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本科生毕业论文(设计)
题目:凸轮轴自动线机械手设计
学****中心: 直属学****中心
层次: 专升本
专业:机械设计制造及其自动化
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完成日期:
摘要
随着工业自动化的发展,工业机械手的应用越来越普遍,已被广泛地应用于各行各业的工矿企业中。本文主要针对用于油泵凸轮轴自动线上,在相邻工位间搬运工件的机械手进行设计。
首先,简要介绍了机械手的基本概念、机械手的组成和分类,以及工业机械手的简史和发展趋势。其次,本文通过机械手的动作分析,确定了机械手的坐标形式、自由度和驱动机构,确定了机械手的主要技术参数;完成了油泵凸轮轴自动线机械手的总体方案设计。再次,完成了机械手的手部、臂部和机身的结构设计。最后,通过对机械手的动作行程分析,完成了机械手的液压缸设计和液压元件的选择;设计了可满足机械手循环动作要求的液压系统原理图和电气控制图。
关键字:机械手液压缸液压系统直角坐标
目录
1 绪论 1
前言 1
工业机械手的简史 1
机械手的组成和分类 2
2
机械手的分类 3
工业机械手的发展趋势 5
本文主要研究内容 7
本章小结 7
2 机械手总体设计方案 8
机械手基本形式的选择 8
机械手的主要部件及运动 8
驱动机构的选择 8
机械手的技术参数 8
本章小结 9
3 手部、臂部和机身结构设计 10
手部结构设计 10
10
11
12
臂部结构设计 13
13
14
机身机构设计 16
本章小结 16
4 驱动控制系统设计 18
拟定液压系统原理图 18
18
18
21
21
电气控制系统 24
24
25
液压缸设计 28
28
29
液压元件的选择 30
——液压泵 30
——方向阀、压力阀 31
32
本章小结 33
结论 34
致谢 35
参考文献 36
附图 37
1 绪论
前言
用于再现人手功能的技术装置称为机械手[1]。机械手是模仿人手的部分动作,按照给定程序、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[2]。
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[3]。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[4]。
工业机械手的简史
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[5]。
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。