多用途气动机器人结构设计说明书
机器人机械结构的说明书

机器人机械结构的说明书1. 引言本说明书旨在详细描述机器人的机械结构,以帮助用户了解并正确使用该机器人。
机器人的机械结构是其核心组成部分,决定了机器人的稳定性、运动灵活性和工作效率。
本文将介绍机器人的整体结构、关键零部件及其功能,以及装配和维护注意事项。
2. 机器人整体结构2.1 机器人外形特点本机器人采用全金属框架,稳定可靠。
其外形紧凑、简洁,并且具备良好的机械强度和刚性,确保机器人在复杂环境中的稳定运行。
2.2 关键组件及其功能2.2.1 机械臂机械臂是机器人的核心部件,由多个连杆和关节组成。
其主要功能是模拟人体手臂的运动,实现精准抓取和操作物体的能力。
机械臂采用精密滑轨设计,具备灵活、快速、稳定的运动特性。
2.2.2 轮式底盘轮式底盘是机器人的移动装置,由多个齿轮和电机驱动。
其主要功能是实现机器人的平稳移动和转向操作。
底盘设计合理,具备良好的防震性能和操控性,适应各类地面环境。
2.2.3 感应器件机器人配备多种感应器件,如接近传感器、力传感器和视觉传感器等。
这些感应器件可以实时获取环境信息,并将其传输给控制系统。
感应器件的准确性和稳定性对机器人的操作和安全性至关重要。
2.2.4 控制装置控制装置是机器人的大脑,用于接收和处理来自各个部件的信息,并根据预设程序控制机器人的运动。
控制装置采用先进的控制算法和可编程控制器,具备高效、可靠的控制性能。
3. 机器人的装配和调试机器人的装配和调试应由专业人员进行,确保各个部件的正确安装和互联。
在装配过程中,应注意零部件的顺序和紧固度,以及电气连接的正确性。
装配完成后,应进行全面的系统测试和调试,确保机器人的各项功能正常运行。
4. 机器人的维护与保养机器人的维护与保养是保证其长期稳定运行的重要环节。
用户应遵循以下原则进行:4.1 定期检查和紧固定期检查机器人的外观和各个零部件,确保其完好无损。
同时,对螺栓、紧固件等进行紧固,防止松动影响机器人的稳定性。
4.2 清洁和防尘机器人应保持清洁,并定期进行清扫和除尘工作。
多用途气动机器人结构设计说明书

第一章引言1.1 工业机械手概述工业机器人由操作机(机械本体)、控制器、伺服驱动系统和检测传感装置构成,是一种仿人操作,自动控制、可重复编程、能在三维空间完成各种作业的机电一体化自动化生产设备。
特别适合于多品种、变批量的柔性生产.它对稳定、提高产品质量,提高生产效率,改善劳动条件和产品的快速更新换代起着十分重要的作用。
机器人应用情况,是一个国家工业自动化水平的重要标志.生产中应用机械手可以提高生产的自动化水平,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。
气压传动机械手是以压缩空气的压力来驱动执行机构运动的机械手。
其主要特点是:介质李源极为方便,输出力小,气动动作迅速,结构简单,成本低。
但是,由于空气具有可压缩的特性,工作速度的稳定性较差,冲击大,而且气源压力较低,抓重一般在30公斤以下,在同样抓重条件下它比液压机械手的结构大,所以适用于高速、轻载、高温和粉尘大的环境中进行工作。
气动技术有以下优点:(1)介质提取和处理方便。
气压传动工作压力较低,工作介质提取容易,而后排入大气,处理方便,一般不需设置回收管道和容器:介质清洁,管道不易堵存在介质变质及补充的问题.(2)阻力损失和泄漏较小,在压缩空气的输送过程中,阻力损失较小(一般不卜浇塞仅为油路的千分之一),空气便于集中供应和远距离输送。
(参考)气动机器人结构设计【含全套CAD图纸与WORD说明书】

陕西理工学院毕业设计说明书题目:气动机器人的结构设计系别:机械工程学院专业班级:000姓名:000学号:指导教师:000职称:二〇一0年五月二十日目录摘要 (Ⅰ)ABSTRACT (Ⅱ)1 绪论 (1)1.1 工业机械人概述 (1)1.2 机械手的分类 (3)1.2.1 按用途分 (4)1.2.2 按驱动方式分 (4)1.2.3 按控制方式分 (5)1.3 气动机械手的设计要求 (5)1.4 机械手的系统工作原理及组成 (6)1.5 本课题研究的意义 (8)1.6 本课题的设计任务 (8)2 机械手的整体设计方案 (10)2.1 机械手的坐标形式与自由度 (11)2.2 机械手的手部结构方案设计 (12)2.3 机械手的手腕结构方案设计 (12)2.4 机械手的手臂结构方案设计 (12)2.5 机械手的驱动方案设计 (12)2.7 机械手的主要技术参数 (12)3 手部结构设计 (15)3.1 手指的形状和分类 (15)3.2 设计时考虑的几个问题 (15)3.3 手部夹紧气缸的设计 (16)4 手腕结构设计 (20)4.1 手腕的自由度 (20)4.2 手腕的驱动力矩的计算 (20)4.2.1手腕转动时所需的驱动力矩 (20)4.2.2回转气缸的驱动力矩计算 (22)4.2.3手腕回转缸的尺寸及其校核 (23)5 手臂各气缸的尺寸设计与校核 (26)5.1 气缸的尺寸设计与校核 (26)5.1.1手臂伸缩气缸的尺寸设计 (26)5.1.2尺寸校核 (26)5.1.3导向装置 (27)5.1.4平衡装置 (27)5.2升降气缸的尺寸设计与校核 (27)5.2.1尺寸设计 (28)5.2.2尺寸校核 (28)5.3.1尺寸设计 (29)5.3.2尺寸校核 (29)6 气动系统设计与PLC控制系统设计 (31)6.1 气动系统的设计 (31)6.2 机械手的PLC控制系统设计 (31)结论 (32)致谢 (33)参考文献 (34)附录 (35)气动机器人的结构设计摘要本次课题研究的主要目的是提高生产过程中的自动化程度和改善劳动条件,避免人身事故,同时也可以减轻人力,并便于有节奏的生产,整体改进生产效率。
四自由度多用途气动机器人结构设计及控制实现

四自由度多用途气动机器人结构设计及控制实现首先,四自由度多用途气动机器人的结构设计包括机器人的机械结构和气动元件的选择。
机械结构应尽量简单、紧凑,以减少机器人的体积和重量。
同时,机械结构应该能够实现机器人的各种运动,如平移、旋转和弯曲等。
为了实现这些运动,可以采用链式结构或并联结构。
链式结构由多个连接件组成,通过连接件的运动实现机器人的运动。
并联结构由多个执行器和驱动器组成,每个执行器驱动机器人的一个运动自由度。
气动元件的选择应根据机器人的需求和工作环境来确定,常用的气动元件有气缸和气动执行器等。
气动元件具有体积小、重量轻、响应快等优点,适合用于多自由度机器人的驱动。
其次,四自由度多用途气动机器人的控制实现包括机器人的运动规划和运动控制。
机器人的运动规划是指确定机器人在工作空间中的轨迹和姿态。
一般可以通过运动学模型和逆运动学模型来实现机器人的运动规划。
运动学模型描述了机器人的姿态和轨迹之间的关系,逆运动学模型则反过来计算机器人的关节角度和末端姿态。
运动控制是指控制机器人按照规划的轨迹和姿态进行运动。
控制方法可以采用开环控制或闭环控制。
开环控制是通过预先设定的轨迹和姿态来控制机器人的运动,闭环控制则通过传感器反馈来调整机器人的运动。
根据机器人的需求和控制精度要求,可以选择适合的控制方法。
综上所述,四自由度多用途气动机器人的结构设计和控制实现是一个相互关联的过程。
机械结构应能够实现机器人的各种运动,气动元件的选择应根据机器人的需求和工作环境来确定。
机器人的运动规划和运动控制则是必不可少的,可以通过运动学模型和逆运动学模型来实现机器人的运动规划,通过开环控制或闭环控制来实现机器人的运动控制。
通过合理的结构设计和控制实现,四自由度多用途气动机器人可以完成各种任务,具有广泛的应用前景。
多用途气动机器人设计

多用途气动机器人设计随着工业自动化的不断发展,气动机器人在生产线和制造过程中得到了广泛的应用。
多用途气动机器人设计是一项非常重要的技术,在许多行业中可以实现自动化生产。
多用途气动机器人是一种可以执行多个任务的机器人。
这种机器人多用途性能强,可以在不同的行业和应用中进行协作和合作。
与其他类型的机器人相比,多用途气动机器人的优点是它们可以灵活地进行各种操作和任务,而不需要进行额外的改变或配置。
就像一个人可以学习多种技能,多用途气动机器人也可以具有多种功能。
多用途气动机器人的设计是一项需要综合考虑许多因素的工作。
例如,设计者需要考虑机器人的负载能力,操作速度,有效载荷等。
此外,还应考虑机器人的控制系统,包括程序和传感器,以及其他机器的工作需求和操作条件。
为了充分利用多用途气动机器人的性能,设计者需要对其结构和功能进行详细的规划和设计。
这包括选择材料和制造材质,以及选择正确的气动元件和控制系统。
设计者还需要确定机器人的特定任务和目标,以确保其设计满足需求。
多用途气动机器人的应用范围非常广泛,如包装、装配、焊接、切割等。
以包装行业为例,多用途气动机器人可以自动完成物品的分拣、包装和加固,从而提高生产效率和质量。
在制造业中,多用途气动机器人可以在生产线中执行复杂的装配任务,例如汽车制造中的零件安装和拆卸。
在各大行业中,多用途气动机器人的功能和性能都越来越受到重视。
因为使用多用途气动机器人可以降低人力成本、提高生产效率、减少故障率和保障生产质量。
此外,多用途气动机器人还能够有效应对生产过程中难以实现人力控制的环境和任务(如热或冷却环境),以及高频繁装配领域中的协调和调整问题。
这些优势也提高了多用途气动机器人在生产线中的应用范围,吸引了越来越多的企业借助机器人技术在生产中取得优势。
总之,多用途气动机器人在现代工业制造中的应用非常广泛。
通过精心设计和制造,这些机器人可以自动完成各种任务,具有显著的成本优势和高效的生产效率。
机器人机械结构设计的说明书

机器人机械结构设计的说明书一、引言机器人是指由人工智能和机械工程相结合而形成的一种自动化机械设备。
机器人机械结构设计对机器人性能的稳定性和可靠性起着重要作用。
本说明书将详细介绍机器人机械结构设计的要点和流程。
二、设计目标机器人机械结构设计的目标是确保机器人能够完成指定的任务并具备良好的运动性能。
在设计过程中,需考虑以下方面的要求:1. 机械强度:机器人的机械结构需要具备足够的刚度和强度,以应对各种工作环境和负载条件。
2. 运动灵活性:机械结构应具备良好的自由度和灵活性,以实现多样化的运动和动作。
3. 可靠性:机械结构需要经受长时间的使用和重复运动,故应设计稳定可靠,避免出现故障和损坏。
4. 结构简洁:机械结构设计应尽可能简洁,减少材料成本和零部件数量,并提高制造和维修的便利性。
三、设计流程1. 机器人任务分析在进行机器人机械结构设计之前,首先需进行机器人任务分析,明确机器人的工作环境、工作负荷和运动要求等。
根据具体任务,确定机器人的结构类型,如平行机械臂、串联机械臂等。
2. 结构设计参数确定根据机器人任务和结构类型,确定机械结构的设计参数,包括机械臂长度、关节角度范围、机械连接方式等。
同时考虑机器人的负载要求和精度要求,确保机械结构可以满足工作需求。
3. 结构分析与优化利用计算机辅助设计软件进行机械结构分析和优化,验证结构在给定负载下的强度和刚度。
根据分析结果,对结构进行调整和优化,以满足机器人工作的要求,并确保机械结构的可靠性和稳定性。
4. 零部件设计依据结构参数和分析结果,设计机械结构的各个零部件,包括齿轮、链条、联轴器等。
考虑材料选择、制造工艺以及装配方式,确保零部件的质量和可靠性。
5. 制造与装配根据设计的零部件图纸,进行零部件的制造。
通过合理的装配顺序和工艺,将各个零部件装配成完整的机械结构,注意装配过程中的对位和校准,以确保机械结构的准确性和稳定性。
6. 测试与验证对已装配好的机械结构进行动态测试,验证机器人的运动性能、精度和稳定性。
气动机械手设计说明书

目录气动机械手及继电器控制系统设计 (2)第一章绪论 (2)1.1 气动机械手概述 (2)1.2 机械手的组成和分类 (3)1.2.1机械手的组成 (3)1.2.2机械手的分类 (3)1.3课题的提出及主要任务 (5)第2章继电器硬件系统设计 (5)2.1系统分析 (5)2.2方案确定 (6)2.3元器件介绍 (6)第三章软件系统设计 (11)3.1控制方案的确定 (11)3.2工作过程 (12)第四章调试过程 (14)第五章设计总结 (18)第六章附图 (20)6.1三维零件图: (20)6.2三维装配图: (20)第七章参考文献 (21)气动机械手及继电器控制系统设计第一章绪论1.1 气动机械手概述气动机械手由操作机(机械本体)、控制器、驱动系统和检测传感装置构成,是一种仿人操作、自动控制、可重复编程、能在三维空间完成各种作业的机电一体化设备。
特别适合于多品种、变批量的柔性生产。
它对稳定、提高产品质量,提高生产效率,改善劳动条件和产品的快速更新换代起着十分重要的作用.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。
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。
气动机械手设计说明书

目录气动机械手及继电器控制系统设计 (2)第一章绪论 (2)1.1 气动机械手概述 (2)1.2 机械手的组成和分类 (3)1.2.1机械手的组成 (3)1.2.2机械手的分类 (3)1.3课题的提出及主要任务 (5)第2章继电器硬件系统设计 (6)2.1系统分析 (6)2.2方案确定 (7)2.3元器件介绍 (7)第三章软件系统设计 (12)3.1控制方案的确定 (12)3.2工作过程 (14)第四章调试过程 (17)第五章设计总结 (21)第六章附图 (23)6.1三维零件图: (23)6.2三维装配图: (24)第七章参考文献 (26)气动机械手及继电器控制系统设计第一章绪论1.1 气动机械手概述气动机械手由操作机(机械本体)、控制器、驱动系统和检测传感装置构成,是一种仿人操作、自动控制、可重复编程、能在三维空间完成各种作业的机电一体化设备。
特别适合于多品种、变批量的柔性生产。
它对稳定、提高产品质量,提高生产效率,改善劳动条件和产品的快速更新换代起着十分重要的作用。
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.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。
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第一章引言1.1 工业机械手概述工业机器人由操作机(机械本体)、控制器、伺服驱动系统和检测传感装置构成,是一种仿人操作,自动控制、可重复编程、能在三维空间完成各种作业的机电一体化自动化生产设备。
特别适合于多品种、变批量的柔性生产。
它对稳定、提高产品质量,提高生产效率,改善劳动条件和产品的快速更新换代起着十分重要的作用。
机器人应用情况,是一个国家工业自动化水平的重要标志。
生产中应用机械手可以提高生产的自动化水平,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。
气压传动机械手是以压缩空气的压力来驱动执行机构运动的机械手。
其主要特点是:介质李源极为方便,输出力小,气动动作迅速,结构简单,成本低。
但是,由于空气具有可压缩的特性,工作速度的稳定性较差,冲击大,而且气源压力较低,抓重一般在30公斤以下,在同样抓重条件下它比液压机械手的结构大,所以适用于高速、轻载、高温和粉尘大的环境中进行工作。
气动技术有以下优点:(1)介质提取和处理方便。
气压传动工作压力较低,工作介质提取容易,而后排入大气,处理方便,一般不需设置回收管道和容器:介质清洁,管道不易堵存在介质变质及补充的问题.(2)阻力损失和泄漏较小,在压缩空气的输送过程中,阻力损失较小(一般不卜浇塞仅为油路的千分之一),空气便于集中供应和远距离输送。
外泄漏不会像液压传动那样,造成压力明显降低和严重污染。
(3)动作迅速,反应灵敏。
气动系统一般只需要0.02s-0.3s即可建立起所需的压力和速度。
气动系统也能实现过载保护,便于自动控制。
(4)能源可储存。
压缩空气可存贮在储气罐中,因此,发生突然断电等情况时,机器及其工艺流程不致突然中断。
(5)工作环境适应性好。
在易燃、易爆、多尘埃、强磁、强辐射、振动等恶劣环境中,气压传动与控制系统比机械、电器及液压系统优越,而且不会因温度变化影响传动及控制性能。
(6)成本低廉。
由于气动系统工作压力较低,因此降低了气动元、辅件的材质和加工精度要求,制造容易,成本较低。
传统观点认为:由于气体具有可压缩性,因此,在气动伺服系统中要实现高精度定位比较困难(尤其在高速情况下,似乎更难想象)。
此外气源工作压力较低,抓举力较小。
虽然气动技术作为机器人中的驱动功能已有部分被工业界所接受,而且对于不太复杂的机械手,用气动元件组成的控制系统己被接受,但由于气动机器人这一体系己经取得的一系列重要进展过去介绍得不够,因此在工业自动化领域里,对气动机械手、气动机器人的实用性和前景存在不少疑虑。
1.2 气动机械手的设计要求1.2.2 课题的设计要求本课题将要完成的主要任务如下:(1)机械手为通用机械手,因此相对于专用机械手来说,它的适用面相对较广。
(2)选取机械手的座标型式和自由度。
(3)设计出机械手的各执行机构,包括:手部、手腕、手臂等部件的设计。
为了使通用性更强,手部设计成可更换结构,不仅可以应用于夹持式手指来抓取棒料工件,在工业需要的时候还可以用气流负压式吸盘来吸取板料工件。
(4)气压传动系统的设计本课题将设计出机械手的气压传动系统,包括气动元器件的选取,气动回路的设计,并绘出气动原理图。
(5)机械手的控制系统的设计本机械手拟采用可编程序控制器(PLC)对机械手进行控制,本课题将要选取PLC型号,根据机械手的工作流程编制出PLC程序,并画出梯形图。
1.3 机械手的系统工作原理及组成机械手的系统工作原理框图如图1-1所示。
图1-1机械手的系统工作原理框图机械手的工作原理: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。
在PLC程序控制的条件下,采用气压传动方式,来实现执行机构的相应部位发生规定要求的,有顺序,有运动轨迹,有一定速度和时间的动作。
同时按其控制系统的信息对执行机构发出指令,必要时可对机械手的动作进行监视,当动作有错误或发生故障时即发出报警信号。
位置检测装置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.(一)执行机构包括手部、手腕、手臂和立柱等部件,有的还增设行走机构。
1、手部即与物件接触的部件。
由于与物件接触的形式不同,可分为夹持式和吸附式手在本课题中我们采用夹持式手部结构。
夹持式手部由手指(或手爪)和传力机构所构成。
手指是与物件直接接触的构件,常用的手指运动形式有回转型和平移型。
回转型手指结构简单,制造容易,故应用较广泛。
平移型应用较少,其原因是结构比较复杂,但平移型手指夹持圆形零件时,工件直径变化不影响其轴心的位置,因此适宜夹持直径变化范围大的工件。
手指结构取决于被抓取物件的表面形状、被抓部位(是外廓或是内孔)和物件的重量及尺寸。
而传力机构则通过手指产生夹紧力来完成夹放物件的任务。
传力机构型式较多时常用的有:滑槽杠杆式、连杆杠杆式、斜面杠杆式、齿轮齿条式、丝杠螺母弹簧式和重力式等。
2、手腕是连接手部和手臂的部件,并可用来调整被抓取物件的方位(即姿势)3、手臂手臂是支承被抓物件、手部、手腕的重要部件。
手臂的作用是带动手指去抓取物件,并按预定要求将其搬运到指定的位置。
工业机械手的手臂通常由驱动手臂运动的部件(如油缸、气缸、齿轮齿条机构、连杆机构、螺旋机构和凸轮机构等)与驱动源(如液压、气压或电机等)相配合,以实现手臂的各种运动。
4、立柱立柱是支承手臂的部件,立柱也可以是手臂的一部分,手臂的回转运动和升降(或俯仰)运动均与立柱有密切的联系。
机械手的立柱因工作需要,有时也可作横向移动,即称为可移式立柱。
5、机座机座是机械手的基础部分,机械手执行机构的各部件和驱动系统均安装于机座上,故起支撑和连接的作用。
(二)驱动系统驱动系统是驱动工业机械手执行机构运动的。
它由动力装置、调节装置和辅助装置组成。
常用的驱动系统有液压传动、气压传动、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。
该机械手采用的是PLC程序控制系统,它支配着机械手按规定的程序运动,并记忆人们给予机械手的指令信息(如动作顺序、运动轨迹、运动速度及时间),同时按其控制系统的信息对执行机构发出指令,必要时可对机械手的动作进行监视,当动作有错误或发生故障时即发出报警信号。
(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.第二章机械手的整体设计方案对气动机械手的基本要求是能快速、准确地拾-放和搬运物件,这就要求它们具有高精度、快速反应、一定的承载能力、足够的工作空间和灵活的自由度及在任意位置都能自动定位等特性。
设计气动机械手的原则是:充分分析作业对象(工件)的作业技术要求,拟定最合理的作业工序和工艺,并满足系统功能要求和环境条件;明确工件的结构形状和材料特性,定位精度要求,抓取、搬运时的受力特性、尺寸和质量参数等,从而进一步确定对机械手结构及运行控制的要求;尽量选用定型的标准组件,简化设计制造过程,兼顾通用性和专用性,并能实现柔性转换和编程控制.本次设计的机械手是通用气动上下料机械手(如图2-1所示),是一种适合于成批或中、小批生产的、可以改变动作程序的自动搬运或操作设备,动作强度大和操作单调频繁的生产场合。
它可用于操作环境恶劣的场合。
图2-1机械手的整体机械结构2.1 机械手的座标型式与自由度按机械手手臂的不同运动形式及其组合情况,其座标型式可分为直角座标式、圆柱座标式、球座标式和关节式。
由于本机械手在上下料时手臂具有升降、收缩及回转运动,因此,采用圆柱座标型式。
相应的机械手具有三个自由度,为了弥补升降运动行程较小的缺点,增加手臂摆动机构,从而增加一个手臂上下摆动的自由度。
(如图2-2所示)图2-2 机械手的运动示意图2.2 机械手的手部结构方案设计为了使机械手的通用性更强,把机械手的手部结构设计成可更换结构,当工件是棒料时,使用夹持式手部;当工件是板料时,使用气流负压式吸盘。
2.3 机械手的手腕结构方案设计考虑到机械手的通用性,同时由于被抓取工件是水平放置,因此手腕必须设有回转运动才可满足工作的要求。
因此,手腕设计成回转结构,实现手腕回转运动的机构为回转气缸。
2.4 机械手的手臂结构方案设计按照抓取工件的要求,本机械手的手臂有三个自由度,即手臂的伸缩、左右回转和降(或俯仰)运动。
手臂的回转和升降运动是通过立柱来实现的,立柱的横向移动即为手臂的横移。
手臂的各种运动由气缸来实现。
2.5 机械手的驱动方案设计由于气压传动系统的动作迅速,反应灵敏,阻力损失和泄漏较小,成本低廉因此本机械手采用气压传动方式。
2.6 机械手的控制方案设计考虑到机械手的通用性,同时使用点位控制,因此我们采用可编程序控制器(PLC)对机械手进行控制。
当机械手的动作流程改变时,只需改变PLC 程序即可实现,非常方便快捷。
2.7 机械手的主要技术参数一.机械手的最大抓重是其规格的主参数,由于是采用气动方式驱动,因此考虑抓取的物体不应该太重,查阅相关机械手的设计参数,结合工业生产的实际情况,本设计设计抓取的工件质量为5公斤。
二.基本参数运动速度是机械手主要的基本参数。
操作节拍对机械手速度提出了要求,设计速度过低限制了它的使用范围。
(如图2-3所示)而影响机械手动作快慢的主要因素是手臂伸缩及回转的速度。
该机械手最大移动速度设计为s m /0.1。
最大回转速度设计为s /90 。
平均移动速度为s m /8.0。
平均回转速度为s /60 。
机械手动作时有启动、停止过程的加、减速度存在,用速度一行程曲线来说明速度特性较为全面,因为平均速度与行程有关,故用平均速度表示速度的快慢更为符合速度特性。
除了运动速度以外,手臂设计的基本参数还有伸缩行程和工作半径。
大部分机械手设计成相当于人工坐着或站着且略有走动操作的空间。
过大的伸缩行程和工作半径,必然带来偏重力矩增大而刚性降低。
在这种情况下宜采用自动传送装置为好。
根据统计和比较,该机械手手臂的伸缩行程定为600mm,最大工作半径约为mm 1400。