運(yùn)送鋁活塞鑄造毛坯機(jī)械手設(shè)計(jì)
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中文摘要
在工業(yè)上，自動(dòng)控制系統(tǒng)有著廣泛的應(yīng)用，如工業(yè)自動(dòng)化機(jī)床控制，計(jì)算機(jī)系統(tǒng)，機(jī)器人等。而工業(yè)機(jī)器人是相對(duì)較新的電子設(shè)備，它正開(kāi)始改變現(xiàn)代化工業(yè)面貌。實(shí)際的機(jī)器人由帶有腕(或稱(chēng)為手臂)的主機(jī)身和機(jī)身端部的工具(通常是某些類(lèi)型的夾持器)組成,同時(shí)也包括一個(gè)輔助動(dòng)力系統(tǒng)。本文是對(duì)整個(gè)設(shè)計(jì)工作較全面的介紹和總結(jié)。
關(guān)鍵詞：手臂；夾持器；工業(yè)機(jī)器人
Abstract
Industrially, automatic control systems are found in numerous applications, such as automation machine tool control, computer systems and robotics. Industrial robots are relatively new electromechanical devices that are beginning to change the appearance of modern industry. A physical robot is normally composed of a main frame (or arm) with a wrist and some tooling (usually some type of gripper) at the end of the frame. An auxiliary power system may also be include with the robot. This paper is more comprehensive introduction and summing-up for the for the whole design work..
Key words ：arm ；gripper ；Industrial robot
運(yùn)送鋁活塞鑄造毛坯機(jī)械手設(shè)計(jì)
第一章 緒論
1.1 工業(yè)機(jī)器人簡(jiǎn)介
機(jī)器人工程是近二十多年來(lái)迅速發(fā)展起來(lái)的綜合學(xué)科。它集中了機(jī)械工程、電子工程、計(jì)算機(jī)工程、自動(dòng)控制工程以及人工智能等多種學(xué)科的最新研究成果，是當(dāng)代科學(xué)技術(shù)發(fā)展最活躍的領(lǐng)域之一，也是我國(guó)科技界跟蹤國(guó)際高科技發(fā)展的重要方面。工業(yè)機(jī)器人的研究、制造和應(yīng)用水平，是一個(gè)國(guó)家科技水平和經(jīng)濟(jì)實(shí)力的象征，正受到許多國(guó)家的廣泛重視。
目前，工業(yè)機(jī)器人的定義，世界各國(guó)尚未統(tǒng)一，分類(lèi)也不盡相同。最近聯(lián)合國(guó)國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)化組織采納了美國(guó)機(jī)器人協(xié)會(huì)給工業(yè)機(jī)器人下的定義：工業(yè)機(jī)器人是一種可重復(fù)編程的多功能操作裝置，可以通過(guò)改變動(dòng)作程序，來(lái)完成各種工作，主要用于搬運(yùn)材料，傳遞工件。參考國(guó)外的定義，結(jié)合我國(guó)的習(xí)慣用語(yǔ)，對(duì)工業(yè)機(jī)器人作如下定義：
工業(yè)機(jī)器人是一種機(jī)體獨(dú)立，動(dòng)作自由度較多，程序可靈活變更，能任意定位，自動(dòng)化程度高的自動(dòng)操作機(jī)械。主要用于加工自動(dòng)線和柔性制造系統(tǒng)中傳遞和裝卸工件或夾具。
工業(yè)機(jī)器人以剛性高的手臂為主體，與人相比，可以有更快的運(yùn)動(dòng)速度，可以搬運(yùn)更重的東西，而且定位精度相當(dāng)高，它可以根據(jù)外部來(lái)的信號(hào)，自動(dòng)進(jìn)行各種操作。
工業(yè)機(jī)器人是在計(jì)算機(jī)控制下可編程的自動(dòng)機(jī)器。采用工業(yè)機(jī)器人是提高產(chǎn)品質(zhì)量與勞動(dòng)生產(chǎn)率，實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)過(guò)程自動(dòng)化，改善勞動(dòng)條件，減輕勞動(dòng)強(qiáng)度的一種有效手段。機(jī)器人的誕生和發(fā)展雖只有30多年的歷史，但它已應(yīng)用到國(guó)民經(jīng)濟(jì)，民事技術(shù)等眾多的領(lǐng)域，具有廣闊的應(yīng)用和發(fā)展前景，顯示出強(qiáng)大的生命力。
根據(jù)所處的環(huán)境和作業(yè)需求，工業(yè)機(jī)器人具有至少一項(xiàng)或多項(xiàng)擬人功能，如抓取功能或移動(dòng)功能，或兩者兼有之，另外還可能程度不等的具有某些環(huán)境感知功能（如視覺(jué)，力覺(jué)，觸覺(jué)等）。以及語(yǔ)音功能及至邏輯思維，判斷決策功能等。從而使其能在要求的環(huán)境中代替人進(jìn)行作業(yè)。
在工業(yè)機(jī)器人的諸多功能中，抓取和移動(dòng)是最主要的功能。這兩項(xiàng)功能實(shí)現(xiàn)的技術(shù)基礎(chǔ)是精巧的機(jī)械結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和良好的伺服控制驅(qū)動(dòng)。本次設(shè)計(jì)就是在這一思維下展開(kāi)的。根據(jù)設(shè)計(jì)內(nèi)容和需求確定圓柱坐標(biāo)型工業(yè)機(jī)器人，利用錐齒輪傳動(dòng)實(shí)現(xiàn)機(jī)器人的旋轉(zhuǎn)，利用液壓缸實(shí)現(xiàn)其移動(dòng)以及對(duì)零件的抓取。在步進(jìn)電機(jī)的控制下，機(jī)器達(dá)到精確的回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)。
1.2 工業(yè)機(jī)器人的發(fā)展
工業(yè)機(jī)器人的發(fā)展，由簡(jiǎn)單到復(fù)雜，由初級(jí)到高級(jí)逐步完善，它的發(fā)展過(guò)程可分為三代：
第一代工業(yè)機(jī)器人就是目前工業(yè)中大量使用的示教再現(xiàn)型工業(yè)機(jī)器人，它主要由手部、臂部、驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)和控制系統(tǒng)組成。它的控制方式比較簡(jiǎn)單，應(yīng)用在線編程，即通過(guò)示教存貯信息，工作時(shí)讀出這些信息，向執(zhí)行機(jī)構(gòu)發(fā)出指令，執(zhí)行機(jī)構(gòu)按指令再現(xiàn)示教的操作。
第二代機(jī)器人是帶感覺(jué)的機(jī)器人。它具有尋力覺(jué)、觸覺(jué)、視覺(jué)等進(jìn)行反饋的能力。其控制方式較第一代工業(yè)機(jī)器人要復(fù)雜得多，這種機(jī)器人從1980年開(kāi)始進(jìn)入了實(shí)用階段，不久即將普及應(yīng)用。
第三代工業(yè)機(jī)器人即智能機(jī)器人。這種機(jī)器人除了具有觸覺(jué)、視覺(jué)等功能外，還能夠根據(jù)人給出的指令認(rèn)識(shí)自身和周?chē)沫h(huán)境，識(shí)別對(duì)象的有無(wú)及其狀態(tài)，再根據(jù)這一識(shí)別自動(dòng)選擇程序進(jìn)行操作，完成規(guī)定的任務(wù)。并且能跟蹤工作對(duì)象的變化，具有適應(yīng)工作環(huán)境的功能。這種機(jī)器人還處于研制階段，尚未大量投入工業(yè)應(yīng)用。
目錄
中文摘要 ……………………………………………………………………………………… 1
Abstract ……………………………………………………………………………………… 1
第1章 緒論………………………………………………………………………………… 2
1.1工業(yè)機(jī)器人簡(jiǎn)介…………………………………………………………………………… 2
1.2工業(yè)機(jī)器人的發(fā)展………………………………………………………………………… 2
第2章 工業(yè)機(jī)器人的總體設(shè)計(jì)……………………………………………………………… 3
2.1工業(yè)機(jī)器人的組成及各部分關(guān)系概述…………………………………………………… 3
2.2工業(yè)機(jī)器人的設(shè)計(jì)分析…………………………………………………………………… 3
2.2.1設(shè)計(jì)要求……………………………………………………………………………… 3
2.2.2總體方案擬定………………………………………………………………………… 3
2.2.3工業(yè)機(jī)器人主要技術(shù)性能參數(shù)……………………………………………………… 4
第3章 工業(yè)機(jī)器人的機(jī)械系統(tǒng)設(shè)計(jì)……………………………………………………… 5
3.1工業(yè)機(jī)器人的運(yùn)動(dòng)系統(tǒng)分析…………………………………………………………… 5
3.1.1 機(jī)器人的運(yùn)動(dòng)概述………………………………………………………………… 5
3.1.2 機(jī)器人的運(yùn)動(dòng)過(guò)程分析…………………………………………………………… 6
3.2工業(yè)機(jī)器人的執(zhí)行機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)…………………………………………………………… 7
3.2.1 末端執(zhí)行機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)………………………………………………………………… 7
3.2.1.1 設(shè)計(jì)時(shí)要注意的問(wèn)題：……………………………………………………… 7
3.2.1.2 總體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)……………………………………………………………… 7
3.2.1.3 液壓油缸的選擇和夾緊力的校驗(yàn)………………………………………… 8
3.2.1.4 彈性爪的強(qiáng)度校驗(yàn)…………………………………………………………… 10
3.2.2 手臂機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)………………………………………………………………… 10
3.2.2.1 手臂的設(shè)計(jì)要求…………………………………………………………… 10
3.2.2.2 伸縮液壓油缸的選擇……………………………………………………… 11
3.2.2.3 活塞桿的強(qiáng)度校核………………………………………………………… 11
3.2.3 腰部和基座設(shè)計(jì)………………………………………………………………… 13
3.2.3.1 結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)…………………………………………………………………… 13
3.2.3.2 步進(jìn)電機(jī)的選取…………………………………………………………… 13
3.2.3.3 軸承的選取………………………………………………………………… 16
3.2.3.4 齒輪的選取………………………………………………………………… 17
第4章 工業(yè)機(jī)器人的計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)概述……………………………………………… 18
4.1 工業(yè)機(jī)器人控制系統(tǒng)的特點(diǎn)及對(duì)控制功能的基本要求……………………………… 18
4.2 計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)方案…………………………………………………………… 18
4.3 硬件電路的組成………………………………………………………………………… 19
4.4 電路接口說(shuō)明…………………………………………………………………………… 19
第5章 工業(yè)機(jī)器人運(yùn)行時(shí)應(yīng)采取的安全措施……………………………………………… 21
5.1 安全要求………………………………………………………………………………… 21
5.2實(shí)施方法………………………………………………………………………………… 21
總 結(jié)……………………………………………………………………………………… 22
鳴 謝……………………………………………………………………………………… 23
參考文獻(xiàn)……………………………………………………………………………………… 24
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熱門(mén)關(guān)鍵詞：
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