)軌跡控制(cP)機(jī)械手機(jī)器人的各關(guān)節(jié)同時作受控運(yùn)動，準(zhǔn)確控制機(jī)器人末端執(zhí)行器按預(yù)定的軌跡和速度運(yùn)動，并能控制末端執(zhí)行器沿軌跡上各點(diǎn)的姿態(tài)。弧焊、噴漆和檢測機(jī)械手等均屬連續(xù)軌跡控制方式根據(jù)力學(xué)的觀點(diǎn)，自由度指的是力學(xué)系統(tǒng)的獨(dú)立坐標(biāo)的個數(shù)。力學(xué)系統(tǒng)由一組坐標(biāo)來描述。比如一個質(zhì)點(diǎn)的三維空間中的運(yùn)動，由x，y，z三個坐標(biāo)來描述；或者在球坐標(biāo)系中，由r，e，(P三個坐標(biāo)描述。描述系統(tǒng)的坐標(biāo)可以自由的選取，但獨(dú)立坐標(biāo)的個數(shù)總是一定的，即系統(tǒng)的自由度。本設(shè)計的機(jī)械手共有三個自由度，即：手臂的伸縮、手臂的上下擺動、手指的抓握。2．3軀干和傳動系統(tǒng) 機(jī)械手的傳動分為液壓、氣壓、電氣和機(jī)械四種，本設(shè)計采用綜合傳動方式，即手臂采用電氣傳動，而手爪采用氣壓傳動。(1)夾緊機(jī)構(gòu)機(jī)械手的是抓取工件的部分。因此要準(zhǔn)確迅速的抓起工件是設(shè)計的最起碼的要求。當(dāng)我們設(shè)計手爪時，首先要知道機(jī)械手的坐標(biāo)形式、運(yùn)動的速度和加速度的具體要求，還要考慮被夾緊的物體的重量、大小和慣性來計算。同時還要考慮手爪的開口尺寸，以保證有足夠的開口來抓取工件。為了防止工件在被夾緊是有損壞，所以我們要在手爪的接觸部分加上彈性棉墊。為了防止電源臨時出現(xiàn)故障。所以我們應(yīng)該對其工件加以保護(hù)。 夾緊機(jī)構(gòu)的形式是多樣的，有吸盤式的、有機(jī)械式的，為了簡化我們的設(shè)計，所以我們采用機(jī)械式的夾緊機(jī)構(gòu)。 機(jī)械式的夾緊機(jī)構(gòu)是一種應(yīng)用很廣泛的一種，它主要是更能 夠與人的動作相協(xié)調(diào)，可以直線運(yùn)動等。本設(shè)計采用二指氣動手爪，利用PLc技術(shù)來完成其的某部分的動作。(2)軀干 軀干是由底盤和手臂兩大部分組成的。 底盤是支撐機(jī)械手的重量的機(jī)構(gòu)，在本設(shè)計中只起到支撐的作用。手臂是機(jī)械手的主要部分它由操作機(jī)的動力關(guān)節(jié)和連接桿件等構(gòu)成，是用于支承和調(diào)整手腕和末端執(zhí)行器位置的部件，它主要是對手爪起到一個支撐作用，其也是通過可編程控制器的脈沖信號來控制電磁閥驅(qū)動氣壓缸控制手臂完成各種運(yùn)動的．2．4 控制按鈕控制按鈕是一種利用人手來操作，、并具有能使彈簧復(fù)位的一種控制開關(guān)，在低壓電路中，常用于發(fā)布動作命令，遠(yuǎn)距離控制各種電磁開關(guān)，再用電磁開關(guān)控制電動機(jī)等?？刂瓢粹o常開按鈕常用設(shè)備的起動，常閉按鈕常用設(shè)備的停止。2．5電磁式繼電器電磁式繼電器廣泛用于電力拖動控制系統(tǒng)中，其結(jié)構(gòu)及工作原理與接觸器類似，也是由電磁機(jī)構(gòu)和觸點(diǎn)系統(tǒng)組成。繼電器只能用于切換電流較小的控制電路或保護(hù)電路(各觸點(diǎn)允許通過的電流多為5A)，繼電器可對多種輸入信號量的變化作出反映，而接觸器只能對電壓信號作出反應(yīng)。 第三章控制流程3．1控制流程：機(jī)械手通常處于原位，圖中sQl為下限位開關(guān)，SQ2為上限位開關(guān)，SQ3$~SQ4分別為右、左限位開關(guān)，機(jī)械手的上下左右移動以及工件的夾持與松開均由電磁閥驅(qū)動氣缸來實(shí)現(xiàn)的，由電磁閥YVl控制機(jī)械手下降，YV2負(fù)責(zé)夾持及松開工件，YV3使機(jī)械手上升，YV4控制機(jī)械手右移，YV5控制機(jī)械手左移。搬運(yùn)工件時，先按下起動按鈕sBl，YVl得電動作，機(jī)械手先由原位下降，碰到下限位開關(guān)sQl后Yvl失電，停止下降；電磁閥YV2動作將工件夾持，為保證工件可靠夾緊，機(jī)械手在該位置等待3s時間，待夾持緊后YV3得電動作使機(jī)械手開始上升；碰到上限位開關(guān)sQ2后YV3失電，停止上升；YV4得電，改向右移動，移動到右限位開關(guān)sQ3位置時，Yv4失電停止右移；YVl得電，改為下降，至碰到下限位開關(guān)SQimI，Yv2失電，機(jī)械手將工件松開，放在工作臺上，為確?？煽克砷_，機(jī)械手在該位置停留2s時間，然后使YV3得電機(jī)械手上升；碰到上限位開關(guān)SQ2后，Yv3失電上升停止，YV5得電改為左移，回到原位，壓動左限位開關(guān)SQ4．Yv5失電，機(jī)械手停在原位，完成一次搬運(yùn)過程，再按下起動按鈕又重復(fù)上述過程。 第三章控制流程3．1控制流程：機(jī)械手通常處于原位，圖中sQl為下限位開關(guān)，SQ2為上限位開關(guān)，SQ3$~SQ4分別為右、左限位開關(guān)，機(jī)械手的上下左右移動以及工件的夾持與松開均由電磁閥驅(qū)動氣缸來實(shí)現(xiàn)的，由電磁閥YVl控制機(jī)械手下降，YV2負(fù)責(zé)夾持及松開工件，YV3使機(jī)械手上升，YV4控制機(jī)械手右移，YV5控制機(jī)械手左移。搬運(yùn)工件時，先按下起動按鈕sBl，YVl得電動作，機(jī)械手先由原位下降，碰到下限位開關(guān)sQl后Yvl失電，停止下降；電磁閥YV2動作將工件夾持，為保證工件可靠夾緊，機(jī)械手在該位置等待3s時間，待夾持緊后YV3得電動作使機(jī)械手開始上升；碰到上限位開關(guān)sQ2后YV3失電，停止上升；YV4得電，改向右移動，移動到右限位開關(guān)sQ3位置時，Yv4失電停止右移；YVl得電，改為下降，至碰到下限位開關(guān)SQimI，Yv2失電，機(jī)械手將工件松開，放在工作臺上，為確保可靠松開，機(jī)械手在該位置停留2s時間，然后使YV3得電機(jī)械手上升；碰到上限位開關(guān)SQ
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