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（图纸+论文）安全带卷加速敏感器组件自动装配机械手设计（全套完整）

到家电,汽车行业,总而言之,自动装配机将是工厂工业化的种趋势。机械手的发展趋势国外机械手领域发展近几年有如下几个趋势工业机械手性能不断提高高速度高精度高可靠性便于操作和维修，而单机价格不断下降，平均单机价格从年的.万美元降至年的万美元。机械结构向模块化可重构化发展。例如关节模块中的伺服电机减速机检测系统三位体化由关节模块连杆模块用重组方式构造机械手整机国外已有模块化装配机械手产品问市。工业机械手控制系统向基于机的开放型控制器方向发展，便于标准化网络化器件集成度提高，控制柜日见小巧，且采用模块化结构大大提高了系统的可靠性易操作性和可维修性。图所示为机械手的手指手腕手臂的运动示意图。图机械手的运动示意图.机械手的主要参数机械手的主要参数为最大抓重，目前机械手最大抓重以公斤左右的为数最多。本次所要装配的两个零件具有质量轻体积小的特点，所以最大抓重定为。机械手主要的基本参数为运动速度。影响机械手动作快慢的主要因素是手臂伸缩及回转的速度。操作节奏对机械手速度提出了要求，设计速度过低则限制了它的使用范围。本设计机械手选取最大移动速度设计为.，平均移动速度为。机械手动作时有启动停止过程的加减速度存在，用速度行程曲线来说明速度特性较为全面，因为平均速度与行程有关，故用平均速度表示速度的快慢更为符合速度特性。除了运动速度以外，手臂设计的基本参数还有伸缩行程和工作半径。大部分机械手设计成相当于人工坐着或站着且略有走动操作的空间。过大的伸缩行程和工作半径，必然带来偏重力矩增大而刚性降低。在这种情况下宜采用自动传送装置为好。根据统计和比较，该机械手手臂的伸缩行程定为,最大工作半径约为，手臂安装前后可调。手臂回转行程范围定为应大于否则需安装多只手臂，又由于该机械手设计成手臂安装范围可调，从而扩大了它的使用范围。手臂升降行程定为。定位精度也是基本参数之。该机械手的定位精度为土.。.驱动方式和传动方式的选择驱动方式的选择在整个设计中，各自由度均采用气压驱动，之所以用气压驱动，是因为气压驱动具有以下优点.调速范围较大，而且还可以无级调速，易于适应不同工作要求.气压技术容易达到较高的单位面积压力，即驱动力或驱动力矩大.由于气压机构般重量比较轻，因而具有惯性小的特点，故而它的速度反应性比较好.传动平稳，能吸收冲击力可以较平稳地实现频繁转向.定位精度高正因为气压传动有以上优点，故本装配线机械手采用气压驱动。传动方式的选择传动方式是将动力源的驱动力传递到实现自由度的运动的过程，在本设计中，就是将直线气缸的直线运动传递出去。针对不同结构需要和运动方式，小臂伸缩小臂俯仰大臂升降纵向移动采用直线气缸驱动。复合运动两直线运动的组合即平面运动。两回转运动的组合即空间曲面运动。手臂在进行伸缩或升降运动时，为了防止绕其轴线的转动，都需要有导向装置，以保证手指按正确方向运动。此外，导向装置还能承担手臂所受的弯曲力矩和扭转力矩以及手臂回转运动时在启动制动瞬间产生的惯性力矩，使运动部件受力状态简单。导向装置结构形式，常用的有单圆柱双圆柱四圆柱和形槽燕尾槽等导向型式。立柱立柱是支承手臂的部件，立柱也可以是手臂的部分，手臂的回转运动和升降或俯仰运动均与立柱有密切的联系。机械手的立往通常为固定不动的，但因工作需要，有时也可作横向移动，即称为可移式立柱。行走机构当工业机械手需要完成较远距离的操作，或扩大使用范围时，可在机座上安装滚轮轨道等行走机构，以实现工业机械手的整机运动。滚滚轮轮式式布行走机构可分为有轨的和无轨的两种。驱动滚轮运动则应另外增设机械传动装置。机座机座是机械手的基础部分，机械手执行机构的各部件和驱动系统均安装于机座上，故起支撑和连接的作用。.设计背景在当今大规模制造业中，企业为提高生产效率，保障产品质量，普遍重视生产过程的自动化程度，工业机器人作为自动化生产线上的重要成员，逐渐被企业所认同并采用。工业机器人的技术水平和应用程度在定程度上反映了个国家工业自动化的水平，目前，工业机器人主要承担着焊接喷涂搬运以及堆垛等重复性并且劳动强度极大的工作，工作方式般采取示教再现的方式。本课题设计种应用于工业生产装配线中的机械手，能代替人完成装配的﹑能自动控制的﹑多功能的﹑多自由度的工业机器人。气动机械手是能模仿人手和臂的些动作功能，用以按固定程序抓取搬运物件或操作工具的自动操作装置。它可代替人的繁重劳动以实现生产的机械化和自动化，能在有害环境下操作以保护人身安全，因而广泛应用于机械制造冶金电子轻工和原子能等部门。图安全带卷.机械手的坐标型式与自由度按机械手手臂的不同运动形式及其组合情况，其坐标型式可分为直角坐标式圆柱坐标式球坐标式和关节式。由于本机械手在装配过程中手臂具有升降收缩运动，因此，采用圆柱座标型式。相应的机械手具有三个自由度，为了弥补升降运动行程较小的缺点，增加手臂摆动机构，从而增加个手臂上下摆动的自由度。的运动精度和工作稳定性，进而使之在市场上更具有竞争力。本次设计就是在分析研究以往优秀的装配线机械手的基础上加以改进而成的。.机械手的概况机械手的概述及分类机械手是模仿着人手的部分动作，按给定程序轨迹和要求实现自动抓取搬运或操作的自动机械装置。在工业生产中应用的机械手被称为“工业机械手”。生产中应用机械手可以提高生产的自动化水平和劳动生产率可以减轻劳动强度保证产品质量实现安全生产尤其在高温高压低温低压粉尘易爆有毒气体和放射性等恶劣的环境中，它代替人进行正常的工作，意义更为重大。因此，在机械加工冲压铸锻焊接热处理电镀喷漆装配以及轻工业交通运输业等方面得到越来越广泛的引用.机械手的结构形式开始比较简单，专用性较强，仅为台机床的上下料装置，是附属于该机床的专用机械手。随着工业技术的发展，制成了能够独立的按程序控制实现重复操作，适用范围比较广的“程序控制通用机械手”，简称通用机械手。由于通用机械手能很快的改变工作程序，适应性较强，所以它在不断变换生产品种的中小批量生产中获得广泛的引用。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，以完成各项规定工作。它的特点是除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定的作业，后来发展到用无线电信号操作机械手来进行探测月球火星等。第三类是专用机械手，主要附属于自动机床或自动线上，用于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，由主机驱动，除少数外，工作程序般是固定的，因此是专用的。本项目要求设计的机械手模型可归为第类，即通用机械手。机械手的组成结构机械手主要由执行机构驱动系统控制系统以及位置检测装置等所组成。各系统相互之间的关系如方框图所示。图机械手的组成方框图执行机构包括手部手腕手臂和立柱等部件，有的还增设行走机构。手部即与物件接触的部件。箱体,连接,加工,组合,机床,设计,毕业设计,全套,图纸摘要随着现代科技的迅速发展，装配自动化正在逐步发展成为当今世界装配的发展主流，逐步取代人工的手工装配。它已成为衡量个国家机械发展水平的主要标志之。自动装配技术的重要性还在于促进产品制造系统的整体优化，生产率得以全面提高，用少量调整工人服务于定数量的自动装配设备，在定程度上提高均衡生产水平。自动装配不会因为工人疲劳，疏忽，情绪，技术不熟练等因素影响而造成产品质量缺陷或不稳定。时间表明，当达到定批量的与手工装配保持同水平的自动化装配将会使成本下降。同时，在许多情况下，装配自动化所占用的生产面积比手工装配完成同样生产任务的工作面积要小的多。本课题设计种应用于工业生产装配线中的专用自动装配机械手，能通过自动控制操作工业机械手，实现多自由度的抓持与运动，代替人完成安全带卷加速敏感器组件的装配。关键词自动装配，机械手，气动，结构设目录摘要第章绪论.自动装配机的概况自动装配机的定义自动装配机的组成自动装配机的传动结构自动装配机的控制系统自动装配机的适用性机械手的发展趋势.课题研究的目的及要求.课题背景第二章总体方案设计与论证.机械手的概况机械手的概述及分类机械手的组成结构.设计背景.机械手的坐标型式与自由度.机械手的主要参数.驱动方式和传动方式的选择驱动方式的选择传动方式的选择.各个自由度的实现腕部纵向运动手臂伸缩运动底座升降运动第三章装配夹具的结构设计.定位原理.确定定位方式.夹紧机构.确定总体结构和尺寸第四章机械手的结构设计.路径规划.手部结构设计手指的形状和分类设计时考虑的几个问题手部夹紧气缸的设计.手臂结构设计手臂伸缩结构设计手臂伸缩驱动力的计算手臂伸缩气缸的设计.升降缸结构设计升降缸结构设计升降缸驱动力的计算升降气缸的设计第章机械手的结构设计.路径规划.手部结构设计手指的形状手部夹紧气缸的设计.各气缸的设计第六章总结致谢参考文献第章绪论.自动装配机的概况自动装配机的定义装配是指将产品的若干个零部件通过紧配卡扣螺纹连接粘合铆合焊接等方式组合到起得到符合预定的尺寸精度及功能的成品半成品。由人工处理接触整理抓取移动放置施力等每个零部件而实现的装配，严格的讲，只能称为人工装配。不需要由人工处理接触整理抓取移动放置等零部件而完成的装配，可称为自动装配。介于两者之间的为半自动装配。自动装配机的组成.零部件定向排列输送擒纵系统将杂乱无章的零部件按便于机器自动处理的空间方位自动定向排列，随后顺利输送到后续的擒纵机构，为后续的机械手的抓取做准备。.抓取移位放置机构将由擒纵机构定点定位好的零部件抓住或用真空吸住，随后移动至另位置通常为装配工作位置。.装配工作机构指用来完成装配工作主动作的机构，如将工件压入夹合螺联卡人粘合焊接铆合粘合焊接于上零部件。.检测机构用来对上步装配好的部件或机器上步工作成果进行检测，如缺零件检测尺寸检测缺损检测功能检测清料检测。.工件的取出机构用来将装配好的合格部件不合格部件从机器上分类取出的机构。自动装配机的传动结构按被装配工件在机器中的流动时间连贯性来分，有间隙运动式装配机和连续运动式装配机。按装配机中工作位置数量来分，有单工位装配机和多工位装配机。按装配机中工件的传动轨迹来分，有圆形工作台式装配机和环形工作台式装配机。自动装配机的控制系统通常采用控制，要接收各种信号的输入，向各执行机构发出指令。机器中配备多种传感器等信号采集器来监视机器中每执行机构的运行情况，经判断后发出下步的执行指令。人机界面用来显示机器的运行情况运行记录，以及用来由操作者向机器发指令。自动装配机的适用性近年来,随着中国经济的发展,更多的企业出现劳资纠纷及线员工不好管理的问题频频发生,更多的企业都在选择自动化机械装配,如同富士康在近来三年内要增加万台机器人来解决员工问题。当然根据行业的不同,自动装配机的应用也自然不同。自动装配机根据行业的不同可分为以下几种电子电气类轻触开关装配机,继电器自动装配机,复位健装自动装配机,变压器自动装配机等五金类脚轮自动装配机,轴承自动装配机,玩具自动装配机,齿轮自动装配机,牙箱自动装配机等自动装配机还应用到家电,汽车行业,总而言之,自动装配机将是工厂工业化的种趋势。机械手的发展趋势国外机械手领域发展近几年有如下几个趋势工业机械手性能不断提高高速度高精度高可靠性便于操作和维修，而单机价格不断下降，平均单机价格从年的.万美元降至年的万美元。机械结构向模块化可重构化发展。例如关节模块中的伺服电机减速机检测系