机械手设计毕业论文#仅供借鉴

1、摘要本设计是冲压床的材料机器人设计。 基本参数为升降行程135mm、斗杆旋转角度105。 这个机器人以34次/分的频率，能搬运重量为0.5公斤的硒钢板。该机器人以气压传动方式驱动，气缸的最大压力为0.7MPa，为了提高气缸的活塞密封的可靠性，活塞采用了2个o形圈密封。 机械手的把持部分为吸附式，采用了2个型号为ZP16UN的真空吸盘，吸盘的抬起力由真空泵供给。 机器人一动作，气缸就使活塞杆升降运动。 活塞杆的中央部设有深沟球轴承，活塞杆上下移动时，轴承沿着引导筒的螺旋槽移动。 活塞轴与手臂连接，活塞轴进行上升运动时，推进安装有真空吸盘的吸附式手臂一边上升一边旋转的复合运动，将压力机零件送到压力

2、机床上，活塞轴进行下降运动时，安装有真空吸盘的吸附式手臂一边下降一边旋转的复合运动关键词：冲压机器人的气压传动知识聚集AbstractKeyWords :冲压机器人气压传动知识聚集目录摘要IPS PS S1工业机器人的发展概况11.1工业机器人的定义11.2工业机器人的发展概况12工业机器人整体介绍42.1工业机器人的分类42.2机器人的特征52.3工业机器人在工业生产中的应用53工业机器人设计方案73.1工业机器人的构成73.2规格参数83.3坐标选择和分析83.4驱动系统的选择和分析93.4.1驱动系统的分类93.4.2驱动系统的选择原则93.4.3驱动系统的选定103.5设计路线和方案1

3、13.5.1设计步骤113.3.2研究方法和措施114真空吸盘和真空泵的选定134.1真空吸盘134.1.1吸盘的材料134.1.2真空吸盘的作用134.1.3吸盘的形式表示方法134.1.4理论吊力134.1.5吸盘的外形尺寸154.1.6真空吸盘的选定184.2真空泵194.2.1真空泵的定义194.2.2真空泵的分类194.2.3真空泵的用途204.2.4真空泵选定的注意事项204.2.5真空泵的选定215强度检查235.1悬臂检查235.2活塞轴的检查295.3轴承检查部315.4轴承用螺钉检查356密封和润滑366.1气缸上下端盖的密封件366.2活塞的密封376.3活塞轴的密封件3

4、86.4润滑396.4.1气缸活塞润滑396.4.2轴承润滑40结论41参考文献42感谢441工业机器人的发展概况1.1工业机器人的定义机器人手是模拟人手臂的部分动作，沿着预定的程序轨迹极其要求，把持工件，搬运，操作工具的自动化装置。 在我国很多工业机器人做模拟人的手臂的工作，所以多把工业机器人称为操作机器人。1.2工业机器人的发展概况工业机器人是人类创造的机器，是人类创造的伟大奇迹，其研究、开发和设计始于20世纪中叶。 我国工业机器人始于80年代“七五”科技难关，在国家支持下通过“七五”科技难关，目前已基本掌握机器人操作机的设计制造技术，生产控制系统硬件和软件设计技术、运动学和轨迹规划技术的

5、部分机器人的主要部件其中130多台涂装机器人在二十多家企业的约30条自动涂装生产线(工作站)上获得了规模应用，孤焊机器人已经应用于汽车制造商的焊接生产线上。 但是，从整体上来看，中国工业机器人技术及其工程应用水平与国外相比还有距离。 例如，可靠性比海外产品低，机器人应用工程起步晚，应用领域狭窄，生产线的系统技术与海外相比有差异。 影响我国机器人发展的重要平台要素是其软件、硬件和机械结构。 目前工业机器人大量应用于制造业，其中汽车工业占第一位(28.9% )，电力制造业占第二位(16.4% )，化学工业占第三位(11.7% )。 发达国家汽车行业机器人应用占总保有量的比例为23.4%53%，一年

6、1万台汽车拥有的机器人数量(包括整车和零件)日本88.0台，德国64.0台，法国32.2台，英国26.9台，美国33.8台，意大利世界工业机器人的数量每年都在增加，但市场却在波涛汹涌地发展。 在新世纪的曙光下人们追求更舒适的工作条件，危险的工作环境都需要使用机器人代替人工。 随着机器人应用的深化和渗透，工业机器人在汽车行业不断开拓新的用途。 机器人手的发展也是最初的液压，气压控制开始转向人工智能化，随着电子技术的发展和科学技术的进步，该技术越来越完善。上材机器人与排出材料的机器人相比，其中搬送上材机器人手中的移动式材料的机器人适合各种棒材、工件的自动搬送和上下材的工作。 例如，铝型材挤压成形铝

7、棒材的搬运和高温材料的自动上材作业，最大夹持棒材直径达到180mm，最大夹持重量达到30公斤，最大行驶距离为1200mm。 可以根据作业要求和负荷状况，调整机器人各关节的运动速度。 移动式搬运上材机器人主要由手爪、小臂、大臂、臂旋转机构、推车移动机构、液压泵站的电气控制系统构成，具备了高温棒材启动疏材装置和安全保护用的光电保护系统。 机器人和液压系统整体集中设置在行走小车上，结构紧凑。 电气控制系统采用了OMRON可编程控制器，各种作业的实现可以通过编程来实现。国内外实际使用的是定位控制的机器人，没有“视觉”和“触觉”的反馈。 目前，世界各国正在积极开发具有“视觉”和“触觉”的工业用机器人，能

8、够识别抓住的工件，选择必要的工件，正确地把持工件，在机器上正确地定位和定向。为了让机器人拥有“眼睛”，识别方位变化的工件和形状不同的零件，从视觉传感器输入三个视图方向的视觉信息，用计算机识别图形，判别是否是抓住的工件。为了防止握力过大而物体破损，或握力过小而物体滑落，一般来说，检测物体的手臂变形来确定适当握力的方法是直接检测手指和物体的滑动位移来校正握力。因此，这个机器人具有以下的功能(1)能正确地抓住方位变化的物体(2)可以判断对象的重量(3)能自动避开障碍物(4)抓住费和抓住费不足时能检测出来。拥有这种感知能力，反映感知到的信息的产业用机器人被称为“智能机器人”，有前途。现在，工业用机器人

9、的使用范围仅限于简单重复的工作，其效用可以代替沉重的工作、危险的工作、单调重复的工作，在严酷的环境下的工作中特别显着。 对于汽车工业、电子工业等费工夫的工业部分，机器人的应用情况决不能说好。 主要原因是这些工业部门工时不足的问题很尖锐，但采用机器人手的仅限于部分工序，工业机器人手的性能不能满足这些部门的要求，适合机器人手动作的范围狭窄。 经济问题当然也很重要，采用机器人来节约人工费在经济上不一定能合算。 但是，利用机器人和类似的机械设备节约人才，实现生产合理化的要求今后也会持续增加，如果在技术方面和价格方面解决了问题的话，机器人的应用会飞跃性地发展吧。上材机器人与下材机器人相对，其中上材机器人

10、手中的移动式上材机器人适合各种棒材、工件的自动搬运和上下材的工作。 例如，铝型材挤出成型机的铝棒材的搬运和高温棒材的自动上材作业，最大抓杆直径为180mm，最大抓杆重量为30公斤，最大行驶距离达到1200mm。 可以根据作用要求和载荷情况，调整机器人各关节的运动速度。 移动式搬运上材机器人主要由手爪、小臂、大臂、臂旋转机构、推车移动机构、液压泵站的电气控制系统构成，具备了高温棒材启动稀疏材料装置和安全保护用的光电保护系统。 机器人和液压系统整体集中设置在行走小车上，结构紧凑。 电气控制系统采用了OMRON可编程控制器，各种作业的实现可以通过编程来实现。随着机电技术和计算机技术的应用，其研究和开

11、发水平迅速发展，涉及到人类社会生产和生活各领域，特别是工业机器人在生产加工中的广泛应用。 轿车半轴加工上的材料机器人设计综合了多种机器人的设计原理和设计思想，从轿车半轴加工的特点中提出，具有一定的理论基础、设计水平和应用价值。随着工业技术的发展，工业机器人和机器人的应用范围扩大，技术能力也在不断提高。 在国内，越来越多地应用于实际的工业机器人，特别是示范再现性机器人的生产，也有计算机控制的应用。 在国外生产应用的工业机器人多是示范再生型机器人，而且计算机控制的工业机器人占了相当大的比例。 具有“触觉”“视觉”等感觉的“智能机器人”正在开发阶段。 具有一定智能的工业机器人是工业机器人技术的发展方

12、向。知识聚集2工业机器人的整体介绍2.1工业机器人的分类现在，工业机器人的分类没有明确的标准，一般从标准和性能两方面进行分类。 按规格(输送的工件的质量)分类：1 .微-运输重量在1公斤以下：2 .小型-运输重量在10公斤以下：3 .中型-运输重量在50公斤以下4 .大型-运输重量在50公斤以上。现在很多工业机器人能搬运的重量是130公斤。 最小为0.5公里，最大达到了800公里。按功能：1 .简易型工业用机器人有固定程序和可变程序两种。 固定程序有凸轮鼓和挡块鼓的控制。 可变程序可以通过闩锁板或顺序旋转控制来赋予程序。这个机器人手气压和液体运动多，结构简单，容易改变程序。 虽然程序中只使用了

13、简单的点控制，但是作为一般的单体服务的搬运作业就足够了。 因此，现在这个工业机器人数量最多。2 .记忆再生型工业用机器人该工业用机器人人工地通过实验装置进行动作，将程序记录到磁带(或鼓)上后，根据自动存储的程序反复进行循环动作。这也被多采用，电液伺服驱动多。 与前者相比，有很多自由度，程序可以进行复杂的作业，通用性很广。3 .计算机数字控制的工业机器人通过更换穿孔带和其他存储介质，可以改变工业机器人的动作，可以进行各种各样的控制(DNC )。 技术可以是可编程控制或普通的微机。4 .智能工业机器人(机器人)由电子计算机控制，通过各种传感器元件等有视觉、热感、触觉、运行机构等。按用途：1 .专用

14、机器人本体附带的，没有独立控制系统的固定程序的机械装置，该工业机械的作业对象不变，手工作业比较简单，结构简单，可靠性高，适用于大批量生产的自动线和专用机。2 .通用机器人具有独立的控制系统，程序可变，动作敏锐，动作灵活，具有多种机器人手。 通用机器人作业范围广，定位精度高，通用性高，用于工件频繁变化的中小批量的自动生产。2.2机器人的特征(1)对环境的适应性强的话，可以代替人做危险有害的工作。 在长时间工作对人体有害的地方，机器人手不受影响，根据工作环境合理设计，选择合适的材料和结构，机器人手就能在异常的高温和低温、异常压力和有害气体、粉尘、放射线的作用下，在冲压、灭火等危险环境下工作。(2)

15、机器人长、结实、能把人从繁重的单调劳动中解放出来，扩大和扩展人的功能。(3)由于机器人手的动作正确，因此能够稳定地提高产品质量，同时能够避免人为的操作错误。(4)机器人的特点是工业机器人的通用性，灵活性高，能很好地适应产品变化，满足灵活生产的需要。(5)如果采用机械手，劳动生产率的提高和成本的削减显着。2.3工业机器人在工业生产中的应用工业机器人在生产中的应用非常广泛，也可以归纳为以下方面1 .旋转零件体的自动线的面为了建设旋转零件体(轴类、盘类、环类零件)的自动线，一般使用机器人在机床之间输送工件。2 .为了实现独立的自动化(1)各种半自动车床虽然具有自动夹紧、开刀、切削、开刀、松弛的功能，

16、但仍能人工地上下移动材料，安装机器人，实现全自动生产。(2)注射成型机具有进料、合模、成型、分离等自动动作循环，可安装机器人自动取材，实现全自动生产。(3)冲压床有自动上下冲压循环，机器人上下材料能使冲压生产自动化。3 .铸造、锻造、焊接、热处理等方面总的来说，工业机器人的特征满足了社会生产的需要，带来了经济效益。采用机械手最显着的特征是提高劳动生产率和降低成本。 近年来，随着电子技术特别是电子计算机的广泛应用，机器人的开发和生产已经成为高新技术领域迅速发展的新兴技术，进一步促进了机器人的发展，机器人更好地实现机械化和自动化的有机结合。 机器人手虽然还不像人手那么灵活，但由于其具有反复工作和劳动、不知道疲劳、不怕危险、抓重物的力比人手大等特征，机器人手已经被很多部门重视和广泛应用。 例如，用机床加工、组装作业、工作条件差、容易疲劳的工作环境单调地重复、在危险的地方工作等。3工业机器人设计方案3.1工业机器人的构成工业机器人由致动器、驱动机构和控制部构成，各部分的关系如下所示的方框图图1工业机器人的各部分关系图执行机构：驱动器由把手部(手)、臂部、臂部、行走机构等运动部件构成。1 .机械手：直接接触工件的部分一般为旋转型或平移型。 传动