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1、第一章 机械制造毕业论文机械手起首是从美国开端研制的。1958年美国结合操纵公司研制出第一台机械手。它的构造是：机体上安装一个反转展转长臂，顶部装有电磁块的工件抓放机构，操纵体系是示教形的机械工业是公平易近的设备部，是为公平易近经济供给设备和为人平易近生活供给耐用花费品的家当。不论是传统家当，照样新兴家当，都离不开各类各样的机械设备，机械工业所供给设备的机能、质量和成本，对公平易近经济各部分技巧进步和经济效益有专门大年夜的和直截了当的阻碍。机械工业的范畴和技巧程度是衡量国度经济实力和科学技巧程度的重要标记。是以，世界列都城把成长机械工业作为成长本国经济的计策重点之一。工业机械手是近几十年成长起
2、来的一种高科技主动化临盆设备。工业机械手的是工业机械人的一个重要分支。它的特点是可经由过程编程来完成各类预期的功课义务，在构造和机能上兼有人和机械各自的长处，专门表现了人的智能和适应性。机械手功课的精确性和各类情形中完成功课的才能，在公平易近经济各范畴有着宽敞的成长前景。机械手是在机械化，主动化临盆过程中成长起来的一种新型装配。在现代临盆过程中，机械手被广泛的应用于主动临盆线中，机械人的研制和临盆已成为高技巧邻域内，灵敏发殿起来的一门新兴的技巧，它加倍促进了机械手的成长，使得机械手能更好地实现与机械化和主动化的有机结合。机械手因此今朝还不如人手那样灵活，但它具有能赓续反复工作和劳动，不知疲乏，
3、不怕危险，抓举重物的力量比人手力大年夜的特点，是以，机械手已受到专门多部分的看重，并越来越广泛地获得了应用。机械手技巧涉及到力学、机械学、电气液压技巧、主动操纵技巧、传感器技巧和运算机技巧等科学范畴，是一门跨学科综合技巧。机械手是一种能主动化定位操纵并可从新编法度榜样以更换的多功能机械，它有多个自由度，可用来搬运物体以完成在各个不合情形中工作。1.1 机械手的分类机械手一样分为三类：第一类是不须要人工操作的通用机械手。它是一种自力的不从属于某一主机的装配。它能够依照义务的须要编制法度榜样，以完成各项规定的操作。它的特点是具备通俗机械的机能之外，还具备通用机械、经历智能的三元机械。第二类是须要人
4、工才做的，称为操作机。它来源于原子、军事工业，先是经由过程操作机来完成特定的功课，后来成长到用无线电讯号操作机来进行探测月球等。工业中采取的锻造操作机也属于这一范畴。第三类是用专用机械手，重要从属于自念头床或主动线上，用以解决机床高低料和工件送。这种机械手在国外称为“Mechanical Hand”，它是为主机办事的，由主机驱动；除少数以外，工作法度榜样一样是固定的，是以是专用的。在国外，今朝主假如搞第一类通用机械手，国外称为机械人。本课题所做的机械手是属于第三类机械手。1、简史机械手起首是从美国开端研制的。1958年美国结合操纵公司研制出第一台机械手。它的构造是：机体上安装一个反转展转长臂，
5、顶部装有电磁块的工件抓放机构，操纵体系是示教形的。1962年，美国结合操纵公司在上述筹划的差不多上又试制成一台数控示教再现型机械手。商名为Unimate（即全能主动）。活动体系仿照坦克炮塔，臂能够反转展转、俯仰、伸缩、用液压驱动；操纵体系用磁鼓作为储备装配。许多球坐标通用机械手确实是在那个差不多上成长起来的。同年该公司和普鲁曼公司归并成立全能主动公司,专学临盆工业机械手。1962年美国机械制造公司也实验成功一种叫Vewrsatran机械手。该机械手的中心立柱能够反转展转、起落采取液压驱动操纵体系也是示教再现型。因此这两种机械手涌现在六十年代初，但差不多上国外工业机械手成长的差不多。1978年美
6、国Unimate公司和斯坦福大年夜学，麻省理工学院结合研制一种Unimate-Vicarm型工业机械手，装有小型电子运算机进行操纵，用于装配功课，定位误差小于1毫米。联邦德国机械制造业是从1970年开端应用机械手，重要用于起重运输、焊接和设备的高低料等功课。联邦德国KnKa公司还临盆一种点焊机械手，采取关节式构造和法度榜样操纵。日本是工业机械手成长最快、应用最多的国度。自1969年从美国引进两种机械手后大年夜力从事机械手的研究。前苏联自六十年代开端成长应用机械手，至1977岁尾，个中一半是国产，一半是进口。今朝，工业机械手大年夜部分还属于第一代，重要依附工人进行操纵；改进的偏向主假如降低成本和
7、进步精度。第二代机械手正在加紧研制。它设有微型电子运算操纵体系，具有视觉、触觉才能，甚至听、想的才能。研究安装各类传感器，把感到到的信息反馈，是机械手具有感到机能。第三代机械手则能自力完成工作中过程中的义务。它与电子运算机和电视设备保持接洽，并慢慢成长成为柔性制造体系FMS和柔性制造单位FMC中的重要一环。2、 应用简况现代工业中，临盆过程的机械化，主动化已成为凸起的主题。化工等连续性临盆过程的主动化已全然获得解决。但在机械工业中，加工、装配等临盆是不连续的。是以，装卸、搬运等工序机械化的急切性，工业机械手确实是为实现这些工序的主动化而产生的。有材料统计：美国侧重于毛坯临盆，日本侧重于机械加工
8、。跟着机械手技巧的成长，应用的对象还会有所改变。机械手在锻造工业中的应用能进一步成长锻造设备的临盆才能，改良热、累等劳动前提。国内机械手工业、铁路工业中起首在单机、专机上采取机械手高低料，减轻工人的劳动强度。国外铁路工业中应用机械手以加工铁路车轴、轮等大年夜、中批零件。并和机床合营构成一个综合的数控加工体系。采取机械手进行装配更始今朝研究的重点，国外已研究采取摄象机和力传感装配和微型运算机连在一路，能确信零件的方位达到镶装的目标。3、 成长趋势今朝工业机械手重要用于机床加工、锻造、热处理等方面，不管数量、品种和机能方面照样不克不及知足工业成长的须要。在国内主假如慢慢扩大年夜应用范畴，重点成长锻
9、造、热处理方面的机械手，以减轻劳动强度，改良功课前提，在应用专用机械手的同时，响应的成长通用机械手，有前提的还要研制示教式机械手、运算机操纵机械手和组合机械手等。将机械手各活动构件，如伸缩、摆动、起落、横移、俯仰等机构以及依照不合类型的加紧机构，设计成典范的通用机构，因此便依照不合的功课要求选择不合类型的基加紧机构，即可构成不合用处的机械手。既便于设计制造，有便于改换工件，扩大年夜应用范畴。同时要进步速度，削减冲击，正确信位，以便更好的发挥机械手的感化。此外还应大年夜力研究伺服型、经历再现型，以及具有触觉、视觉等机能的机械手，并推敲与运算机连用，慢慢成为全部机械制造体系中的一个全然单位。在国外
10、机械制造业中工业机械手应用较多，成长较快。今朝重要用于机床、横锻压力机的高低料，以及点焊、喷漆等功课，它可按照事先指定的功课法度榜样来完陈规定的操作。此外，国外机械手的成长趋势是大年夜力研制具有某种智能的机械手。使它具有必定的传感才能，能反馈外界前提的变更，作响应的变革。如地位产生稍许误差时，即能更正并自行检测，重点是研究视觉功能和触觉功能。今朝差不多取得必定成就。视觉功能即在机械手上安装有电视拍照机和光学测距仪（即距离传感器）以及微型运算机。工作是电视拍照机将物体形象变成视频旌旗灯号，然后送给运算机，以便分析物体的种类、大年夜小、色彩和地位，并发出指令操纵机械手进行工作。触觉功能等于在机械手
11、上安装有触觉反馈操纵装配。工作机会械手起首伸出手指查找工作，经由过程安装在手指内的压力敏锐元件产生触觉感化，然后伸向前方，抓住工件。手的抓力大年夜小经由过程装在手指内的敏锐元件来操纵，达到主动调剂握力的大年夜小。总之，跟着传感技巧的成长机械手装配功课的才能也将进一步进步。更重要的是将机械手、柔性制造体系和柔性制造单位相结合，从而全然改变今朝机械制造体系的人工操作状况。1.2 机械手的构成机械手重要由履行机构、驱念头构和操纵体系三大年夜部分构成。其构成及互相关系如下图：1、履行机构( 如图1.2-1所示 )图1.2-1（1） 手部手部安装在手臂的前端。手臂的内孔装有迁移转变轴，可把动作传给手段，
12、以迁移转变、伸屈手段，开闭手指。本课所指的机械手仅需开闭手指。机械手手部的机构系仿照人的手指，分为无关节，固定关节和自由关节三种。手指的数量又能够分为二指、三指和四指等，个中以二指用的最多。能够依照夹持对象的外形和大年夜小配备多种外形和尺寸的夹头，以适应操作须要。本课所做的机械手采取二指外形。（2） 手臂手臂有无关节和有关节手臂之分本课所做的机械手的手臂采取无关节臂手臂的感化是引导手指精确的抓住工件，并输送到所须要的地位上。为了使机械手能够或许精确的工作，手臂的三个自由度都须要精确的定位。本课题所做的机械手在手臂的上升、降低、前伸、撤退撤退、左转、右转三个偏向的定位均采取行程开关操纵，以包管定
13、位的精度。总括机械手的活动离不开直线移动和迁移转变二种，是以，它采取的履行机构主假如直线油缸、摆动油缸、电液脉冲马达、伺服油马达、直流伺服马达和步进马达等。躯干是安装手臂、动力源和履行机构的支架。2、 驱念头构驱念头构重要有四种：液压驱动、气压驱动、电气驱动和机械驱动。个中以液压气动用的最多，占90%以上，电动、机械驱动用的较少。液压驱动主假如经由过程油缸、阀、油泵和油箱等实现传动。它应用油缸、马达加上齿轮、齿条实现直线活动；应用摆动油缸、马达与减速器、油缸与齿条、齿轮或链条、链轮等实现反转展转活动。液压驱动的长处是压力高、体积小、出力大年夜、活动平缓，可无级变速，自锁便利，并能在中心地位停止
14、。缺点是须要配备压力源，体系复杂成本较高。气压驱动所采取的元件为气压缸、气压马达、气阀等。一样采取4-6个大年夜气压，个其余达到8-10个大年夜气压。它的长处是气源便利，爱护简单，成本低。缺点是出力小，体积大年夜。因为空气的可紧缩性大年夜，专门难实现中心地位的停止，只能用于点位操纵，同时润滑性较差，气压体系轻易生锈。为了削减停机时产生的冲击，气压体系装有速度操纵机构或缓冲机构。电气驱动采取的不多。现在都用三相感应电念头作为动力，用大年夜减速比减速器来驱动履行机构；直线活动则用电念头带动丝杠螺母机构；有的采取直线电念头。通用机械手则推敲用步进电机、直流或交换的伺服电机、变速箱等。电气驱动的长处是
15、动力源简单，爱护，应用便利。驱念头构和操纵体系能够采取同一情势的动力，出力比较大年夜；缺点是操纵响应速度比较慢。机械驱动只用于固定的场合。一样用凸轮连杆机构实现规定的动作。它的长处是动作确切靠得住，速度高，成本低；缺点是不易调剂。本课题所做的机械手采取电念头带动丝杠螺母机构来实现手臂的上升、降低方面。采取手臂的左转、右转、手臂的夹紧、放松方面。3、 操纵体系机械手操纵体系的要素，包含工作次序、达到地位、动作时刻和加快度等。操纵体系可依照动作的要求，设计采取数字次序操纵。它起重要编制法度榜样加以储备，然后再依照规定的法度榜样，操纵机械手进行工作。1.3 应用机械手的意义跟着科学技巧的成长，机械手
16、也越来越多的地被应用。在机械工业中，铸、焊、铆、冲、压、热处理、机械加工、装配、考查、喷漆、电镀等工种都有应用的实理。其他部分，如轻工业、建筑业、国防工业等工作中也均有所应用。在机械工业中，应用机械手的意义能够概括如下：一、以进步临盆过程中的主动化程度应用机械手有利于实现材料的传送、工件的装卸、刀具的改换以及机械的装配等的主动化的程度，从而能够进步劳动临盆率和下出世产成本。二、以改良劳动前提，幸免人身变乱在高温、高压、低温、低压、有尘土、噪声、臭味、有放射性或有其他毒性污染以及工作空间狭小的场合中，用人手直截了当操作是有危险或全然弗成能的，而应用机械手即可部分或全部代替身安稳的完成功课，使劳动前提得以改良。在一些简单、反复，专门是较粗笨的操作中，以机械手代替身进行工作，能够幸免因为
