凸轮轴机床的工件输送机构的设计开题报告.doc

凸轮轴机床的工件输送机构的设计【4自由度】【9张图纸】【优秀】

收藏

压缩包内文档预览:
预览图 预览图 预览图 预览图 预览图 预览图 预览图 预览图
编号:273058    类型:共享资源    大小:1.07MB    格式:RAR    上传时间:2014-04-22 上传人:上*** IP属地:江苏
48
积分
关 键 词:
凸轮轴 机床 工件 输送 机构 设计 自由度 图纸
资源描述:

凸轮轴机床的工件输送机构的设计

33页-12500字数+说明书+开题报告+中期报告+9张CAD图纸

下缸盖.dwg

中期报告.doc

凸轮轴机床的工件输送机构的设计开题报告.doc

凸轮轴机床的工件输送机构的设计说明书.doc

前端盖.dwg

回转轴.dwg

手指.dwg

手爪.dwg

摘 要.doc

旋转活塞.dwg

机械手装配图.dwg

目录.doc

缸体.dwg

联接体.dwg


目  录

1 绪论1

 1.1题目背景1

 1.2研究意义1

 1.3国内研究的情况1

 1.4国外研究情况2

 1.5本课题研究的主要内容2

  1.5.1凸轮轴机床的工作原理2

  1.5.2机械手总体结构的设计3

2 机械手的总体设计5

 2.1机械手的设计原则5

 2.2机械手的座标型式与自由度6

  2.2.1确定大体参数6

 2.3机械手的手部结构方案设计6

 2.4机械手的手腕结构方案设计7

 2.5机械手的手臂结构方案设计7

 2.6机械手的控制方案设计7

 2.7机械手的主要技术参数7

3 手部结构设计9

 3.1夹持式手部结构9

  3.1.1手指的形状和分类9

  3.1.2设计时考虑的几个问题9

  3.1.3手部夹紧液压缸的设计10

4 手腕结构设计14

 4.1手腕的自由度14

 4.2手腕的驱动力矩的计算14

  4.2.1手腕转动时所需的驱动力矩14

  4.2.2回转液压缸的驱动力矩计算16

  4.2.3手腕回转缸的尺寸及其校核17

5 手臂液压缸的尺寸设计与校核19

 5.1手臂伸缩液压缸的尺寸设计与校核19

  5.1.1手臂伸缩液压缸的尺寸设计19

  5.1.2尺寸校核19

  5.1.3导向装置19

  5.1.4平衡装置20

 5.2手臂升降液压缸的尺寸设计与校核20

  5.2.1尺寸设计20

  5.2.2尺寸校核20

 5.3手臂回转液压缸的尺寸设计与校核21

  5.3.1尺寸设计21

  5.3.2尺寸校核21

6 机械手的PLC控制系统设计23

 6.1可编程序控制器的选择及工作过程23

  6.1.1可编程序控制器的选择23

  6.1.2可编程序控制器的工作过程23

 6.2可编程序控制器的使用步骤24

 6.3机械手可编程序控制器控制方案24

  6.3.1控制系统的工作原理及控制要求25

结 论26

致 谢27

参考文献28

凸轮轴机床的工件输送机构的设计

摘 要

   在现代企业生产过程中,生产线零件的输送是非常重要的工作之一,随着生产自动化的发展,目前,这一工作已由机械手的自动搬运逐渐替代传统的人工完成。机械手的出现在减轻工人劳动强度和难度、提高工作效率和质量、降低生产成本上做出了突出贡献,机械手的发展在企业的发展和创收上起到了举足轻重的作用。机械手是模仿着人手的部分动作,按给定程序、轨迹和要求实现自动抓取、搬运或操作的自动机械装置。工业机械手是近几十年发展起来的一种高科技自动生产设备。本课题设计一种在七工位凸轮轴加工机床上应用的机械手,用于实现工件的输送。明确机械手的功能、技术参数、工作原理、主要结构及特点。要求结构简单、抓取重量大、开合行程长、运行可靠,从而提高生产效率。


关键字:机器人;抓取装置;工业机械手;手爪


Abstract

   In the modern enterprise production process, the delivery of parts of the production line is one of the very important work, with the development of production automation, this work by the automatic handling of the robot gradually replace the traditional manual. Reduce labor intensity and difficulty, improve work efficiency and quality, reduce production costs, the emergence of robot made ??outstanding contributions to the development of the robot has played a pivotal role in the development of enterprises and income-generating. The robot is imitating the action of manpower, the robotic device used to automatically capture, handling or operation to achieve a given program, track and requirements.The industrial robot is a high-tech automated production equipment developed in recent decades. The design of this project an application in the the seven stations camshaft machine tools, robots, used to implement the delivery of the workpiece. Clear function of the robot, the technical parameters, it works, the main structure and characteristics. Requirements of the structure is simple, grab the weight, opening and closing stroke, reliable operation, thereby enhancing production efficiency.


Keywords: robot ;grasping device;industrial manipulator; gripper


机械手的设计原则

   对液动机械手的基本要求是能快速、准确地拾-放和搬运物件,这就要求它们具有高精度、快速反应、一定的承载能力、足够的工作空间和灵活的自由度及在任意位置都能自动定位等特性。设计液动机械手的原则是:充分分析作业对象(工件)的作业技术要求,拟定最合理的作业工序和工艺,并满足系统功能要求和环境条件;明确工件的结构形状和材料特性,定位精度要求,抓取、搬运时的受力特性、尺寸和质量参数等,从而进一步确定对机械手结构及运行控制的要求;尽量选用定型的标准组件,简化设计制造过程,兼顾通用性和专用性,并能实现柔性转换和编程控制。本次设计的机械手是通用液动上下料机械手(如图2.1所示),是一种适合于成批或中、小批生产的、可以改变动作程序的自动搬运或操作设备,动作强度大和操作单调频繁的生产场合。它也可用于操作环境恶劣的场合。机械手的座标型式与自由度

   按机械手手臂的不同运动形式及其组合情况,其座标型式可分为直角座标式、圆柱座标式、球座标式和关节式。由于本机械手在上下料时手臂具有升降、收缩及回转运动,因此,采用圆柱座标型式。相应的机械手具有三个自由度,为了弥补升降运动行程较小的缺点,增加手臂摆动机构,从而增加一个手臂上下摆动的自由度(如图2.2所示)。

2.2.1确定大体参数

   a. 抓重:15千克

   b. 自由度数:4个

   c. 小臂升降范围:0—200cm

   d. 大臂回转范围:0—90°

   e. 手爪夹持范围:0—100cm


内容简介:
毕业设计(论文)开题报告题目:凸轮轴机床的工件输送机构的设计系 别 机电信息系 专 业 机械设计制造及其自动化 班 级 姓 名 学 号 导 师 2012年 12 月 25 日1.毕业设计(论文)综述(题目背景、研究意义及国内外相关研究情况)1.1题目背景在现代企业生产过程中,生产线零件的输送是非常重要的工作之一,随着生产自动化的发展,目前,这一工作已由机械手的自动搬运逐渐替代传统的人工完成。机械手的出现在减轻工人劳动强度和难度、提高工作效率和质量、降低生产成本上做出了突出贡献,机械手的发展在企业的发展和创收上起到了举足轻重的作用。本课题设计一种在七工位凸轮轴加工机床上应用的机械手,用于实现工件的输送。明确机械手的功能、技术参数、工作原理、主要结构及特点。要求结构简单、抓取重量大、开合行程长、运行可靠,从而提高生产效率。 1.2研究意义机械手是模仿着人手的部分动作,按给定程序、轨迹和要求实现自动抓取、搬运或操作的自动机械装置。工业机械手是近几十年发展起来的一种高科技自动生产设备【1】。他的特点是可以通过编程来完成各种预期的作业,在构造和性能上兼有人和机器各自的优点,尤其是在高温、高压、粉尘、噪音以及带有放射性和污染的场合,应用的更为广泛【2】。因此,进行凸轮轴机床的工件输送机械手的研究设计具有重要意义。我感觉设计所需要的知识仅课堂所学的是完全不够的,但正是这样,才更能锻炼自己,才更富有挑战,我想在这次的设计中我一定会尽全力做好的!1.3国内研究的情况我国的工业机械手的研究研发开发始于20世纪70年代左右。1972年我国的第一台工业机械手开发制造于上海,随着全国各省都开始研制和研发应用机械手。如今我国正从一个“制造型大国”向“制造型强国”迈进,中国的制造业正在面临着与国际接轨、世界接轨、参与国际分工的巨大工作和挑战当中,这将会给机械手产业发展注入新的动力和活力【3】。随着机械手发展的深度和广度以及机器人智能水平的不断提高,中国的机械手已在众多领域得到了广泛普遍的应用。已经从传统的工业制造领域向非制造领域延伸。如采矿机器人、建筑业机器人以及水电系统用于维护维修的机器人等。在国防军事、医疗卫生、食品加工、生活服务等领域机械手的应用也越来越多。在未来几年,我国将在传感技术、激光技术、工程网络技术中机械手将会被广泛应用,因此这些技术会使机械手的应用更为高效、高质,运行成本将更低【4】。据一系列现象证据表明,今后机械手将在医疗、保健、生物技术和产业、教育、救灾、海洋开发、机器维修、交通运输和农业生产等各领域得到广泛应用。1.4国外研究情况 现代工业机械手起源于20世纪50年代初,是基于示教再现和主从控制方式、能适应产品种类变更,具有多自由度动作功能的柔性自动化产品5。机械手首先是从美国开始研制的,1958年美国联合控制公司研制出第一台机械手。在此基础上美国通过不断改进完善,研制出一系列新的机械手,美国的研制十分注意提高机械手的可靠性,改进其结构,降低其成本。德国从1970年开始在制造行业中应用机械手,主要用于起重运输、焊接和设备的上下料等作业。日本是工业机械手发展最快、应用最多的国家。自1969年从美国引进二种典型的机械手后,便开始大力进行机械手的研究。据报道,1979年从事机械手的研究工作的大专院校、研究单位多达50多个;1976年大学和国家研究部门用在机械手的研究费用42%;1979年日本机械手的产值达443亿日元,产量为14535台。使用机械手最多的行业是汽车工业,其次是电机、电器和电子行业。到目前在日本工作的工业机械手已有100万台左右。第二代机械手设有微型电子计算机控制系统,具有视觉、触觉能力,甚至听、想的能力。研究安装各种传感器,把感觉到的信息反馈,使机械手具有感觉机能。目前国外已经出现了触觉和视觉机械手。第三代机械手(机械人)则能独立地完成工作过程中的任务。它与电子计算机和电视设备保持联系。并逐步发展成为柔性制造系统FMS(Flexible Manufacturing System)和柔性制造单元(Flexible Manufacturing Cell)中重要一环。随着工业机器手(机械人)研究制造和应用的扩大,国际性学术交流活动十分活跃,欧美各国和其他国家学术交流活动开展很多6。2.本课题研究的主要内容和拟采用的研究方案、研究方法或措施2.1主要内容2.1.1了解凸轮轴机床工作原理,工业机器人的发展及在工业生产中的应用;2.1.2明确该机械手的规格参数,分析其组成和工作原理;2.1.3完成该机械手的结构设计和主要部件的设计计算;2.1.4应用软件绘制所设计机械手的装配图。2.2研究方案2.2.1凸轮轴机床的工作原理 如图1所示零件为凸轮轴。凸轮轴是发动机中的重要零件之一,其通常是由具有多段高次曲线型面的非圆轮廓面组成,其升程、转角与砂轮半径之间存在非线性关系,且大部分凸轮轴属细长轴类零件。而凸轮轴加工精度和质量直接影响到发动机的质量、废气排放、使用寿命、节能和效率。图2是某型号发动机的凸轮轴示意图,其法兰面上的孔系的加工是在一台卧式单面七工位的机床上完成的,该机床用一个多轴头在5个加工工位上完成了5道加工工序。在加工工位之前有一个零件装卸工位,为了在装卸工位卸下工件,必须解决工件的返回问题。为此,我们设计了机械手在五个加工工位之后的等待工位抓取工件,并实现工件的返回。如图3所示,工位是装卸工位,工位是机械手抓取工位,凸轮轴从工位通过步伐式棘爪输送机构依次自动输送至工位,而机械手用来实现工件由工位返回至工位。 图1 凸轮轴 图2 凸轮轴示意图图3 各工位布局图2.2.2机械手总体结构的设计 如图4所示,机械手装置安装在机床的侧面,机械手大臂的回转运动,靠液压缸2通过齿轮、齿条机构来实现。机械手小臂的升降,由油缸1驱动。手爪4的开合动作由液压缸3驱动的连杆、滑块机构来实现。为了确保机械手大臂回转输送时,随行夹具在此时是平面平行移动,采用了平行四边形机构。机械手的动作顺序是:机械手在等待工位(抓取工件工位)等候机械手小臂下降手爪收拢抓取随行夹具小臂上升大臂回转至装卸料工位小臂下降手爪放松小臂上升大臂回转至等待工位等候。机械手的动作全部采用液压驱动,电气控制。(1)机械手腰座结构的设计(2)机械手手臂结构的设计(3)机械手手腕结构的设计(4)机械手手爪结构的设计 如图5所示,手爪是用来抓取工件的,要求其结构简单,动作灵敏,操作方便。(5)机械手机械传动机构的设计(6)机械手驱动系统的设计 图4 机械手结构图 图5 手爪示意图2.3研究方法2.3.1首先阅读毕业设计题目和任务书,查阅相关文献和资料,做出初步规划设计方案,积极开展调研论证;2.3.2向指导老师咨询有关问题和登陆中国知网查阅资料文献;2.3.3对机械手进行结构分析,画出草图;2.3.4结合自己熟悉的制图软件,对其进行深入的实践;2.3.5完善绘图,请指导老师修改。3.本课题研究的重点及难点,前期已开展工作3.1 研究的重点及难点 机械手结构的设计及其传动机构和驱动系统的设计;机械手零件设计及其装配关系;机械手的技术参数、结构特点和受力分析。 3.2前期已展开的工作3.2.1查找和阅读大量期刊、书籍、报纸及优秀硕士论文分析相关数据;3.2.2初步拟定了整体结构和设计方案;3.2.3学习零件的结构设计的有关知识;3.2.4在学校电子阅览室查找了有关机械手的外文翻译。 4.完成毕业论文的工作步骤与时间安排(按周次填写)(1)13周:调研并收集资料;(2)46周:明确该机械手的规格参数,分析其组成和工作原理;(3)79周:完成该机械手的结构设计计算;(4)1012周:完成该机械手的装配图;(5)1315周:完成论文撰写,准备答辩。5.指导教师意见(对课题的深度、广度及工作量的意见) 指导教师: 年 月 日6.所在系审查意见:系主管领导: 年 月 日 注:1)正文:宋体小四号字,行距20磅,单面打印;其他格式与毕业论文要求相同。2)开题报告由各系集中归档保存。 3)开题报告引用参考文献注释格式可参照附录E“毕业设计(论文)参考文献样式”执行。不进入正文,可以作为附件放在开题报告后面。参考文献1 姚志良. 工业机械手浅谈(二)J. 组合机床与自定化技术. 1977,(03) :6- 92 郭益友. 工业机械手在制造工艺中的发展及应用J. 淮南职业技术学院学报. 2002,(01) :5- 73 国内机械行业. 机械手应用与技术发展概况(上)J. 科技简报. 1975,(07) :9- 114 邹莉. 传感检测技术在机械手中的应用J. 科技信息(学术研究). 2008,(36) :25- 315 吴振彪,王正家. 工业机器人 M. 武汉:华中科技大学出版社. 20066 Tsai LW. Solving the inverse dynamics of a Stewart-Cough manipulator by the principle of virtual work. Journal of Mechanical Design . 2000,(1) :13- 187 陶湘厅,袁锐波,罗璟. 气动机械手的应用现状及发展前景J. 机床与液压. 2007,(08) :35- 418 雷勇涛,李大明. 机械手运动稳定性分析J. 茂名学院学报. 2006,(01) :13- 179 孙恒,陈作模,葛文杰. 机械原理 M. 北京:高等教育出版社. 2006.510 胡玉睿. 机械手原理 M .北京:中央广播电视大学出版社. 200411 陆祥生,杨秀莲. 机械手理论及应用 M .中国铁道出版社.198512 马振福. 液压与气压传动 M. 机械工业出版社. 200413 裴仁清. 机电一体化原理. 上海大学出版社. 199814 工业机械手设计基础编写组. 工业机械手设计基础 M . 天津科学技术出版社. 1980 15 方明伦,应振澍,裴任清. 工业机器人. 北京:机械工程师进修大学. 1989.6 16 张建民. 工业机械人. 北京:北京理工大学出版社. 199217 HILLER Manfred. Simulation Modeling of the Motion Control of a Two Degree of Freedom,Tendon Based,Parallel Manipulator in Operational Space Using MATLAB J. Journal of Ch
温馨提示:
1: 本站所有资源如无特殊说明,都需要本地电脑安装OFFICE2007和PDF阅读器。图纸软件为CAD,CAXA,PROE,UG,SolidWorks等.压缩文件请下载最新的WinRAR软件解压。
2: 本站的文档不包含任何第三方提供的附件图纸等,如果需要附件,请联系上传者。文件的所有权益归上传用户所有。
3.本站RAR压缩包中若带图纸,网页内容里面会有图纸预览,若没有图纸预览就没有图纸。
4. 未经权益所有人同意不得将文件中的内容挪作商业或盈利用途。
5. 人人文库网仅提供信息存储空间,仅对用户上传内容的表现方式做保护处理,对用户上传分享的文档内容本身不做任何修改或编辑,并不能对任何下载内容负责。
6. 下载文件中如有侵权或不适当内容,请与我们联系,我们立即纠正。
7. 本站不保证下载资源的准确性、安全性和完整性, 同时也不承担用户因使用这些下载资源对自己和他人造成任何形式的伤害或损失。
提示  人人文库网所有资源均是用户自行上传分享,仅供网友学习交流,未经上传用户书面授权,请勿作他用。
关于本文
本文标题:凸轮轴机床的工件输送机构的设计【4自由度】【9张图纸】【优秀】
链接地址:https://www.renrendoc.com/p-273058.html

官方联系方式

2:不支持迅雷下载,请使用浏览器下载   
3:不支持QQ浏览器下载,请用其他浏览器   
4:下载后的文档和图纸-无水印   
5:文档经过压缩,下载后原文更清晰   
关于我们 - 网站声明 - 网站地图 - 资源地图 - 友情链接 - 网站客服 - 联系我们

网站客服QQ:2881952447     

copyright@ 2020-2025  renrendoc.com 人人文库版权所有   联系电话:400-852-1180

备案号:蜀ICP备2022000484号-2       经营许可证: 川B2-20220663       公网安备川公网安备: 51019002004831号

本站为文档C2C交易模式,即用户上传的文档直接被用户下载,本站只是中间服务平台,本站所有文档下载所得的收益归上传人(含作者)所有。人人文库网仅提供信息存储空间,仅对用户上传内容的表现方式做保护处理,对上载内容本身不做任何修改或编辑。若文档所含内容侵犯了您的版权或隐私,请立即通知人人文库网,我们立即给予删除!