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1、項(xiàng)目報(bào)告 自動(dòng)上下料機(jī)械手 班級(jí)：機(jī)電 09302 項(xiàng)目小組成員和分工： 組長 陳勇 秘書 束萬鑫 氣動(dòng)選定方案 孫良 氣動(dòng)設(shè)計(jì) 梁振興 機(jī)械部分設(shè)計(jì) 劉亞超、秦利達(dá) 項(xiàng)目指導(dǎo)老師：彭芳 項(xiàng)目選題依據(jù) 隨著工業(yè)自動(dòng)化程度的提高，工業(yè)現(xiàn)場的很多易燃、易爆等高危及重體力勞 動(dòng)場合機(jī)器所代替，這一方面可以減輕工人的勞動(dòng)強(qiáng)度，另一方面可以大大 提高勞動(dòng)生產(chǎn)率。例如，目前在我國的許多中小企業(yè)汽車生產(chǎn)以及輕工業(yè)生 產(chǎn)中，往往沖壓成型這一工序還需要人工上下料，既費(fèi)時(shí)費(fèi)力，又影響效率。 為此，我們小組把上下料傳送機(jī)械手作為我們研究的課題。 現(xiàn)在的機(jī)械手大多采用液壓傳動(dòng)，但是液壓傳動(dòng)存在以下幾個(gè)缺點(diǎn)： 1、液壓
2、傳動(dòng)在工作過程中能量損失較大，如摩擦損失、泄露損失等 2、工作時(shí)受溫度變化影響較大。 3、因液壓脈動(dòng)和液體中混入空氣，易產(chǎn)生噪聲。 4、液壓元件價(jià)格較高。 鑒于以上這些缺陷，我們小組決定采用氣壓傳動(dòng)，氣動(dòng)技術(shù)有以下優(yōu)點(diǎn)： 1、介質(zhì)提取和處理方便。 2、阻力損失和泄露較小，能源可儲(chǔ)存，而且工作環(huán)境適應(yīng)性好。 3、動(dòng)作迅速，反應(yīng)靈敏。氣動(dòng)系統(tǒng)一般只需要 0.02s-0.3s即可以建立起所需 要的壓力和速度。也能實(shí)現(xiàn)過載保護(hù)，便于自動(dòng)控制。 4、成本低廉。由于氣動(dòng)系統(tǒng)工作壓力較低，因此降低了氣動(dòng)元、輔件材料和 加工精度要求，制造容易，成本較低。 國內(nèi)外相關(guān)情況 國外 機(jī)器人領(lǐng)域發(fā)展近幾年有如下幾個(gè)趨
3、勢： 1工業(yè)機(jī)器人性能不斷提高（高速度、高精度、高可靠性、便于操作 和維修）； 2機(jī)械結(jié)構(gòu)向模塊化、可重構(gòu)化發(fā)展； 3工業(yè)機(jī)器人控制系統(tǒng)向基于 PC機(jī)的開放型控制器方向發(fā)展，便于標(biāo) 準(zhǔn)化、網(wǎng)絡(luò)化、器件集成度提高，控制柜日見小巧，且采用模塊化結(jié) 構(gòu)：大大提高了系統(tǒng)的可靠性、易操作性和可維修性； 4多傳感器融合配置技術(shù)在產(chǎn)品化系統(tǒng)中已有成熟應(yīng)用； 我國的工業(yè)機(jī)器人從 80年代“七五”科技攻關(guān)開始起步，起步較晚， 技術(shù)及其工程應(yīng)用的水平和國外比還有一定距離； 但在國家的支持下，目前已基本掌握了機(jī)器人操作機(jī)的設(shè)計(jì)制造技術(shù)、 控制系統(tǒng)硬件和軟件設(shè)計(jì)技術(shù)、運(yùn)動(dòng)學(xué)和軌跡規(guī)劃技術(shù)，生產(chǎn)了部分 機(jī)器人關(guān)鍵元件，
4、開發(fā)出噴漆、弧焊、點(diǎn)焊、裝配、搬運(yùn)等機(jī)器人。 項(xiàng)目構(gòu)思 選取機(jī)械手的座標(biāo)形式和自由度 設(shè)計(jì)機(jī)械手的各執(zhí)行機(jī)構(gòu)，包括手部、手 腕、手臂等部件的設(shè)計(jì)。 設(shè)計(jì)出機(jī)械手氣壓傳動(dòng)系統(tǒng)，包括氣動(dòng)元 件的選取，氣動(dòng)回路的設(shè)計(jì)，并繪出氣動(dòng) 原理圖和電子 控制圖。 機(jī)械手的標(biāo)型式與自由度 按機(jī)械手手臂的不同運(yùn)動(dòng)形式及其組合情況，其座標(biāo)型 式可分為直角標(biāo)型式、圓柱標(biāo)型式，球標(biāo)型式和關(guān)節(jié)標(biāo) 型式。由于本機(jī)械手在上下料時(shí)具有升降、收縮及回轉(zhuǎn) 運(yùn)動(dòng)，因此， 采用圓柱標(biāo)型式 。相應(yīng)的機(jī)械手具有三個(gè) 自由度，為了彌補(bǔ)升降運(yùn)動(dòng)行程較小的缺點(diǎn)，增加手臂 擺動(dòng)機(jī)構(gòu)，從而增加一個(gè)手臂上下料擺動(dòng)的自由度。 手部結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 為了使通用性
5、較強(qiáng)，手部設(shè)計(jì)可更換結(jié)構(gòu)，當(dāng)工件是棒 料時(shí)，使用夾持式手指來抓取而傳送工件，當(dāng)工件是板 料時(shí)，使用氣流負(fù)壓式來吸盤而傳送工件。 手腕結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 考慮到機(jī)械手的通應(yīng)性，同時(shí)由于被抓取工件時(shí)水平放 置，因此手腕必須有回轉(zhuǎn)才滿足工作的要求。因此，手 腕設(shè)計(jì)成回轉(zhuǎn)結(jié)構(gòu)，實(shí)現(xiàn)手腕回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)的機(jī)構(gòu)為 回轉(zhuǎn)氣 缸 。 手臂結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 按照抓取工件的要求，本機(jī)械手的手臂自由度，即手臂 的伸縮、左右回轉(zhuǎn)和升降運(yùn)動(dòng)。手臂的回轉(zhuǎn)和升降式通 過立柱來實(shí)現(xiàn)的，立柱的橫向移動(dòng)即為手臂的橫移。手 臂的各種動(dòng)作由 氣缸 實(shí)現(xiàn)。 機(jī)械手結(jié)構(gòu)構(gòu)示意圖 其中 A缸為抓取機(jī)構(gòu)的松緊缸， A缸活塞后退時(shí)抓緊工件， A缸活塞前進(jìn) 時(shí)松開工件。 B缸為長臂伸縮缸， C缸為機(jī)械手升降缸。 D缸為立柱回轉(zhuǎn) 缸，該氣缸為齒輪齒條缸，把活塞的直線運(yùn)動(dòng)改變?yōu)榱⒅男D(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)， 從而實(shí)現(xiàn)立柱的回轉(zhuǎn)。 機(jī)械手系統(tǒng)工作流程 氣動(dòng)回路圖 機(jī)械手的手指、手腕、手臂的運(yùn)動(dòng)示意圖
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