车床工件自动装夹机械手毕业设计.pdfVIP

第 1 章 绪论  1.1机械手概述 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，仅为某台机床 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. 现代工业机械手起源于 20世纪 50年代初，是基于示教再现和主从控制方式、能适 应产品种类变更，具有多自由度动作功能的柔性自动化产品。 机械手首先从美国开始研制，1958年美国联合控制公司研制出第一台机械手。在此 基础上美国通过不断改进完善，研制出一系列新的机械手，美国的研制十分注意提高机 械手的可靠性，改进结构，降低成本。 德国从  1970 年开始再制造行业应用机械手，主要用于起重运输、焊接和设备的上 下料等作业。 日本是工业机械手发展最快、应用最多的国家。自  1969 年从美国引进二种典型的 机械手后，便开始大力进行机械手的研究。据报道，1979年从事机械手研究工作的大专 院校、研究单位多达 50 多个；1979年日本机械手的产值达到 443 亿日元，产量为 14535 台。使用机械手最多的行业是汽车工业，其次是电机、电器和电子行业。到目前在日本 工作的工业机械手已有 100万台左右。 目前随着电子计算机和电信设备的不断发展，工业机械手应用也不断扩大，正逐步 发 展 成 为 柔 性 制 造 系 统  FMS(Flexible  Manufacturing  System) 和 柔 性 制 造 单 元  FMC(Flexible Manufacturing Cell)中的重要一环。  1.2机械手的组成和分类  1.2.1机械手的组成 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 1-1所示。 图 1-1机械手的组成方框图 (一)执行机构 包括手部 、手腕、手臂和立柱、机座等部件，有的还增设行走机构。 (二)驱动系统 驱动系统是驱动工业机械手执行机构运动的动力装置，通常由动力源、控制调节装 置和辅助装置组成。常用的驱动系统有气传动、气压传动、电力传动和机械传动。 (三)控制系统 控制系统是支配着工业机械手按规定的要求运动的系统。目前工业机械手的控制系 统一般由程序控制系统和电气定位(或机械挡块定位)系统组成。 (四)位置检测装置 控制机械手执行机构的运动位置，并随时将执行机构的实际位置反馈给控制 系统，并与设定的位置进行比较，然后通过控制系统进行调整，从而使执行机构 以一定的精度达到设定位置。  1.2.2机械手的分类 工业机械手的种类很多，关于分类的问题，目前在国内尚无统一的分类标准，在此 暂按使用范围、驱动方式和控制系统等进行分类。 (一)按用途分 机械手可分为专用机械手和通用机械手两种: (二)按驱动方式分 机械手可分为气传动机械手、气压传动机械手、机械传动机械手、电力传动机械手。 本设计是气传动机械手的设计。 1、 气传动机械手 是以气的压力来驱动执行机构运动的机械手。其主要特点是:抓重可达几 百公斤以上、传动平稳、结构紧凑、动作灵敏。但对密封装置要求严