機(jī)電一體化畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）小型氣動(dòng)機(jī)械手設(shè)計(jì)

1、西南科技大學(xué)網(wǎng)絡(luò)教育畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）題目名稱： 小型氣動(dòng)機(jī)械手設(shè)計(jì) 年 級(jí)： 08秋 層次： 本科?？茖W(xué)生學(xué)號(hào)： 88160250547 指導(dǎo)教師： 學(xué)生姓名： 技術(shù)職稱： 講師 學(xué)生專業(yè)：機(jī)電一體化技術(shù) 學(xué)習(xí)中心名稱： 武漢學(xué)習(xí)中心 西南科技大學(xué)網(wǎng)絡(luò)教育學(xué)院制畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）任 務(wù) 書題目名稱 小型氣動(dòng)機(jī)械手設(shè)計(jì) 題目性質(zhì) 真實(shí)題目 虛擬題目學(xué)生學(xué)號(hào) 88160250547 指導(dǎo)教師 學(xué)生姓名 專業(yè)名稱機(jī)電一體化技術(shù) 技術(shù)職稱 講師 學(xué)生層次 高起專 學(xué)習(xí)中心名稱 武漢學(xué)習(xí)中心 2010年 5 月 26 日畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）內(nèi)容與要求： 1. 本課題是廂式壓濾機(jī)拉板機(jī)械手的設(shè)計(jì)與改進(jìn)，根據(jù)我國(guó)

2、實(shí)際國(guó)情，為適應(yīng)壓濾機(jī)向大型化、自動(dòng)化發(fā)展的要求而設(shè)計(jì)出的合理，經(jīng)濟(jì)，實(shí)用的壓濾機(jī)拉板機(jī)械手。2 該機(jī)械手的設(shè)計(jì)是在參考。吸收國(guó)外先進(jìn)經(jīng)驗(yàn)結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)上研發(fā)設(shè)計(jì)出來(lái)的。通過對(duì)彈簧和拉爪的合理利用避開了以前拉板機(jī)械手存在的多種不足之處。保證了機(jī)械工作的穩(wěn)定并大大節(jié)省了制造成本。3 本設(shè)計(jì)只用一根彈簧連接兩個(gè)拉爪，可保證二爪動(dòng)作同步。簧絲大小視現(xiàn)場(chǎng)而定，應(yīng)能保證拉爪順利地壓下和復(fù)位，這樣可代替原設(shè)計(jì)中的擺臂組件和扭簧的功能，又能在彈簧因腐蝕斷裂后拉爪自然落下時(shí)及時(shí)查出故障并對(duì)設(shè)備進(jìn)行維護(hù)。4 本設(shè)計(jì)從幾種拉板機(jī)械手的性能進(jìn)行全面的比較，并從實(shí)踐中得到證明，同時(shí)為開發(fā)新一代的機(jī)械手理清了思路。 畢業(yè)設(shè)計(jì)

3、領(lǐng)導(dǎo)小組負(fù)責(zé)人： （簽字）2010年 月 日畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）成績(jī)考核表過程評(píng)分評(píng)閱成績(jī)答辯成績(jī)總成績(jī)百分制等級(jí)制1、 指導(dǎo)教師評(píng)語(yǔ)建議成績(jī) 指導(dǎo)教師簽字： 2010年 月 日2、 論文評(píng)閱教師評(píng)語(yǔ)建議成績(jī) 評(píng)閱教師簽字： 2010年 月 日3、 畢業(yè)答辯專家組評(píng)語(yǔ)建議成績(jī) 答辯組長(zhǎng)簽字： 年 月 日4、 畢業(yè)設(shè)計(jì)領(lǐng)導(dǎo)小組推優(yōu)評(píng)語(yǔ)組長(zhǎng)簽字： 年 月 日摘 要介紹了廂式壓濾機(jī)目前常用的幾種拉板機(jī)械手的結(jié)構(gòu)，說(shuō)明了其存在的問題，提出了設(shè)計(jì)、改進(jìn)方案，取得了良好效果。該機(jī)械手的設(shè)計(jì)是在參考。吸收國(guó)外先進(jìn)經(jīng)驗(yàn)結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)上研發(fā)設(shè)計(jì)出來(lái)的。通過對(duì)彈簧和拉爪的合理利用避開了以前拉板機(jī)械手存在的多種不足之處。保證

4、了機(jī)械工作的穩(wěn)定并大大節(jié)省了制造成本。本設(shè)計(jì)只用一根彈簧連接兩個(gè)拉爪，可保證二爪動(dòng)作同步?；山z大小視現(xiàn)場(chǎng)而定，應(yīng)能保證拉爪順利地壓下和復(fù)位，這樣可代替原設(shè)計(jì)中的擺臂組件和扭簧的功能，又能在彈簧因腐蝕斷裂后拉爪自然落下時(shí)及時(shí)查出故障并對(duì)設(shè)備進(jìn)行維護(hù)。關(guān)鍵詞 壓濾機(jī) 拉板機(jī)械手 設(shè)計(jì) 改進(jìn) 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 錄引 言1第一章 機(jī)械手工作原理2第二章 機(jī)械手的結(jié)構(gòu)32.1 機(jī)械手的結(jié)構(gòu)32.2 驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)42.3 控制系統(tǒng)62.4 應(yīng)用機(jī)械手的意義6第三章 機(jī)械手的改進(jìn)7第四章 數(shù)控車床加工程序編制基礎(chǔ)8結(jié) 論9致 謝10參考文獻(xiàn)11引 言機(jī)械工業(yè)是國(guó)名的裝備部，是為國(guó)民經(jīng)濟(jì)提供裝備和為人民生活提供耐用消費(fèi)品的產(chǎn)業(yè)。不論是傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)，還是新興產(chǎn)業(yè)，都離不開各種各樣的機(jī)械設(shè)備，機(jī)械工業(yè)提供裝備的性能、質(zhì)量和成本，對(duì)國(guó)民經(jīng)濟(jì)各部門技術(shù)進(jìn)步和經(jīng)濟(jì)效益有很大和直接的影響。機(jī)械工業(yè)的規(guī)模和技術(shù)水平是衡量國(guó)家經(jīng)濟(jì)實(shí)力和科學(xué)技術(shù)水平的重要標(biāo)志。因此，世界各國(guó)都把發(fā)展機(jī)械工業(yè)作為發(fā)展本國(guó)經(jīng)濟(jì)的戰(zhàn)略重點(diǎn)之一工業(yè)機(jī)

10、械手是近幾十年發(fā)展起來(lái)的一種高科技自動(dòng)化生產(chǎn)設(shè)備。工業(yè)機(jī)械手是工業(yè)機(jī)器人的一個(gè)重要分支。它的特點(diǎn)是可通過編程來(lái)完成各種預(yù)期的作業(yè)任務(wù)，在構(gòu)造和性能上兼有人和機(jī)器的各自的優(yōu)點(diǎn)，尤其體現(xiàn)了人的智能和適應(yīng)性。機(jī)械手作業(yè)的準(zhǔn)確性和各種環(huán)境中完成作業(yè)的能力，在國(guó)民經(jīng)濟(jì)個(gè)領(lǐng)域有著廣闊的發(fā)展前景。機(jī)械手是在機(jī)械化，自動(dòng)化生產(chǎn)過程中發(fā)展起來(lái)的一種新型裝置。在現(xiàn)代生產(chǎn)過程中，機(jī)械手被廣泛運(yùn)用于自動(dòng)生產(chǎn)線中，機(jī)械人的研制和生產(chǎn)已經(jīng)成為高科技領(lǐng)域內(nèi)，迅速發(fā)展起來(lái)的一門新興的技術(shù)，它更加促進(jìn)了機(jī)械手的發(fā)展，使得機(jī)械手能更好的實(shí)現(xiàn)與機(jī)械化和自動(dòng)化的有機(jī)結(jié)合。機(jī)械手雖然目前還不如人手那樣靈活，但它具有不斷重復(fù)工作和勞動(dòng)，

11、不知疲勞，不怕危險(xiǎn)，抓舉重物的力量比人手力大的特點(diǎn)，因此，機(jī)械手已經(jīng)收到許多部門的重視，并越來(lái)越廣泛的得到了應(yīng)用。機(jī)械手技術(shù)涉及到力學(xué)，機(jī)械學(xué)、電器液壓技術(shù)、自動(dòng)控制技術(shù)、傳感技術(shù)和計(jì)算機(jī)技術(shù)等科學(xué)領(lǐng)域，是一門跨學(xué)科綜合技術(shù)。機(jī)械手是一種能自動(dòng)化定位控制并可從新編程序以變動(dòng)的多功能機(jī)器，它有多個(gè)自由度，可用來(lái)搬運(yùn)物體以完成在各個(gè)不同環(huán)境中工作。第一章 機(jī)械手工作原理機(jī)械手一般分3類；第一類不須要人工操作的通用機(jī)械手。它是一種獨(dú)立的不附屬于主機(jī)的裝置。他可以根據(jù)任務(wù)的需要編制程序，以完成各項(xiàng)編制程序。他的特點(diǎn)是具備普通的性能之外，它還具備通用機(jī)械，記憶智能的三元機(jī)械。第 二類是需要人工才做的，稱

12、為操作機(jī)。她起源與原子，軍事工業(yè)，先是通過操作機(jī)來(lái)完成特定的工業(yè)，后來(lái)發(fā)展到用無(wú)線電訊號(hào)操作機(jī)來(lái)來(lái)進(jìn)行探測(cè)月球等。工業(yè)中采用的鍛造操作也是屬于一種范圍。第三類是用專業(yè)機(jī)械手，主要俯屬于自動(dòng)機(jī)床或自動(dòng)線上，用以 解決機(jī)床上下料和工件送，如圖1.1所示。圖1.1機(jī)械手工作原理第二章 機(jī)械手的結(jié)構(gòu)2.1 機(jī)械手的結(jié)構(gòu)1手部手部安裝在手臂的前端。手臂的內(nèi)孔裝有轉(zhuǎn)動(dòng)軸，可把動(dòng)作傳給手腕，以轉(zhuǎn)動(dòng)、伸屈手腕，開閉手指。本課程指的機(jī)械手僅需開閉手指。機(jī)械手手部的結(jié)構(gòu)系統(tǒng)模仿人的手指，分為無(wú)關(guān)節(jié)，固定關(guān)節(jié)和自由關(guān)節(jié)三種。手指的數(shù)量又可以分為二指、三脂和四指等，其中以二指用的最多?？梢愿鶕?jù)夾持對(duì)象的形狀和大小配備

13、多種形狀和尺寸的夾頭，以適應(yīng)操作需要。 本課程做的機(jī)械手采用二指形狀，如圖2.1所示。圖2.1手部抓取缸液壓原理圖2手臂手臂有無(wú)關(guān)節(jié)和有關(guān)節(jié)手臂之分。本課程所做的機(jī)械手的手臂采用無(wú)關(guān)節(jié)臂。手臂的作用是引導(dǎo)手指準(zhǔn)確的抓住工作，并運(yùn)動(dòng)到所需要的位置上。為了使機(jī)械手能夠正確的工作，手臂的三個(gè)自由度都需要精確的定位。本課題所做的機(jī)械手在手臂的上升、下降、前伸、后退、左轉(zhuǎn)、右轉(zhuǎn)是三個(gè)方向的定位均采用行程開關(guān)控制，以保證定位的精度?？偫C(jī)械手的運(yùn)動(dòng)離不開直線移動(dòng)的轉(zhuǎn)動(dòng)二種，因此，它采用的執(zhí)行機(jī)構(gòu)只要是直線油缸、擺動(dòng)油缸、電液脈沖馬達(dá)、伺服油馬達(dá)、直流伺服馬達(dá)和步進(jìn)馬達(dá)等。軀干是安裝手臂、動(dòng)力源和執(zhí)行機(jī)構(gòu)的

14、支架，如圖2.2所示。圖2.2手臂伸縮缸液壓原理圖2.2 驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu) 驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)主要有四種：液壓驅(qū)動(dòng)、氣壓驅(qū)動(dòng)、電器驅(qū)動(dòng)和機(jī)械驅(qū)動(dòng)。其中以液壓氣動(dòng)的最多，占90%以上，電動(dòng)、機(jī)械驅(qū)動(dòng)的較少，如圖2.3所示。液壓驅(qū)動(dòng)主要是通過油缸、閥、油泵和郵箱等實(shí)現(xiàn)傳動(dòng)。它利用油缸、馬達(dá)加上此輪、齒條實(shí)現(xiàn)直線運(yùn)動(dòng)：利用擺動(dòng)油缸、馬達(dá)與減速器、油缸與齒條、齒輪或鏈條、鏈輪等實(shí)現(xiàn)回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)。液壓驅(qū)動(dòng)的特點(diǎn)是壓力高、體積小、出力大、運(yùn)動(dòng)平緩，可無(wú)級(jí)變速， 自鎖方便，并能在中間位置停止。氣壓驅(qū)動(dòng)所采用的原件為氣壓缸、氣壓馬達(dá)、氣閥等、一般采用4-6個(gè)大氣壓，個(gè)別達(dá)到8-10個(gè)大氣壓。它的優(yōu)點(diǎn)就是氣源方便，維護(hù)簡(jiǎn)單，成本低。

15、缺點(diǎn)是出力小，體積大。由于空氣的可壓縮性大，很難實(shí)現(xiàn)中間位置的停止，只能用于點(diǎn)位控制，而且潤(rùn)滑性教差，氣壓系統(tǒng)容易生銹。為了減少停機(jī)時(shí)的沖擊，氣壓系統(tǒng)裝有速度控制機(jī)構(gòu)或緩沖機(jī)構(gòu)。電氣驅(qū)動(dòng)用的不多?，F(xiàn)在都用三相應(yīng)電動(dòng)機(jī)作為動(dòng)力，用大減速器來(lái)驅(qū)動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)；直線運(yùn)動(dòng)用電動(dòng)機(jī)帶動(dòng)絲杠螺母機(jī)構(gòu)；用的采用直線電動(dòng)機(jī)。通用第二章 機(jī)械手的結(jié)構(gòu)、使用過程中的問題則考慮用步進(jìn)電機(jī)，直流或交流的侍服的，變速箱等。電氣驅(qū)動(dòng)的優(yōu)點(diǎn)是動(dòng)力源簡(jiǎn)單，維護(hù)，使用方便。驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)和控制系統(tǒng)可以采用統(tǒng)一式的動(dòng)力，出力比較大；缺點(diǎn)是控制響應(yīng)比較慢。 使用過程中的問題驅(qū)動(dòng)只用與固定的場(chǎng)合。一般用凸輪連桿機(jī)構(gòu)現(xiàn)規(guī)定的動(dòng)作。它的優(yōu)點(diǎn)是動(dòng)作

16、確實(shí)可靠，速度高，成本低；缺點(diǎn)是不易調(diào)整。圖2.3驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)2.3 控制系統(tǒng)機(jī)械手控制系統(tǒng)的要素，包括工作順序，到達(dá)位置，動(dòng)作時(shí)間加速等?？刂葡到y(tǒng)可根據(jù)動(dòng)作的要求，設(shè)計(jì)采用數(shù)字順序控制。程序加以存儲(chǔ)，然后再根據(jù)規(guī)定的程序，控制機(jī)械手進(jìn)行工作。 2.4 應(yīng)用機(jī)械手的意義隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，機(jī)械手也越來(lái)越多。在機(jī)械工業(yè)中，焊 沖 壓 熱處理，機(jī)械加工，裝配，檢驗(yàn)，噴漆，電鍍，等工種都有應(yīng)用的事理。在機(jī)械工業(yè)中，應(yīng)用機(jī)械手的意義可以概括如下；1.以提高生產(chǎn)過程中的自動(dòng)化程度應(yīng)用機(jī)械手有利于實(shí)現(xiàn)材料的傳送，工件的裝卸，刀具的更新?lián)Q以及機(jī)器的裝配等的自動(dòng)化的程度，從而可以提高勞動(dòng)生產(chǎn)率和降低生產(chǎn)成本。2.

17、以改善勞動(dòng)條件，避免人身事故在高溫，高壓，低溫，低壓，有灰塵，臭味，有放射性或有其他毒性污染以及工作空間狹窄的場(chǎng)合中，用人手直接操作是危險(xiǎn)或根本不可能的，而應(yīng)用機(jī)械手即可部分或全部代替人安全的完成作業(yè)，使勞動(dòng)條件得以改善。在一些簡(jiǎn)單。重復(fù)，特別是笨重的操作中，以機(jī)械手代替人進(jìn)行工作，可以避免由于疲勞或疏忽而造成的人身事故。3.可以減輕人力，便于有節(jié)奏的生產(chǎn)應(yīng)用機(jī)械手代替人進(jìn)行工作，這是直接減少人力的一個(gè)側(cè)面，同時(shí)由于應(yīng)用機(jī)械。第三章 機(jī)械手的改進(jìn)機(jī)械手原件機(jī)械手前伸機(jī)械手上升機(jī)械手抓取并夾緊機(jī)械手后退機(jī)械手前進(jìn)（小車）小車停止機(jī)械手左轉(zhuǎn)90度機(jī)械手前伸機(jī)械手松開機(jī)械手后退（小車）機(jī)械手下降機(jī)械

18、手右轉(zhuǎn)90度小車后退退至原位系統(tǒng)主成：本機(jī)械手系統(tǒng)由機(jī)體，傳送機(jī)構(gòu)，動(dòng)力源和控制裝置四部分組成。其中機(jī)體由小車本體等部分組成：傳送機(jī)構(gòu)主要由伸縮臂及抓緊機(jī)構(gòu)所組成：動(dòng)力源由液壓驅(qū)動(dòng)和機(jī)械驅(qū)動(dòng)兩種形式構(gòu)成控制裝置主要由自動(dòng)控制和手動(dòng)控制兩部分組成。動(dòng)作分析：工業(yè)機(jī)械手的機(jī)械機(jī)構(gòu)是指它的執(zhí)行系統(tǒng)，是機(jī)械手抓池工件、運(yùn)行操作及各種運(yùn)動(dòng)的機(jī)械部件。機(jī)械部件主要包括手部，手臂前后伸縮部分，手臂上下升降部分腰轉(zhuǎn)部分以及機(jī)座和行走機(jī)構(gòu)第四章 數(shù)控車床加工程序編制基礎(chǔ)數(shù)控車床是目前使用最廣泛的數(shù)控機(jī)床之一。數(shù)控車床主要用于加工軸類、盤類等回轉(zhuǎn)體零件。通過數(shù)控加工程序的運(yùn)行，可自動(dòng)完成內(nèi)外園柱面，圓錐面、成型表

19、面、螺紋和端面等工序的切削加工，并能進(jìn)行車槽、鉆孔、擴(kuò)孔以及較孔等工作。車削中心可在一次裝夾中完成更多的加工程序，提高加工精度和生產(chǎn)效率，也別適合于復(fù)雜形狀回轉(zhuǎn)類零件的加工。由于數(shù)控的加工對(duì)象多為回轉(zhuǎn)體，一般使用通用三爪卡盤夾具數(shù)控車床的編程特點(diǎn)：（1）加工坐標(biāo)系 加工坐標(biāo)系應(yīng)于機(jī)床坐標(biāo)的坐標(biāo)方向一致，x軸的對(duì)應(yīng)徑向，z軸對(duì)應(yīng)軸向，c軸（主軸）的運(yùn)動(dòng)方向則以從機(jī)床尾架向主軸看，逆時(shí)針為+c方向，順時(shí)針-c方向。（2）直徑編程方式 采用直徑尺寸編程與零件與零件圖樣中的尺寸標(biāo)注一致，這樣可避免尺寸換算過程中可能照成的錯(cuò)誤，會(huì)給編程帶來(lái)很大方便。（3）進(jìn)刀和退刀方式 切削起點(diǎn)的確定與工件毛坯余量大小

20、有關(guān)，應(yīng)以刀具快速走到該點(diǎn)時(shí)刀尖不與工件發(fā)生碰撞為原則。s 功能 (1)h恒線速切削g96其中s后邊的數(shù)字表示的是恒定的線速度，單位為m/min.（2）恒線速取消g97s其中s后邊的數(shù)字表示恒線速度控制取消后的主軸轉(zhuǎn)速，如s未指定，將保留g96的最終值。t 功能 編程格式t后邊通常有兩位數(shù)表示所選擇的刀具號(hào)碼。但也有t后邊用四位數(shù)字，前兩位是刀具號(hào)，后兩位是刀具長(zhǎng)度補(bǔ)償號(hào)，又是刀尖圓弧半徑補(bǔ)償號(hào)。m 功能 g00 快速點(diǎn)定位：g01 直線插補(bǔ)指令：g02 為按指定進(jìn)給速度的順時(shí)針圓弧插補(bǔ)：g03 為按指定進(jìn)給速度的逆時(shí)針圓弧插補(bǔ)：g04暫停：g90外圓切削循環(huán)：g94端面切削循環(huán)：g96恒線速

21、切削：g97恒線速切削：g76為螺紋切削循環(huán)刀具半徑補(bǔ)償指令 在零件輪廓銑削加工時(shí)，由于刀具半徑尺寸影響，刀具的中心軌跡與零件輪廓往往不一致。為了避免計(jì)算刀具中心軌跡，直接按零件圖樣上的輪廓尺寸編程，數(shù)控系統(tǒng)提供了刀具半徑補(bǔ)償功能。其中g(shù)41為坐偏刀具半徑補(bǔ)償，g42為右偏刀具半徑補(bǔ)償，g40是撤銷刀具半徑補(bǔ)償指令。結(jié) 論此次我們做的畢業(yè)設(shè)計(jì)是工業(yè)手的設(shè)計(jì)，通過最近的努力，設(shè)計(jì)終于順利完成。這次設(shè)計(jì)給了我們很好的機(jī)會(huì)，使我們了解了工作的基本流程和設(shè)計(jì)的方法以及理念。在此次的畢業(yè)設(shè)計(jì)中，我們遇到了以前從未有過的問題，但通過指導(dǎo)教師的指導(dǎo)和我們的努力，這些問題都得到了很好的解決。雖然我們?cè)O(shè)計(jì)的只是簡(jiǎn)單的機(jī)械手，但需要完成自動(dòng)等，提升了機(jī)械結(jié)構(gòu)來(lái)實(shí)現(xiàn)，通過機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)，使理論知識(shí)與現(xiàn)實(shí)相結(jié)合，鞏固和深化了所學(xué)過的專業(yè)理論知識(shí)，由于此次設(shè)計(jì)是創(chuàng)新設(shè)計(jì)，我們不斷的學(xué)習(xí)和修改，自學(xué)了許多相關(guān)學(xué)科的內(nèi)容，求學(xué)了許多專業(yè)老師，上網(wǎng)或