机电一体化毕业设计（论文）小型气动机械手设计

1、西南科技大学网络教育毕业设计（论文）题目名称： 小型气动机械手设计 年 级： 08秋 层次： 本科专科学生学号： 88160250547 指导教师： 学生姓名： 技术职称： 讲师 学生专业：机电一体化技术 学习中心名称： 武汉学习中心 西南科技大学网络教育学院制毕业设计（论文）任 务 书题目名称 小型气动机械手设计 题目性质 真实题目 虚拟题目学生学号 88160250547 指导教师 学生姓名 专业名称机电一体化技术 技术职称 讲师 学生层次 高起专 学习中心名称 武汉学习中心 2010年 5 月 26 日毕业设计（论文）内容与要求： 1. 本课题是厢式压滤机拉板机械手的设计与改进，根据我国

2、实际国情，为适应压滤机向大型化、自动化发展的要求而设计出的合理，经济，实用的压滤机拉板机械手。2 该机械手的设计是在参考。吸收国外先进经验结构基础上研发设计出来的。通过对弹簧和拉爪的合理利用避开了以前拉板机械手存在的多种不足之处。保证了机械工作的稳定并大大节省了制造成本。3 本设计只用一根弹簧连接两个拉爪，可保证二爪动作同步。簧丝大小视现场而定，应能保证拉爪顺利地压下和复位，这样可代替原设计中的摆臂组件和扭簧的功能，又能在弹簧因腐蚀断裂后拉爪自然落下时及时查出故障并对设备进行维护。4 本设计从几种拉板机械手的性能进行全面的比较，并从实践中得到证明，同时为开发新一代的机械手理清了思路。 毕业设计

3、领导小组负责人： （签字）2010年 月 日毕业设计（论文）成绩考核表过程评分评阅成绩答辩成绩总成绩百分制等级制1、 指导教师评语建议成绩 指导教师签字： 2010年 月 日2、 论文评阅教师评语建议成绩 评阅教师签字： 2010年 月 日3、 毕业答辩专家组评语建议成绩 答辩组长签字： 年 月 日4、 毕业设计领导小组推优评语组长签字： 年 月 日摘 要介绍了厢式压滤机目前常用的几种拉板机械手的结构，说明了其存在的问题，提出了设计、改进方案，取得了良好效果。该机械手的设计是在参考。吸收国外先进经验结构基础上研发设计出来的。通过对弹簧和拉爪的合理利用避开了以前拉板机械手存在的多种不足之处。保证

4、了机械工作的稳定并大大节省了制造成本。本设计只用一根弹簧连接两个拉爪，可保证二爪动作同步。簧丝大小视现场而定，应能保证拉爪顺利地压下和复位，这样可代替原设计中的摆臂组件和扭簧的功能，又能在弹簧因腐蚀断裂后拉爪自然落下时及时查出故障并对设备进行维护。关键词 压滤机 拉板机械手 设计 改进 abstractthis article introduced one kind of use tubular semifinished materials compression loses in the steady distortion forming tube wall the concave comp

5、onents new method. the practice proved, this method uses the mold structure simple, the movement reliable, the construction cost is low, may obtain satisfaction the formed effect.this manipulators design is referring.absorbs in the overseas advanced experience structure foundation to research and de

6、velop designs.through and pulled the fingernail to the spring the reasonable use to avoid many kinds of deficiencies which beforehand ribbon board manipulator existed.had guaranteed the mechanical work stable and has saved the production cost greatly.this design only uses a spring to connect two to

7、pull the fingernail, may guarantee two fingernail movement synchronization.the reed silk looks down upon the scene to decide greatly, ought to be able to guarantee pulls under the fingernail smooth geostatic pressure and the replacement, like this may replace in the original design the pendulum arm

8、module and the torsional spring function, when also can the corrosion break pull after the spring the fingernail falls naturally promptly finds out the breakdown and to the equipment carries on the maintenance.key words tube wall the compression loses steadily flexible manufacture system built-up ji

9、g 目 录引 言1第一章 机械手工作原理2第二章 机械手的结构32.1 机械手的结构32.2 驱动机构42.3 控制系统62.4 应用机械手的意义6第三章 机械手的改进7第四章 数控车床加工程序编制基础8结 论9致 谢10参考文献11引 言机械工业是国名的装备部，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设备，机械工业提供装备的性能、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

10、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的各自的优点，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，在国民经济个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，机械手被广泛运用于自动生产线中，机械人的研制和生产已经成为高科技领域内，迅速发展起来的一门新兴的技术，它更加促进了机械手的发展，使得机械手能更好的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，但它具有不断重复工作和劳动，

11、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，机械手已经收到许多部门的重视，并越来越广泛的得到了应用。机械手技术涉及到力学，机械学、电器液压技术、自动控制技术、传感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从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。第一章 机械手工作原理机械手一般分3类；第一类不须要人工操作的通用机械手。它是一种独立的不附属于主机的装置。他可以根据任务的需要编制程序，以完成各项编制程序。他的特点是具备普通的性能之外，它还具备通用机械，记忆智能的三元机械。第 二类是需要人工才做的，称

12、为操作机。她起源与原子，军事工业，先是通过操作机来完成特定的工业，后来发展到用无线电讯号操作机来来进行探测月球等。工业中采用的锻造操作也是属于一种范围。第三类是用专业机械手，主要俯属于自动机床或自动线上，用以 解决机床上下料和工件送，如图1.1所示。图1.1机械手工作原理第二章 机械手的结构2.1 机械手的结构1手部手部安装在手臂的前端。手臂的内孔装有转动轴，可把动作传给手腕，以转动、伸屈手腕，开闭手指。本课程指的机械手仅需开闭手指。机械手手部的结构系统模仿人的手指，分为无关节，固定关节和自由关节三种。手指的数量又可以分为二指、三脂和四指等，其中以二指用的最多。可以根据夹持对象的形状和大小配备

13、多种形状和尺寸的夹头，以适应操作需要。 本课程做的机械手采用二指形状，如图2.1所示。图2.1手部抓取缸液压原理图2手臂手臂有无关节和有关节手臂之分。本课程所做的机械手的手臂采用无关节臂。手臂的作用是引导手指准确的抓住工作，并运动到所需要的位置上。为了使机械手能够正确的工作，手臂的三个自由度都需要精确的定位。本课题所做的机械手在手臂的上升、下降、前伸、后退、左转、右转是三个方向的定位均采用行程开关控制，以保证定位的精度。总括机械手的运动离不开直线移动的转动二种，因此，它采用的执行机构只要是直线油缸、摆动油缸、电液脉冲马达、伺服油马达、直流伺服马达和步进马达等。躯干是安装手臂、动力源和执行机构的

14、支架，如图2.2所示。图2.2手臂伸缩缸液压原理图2.2 驱动机构 驱动机构主要有四种：液压驱动、气压驱动、电器驱动和机械驱动。其中以液压气动的最多，占90%以上，电动、机械驱动的较少，如图2.3所示。液压驱动主要是通过油缸、阀、油泵和邮箱等实现传动。它利用油缸、马达加上此轮、齿条实现直线运动：利用摆动油缸、马达与减速器、油缸与齿条、齿轮或链条、链轮等实现回转运动。液压驱动的特点是压力高、体积小、出力大、运动平缓，可无级变速， 自锁方便，并能在中间位置停止。气压驱动所采用的原件为气压缸、气压马达、气阀等、一般采用4-6个大气压，个别达到8-10个大气压。它的优点就是气源方便，维护简单，成本低。

15、缺点是出力小，体积大。由于空气的可压缩性大，很难实现中间位置的停止，只能用于点位控制，而且润滑性教差，气压系统容易生锈。为了减少停机时的冲击，气压系统装有速度控制机构或缓冲机构。电气驱动用的不多。现在都用三相应电动机作为动力，用大减速器来驱动执行机构；直线运动用电动机带动丝杠螺母机构；用的采用直线电动机。通用第二章 机械手的结构、使用过程中的问题则考虑用步进电机，直流或交流的侍服的，变速箱等。电气驱动的优点是动力源简单，维护，使用方便。驱动机构和控制系统可以采用统一式的动力，出力比较大；缺点是控制响应比较慢。 使用过程中的问题驱动只用与固定的场合。一般用凸轮连杆机构现规定的动作。它的优点是动作

16、确实可靠，速度高，成本低；缺点是不易调整。图2.3驱动机构2.3 控制系统机械手控制系统的要素，包括工作顺序，到达位置，动作时间加速等。控制系统可根据动作的要求，设计采用数字顺序控制。程序加以存储，然后再根据规定的程序，控制机械手进行工作。 2.4 应用机械手的意义随着科学技术的发展，机械手也越来越多。在机械工业中，焊 冲 压 热处理，机械加工，装配，检验，喷漆，电镀，等工种都有应用的事理。在机械工业中，应用机械手的意义可以概括如下；1.以提高生产过程中的自动化程度应用机械手有利于实现材料的传送，工件的装卸，刀具的更新换以及机器的装配等的自动化的程度，从而可以提高劳动生产率和降低生产成本。2.

17、以改善劳动条件，避免人身事故在高温，高压，低温，低压，有灰尘，臭味，有放射性或有其他毒性污染以及工作空间狭窄的场合中，用人手直接操作是危险或根本不可能的，而应用机械手即可部分或全部代替人安全的完成作业，使劳动条件得以改善。在一些简单。重复，特别是笨重的操作中，以机械手代替人进行工作，可以避免由于疲劳或疏忽而造成的人身事故。3.可以减轻人力，便于有节奏的生产应用机械手代替人进行工作，这是直接减少人力的一个侧面，同时由于应用机械。第三章 机械手的改进机械手原件机械手前伸机械手上升机械手抓取并夹紧机械手后退机械手前进（小车）小车停止机械手左转90度机械手前伸机械手松开机械手后退（小车）机械手下降机械

18、手右转90度小车后退退至原位系统主成：本机械手系统由机体，传送机构，动力源和控制装置四部分组成。其中机体由小车本体等部分组成：传送机构主要由伸缩臂及抓紧机构所组成：动力源由液压驱动和机械驱动两种形式构成控制装置主要由自动控制和手动控制两部分组成。动作分析：工业机械手的机械机构是指它的执行系统，是机械手抓池工件、运行操作及各种运动的机械部件。机械部件主要包括手部，手臂前后伸缩部分，手臂上下升降部分腰转部分以及机座和行走机构第四章 数控车床加工程序编制基础数控车床是目前使用最广泛的数控机床之一。数控车床主要用于加工轴类、盘类等回转体零件。通过数控加工程序的运行，可自动完成内外园柱面，圆锥面、成型表

19、面、螺纹和端面等工序的切削加工，并能进行车槽、钻孔、扩孔以及较孔等工作。车削中心可在一次装夹中完成更多的加工程序，提高加工精度和生产效率，也别适合于复杂形状回转类零件的加工。由于数控的加工对象多为回转体，一般使用通用三爪卡盘夹具数控车床的编程特点：（1）加工坐标系 加工坐标系应于机床坐标的坐标方向一致，x轴的对应径向，z轴对应轴向，c轴（主轴）的运动方向则以从机床尾架向主轴看，逆时针为+c方向，顺时针-c方向。（2）直径编程方式 采用直径尺寸编程与零件与零件图样中的尺寸标注一致，这样可避免尺寸换算过程中可能照成的错误，会给编程带来很大方便。（3）进刀和退刀方式 切削起点的确定与工件毛坯余量大小

20、有关，应以刀具快速走到该点时刀尖不与工件发生碰撞为原则。s 功能 (1)h恒线速切削g96其中s后边的数字表示的是恒定的线速度，单位为m/min.（2）恒线速取消g97s其中s后边的数字表示恒线速度控制取消后的主轴转速，如s未指定，将保留g96的最终值。t 功能 编程格式t后边通常有两位数表示所选择的刀具号码。但也有t后边用四位数字，前两位是刀具号，后两位是刀具长度补偿号，又是刀尖圆弧半径补偿号。m 功能 g00 快速点定位：g01 直线插补指令：g02 为按指定进给速度的顺时针圆弧插补：g03 为按指定进给速度的逆时针圆弧插补：g04暂停：g90外圆切削循环：g94端面切削循环：g96恒线速

21、切削：g97恒线速切削：g76为螺纹切削循环刀具半径补偿指令 在零件轮廓铣削加工时，由于刀具半径尺寸影响，刀具的中心轨迹与零件轮廓往往不一致。为了避免计算刀具中心轨迹，直接按零件图样上的轮廓尺寸编程，数控系统提供了刀具半径补偿功能。其中g41为坐偏刀具半径补偿，g42为右偏刀具半径补偿，g40是撤销刀具半径补偿指令。结 论此次我们做的毕业设计是工业手的设计，通过最近的努力，设计终于顺利完成。这次设计给了我们很好的机会，使我们了解了工作的基本流程和设计的方法以及理念。在此次的毕业设计中，我们遇到了以前从未有过的问题，但通过指导教师的指导和我们的努力，这些问题都得到了很好的解决。虽然我们设计的只是简单的机械手，但需要完成自动等，提升了机械结构来实现，通过机构的设计，使理论知识与现实相结合，巩固和深化了所学过的专业理论知识，由于此次设计是创新设计，我们不断的学习和修改，自学了许多相关学科的内容，求学了许多专业老师，上