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换刀机械手设计【7张CAD图纸和说明书】

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底座.dwg
机械手支座.dwg
机械手装配图.dwg
机身装配图.dwg
法兰盘.dwg
臂部装配图.dwg
自动换刀装置的总体装配图.dwg
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编号:19058979    类型:共享资源    大小:1.18MB    格式:RAR    上传时间:2019-05-08 上传人:俊****计 IP属地:江苏
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目录

第1章 引言 3

1.1机械手分类……………………………………………………….3

1.2机械手的组成 6

1.3 应用机械手的意义 9

1.4 机械手的现状 9

1.5 工业机械手在生产中的应用 12

1.6机械手的组成 13

1.7 课题要求 14

第2章机械手的结构设计 16

2.1手部结构 16

2.1.1手部设计基本要求 16

2.1.2典型的手部结构 16

2.1.3机械手手抓的设计计算 16

2.1.4 机械手手抓夹持精度的分析和计算 21

2.1.5弹簧的计算 21

2.2 系统的组成 23

2.3 总体技术方案 23

2.4腕部结构的设计 24

2.5 臂部 30

2.5.1臂部的结构形式 30

2.5.2臂部机构的导向装置 31

2.6 机械手机身的设计计算 33

2.6.1机身的整体设计 34

2.6.2机身回转机构设计的计算 35

2.6.3机身升降机构计算 38

2.6.4轴承选择分析 41

2.7 驱动方式 42

2.8 传动方式 43

2.9 制动器 45

设计小结 47

致谢 48

参考文献 49

附录1 50

附录2 54


摘 要


    在当今大规模制造业中,企业为提高生产效率,保障产品质量,普遍重视生产过程的自动化程度,机械手作为自动化生产线上的重要成员,逐渐被企业所认同并采用。机械手的技术水平和应用程度在一定程度上反映了一个国家工业自动化的水平,目前,机械手主要承担着焊接、喷涂、搬运以及堆垛等重复性并且劳动强度极大的工作,工作方式一般采取示教再现的方式。

本文将设计一台四自由度的机械手,主要的功用就是自动换刀。首先,本文将设计机器人的底座、大臂、小臂和机械手的结构,然后选择合适的传动方式、驱动方式,搭建机器人的结构平台;在此基础上,本文将设计该机器人的控制系统,包括数据采集卡和伺服放大器的选择、反馈方式和反馈元件的选择、端子板电路的设计以及控制软件的设计,重点加强控制软件的可靠性和机器人运行过程的安全性,最终实现的目标包括:关节的伺服控制和制动问题、实时监测机器人的各个关节的运动情况、机器人的示教编程和在线修改程序、设置参考点和回参考点。



关键词:机械手,示教编程,伺服,制动



ABSTRACT


  In the modern large-scale manufacturing industry, enterprises pay more attention on the automation degree of the production process in order to enhance the 

production efficiency, and guarantee the product quality. As an important part of the 

automation production line, industrial robots are gradually approved and adopted by 

enterprises. The technique level and the application degree of industrial robots reflect the national level of the industrial automation to some extent, currently, industrial robots mainly undertake the jops of welding, spraying, transporting and stowing etc. , which are usually done repeatedly and take high work strength, and most of these robots work in playback way.

In this paper I will design an industrial robot with four DOFs, which is used to 

carry material for a punch. First I will design the structure of the base, the big arm, the small arm and the end manipulator of the robot, then choose proper drive method and transmission method, building the mechanical structure of the robot. On this foundation, I will design the control system of the robot, including choosing DAQ card, servo control, feedback method and designing electric circuit of the terminal card and control software. Great attention will be paid on the reliability of the control software and the robot safety during running. The aims to realize finally include: servocontrol and brake of the joint, monitoring the movement of each joint in realtime, playback programming and modifying the program online, setting reference point and returning to reference point.


KEY WORDS: robot, playback, servocontrol, brake

第1章引 言

机械工业是国民的装备部,是为国民经济提供装备和为人民生活提供耐用消费品的产业。不论是传统产业,还是新兴产业,都离不开各种各样的机械装备,机械工业所提供装备的性能、质量和成本,对国民经济各部门技术进步和经济效益有很大的和直接的影响。机械工业的规模和技术水平是衡量国家经济实力和科学技术水平的重要标志。因此,世界各国都把发展机械工业作为发展本国经济的战略重点之一。

工业机械手是近几十年发展起来的一种高科技自动化生产设备。工业机械手的是工业机器人的一个重要分支。它的特点是可通过编程来完成各种预期的作业任务,在构造和性能上兼有人和机器各自的优点,尤其体现了人的智能和适应性。机械手作业的准确性和各种环境中完成作业的能力,在国民经济各领域有着广阔的发展前景。

机械手是在机械化,自动化生产过程中发展起来的一种新型装置。在现代生产过程中,机械手被广泛的运用于自动生产线中,机械人的研制和生产已成为高技术邻域内,迅速发殿起来的一门新兴的技术,它更加促进了机械手的发展,使得机械手能更好地实现与机械化和自动化的有机结合。机械手虽然目前还不如人手那样灵活,但它具有能不断重复工作和劳动,不知疲劳,不怕危险,抓举重物的力量比人手力大的特点,因此,机械手已受到许多部门的重视,并越来越广泛地得到了应用。

机械手技术涉及到力学、机械学、电气液压技术、自动控制技术、传感器技术和计算机技术等科学领域,是一门跨学科综合技术。

机械手是一种能自动化定位控制并可重新编程序以变动的多功能机器,它有多个自由度,可用来搬运物体以完成在各个不同环境中工作。

1.1 机械手的分类

机械手一般分为三类:第一类是不需要人工操作的通用机械手。它是一种独立的不附属于某一主机的装置。它可以根据任务的需要编制程序,以完成各项规定的操作。它的特点是具备普通机械的性能之外,还具备通用机械、记忆智能的三元机械。第二类是需要人工才做的,称为操作机。它起源于原子、军事工业,先是通过操作机来完成特定的作业,后来发展到用无线电讯号操作机来进行探测月球等。工业中采用的锻造操作机也属于这一范畴。第三类是用专用机械手,主要附属于自动机床或自动线上,用以解决机床上下料和工件送。这种机械手在国外称为“Mechanical Hand”,它是为主机服务的,由主机驱动;除少数以外,工作程序一般是固定的,因此是专用的。

在国外,目前主要是搞第一类通用机械手,国外称为机器人。本课题所做的机械手是属于第三类机械手。


内容简介:
目录第1章 引言31.1机械手分类.31.2机械手的组成61.3 应用机械手的意义91.4 机械手的现状91.5 工业机械手在生产中的应用121.6机械手的组成131.7 课题要求14第2章机械手的结构设计162.1手部结构162.1.1手部设计基本要求162.1.2典型的手部结构162.1.3机械手手抓的设计计算162.1.4 机械手手抓夹持精度的分析和计算212.1.5弹簧的计算212.2 系统的组成232.3 总体技术方案232.4腕部结构的设计242.5 臂部302.5.1臂部的结构形式302.5.2臂部机构的导向装置312.6 机械手机身的设计计算332.6.1机身的整体设计342.6.2机身回转机构设计的计算352.6.3机身升降机构计算382.6.4轴承选择分析412.7 驱动方式422.8 传动方式432.9 制动器45设计小结47致谢48参考文献49附录150附录254
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