工業(yè)機器人結構設計-在線瀏覽
2024-08-05 22:16本頁面
【正文】 工業(yè)機械手需要完成較遠距離的操作或擴大使用范圍時，可在機座上安滾輪式行走機構可分裝滾輪、軌道等行走機構，以實現(xiàn)工業(yè)機械手的整機運動。驅(qū)動滾輪運動則應另外增設機械傳動裝置。驅(qū)動系統(tǒng)驅(qū)動系統(tǒng)是驅(qū)動工業(yè)機械手執(zhí)行機構運動的動力裝置調(diào)節(jié)裝置和輔助裝置組成?，F(xiàn)在工業(yè)機械手的驅(qū)動系統(tǒng)大多采用液壓傳動。目前工業(yè)機械手的控制系統(tǒng)一般由程序控制系統(tǒng)和電氣定位(或機械擋塊定位)系統(tǒng)組成。位置檢測裝置控制機械手執(zhí)行機構的運動位置，并隨時將執(zhí)行機構的實際位置反饋給控制系統(tǒng)，并與設定的位置進行比較，然后通過控制系統(tǒng)進行調(diào)整，從而使執(zhí)行機構以一定的精度達到設定位置。按用途分(1)專用機械手它是附屬于主機的、具有固定程序而無獨立控制系統(tǒng)的機械裝置。(2)通用機械手它是一種具有獨立控制系統(tǒng)的、程序可變的、動作靈活多樣的機械手。通用機械手的工作范圍大、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的生產(chǎn)。按驅(qū)動方式分(1)液壓傳動機械手液壓傳動機械手是以液壓的壓力來驅(qū)動執(zhí)行機構運動的機械手。但對密封裝置要求嚴格，否則液壓油的泄漏對機械手的工作性能有很大的影響，且不宜在高溫、低溫下工作。(2)氣壓傳動機械手氣壓傳動機械手是以壓縮空氣的壓力來驅(qū)動執(zhí)行機構運動的機械手。但是，由于空氣具有可壓縮的特性，工作速度的穩(wěn)定性較差，沖擊大，而且氣源壓力較低，抓重一般在30公斤以下，在同樣抓重條件下它比液壓機械手的結構大，所以適用于高速、輕載、高溫和粉塵大的環(huán)境中進行工作。它是一種附屬于工作主機的專用機械手，其動力是由工作機械傳遞的。動作頻率大，但結構較大，動作程序不可變。其中直線電機機械手的運動速度快和行程長，維護和使用方便。按控制方式分(1)點位控制它的運動為空間點到點之間的移動，只能控制運動過程中幾個點的位置，不能控制其運動軌跡。目前使用的專用和通用工業(yè)機械手均屬于此類。這類工業(yè)機械手一般采用小型計算機進行控制。(2)機械結構向模塊化、可重構化發(fā)展。由關節(jié)模塊、連桿模塊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。器件集成度提高，控制柜日見小巧，且采用模塊化結構，大大提高了系統(tǒng)的可靠性、易操作性和可維修性。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。(6)當代遙控機器人系統(tǒng)的發(fā)展特點不是追求全自動化系統(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。(7)機器人化機械開始興起。我國的工業(yè)機器人從80年代“七五”科技攻關開始起步，在國家的支持下，通過“七五”、“八五”科技攻關，目前己基本掌握了機器人操作機的設計制造技術、控制系統(tǒng)硬件和軟件設計技術、運動學和軌跡規(guī)劃技術，生產(chǎn)了部分機器人關鍵元器件，開發(fā)出噴漆、弧焊、點焊、裝配、搬運等機器人，其中有130多臺套噴漆機器人在二十余家企業(yè)的近30條自動噴漆生產(chǎn)線(站)上獲得規(guī)模應用，弧焊機器人己應用在汽車制造廠的焊裝線上。在應用規(guī)模上，我國己安裝的國產(chǎn)工業(yè)機器人約200臺，約占全球已安裝臺數(shù)的萬分之四。因此迫切需要解決產(chǎn)業(yè)化前期的關鍵技術，對產(chǎn)品進行全面規(guī)劃，搞好系列化、通用化、模塊化設計，積極推進產(chǎn)業(yè)化進程。其中最為突出的是水下機器人，6000m水下無纜機器人的成果居世界領先水平，還開發(fā)出直接遙控機器人、雙臂協(xié)調(diào)控制機器人、爬壁機器人、管道機器人等機種。但是在多傳感器信息融合控制技術、遙控加局部自主系統(tǒng)遙控機器人、智能裝配機器人、機器人化機械等的開發(fā)應用方面則剛剛起步，與國外先進水平差距較大，需要在原有成績的基礎上，有重點地系統(tǒng)攻關，才能形成系統(tǒng)配套可供實用的技術和產(chǎn)品?，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。油溫變化時，液體粘度變化，引起運動特性變化。(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。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，管道不易堵存在介質(zhì)變質(zhì)及補充的問題。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。氣動系統(tǒng)也能實現(xiàn)過載保護，便于自動控制。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。在易燃、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。由于氣動系統(tǒng)工作壓力較低，因此降低了氣動元件、輔件的材質(zhì)和加工精度要求，制造容易，成本較低。此外氣源工作壓力較低，抓舉力較小。本課題將要完成的主要任務如下:(1)機械手為通用機械手，因此相對于專用機械手來說，它的適用面相對較廣。為了使通用性更強，手部設計成可更換結構，不僅可以應用于夾持式手指來抓取棒料工件，在工業(yè)需要的時候還可以用氣流負壓式吸盤來吸取板料工件。設計氣動機械手的原則是:(1)充分分析作業(yè)對象(工件)的作業(yè)技術要求，擬定最合理的作業(yè)工序和工藝，并滿足系統(tǒng)功能要求和環(huán)境條件；明確工件的結構形狀和材料特性，定位精度要求，抓取、搬運時的受力特性、尺寸和質(zhì)量參數(shù)等，從而進一步確定對機械手結構及運行控制的要求。本次設計的機械手是通用氣動上下料機械手，是一種適合于成批或中、小批生產(chǎn)的、可以改變動作程序的自動搬運或操作設備，動強度大和操作單調(diào)頻繁的生產(chǎn)場合。由于本機械手在上下料時手臂具有升降、收縮及回轉(zhuǎn)運動，因此，采用圓柱座標型式。2015514 ( KB, 下載次數(shù): 0)下載附件 保存到相冊2015514 20:32 上傳為了使機械手的通用性更強，把機械手的手部結構設計成可更換結構，當工件是棒料時，使用夾持式手部。考慮到機械手的通用性，同時由于被抓取工件是水平放置，因此手腕必須設有回轉(zhuǎn)運動才可滿足工作的要求。按照抓取工件的要求，本機械手的手臂有兩個自由度，即手臂的伸縮、左右回轉(zhuǎn)運動。手臂的各種運動由氣缸來實現(xiàn)。機械手的最大抓重是其規(guī)格的主參數(shù)，由于是采用氣動方式驅(qū)動，因此考慮抓取的物體不應該太重，查閱相關機械手的設計參數(shù)，結合工業(yè)生產(chǎn)的實際情況，本設計設計抓取的工件質(zhì)量為10公斤基本參數(shù)運動速度是機械手主要的基本參數(shù)。而影響機械手動作快慢的主要因素是手臂伸縮及回轉(zhuǎn)的速度。平均回轉(zhuǎn)速度為60o/s。除了
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