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1、毕业设计工业机械手的协调作业设计机械工程系学生姓名： 学号 机械电子工程系 部： 专 业： 指导教师： 二一五 年 六 月诚信声明本人郑重声明：本论文及其研究工作是本人在指导教师的指导下独立完成的，在完成论文时所利用的一切资料均已在参考文献中列出。 本人签名： 年 月 日毕业设计任务书设计题目： 工业机械手的协调作业设计 系部： 机械工程系 专业： 机械电子工程 学号： 学生： 指导教师（含职称）： 1课题意义及目标 本次毕业设计主要解决的问题是结合六自由度机械手实验平台，通过采用传感器相关技术对其进行改进，完成机械手之间的协调控制，使两个独立的工业机械手可以自动协调作业2主要任务(1)本设计
2、要求学生结合自动化生产线的工作特征，对不同机械手共同完成某一工作的协调作业进行设计。(2)要求学生了解不同控制方式的区别及应用范围，(3)完成机械手的控制程序设计，能够完成典型工作特征下的协调设计。(4)本设计结合实验室机械手实验台完成相关设计工作。3主要参考资料1 熊有伦. 机器人学M. 北京：机械工业出版社，1999.2 熊有伦. 机器人技术基础M. 武汉：华中理工大学出版社，1996.3 谢存禧，张铁. 机器人技术及其应用M. 北京：机械工业出版社，2005.4 吴振彪，王正家. 工业机器人M. 2版. 武汉：华中科技大学出版社，2006.5 吴瑞祥. 机器人技术及应用M. 北京：北京航
3、空航天大学出版社，1994.4进度安排设计各阶段名称起 止 日 期1阅读任务书，通过查阅资料，撰写开题报告并进行开题答辩,熟练了解并使用c语音；2015-03-03至2015-03-232学习机器人运动方程,建立机械手动作；2015-03-24至2015-04-133编写机器人协调运动程序。中期答辩；2015-04-14至2015-05-044建立主服务器界面和子服务器界面；2015-05-05至2015-06-015撰写设计说明书，准备毕业答辩；2015-06-02至2015-06-22审核人： 年 月 日工业机械手的协调作业设计摘 要：在现代工业快速发展的过程中，最重要的是机械化与自动化，
4、因而机械臂慢慢演变成一种代替人力劳动的设备。而研究和掌握自动化的工业机械手协调控制设计，对于节约能源、减少劳动力强度、提高生产效率，改善工作环境,提高安全指数尤为重要。研究和掌握工业机械手的协调控制原理和方法，对于了解和掌握现在自动化流水生产线有一定的意义，通过此次设计对流水线生产的雏形有了一定的了解。本次设计主要通过查阅有关自动化生产线的书籍和电子档的有关资料，然后通过对实验室的机械手结构和运动方式的观察,设计机械手的运动轨迹，改编控制机械手的运动节拍，体现机械手的协调的运动方式。并在六自由度机械手实验平台上展现出来。关键词：机械手， 信号传递， 协调运动The Design of Coor
5、dinated Work of Industrial ManipulatorAbstract: In the process of rapid development of modern industry, the most important is the mechanization and automation, so the mechanical arm slowly evolves into an equipment to replace human labor. Studying and mastering coordinated control design of the auto
6、mated industrial manipulator is particularly important to conserve energy, reduce labor intensity, improve production efficiency, improve the working environment and improve safety index.Studying and mastering the principles and methods of coordination and control of industrial manipulator has a cer
7、tain sense for understanding and grasping automated production line now. Through the design, prototype of production line is understood in some degree .Then the manipulators trajectory is designed, the manipulators movement tempo is adapted, and the manipulators coordinated movement is reflected by
8、the laboratory robot structure and movement observation and by a review of the relevant books and electronic files about the automated production line. And these are shown up on the six degrees of freedom manipulator experiment platform.Key words: manipulator, signal transmission, coordinated work目
9、录1 绪论11.1研究的背景和意义11.2研究的现状和发展趋势21.3研究的内容和研究的手段42 工业机械手62.1 工业机械手的分类与组成62.2 模块化机械手介绍72.3 模块化机械手结构102.4模块机器人部件介绍133 方案的选定及设计过程163.1概述163.2 串联机器人运动学分析163.3 网络通信的介绍204 机械手的协调作业224.1 机器人协调运动的具体分析224.2 协调运动的设计224.3 机械手动作的建立264.4此设计的具体操作过程28结 论31参考文献32致 谢33V太原工业学院毕业设计1 绪论1.1研究的背景和意义 伴随着现代工业技术的研究与发展，对于工业自动化
10、技术的要求提高，生产的工作环境也越来越恶劣的态势，这对一线工人的操作的要求也提高了，同时对操作工人的安全也受到了威胁。人们的工作地点要求改善，具体的工作要变得容易。所以一些单调重复的工作内容使用机械手去完成和远距离控制成为重中之重。这样可以隔离一些工人不能直接身体接触的物质对人的损伤，如军事、化学、医药、航空物理等。 在现代工业中，生产过程的机械化，自动化已成为突出主题。研究和掌握自动化的工业机械手协调控制设计。对节约能源，减少劳动力有一定的帮助，可以更好的提高生产过程的自动化程度，便于有节奏的生产。因为人们有完成不了的工作，所以有机械手代替人的劳动力，机械手才能迅速发展。首先它能部分的解放人
11、的工作内容，其次它可以遵循生产工艺卡的要求，按照特定的位置，程序，时间，节拍，来完成目标的传递，最后它可以控制对人体有害的机械来焊接和装配。因此，它能有效的改变工人的劳动环境，有效地增加工件的生产率，提升工业机械化和自动化的发展速度。所以机械手引起各个工业大国的青睐。并且增加了很多人员与物质来权力研究发展应用。在现代生产工厂车间里，广泛使用自动化设备，因此就使用了很多机器手。所以机械手本身就自动化就成为更重要的发展趋势。机械手的应用可以确保工作运转周期的连贯，提高产品的质量，品质。因为机械手的控制非常精确，所以还可以提高零件的精度。工业机械手的意义在于提高生产过程中的自动化，机械手可以用于抓取
12、转移工件、换刀具、装配，卸载工件与机器。从而提高生产率，降低生产成本；在高温、高压、低温、低压、有灰尘、噪音、臭味、有放射性或其他有毒的刺激性的车间或者地方特别小的地方，人工直接操作会危害健康甚至性命，所以用机械手来代替人来完成这样的工作，可以有效地改善劳动环境，防止意外；由于机械手不用休息，不会大意，疏忽，所以它可以二十四小时工作，可以更准确的控制生产的节拍，有节奏的进行工作生产。机械手还应用到其他领域里，下到海底勘探上到航空航天，中到日常生活物品的生产。因此一个更加自动化的机械手对现代工业来说是特别有意义的。1.2研究的现状和发展趋势机械手是一种类似人手的自动机械。它可以按照已经编写的程序
13、来拿起放下、转移物件或者拿起工具完成某些特定动作。使用机械手能够解放劳动力。取代人在对身体有害的地点进行工作，保证人身安全，因而应用于物理、化工、军事、航天航空、电子和冶金等部门。1954年，美国科学家首先发明可以反复植入程序的机械手，这个装置可以运行从点到点过程，这标志着“机器人时代”的开始。50年代以后，机械手开始应用到工业化生产车间，在特殊环境下进行工作，如高温高压，低温低压，严重污染，有腐蚀的工作地点进行装载卸载材料。也应用到机床上，帮助数控机床加工中心自动换刀，自动装夹材料取下材料。机械手的种类，按驱动方式可分为液压式、电动式、机械式等机械手；按适用范围可分为专用机械手和通用机械手两
14、种；按运动轨迹控制方式可分为点位控制和连续轨迹控制机械手等。在现代自动化生产线上机械手具有重要的作用。冲压机械手:机械手能按照预选程序自动完成几个规定的动作，实现物体的自动夹取和运送。在冲压生产中，它不仅用于一台压力机上完成上下材料的装卸工作，实现机械手本身自动化，也可以用在由若干台压力机组成的流水线上，实现各压力机之间工件的自动传递，在加工的各个环节中是通过机械手来实现的。机械手在自动生产线中有了不可替代的作用。（图1.1）图1.1 流水生产线发展前景及方向： （1）模块化有的公司把带有系列导向的设备机械手叫做原始的传递技术，把用模块化组合的机械手叫做现在传递技术。模块化拼装的机械手比组合导向驱动装置更具灵活的安装体系。机械结构向模块化、可重构化发展。机械手模块化可以使用不同数目的模块来构建相同功能的机械手也可以是不能功能。改变了原来只用特定场合可以使用机械手的历史，可以应用到各个行业领域当中。因而，机械手的模块化是未来机械手的发展目标与放向。 （2）机电一体化
