气动机械手的控制形式及应用.docVIP

毕 业 设 计 06 级 设计题目：气动机械手的控制形式及应用 姓 名 赵 鹏 班 级 机 制 063 系 别 机电工程系 学 校 邢台职业技术学院 指导教师 李 莉 2009年 06月 摘 要 随着我国科学和工业的迅速发展，工业现代化进程日新月异，高温 、震动、易燃、易爆、多埃、强磁、辐射等恶劣环境无疑已成为现代化工业必须克服的对象。实现它的目的就是减少对人的伤害，以及高速高效的完成工作任务。 本文综述了气动机械手的控制形式及在工厂中的综合运用。现在及设备安装中，章 近20年来，气动技术的应用领域迅速拓宽，尤其是在各种生产线上得到广泛应用可编程技术与气动技术相结合，使整个系统程度更高，方式更灵活，性能更加可靠；气动机械手、柔性自动生产线的迅速发展，对气动技术提出了更多更高的要求；微电子技术的引入，促进了比例伺服技术的发展，现代理论的发展，使气动技术从开关进入闭环比例伺服，精度不断提高；由于气动脉宽调制技术具有结构简单、抗污染能力强和成本低廉等特点，国内外都在大力开发研究。 ????从各国的行业统计资料来看，近30多年来，气动行业发展很快。20世纪70年代，液压与气动元件的产值比约为9:1，而30多年后的今天，在工业技术发达的欧美、日本等国家，该比例已达到6:4，甚至接近5:5。我国的气动行业起步较晚，但发展较快。从20世纪80年代中期开始，气动元件产值的年递增率达20%以上，高于中国机械工业产值平均年递增率。随着微电子技术、技术、计算机技术、传感技术和现代技术的发展与应用，气动技术已成为实现现代传动与的关键技术之一。 ?气动技术是以空气为动力源，以压缩空气为工作介质，进行能量传递或信号传递的技术，是实现各种生产、自动的重要手段之一。 ????大约开始于1776年，Johnwilkimson发明能产生1个大气压左右压力的空气。1880年，人们第一次利用气缸做成气动刹车装置，将它成功地用到火车的制动上。20世纪30年代初，气动技术成功地应用于自动门的开闭及各种机械的辅助动作上。至50年代初，大多数气压元件从液压元件改造或演变过来，体积很大。60年代，开始构成工业系统，自成体系，不再与风动技术相提并论。在70年代，由于气动技术与电子技术的结合应用，在领域得到广泛的推广。80年代进入气动集成化、微型化的时代。90年代至今，气动技术突破了传统的死区，经历着飞跃性的发展，人们克服了阀的物理尺寸局限，真空技术日趋完美，高精度模块化气动机械手问世，智能气动这一概念产生，气动伺服定位技术使气缸高速下实现任意点自动定位，智能阀岛十分理想地解决了整个自动生产线的分散与集中问题。 　也被称为自动手　　能模仿人手和臂的某些动作功能，用以按固定程序抓取、搬运物件或操作工具的自动操作装置。它可代替人的繁重劳动以实现生产的机械化和自动化，能在有害环境下操作以保护人身安全，因而广泛应用于机械制造、冶金、电子、轻工和原子能等部门。 　　机械手主要由手部、运动机构和控制系统三大部分组成。手部是用来抓持工件（或工具）的部件，根据被抓持物件的形状、尺寸、重量、材料和作业要求而有多种结构形式，如夹持型、托持型和吸附型等。运动机构，使手部完成各种转动（摆动）、移动或复合运动来实现规定的动作，改变被抓持物件的位置和姿势。运动机构的升降、伸缩、旋转等独立运动方式，称为机械手的自由度 。为了抓取空间中任意位置和方位的物体，需有6个自由度。自由度是机 械手设计的关 键参数。自由 度越多，机械手的灵活性越大，通用性越广，其结构也越复杂。一般专用机械手有2～3个自由度。 　　机械手的种类，按驱动方式可分为液压式、气动式、电动式、机械式机械手；按适用范围可分为专用机械手和通用机械手两种；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。 　　机械手通常用作机床或其他机器的附加装置，如在自动机床或自动生产线上装卸和传递工件，在加工中心中更换刀具等，一般没有独立的控制装置。有些操作装置需要由人直接操纵，如用于原子能部门操持危险物品的主从式操作手也常称为机械手。机械手在锻造工业中的应用能进一步发展锻造设备的生产能力，改善热、累等劳动条件。 　　机械手首先是从美国开始研制的。1958年美国联合控制公司研制出第一台机械手。 　　油田钻柱操作机械手 　　本产品由山东科技大学研发而成，主要用于钻井时的钻杆、钻铤等的装、卸工作。操作机械手设计有两个，一个坐落在一层台井口旁边2米左右处，简称为下手；一个坐落在二层台上的中心台上，简称为上手。下手的腰部回转角度≥120°，最大伸缩距离为5.7米，有5个运动关节，在手臂做伸缩