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1、 毕 业 设 计题 目 名 称： 机器人快换接头的设计 学生姓名： 学号： 二级院校（系）/专业： 机械工程学院/机电一体化班 级： 指 导 教 师： 2015.12.012016.06.02南京工业职业技术学院毕业设计摘 要机器人在工业生产中，越来越普遍的需要更换各种各样的末端执行器。如抓手、真空工具、焊枪、电动和气动马达等末端执行器的更换，如果用人工的话会增加机器人的停工时间，降低机器人的工作效率。本课题的研究对象是快换接头。先从机器人快换接头的特点，引出国内外快换接头的发展状况。通过对机器人快换接头的简介与分类，引出本课题的主要内容：机器人手动快换接头的设计。机器人快换接头是用来快速、高
2、效的更换机器人手臂末端执行器的装置，能在数秒内完成末端执行器的更换，从而大大提高了机器人的工作效率。而本课题对手动快换接头本体的机械部分研究的关键在于锁紧装置和气路流通端口。锁紧装置设计的好坏决定了快换接头锁紧能力的高低，而气路的气密性决定气源补给的质量。本设计除了介绍机器人快换接头的分类及现状，锁紧装置的设计和气路流通端口的研究外，也介绍了机器人自动快换接头，进而与手动快换接头做了一些比较。关键词：机器人快换接头 锁紧装置 气路流通端口AbstractRobots in the industrial production, more and more common need to repla
3、ce a variety of end executor. Such as gripper, vacuum tools, welding torch, electric and pneumatic motor actuator at the end of the replacement, if using artificial increases the shutdown time of robot, reduce the working efficiency of the robot.This topic research object is quick change connectors.
4、 First from the characteristics of quick change robot joint, which leads to the fast at home and abroad for joint development. Through the description and classification of quick change robot joint, lead to the main content of this topic: the design of the robot manually quick change connectors. Rob
5、ot, quick change connector is used for rapid, efficient replacement actuators at the end of the robot arm device, can end in a few seconds to complete actuators change, thus greatly improve the work efficiency of the robot. Ontology and this topic opponent to move faster in joint locking device is t
6、he key of the mechanical part of the study of the gas port road circulation. The stand or fall of locking device design determines the level of the ability of quick change joint locking, and pneumatic air tightness determines the quality of air supply. This design in addition to the introduction to
7、the classification of the quick change connectors and the present situation, the design of the locking device and port road circulation research, also introduces the robot automatic quick change connectors, and then compared with the manual did some quick change joint.Keywords: Robot quick change co
8、nnectors Locking device Pneumatic circulation ports目 录第一章 绪论11.1 选题背景11.2 机器人快换接头简述11.3 发展前景21.4 意义2第二章 机器人快换接头特点和国内外状态32.1机器人快换接头的定义32.2机器人快换接头的特点32.3 机器人快换接头国内外发展情况32.3.1国内状况32.3.2国外状况42.3.3企业快换接头举例4第三章 机器人快换接头简介63.1机器人快换接头分类63.1.1机器人自动快换接头63.1.2机器人手动快换接头73.2 机器人快换接头应具有的特性7第四章 手动快换接头的设计94.1设计内容94.
9、2材料及参数的选择与设定94.3整体装配114.3.1具体操作124.3.2装配注意事项134.4主端口盘盖的设计134.5定位销的选择154.6锁紧装置的设计164.6.1中间销的设计164.6.2锁紧装置手柄的设计184.6.3锁紧销的设计194.6.4固定销的选择204.7工具端口的设计214.7.1工具端口外轮廓的设计214.7.2工具端口气源补给孔的设计22第五章 自动快换接头的介绍235.1主端口的介绍235.2工具端口的介绍23结 论25谢 辞26参考文献27附录28III第一章 绪论1.1 选题背景随着科技的进步，工业生产正逐步走向一体化和智能化。本世纪60年代初为了加快工业生
10、产力的发展，工业机器人应运而生，到如今机器人已成为大多数工业生产线不可缺少的“操作者”，机器人的运用代替了传统的劳动力生产，给工业生产带来了巨大的变革。长久以来，传统的工业生产都是依靠工人进行操作。然而在工业生产中，有许多工序都是需要不断地进行机械式的重复的，其过程枯燥乏味。不仅如此，工业生产线的环境有时也相对恶劣，越来越不适合人工作业，机器人的出现帮助工人摆脱了恶劣的环境和枯燥乏味的工作状态。虽然机器人在充满危险的环境下可以将繁重复杂、精密度要求高的工作完成得很出色，但是当代工业对生产商品的要求已不只在于质，他们对数量的需求也越来越高，所以提高机器人的作业速度是当前的主要任务之一。提高机器人
11、作业速度的方式之一就是减少机器人手臂末端执行器的更换时间，为了解决执行器更换速度慢、柔性差的问题，许多公司相继推出了机器人快换接头。快换接头的出现无疑是提高了工业机器人的作业效率，给工业生产带来了方便。现在，快换接头获得了普遍的运用，变成大多数工业机器人的重要组成部分。机器人快换接头在世界各地都能买到，从机器人快换接头输出规模来看，美国、德国、法国位居全球前三，其他国家在机器人快换接头的生产上也紧随其后。1.2 机器人快换接头简述此次的课题是研究机器人快换接头的组成及主体机械部分的设计。机器人快换接头的主体部分由主端口和工具端口两部分组成，主端口与机器人的手臂相连接，工具端口与机器人手臂的末端
12、执行器相连接。机器人快换接头的作用就是在机器人需要更换末端执行器时，减少人工的干预，缩短更换的时间，在电路与气路的帮助下将末端执行器精确定位到工业机器人的手臂末端。1.3 发展前景随着经济与科技水平的发展，工业生产也达到了空前的盛状，工业机器人也越来也多的运用到了生产线中，逐步取代了传统的劳动力。在机器人的实际应用中，社会需求激励着机器人技术不断地改进、优化，机器人快换接头就是为提高工业机器人的生产率和柔性而问世的。现如今，工业机器人越发普遍地运用到了生活当中，所从事的行业由工业制造领域延伸到了医疗领域和军事领域，这就需要快换接头也随着机器人性能的变化不断地优化和改良，所以在未来，快换接头的发
13、展远景还是十分可观的。1.4 意义该机器人快换接头虽然体积不大，但是它的外观简洁，内部结构细致，大有“麻雀虽小，五脏俱全”之势。在国内，机器人快换接头的生产技术还远不如国外，所以更要致力于该项目的研究。本课题的研究与设计不仅符合我国生产领域的发展趋势，也会给我将来的学习与工作带来很大的帮助。 第二章 机器人快换接头特点和国内外状态2.1机器人快换接头的定义机器人快换接头是一种通过快速更换机器人末端执行器，使机器人更具柔性的装置。2.2机器人快换接头的特点（1）、在工业生产线中，机器人快换接头能在短短数秒内完成末端执行器的更换；（2）、机器人在作业时，其维护和修理工具的更换快速、高效，大大减少机
14、器人的停工时间，从而减少生产过程中的损失；（3）、在投入实际生产应用时，机器人快换接头能够帮助机器人使用多个末端执行器，因而增加了柔性；（4）、末端执行器的传统更换方式过于笨重、繁琐，而自动交换单一功能的末端执行器方便快捷，完全可以取而代之。（5）、对于一些重要的应用，机器人快换接头还能提供一些备份工具，尽量避免意外事件的发生。2.3 机器人快换接头国内外发展情况2.3.1国内状况我国对机器人快换接头的研究开始得晚，而且发展相对慢一些。虽然国内的研究所和大学的相关部门都有研究，但是由于专业知识的局限性，专业技术水平也有待提高。国内生产的机器人快换接头普遍存在的问题就是产品的可靠性低、通用性差且
15、成本较高。现如今工业机器人在我国的应用越来越广泛，机器人快换接头的应用也随之增加，但是这与国内的快换接头的生产水平相矛盾，所以快换接头生产的当务之急就是降低生产成本、提高生产技术水平。2.3.2国外状况从目前来看，国外在机器人快换接头技术方面优于我国。他们对这方面的研究早于我国，发展也相对快于我国，所以机器人快换接头的质量也高于国内。但是，他们的价格昂贵，相关的技术也不对外公开。考虑到成本问题，许多的买家在机器人快换接头的购买上犹豫不决。在国外，工业生产已经趋于一体化和智能化，机器人在工业生产中的应用也已经越来越普遍，为提高机器人的作业效率，机器人快换接头也逐渐成为机器人的标配。2.3.3企业快换接头举例美国ATI公司对机器人快换接头的研究起于1989年， 当时机器人的生产效率有待提高，加快机器人手臂末端执行器的更换速度成为提高机器人作业效率的方法之一。机器人快换接头的诞生为机器人手臂末端执行器的更换节约了大量的时间，为工业生产注入了新的能量。如图2-1所示，为美国ATI公司的QC-20快换接头，该自动
