三轴机械手设计说明书.doc

毕业设计说明书 PAGE 26 目录 TOC \o 1-3 \h \u 29467 前 言 2 29258 第一章 绪 论 3 21079 1.1 引言 3 20375 1.2 工业机械手的含义 4 7438 1.3 选题背景与意义 5 19638 1.4 工业机械手的组成 6 32390 1.5 工业机械手的发展及国内外发展趋势 7 19437 第二章 三轴伺服驱动机械手结构设计方案 12 2973 2.1 机械手的设计方法 12 9107 2.1.1 机械手的选择与分析 12 10898 2.1.2 直角坐标机械手的设计方法 13 27932 2.2 机械手的结构设计 19 4699 2.2.1 机械手的总体设计 19 16822 2.2.2 机械手的传动部件设计 20 25935 2.2.3 机械手的臂部设计 21 30900 2.3 三轴伺服驱动机械手机构的特点 21 19049 第三章 工业机械手的运动系统分析 22 24144 3.1 工业机械手的运动系统分析 22 16760 3.1.1机械手的运动概述 22 19860 3.1.2 机械手的驱动方式 25 第四章 4596 三轴伺服驱动机械手零件的设计 26 11877 4.1 伺服电机的选择 26 29009 4.2 减速机的选择 28 8451 4.3 齿轮齿条的选择 30 9472 4.4 导轨的选择 38 10880 第五章 结论 40 17802 致 谢 41 4604 参 考 文 献 42 前 言 进入21世纪后,FANUC公司开发成功了配备有视觉传感器和力觉传感器的智能机械手。到现在已拥有可搬运质量从2 公斤到1.2 吨的种类丰富的商品系列。随后，FANUC公司又开发了运用这一智能机械手的长时间连续机械加工系统机械手单元 。在整个加 工工序中加工作业本身使用数控机床进行自动化加工已经非常普遍了。但是，附带作业，毛比如在加工中心的夹具上进行加工材料装卸的作业，以及去毛刺边，清洗等作业中的很多部分， 现在还是依靠人工来完成。机械手单元使用智能机械手，不但实现了这些作业的自动化，而且在世界上最早实现了。小时的长时间连续加工 ，现在在FANUC公司的工厂共运转着13 套这样的机械手单元。机械手单元使用了两种控制装置 也就是CNC和机械手控制器我们现在正在开发使这两种控制装置都可以单独地显示双方状态的功能， 以进一步推进机床和机械手的融合。[1] 随着我国工业自动化水平的不断提高 ，在机械加工与制造领域，以及各种装配与包装自动化生产线上机械手的应用已相当普遍机械手通常担负着上料下料等加工任务。由于PLC顺序控制具有系统简单可靠，控制灵活方便等特点 ，而且从 PLC诞生之日起其最基本最普遍的应用领域就是在工业环境下的顺序控 制，因此，基于PLC顺序控制的机械手在工业自动化领域中得到广泛的应用。 机械手是一种很特别的生产工具，因此，机械手应用的范围十分广泛。这些应用可以被划分为3类：材料处理、材料搬运和装配。在材料处理中，机械手用工具来加工和处理原材料。例如，机械手工具可包括钻头，从而可以在原始材料上执行钻孔操作。材料搬运包括装载零件。这些操作可以由机械手可靠地重复执行，因此提高了质量，减少了废料损失。装配是机械手技术的另一个广泛应用。自动装配系统能合并自动测试、机械手自动控制和机械处理，以减少劳动成本，提高产量，消除人工操作的危险性。 第一章 绪 论 1.1 引言 工业机械手是一种提高制造业生产力的工具。他诞生于20世纪60年代,在20世纪90年代得到迅速发展,是最先产业化的机械手技术它可以承担那些对人类可能有危险的工作。它是综合了计算机、控制论、机构学、信息和传感技术、人工智能、仿生学等多学科而形成的高新技术,是当代研究十分活跃、应用日益广泛的领域。它的出现是为了适应制造业规模化生产,解决单调、重复的体力劳动和提高生产质量而代替人工作业。最早的工业机械手就曾用来在核能发电厂中更换核燃料棒。工业机械手也能在装配线上工作，如安装印刷电路板上的电子元器件。这样人们就可以从这种单调的工作中解脱出来。机械手还能拆除炸弹，为伤残人服务，为我们的社会做各种各样的工作。[7]在我国,工业机械手的真正使用到现在已经接近20多年了,已经基本实现了试验、引进到自主开发的转变,促进了我国制造业、勘探业等行业的发展。 机械手作为自动生产线中的重要设备,已成为工业生产自动化的三大支柱之一, 可传统的机械手,采用继电器- 控制器控制气压系统,其控制系统复杂,大量的接线使系统的可靠性降低,设备的工作效率下降, 自动化程度不高,安全系数