本科機械手畢業(yè)設計論文

1、本科畢業(yè)設計說明書（論文）第1頁共46頁1緒論緒論1.11.1選題背景選題背景機械手是在自動化生產過程中使用的一種具有抓取和移動工件功能的自動化裝置，它是在機械化、自動化生產過程中發(fā)展起來的一種新型裝置。近年來，隨著電子技術特別是電子計算機的廣泛應用，機器人的研制和生產已成為高技術領域內迅速發(fā)展起來的一門新興技術，它更加促進了機械手的發(fā)展，使得機械手能更好地實現與機械化和自動化的有機結合。機械手越來越廣泛的得到了應用，在機械行業(yè)中它可用

2、于零部件組裝，加工工件的搬運、裝卸，特別是在自動化數控機床、組合機床上使用更普遍。目前，機械手已發(fā)展成為柔性制造系統FMS和柔性制造單元FMC中一個重要組成部分。把機床設備和機械手共同構成一個柔性加工系統或柔性制造單元，它適應于中、小批量生產，可以節(jié)省龐大的工件輸送裝置，結構緊湊，而且適應性很強[1]。當工件變更時，柔性生產系統很容易改變，有利于企業(yè)不斷更新適銷對路的品種，提高產品質量，更好地適應市場競爭的需要。而目前我國的工業(yè)機器人技

3、術及其工程應用的水平和國外比還有一定的距離，應用規(guī)模和產業(yè)化水平低，機械手的研究和開發(fā)直接影響到我國自動化生產水平的提高，從經濟上、技術上考慮都是十分必要的。因此，進行機械手的研究設計是非常有意義的。1.21.2設計目的設計目的本設計通過對機械設計制造及其自動化專業(yè)大學本科四年的所學知識進行整合，完成一個特定功能、特殊要求的數控機床上下料機械手的設計，能夠比較好地體現機械設計制造及其自動化專業(yè)畢業(yè)生的理論研究水平，實踐動手能力以及專業(yè)精

4、神和態(tài)度，具有較強的針對性和明確的實施目標，能夠實現理論和實踐的有機結合。本機械手主要與數控車床（數控銑床，加工中心等）組合最終形成生產線，實現加工過程（上料、加工、下料）的自動化、無人化。目前，我國的制造業(yè)正在迅速發(fā)展，越來越多的資金流向制造業(yè)，越來越多的廠商加入到制造業(yè)。本設計能夠應用到加工工廠車間，滿足數控機床以及加工中心的加工過程安裝、卸載加工工件的要求，從而減輕工人勞動強度，節(jié)約加工輔助時間，提高生產效率和生產力。1.31.3

5、國內外研究現狀和趨勢國內外研究現狀和趨勢本科畢業(yè)設計說明書（論文）第3頁共46頁腳踏實地，實事求是的做好本次設計。2設計方案的論證設計方案的論證2.12.1機械手的總體設計機械手的總體設計2.1.1機械手總體結構的類型工業(yè)機器人的結構形式主要有直角坐標結構，圓柱坐標結構，球坐標結構，關節(jié)型結構四種。各結構形式及其相應的特點，分別介紹如下[3]。(1)直角坐標機器人結構直角坐標機器人的空間運動是用三個相互垂直的直線運動來實現的，如圖21(

6、a)由于直線運動易于實現全閉環(huán)的位置控制，所以，直角坐標機器人有可能達到很高的位置精度（μm級）。但是，這種直角坐標機器人的運動空間相對機器人的結構尺寸來講，是比較小的。因此，為了實現一定的運動空間，直角坐標機器人的結構尺寸要比其他類型的機器人的結構尺寸大得多。直角坐標機器人的工作空間為一空間長方體。直角坐標機器人主要用于裝配作業(yè)及搬運作業(yè)，直角坐標機器人有懸臂式，龍門式，天車式三種結構。(2)圓柱坐標機器人結構圓柱坐標機器人的空間運動

7、是用一個回轉運動及兩個直線運動來實現的，如圖21(b)。這種機器人構造比較簡單，精度還可以，常用于搬運作業(yè)。其工作空間是一個圓柱狀的空間。(3)球坐標機器人結構球坐標機器人的空間運動是由兩個回轉運動和一個直線運動來實現的，如圖21(c)。這種機器人結構簡單、成本較低，但精度不很高。主要應用于搬運作業(yè)。其工作空間是一個類球形的空間。(4)關節(jié)型機器人結構關節(jié)型機器人的空間運動是由三個回轉運動實現的，如圖21(d)。關節(jié)型機器人動作靈活，結