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正文內(nèi)容

基于plc控制的輕型平動搬運機械手設計-文庫吧資料

2025-07-11 13:45本頁面
  

【正文】 擋塊,且定位擋塊和緩沖擋塊位置連續(xù)可 調,這樣既保證了位置精度,又可滿足不同規(guī)格工作的需要。手臂的作用是帶動手指去抓取物件,并按預定要求將其搬運到指定的位置。本課題采用 V形面雙指式手指和滑槽杠桿式傳力機構。而傳力機構則通過手指產(chǎn)生夾緊力來完成夾放物件 的任務。手指結構取決于被抓取物件的表面形狀、被抓部位 (是外廓或是內(nèi)孔 )和物件的重量及尺寸。由于與物件接觸的形式不同,可分為夾持式和吸附式手在本課題中我們采用夾持式手部結構。因此,本設計選用氣壓傳動機械手作為驅動方式。目前機械手設計正朝 “ 機電一體化 ” 方向發(fā)展,采用電力直接驅動機械手將日益增多。 ( 4)電力傳動機械手,它是由特殊設計的電動機、直線電動機或步進電動機直接驅動執(zhí)行機構運動的機械手。其主要特點是介質來源方便,氣動動作迅速,結構簡單,成本低 。若機械手采用電液伺服驅動系統(tǒng) ,可實現(xiàn)連續(xù)軌跡控制,使機械手的通用性擴大,但電液伺服閥的制造精度高,油液過濾要求嚴格,成本高。抓重能力大,結構小巧輕便,傳動平穩(wěn),動作靈便,可無級調速,進行連續(xù)軌跡控制。一般用作自 動機的上料或卸料裝置。它是一種附屬于工作主機的專用機械手,其動力是由工作機圖 機械傳動機械手 圖 機械手手臂的坐標形式 重慶科技學院本科生畢業(yè)論文 2 機械手總體設計 7 械傳遞的。所謂工業(yè)機械手的自由度就是整機手臂和手腕相對于固定坐標所具有的獨立運動。特點:占地面積小而活動范圍大,結構較簡單,并能達到較高的定位精度,應用廣泛,但因機械手結構關系,沿 Z 軸方向移動的最低位置的限制,故不能抓取地面上的物體。 2) 如圖 所示,工業(yè)機械手手臂的坐標形式有:直角坐標式、圓柱坐標式、球坐標式及關節(jié)式。通用機械手工作的范圍大,定位精度高,通用性強,適用于不斷變換生產(chǎn)品種的中小批量自動化生產(chǎn)。 為了提高機械手的運動速度和控制精度,在保證機械手有足夠強度與剛度的條件下,盡可能從結構域材料上設法減輕機械手的重量,力求選高強度,輕質材料,通常用高強度的鋁合金制造。 重慶科技學院本科生畢業(yè)論文 2 機械手總體設計 6 2 機械手總體設計 總體構想 工業(yè)機械手是一種模仿人手動作,并 按設定的程序,軌跡和要求代替人手搬運或操作工具或進行操作自動化裝置。最大速度 45176。根據(jù) 機械 結構的設計 計算結果,繪制機械手的整體裝配圖。 本課題研究內(nèi)容 本文研究了國內(nèi)外機械手發(fā)展的現(xiàn)狀,通過學習機械手的工作原理,熟悉了搬運機械手的運動機理。 (6)當代遙控機器人系統(tǒng)的發(fā)展特點不是追求全自治系統(tǒng),而是致力于操作者與機器人的人機交互控制,即遙控加局部自主系統(tǒng)構成完整的監(jiān)控遙控操作系統(tǒng),使智能機器人走出實驗室進入實用化階段。 (4)機器人中的傳感器作用日益重要,除采用傳統(tǒng)的位置、速度、加速度等傳感器外,裝配、焊接機器人還應用了視覺、力覺等傳感器,而遙控機器人則采用視覺、聲覺、力覺 、 觸覺等多傳感器的融合技術來進行環(huán)境建模及決策控制 ; 多傳感器融合配置技術在產(chǎn)品化系統(tǒng)中已有成熟應用。例如關節(jié)模塊中的伺服電機、減速機、檢測系統(tǒng)三位一體化 : 由關節(jié)模塊、連桿模塊用重組方式構造機器人整機 ; 國外已有模塊化裝配機器人產(chǎn)品問市。 目前國外機器人領域發(fā)展近幾年有如下幾個趨勢 : (1)工業(yè)機器人性能不斷提高 (高速度、高精度、高可靠性、便于操作和維修 ),而單機價格不斷下降,平均單機價格從 91年的 97年的 65萬美元。 目前 機器人已經(jīng)從制造業(yè)逐漸轉向了非制造業(yè)和服務行業(yè), 例如: 如圖 所示,在美國,他們研制的像大型客機這種清洗工作,如果人來做的話十分繁重,那么大一個機體來清洗的話,工作量是很大,而且也很不方便,那么他們采用這種機器人來實現(xiàn)像飛機的這些清洗的工作,包括一些國家開發(fā)像高層建筑的清洗機器人,這也都是服務行業(yè)的機器人,還包括像家庭使用的,還有一些賓館和一些公共場合使用的這種清潔機器人,對地面來進行清掃,還包括網(wǎng)球場上能夠自動地把撒下的球,集中收集起來,這種機器人也都是存在的。 重慶科技學院本科生畢業(yè)論文 1 緒論 4 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀及展望 機器人技術的發(fā)展,應該說是一個科學技術發(fā)展共同的一個綜合性的結果,同時,為社會經(jīng)濟發(fā)展產(chǎn)生了一個重大影響的一門科學技術,它的發(fā)展歸功于在第二次世界大戰(zhàn)中各國加強了經(jīng)濟的投入,就加強了本國的經(jīng)濟的發(fā)展。隨著工業(yè)技術的 發(fā)展,制成了能夠獨立的按程序控制實現(xiàn)重復操作,適用范圍比較廣的“程序通用機械手 ” ,簡稱通用機械手。近年來,該類機械手在我國發(fā)展速度快,受到了各企業(yè)單位的高度重視,投入大量的人力物力來研究和應用,并取得了一定的效果。該機械手還具有結構簡單,工作穩(wěn)定性高,精度準確,研究成本低,使用壽命長等特點。 本課題研究的輕型平動搬運機械手是工業(yè)機械手中的一種,它具有工業(yè)機械手的特點并且有著獨特的應用場合和廣大的經(jīng)濟市場。他的特點是可以通過編程來完成各種預期的作業(yè),在構造和性能上建有人和機器各自的優(yōu)點,尤其體現(xiàn)在人的智能和適應性。 工業(yè)機械手是近幾十年發(fā)展起來的一種高科技自動生產(chǎn)設備。目前在我國機械手常用于完成的工作有:注塑工業(yè)中從模具中快速抓取制品并將制品傳送到下一個生產(chǎn)工序;機械手加工行業(yè)中用于取料、送料;澆鑄行業(yè)中用于提取高 溫熔液等等。 進入 21 世紀,隨著我國人口老齡化的提前到來,近來在東南沿海還出現(xiàn)在大量的缺工現(xiàn)象, 迫切要求我們提高勞動生產(chǎn)率,降低工人的勞動強度,提高我國工業(yè)自動化水平勢在必行,本設計的目的就是設計一個氣動搬運機械手,應用于工業(yè)自動化生產(chǎn)線,把工業(yè)產(chǎn)品從一條生產(chǎn)線搬運到另外一條生產(chǎn)線,實現(xiàn)自動化生產(chǎn),減輕產(chǎn)業(yè)工人大量的重復性勞動,同時又可以提高勞動生產(chǎn)率。據(jù)資料介紹,美國生產(chǎn)的全部工業(yè)零件中,有75%是小批量生產(chǎn);金屬加工生產(chǎn)批量中有四分之三在 50件以下,零件真正在機床上加工的時間僅占零件生產(chǎn)時間的 5%。 研究工業(yè)機械手的目的和意義 在 現(xiàn)代工業(yè)中,隨著社會經(jīng)濟的快速發(fā)展,生產(chǎn)過程中的自動化已成為突出的主題。并逐步發(fā)展成為柔性制造系統(tǒng) FMS(Flexible Manufacturing system)和柔性制造單元 (Flexible Manufacturing Cell)中重要一環(huán)。 第三代機械手(機械人)則能獨立地完成工作過程中的任務。研究安裝各種 傳感器,把感覺到的信息反饋,使機械手具有感覺機能。 第二代機械手正在加緊研制。使用機械手最多的是汽車工業(yè),其次是電機、電器。截止 1979 年,機械手累計產(chǎn)量達 56900 臺。具有記憶功能的機械手產(chǎn)值約為 67 億日元,比1978 年增長 50%。 1979年日本機械手的產(chǎn)值達 443 億日 元,產(chǎn)量為 14535 臺。據(jù)報道, 1979 年從事機械手的研究工作的大專院校、研究單位多達 50 多個。 日本是工業(yè)機械手發(fā)展最快、應用最多的國家。 瑞士 RETAB 公司生產(chǎn)一種涂漆機械手,采用示教方法編制程序。 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)。它給出在第一次故障前的平均運行時間),由 400小時提高到 1500 小時,精度可提高到 177。如 Unimate 公司建立了 8 年機械手試驗臺,進行各種性能的試驗。1 毫米。雖然這兩種機械手出現(xiàn)在六十年代初,但都是國外 工業(yè)機械手發(fā)展的基礎。 1962 年美國機械鑄造公司也試驗成功一種叫 Versatran 機械手,原意是靈活搬運。不少球坐標式通用機械手就是在這個基礎上發(fā)展起來的。商名為 Unimate(即萬能自動 )。他的結構是 : 機體上安裝一回轉長臂,端部裝有電磁鐵的工件抓放機構 , 控制系統(tǒng)是示教型的。 機械手首先是從美國開始研制的。由于通用機械手能很快的改變工作程序,適應性較強,所以它在不斷變換生產(chǎn)品種的中小批量生產(chǎn)中獲得廣泛的引用。 機械手的結構形式開始比較簡單,專用性較強。在我國近幾年也有較快的發(fā)展,并且取得一定的效果,受到機械工業(yè)的 重視 。因而,受到很多國家的重視,投入大量的人力物力來研究和應用。機械手作業(yè)的準確性和環(huán)境中完成作業(yè)的能力,在國民經(jīng)濟領域有著廣泛的發(fā)展空間。工業(yè)機械手也是工業(yè)機器人的一個重要分支。機械手涉及到力學、機械學、電器液壓技術、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。在工業(yè)生產(chǎn)中應用的機械手被稱為工業(yè)機械手。s principle of work, familiar with the manipulator motion mechanism. On this basis, determine the carrying manipulator for the basic system structure, the manipulator motion for a simple mechanics model analysis, pleted the mechanical mechanical aspects of mobile phone design work ( including transmission part, operative, driving part ) the design and PLC control system design and debugging. Keywords: Manipulator; Pneumatic transmission; PLC control; Program debugging 重慶科技學院本科生畢業(yè)論文 目錄 III 目 錄 摘 要 ........................................................................................................................................ Ⅰ ABSTRACT ............................................................................................................................. Ⅱ 1 緒 論 .................................................................................................................................... 1 前言 .............................................................................................................................. 1 工業(yè)機械手簡史 .......................................................................................................... 1 研究工業(yè)機械手的目的和意義 .................................................................................. 3 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀及展望 .............................................................................................. 4 本課題研究內(nèi)容 .......................................................................................................... 5 機械手實現(xiàn)的運動參數(shù) .......................................................................................... 5 2 機械手總體設計 ..................................................................................................................... 6 總體構想 ...................................................................................................................... 6 驅動方式的選擇和計算 .............................................................................................. 6 整體機構的確定 ......
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