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運送鋁活塞鑄造毛坯機械手設計

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更新時間：2016-02-27
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運送鋁活塞鑄造毛坯機械手設計.rar
中文摘要

在工業上，自動控制系統有著廣泛的應用，如工業自動化機床控制，計算機系統，機器人等。而工業機器人是相對較新的電子設備，它正開始改變現代化工業面貌。實際的機器人由帶有腕(或稱為手臂)的主機身和機身端部的工具(通常是某些類型的夾持器)組成,同時也包括一個輔助動力系統。本文是對整個設計工作較全面的介紹和總結。
關鍵詞：手臂；夾持器；工業機器人

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

運送鋁活塞鑄造毛坯機械手設計

第一章緒論
1.1 工業機器人簡介
機器人工程是近二十多年來迅速發展起來的綜合學科。它集中了機械工程、電子工程、計算機工程、自動控制工程以及人工智能等多種學科的最新研究成果，是當代科學技術發展最活躍的領域之一，也是我國科技界跟蹤國際高科技發展的重要方面。工業機器人的研究、制造和應用水平，是一個國家科技水平和經濟實力的象征，正受到許多國家的廣泛重視。
目前，工業機器人的定義，世界各國尚未統一，分類也不盡相同。最近聯合國國際標準化組織采納了美國機器人協會給工業機器人下的定義：工業機器人是一種可重復編程的多功能操作裝置，可以通過改變動作程序，來完成各種工作，主要用于搬運材料，傳遞工件。參考國外的定義，結合我國的習慣用語，對工業機器人作如下定義：
工業機器人是一種機體獨立，動作自由度較多，程序可靈活變更，能任意定位，自動化程度高的自動操作機械。主要用于加工自動線和柔性制造系統中傳遞和裝卸工件或夾具。
工業機器人以剛性高的手臂為主體，與人相比，可以有更快的運動速度，可以搬運更重的東西，而且定位精度相當高，它可以根據外部來的信號，自動進行各種操作。
工業機器人是在計算機控制下可編程的自動機器。采用工業機器人是提高產品質量與勞動生產率，實現生產過程自動化，改善勞動條件，減輕勞動強度的一種有效手段。機器人的誕生和發展雖只有30多年的歷史，但它已應用到國民經濟，民事技術等眾多的領域，具有廣闊的應用和發展前景，顯示出強大的生命力。
根據所處的環境和作業需求，工業機器人具有至少一項或多項擬人功能，如抓取功能或移動功能，或兩者兼有之，另外還可能程度不等的具有某些環境感知功能（如視覺，力覺，觸覺等）。以及語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境中代替人進行作業。
在工業機器人的諸多功能中，抓取和移動是最主要的功能。這兩項功能實現的技術基礎是精巧的機械結構設計和良好的伺服控制驅動。本次設計就是在這一思維下展開的。根據設計內容和需求確定圓柱坐標型工業機器人，利用錐齒輪傳動實現機器人的旋轉，利用液壓缸實現其移動以及對零件的抓取。在步進電機的控制下，機器達到精確的回轉運動。
1.2 工業機器人的發展
工業機器人的發展，由簡單到復雜，由初級到高級逐步完善，它的發展過程可分為三代：
第一代工業機器人就是目前工業中大量使用的示教再現型工業機器人，它主要由手部、臂部、驅動系統和控制系統組成。它的控制方式比較簡單，應用在線編程，即通過示教存貯信息，工作時讀出這些信息，向執行機構發出指令，執行機構按指令再現示教的操作。
第二代機器人是帶感覺的機器人。它具有尋力覺、觸覺、視覺等進行反饋的能力。其控制方式較第一代工業機器人要復雜得多，這種機器人從1980年開始進入了實用階段，不久即將普及應用。
第三代工業機器人即智能機器人。這種機器人除了具有觸覺、視覺等功能外，還能夠根據人給出的指令認識自身和周圍的環境，識別對象的有無及其狀態，再根據這一識別自動選擇程序進行操作，完成規定的任務。并且能跟蹤工作對象的變化，具有適應工作環境的功能。這種機器人還處于研制階段，尚未大量投入工業應用。

目錄

中文摘要 ……………………………………………………………………………………… 1
Abstract ……………………………………………………………………………………… 1
第1章緒論………………………………………………………………………………… 2
1.1工業機器人簡介…………………………………………………………………………… 2
1.2工業機器人的發展………………………………………………………………………… 2
第2章工業機器人的總體設計……………………………………………………………… 3
2.1工業機器人的組成及各部分關系概述…………………………………………………… 3
2.2工業機器人的設計分析…………………………………………………………………… 3
2.2.1設計要求……………………………………………………………………………… 3
2.2.2總體方案擬定………………………………………………………………………… 3
2.2.3工業機器人主要技術性能參數……………………………………………………… 4
第3章工業機器人的機械系統設計……………………………………………………… 5
3.1工業機器人的運動系統分析…………………………………………………………… 5
3.1.1 機器人的運動概述………………………………………………………………… 5
3.1.2 機器人的運動過程分析…………………………………………………………… 6
3.2工業機器人的執行機構設計…………………………………………………………… 7
3.2.1 末端執行機構設計………………………………………………………………… 7
3.2.1.1 設計時要注意的問題：……………………………………………………… 7
3.2.1.2 總體結構設計……………………………………………………………… 7
3.2.1.3 液壓油缸的選擇和夾緊力的校驗………………………………………… 8
3.2.1.4 彈性爪的強度校驗…………………………………………………………… 10
3.2.2 手臂機構的設計………………………………………………………………… 10
3.2.2.1 手臂的設計要求…………………………………………………………… 10
3.2.2.2 伸縮液壓油缸的選擇……………………………………………………… 11
3.2.2.3 活塞桿的強度校核………………………………………………………… 11
3.2.3 腰部和基座設計………………………………………………………………… 13
3.2.3.1 結構設計…………………………………………………………………… 13
3.2.3.2 步進電機的選取…………………………………………………………… 13
3.2.3.3 軸承的選取………………………………………………………………… 16
3.2.3.4 齒輪的選取………………………………………………………………… 17
第4章工業機器人的計算機控制系統概述……………………………………………… 18
4.1 工業機器人控制系統的特點及對控制功能的基本要求……………………………… 18
4.2 計算機控制系統的設計方案…………………………………………………………… 18
4.3 硬件電路的組成………………………………………………………………………… 19

4.4 電路接口說明…………………………………………………………………………… 19
第5章工業機器人運行時應采取的安全措施……………………………………………… 21
5.1 安全要求………………………………………………………………………………… 21
5.2實施方法………………………………………………………………………………… 21
總結……………………………………………………………………………………… 22
鳴謝……………………………………………………………………………………… 23
參考文獻……………………………………………………………………………………… 24

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