平衡臂机械手的平衡臂及机械手爪设计㊣精品文档值得下载

平衡臂机械手的平衡臂及机械手爪设计

程。机械手的迅速发展是由于它的积极作用正日益为人们认识其，它能部分地代替人工操作其二，它能操作必要的机具进行焊接和装配。从而大大得改善人工的劳动条件，显著得提高劳动生产效率，加快实现工业生产机械化和自动化的步伐。因而，受到各先进工业国家的重视，投入大量的人力物力加以研究和应用。尤其在高温，高压，粉尘，噪音以及带有放射性和污染的场合，应用得更为广泛。在我国，近几年来也有较快的发展，并取得定的效果，受到机械工业和铁路工业部门的重视。机械手般分为三类。第类是不需要人工操作的通用机械手。它是种独立的不附属于主机的装置。它可以根据任务的需要编制程序，以完成各项规定操作。它的特点是具备普通机械的物理性能外，还具备通用机械，记忆智能的三元机械。第二类是需要人工操作的，称为操作机。它起源于原子，军事工业，先是通过操作机来完成特顶的作业，后来发展到用无线电寻好操作机械手来进行月球的探测等。工业中采用的锻造操作机也属于这范畴。第三类是专用机械手，主要负数于自动机床或自动线上，用以解决机床上下料和工件传送。这种机械手在国外称为，它是为主机服务的，有主机驱动除少数外，工作程序般是固定的，因此是专用的。.国内外机械手综述简史机械手首先是从美国开始研制的。年美国联合控制公司研制出第台机械手。她的结构是机体上安装回转长臂，端部装有电磁铁的工件抓放机构，控制系统是示教型的。年，美国联合控制公司在上述方案的基础上又试制台数控示教再现型机械手。商名为即万能自动。同年，美国机械铸造公司也实验成功种叫机械手，原意是灵活搬运。年美国公司和斯坦福大学，麻省理工大学联合研制种叫型工业机械手，装有小型电子计算机进行控制，用于装配作业。到目前为止，日本是工业机械手发展最快，应用最多的国家。但是，目前的机械手大部分还属于第代，主要依靠人工进行控制控制方式为开环式，没有识别能力改进的方向主要是减低成本和提高精度。第二代机械手设有微型电子计算机控制系统，具有视觉，触觉能力，甚至听想的能力。研究安装各种传感器，把感觉到的信息反馈，使机械手具有感觉机能。第三代机械手机器人则能独立地完成工作过程中的任务。它与电子计算机和电视设备保持联系。并逐步发展成为柔性制造系统和柔性制造单元中重要的环。应用简况就国内机械工业，铁路部门应用机械手的简况，介绍如下热加工方面的应用热加工是高温危险的笨重体力劳动，很久以来就要求实现自动化。为了实现高效率和工作安全，尤其对于大件少量低速和人力所不能胜任的作业就更加需要采用机械手操作二冷加工方面冷加工方面机械手主要采用于柴油机配件以及轴类盘类和箱体类等零件单机加工时的上下料和刀具安装等。进而在程序控制数字控制等机床上应用，成为设备的个组成部分。更在加工生产线自动线上应用，成为机床设备上下工序联结和重要手段。三拆修装方面拆修装是铁路工业系统繁重体力劳动较多的部门之，促进了机械手的发展。目前国内铁路工厂机务段等部门，已采用机械手拆装三通阀钩舌分解制动缸装卸轴箱组装轮对清除石棉等，减轻了劳动强度，提高了拆修装的效率。采用机械手进行装配更是目前研制的重点，国外已研究采用摄象机和里的传感装置和微型计算机联系在起，能确定零件的方位，达到镶装的目的。国内外机械人发展趋势在普及第代工业机器人的基础上，第二代工业机器人已经推广，成为主流安装机型，第三代智能机器人也占有定比重占日本年安装台数的，销售额的。机械结构以关节型为主流，年代发明的适用于装配作业的平面关节型机器人约占总量的。应和汽车建筑桥梁等行业的需求，超大型机器人应运而生。,等技术己普遍用于设计仿真和制造中。控制技术大多采用位，控制轴数多达轴，技术离线编程技术大量采用。协调控制技术日趋成熟，实现了多手与变位机多机器人的协调控制。采用基于的开放结构的控制系统已成为股潮流。驱动技术年代发展起来的伺服驱动已成为主流驱动技术应用于工业机器人中。新代的伺服电机与基于微处理器的智能伺服控制器相结合已由等公司开发并用于工业机器人中在远程控制中已采用了分布式智能驱动新技术。应用智能化的传感器装有视觉传感器的机器人数量呈上升趋势，不少机器人装有两种以上传感器，有些机器人留了多种机器人接口。通用机器人编程语言在公司的多个型号产品中，采用了通用模块化语言。最近美国机器人空间技术公司开发了.通用语言，运行于该公司的通用机器人控制器的环境下。该语言易学易用，可用于各种开发环境，与大多数软件产品兼容。网络通讯方式大部分机器人采用了网络通讯方式，占总量的.，其他采用等通讯接口。高速高精度多功能化目前，最快的装配机器人最大合成速度为.，有种大直角坐标搬运机器人，其最大合成速度竟达而另种并联结构的机器人，其位置重复精度达年代末的机器人般都具有两三种功能，向多功能化方向发展。集成化与系统化当今机器人技术的另特点是机器人的应用从单机单元向系统发展。百台以上的机器人群与微机及周边设备和操作人员形成个大群体。跨国大集团的垄断和全球化的生产将世界众多厂家的产品联接在起，实现了标准化开放化网络化的“虚拟制造”，为工业机器人系统化的发展推波助澜。随着计算机技术的不断向智能化方向发展，机器人应用领域的不断扩展和深化以及机器人在,系统中的群体应用，工业机器人也在不断向智能化方向发展，以适应“敏捷制造”，满足多样化个性化的需求，并适应多变的非结构环境作业，向非制造领域进军。我国的工业机器人从年代“七五”科技攻关开始起步，在国家的支持下，通过“七五”“八五”科技攻关，目前己基本掌握了机器人操作机的设计制造技术控制系统硬件和软件设计技术运动学和轨迹规划技术，生产了部分机器人关键元器件，开发出喷漆弧焊点焊装配搬运等机器人其中有多台套喷漆机器人在二十余家企业的近条自动喷漆生产线站上获得规模应用，弧焊机器人己应用在汽车制造厂的焊装线上。但总的来看，我国的工业机器人技术及其工程应用的水平和国外比还有定的距离，如可靠性低于国外产品机器人应用工程起步较晚，应用领域窄，生产线系统技术与国外比有差距在应用规模上，我国己安装的国产工业机器人约台，约占全球己安装台数的万分之四。以上原因主要是没有形成机器人产业，当前我国的机器人生产都是应用户的要求，“位客户，次重新设计”，品种规格多批量小零部件通用化程度低供货周期长成本也不低，而目质量可靠性不稳定。因此迫切需要解决产业化前期的关键技术，对产品进行全面规划，搞好系列化通用化模化设计，积极推进产业化进程。我国的智能机器人和特种机器人在““计划的支持下，也取得了不少成果。其中最为突出的是水下机器人技术居世界领先水平，还开发出直接遥控机器人双臂协调控制机器人爬壁机器人管道机器人等机种在机器人视觉力觉触觉声觉等基础技术的开发应用上开展了不少工作，有了定的发展基础。但是在多传感器信息融合控制技术遥控加局部自主系统遥控机器人智能装配机器人机器人化机械等的开发应用方面则刚刚起步，与国外先进水平差距较大，需要在原有成绩的基础上，有重点地系统攻关，才能形成系统配套可供实用的技术和产品，以期在“十五”后期立于世界先进行列之中。国内主要是逐步扩大应用范围，重点发展铸锻，热处理方面的机械手，以减轻劳动强度，改善作业条件。在应用专用机械手的同时，相应地发展通用机械手，有条件的还要研制示教型机械手计算机控制机械手和组合式机械手等。将机械手各运动构件，如伸缩摆动升降俯仰等机构，以及适于不同类型的夹紧机构，设计成典型的通用机构，以便根据不同的作业要求，选用不同的典型部件，即可组成各种不同用途的机械手。既便于设计制造，又便于改换工作，扩大了应用的范围。同时要提高速度，减少冲击，正确定位，以更好地发挥机械手的作用。更为主要的是将机械手和柔性制造系统和柔性制造单元相结合，从而根本改变目前机械制造系统的人工操作状态。.机械手的组成和分类机械手的组成机械手主要由执行机构驱动机构和控制系统三大部分组成。执行机构手部手部安装在手臂的前端，手臂的内孔装有传动轴，可把动作传给手腕，以转动伸屈手腕开闭手指。机械手手部的构造系模仿人的手指，分为无关节固定关节和自由关节三种。手指的数量又分为二指三指四指等，其中以二指用的最多。手臂手臂有无关节臂和有关节臂之分。目前采用的手臂几乎都是无关节臂。手臂的作用是引导手指准确得抓住工件，并运送到所需要的位置上。为了使机械手能够正确的工作，手臂的三个自由读都需要精确的定位。躯干躯干是安装手臂动力源和各种执行机构的支架。二驱动系统驱动机构主要有四种液压驱动气体驱动电气驱动和机械驱动。其中以液压气动用的最多，占以上电动机械驱动用的较少。液压驱动主要是通过油缸阀油泵和油箱实现传动。它的优点是压力高体积小，出力大，动作平缓，可无级变速，自锁方便，并能在中间位置停止。缺点是需配备压力源，系统复杂，成本较高。气动驱动所采用的元件为气压缸气马达气阀等。它的优点是气源方便，维护简单，成本低。缺点是出力小，体积大。尤其空气的可压缩性大，很难实现中间位置的停止，只能用于点位控制，而且润滑性较差，气压系统容易生锈。为了减少停机时产生的冲击，气压系统的装有速度控制机构或缓冲减震机构。电器驱动都采用三相感应电机作为动力，用大减速比减速器来驱动执行机构直线运动则用电机带动丝杠螺母机构有的采用直线电动机。电气驱动的优点是动力源简单维护使用方便。般只用于动作固定的场合。般用凸轮连杆机构实现规定的动作。它的优点是动作确实可开，工作速度高，成本低缺点是不易于调整。三控制系统机械手控制的要素，包括工作顺序到达位置动作时间运动速度和加减速度等。机械手的控制分为点位控制和连续诡计控制两种。控制系统可根据动作的要求，设计采用数字顺序控制。它首先要编制程序加以存储，然后再根据规定的程序，控制机械手进行工作。程序的存储方式分为分离存储和集中存储两种。对于动作复杂的机械手机械人，采用示教再现型控制系统。更复杂的机械手机械人则采用数字控制系统小型计算器或微处理机控制的系统。机械手的分类按用途分类.专用机械手专用机械手是专为定设备服务的，简单使用，目前在生产中运用的比较广泛。它般只能完成二种特定的作业。如用来抓取和传送工件。它的工作程序是固定的，也可根据需要编制程序控制，以获得多种工作程序，适应多种作业的需要。.通用机械手通用机械手是在专用机械手的基础上发展起来的。它能对不同物件完成多种动作，具有相当的通用性。它是种能独立工作的自动话装置。它的动作程序可以按照工作需要来改变，大概是采用顺序控制系统。通用机械手又分简易型示教再现型和只能机械手草中式机械手等几种。三按控制型式分类.点位控制型机械手点位控制型机械手的运动诡计是空间二个点之间的连接。控制点书越多，性能越好。它基本能满足于各种要求，结构简单。绝大部分机械手是点