毕业设计--热加工通用机械手设计

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1、 绪 论 1 工业机械手 1.11.1 工业机械手概述工业机械手概述 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。机器人技术是综 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。机器人应用情况，是一个国家 工业自动化水平的重要标志。机器人并不是在简单意义上代替人工的劳动

2、，而是综合了 人的特长和机器特长的一种拟人的电子机械装置，既有人对环境状态的快速反应和分析 判断能力，又有机器可长时间持续工作、精确度高、抗恶劣环境的能力，从某种意义上 说它也是机器的进化过程产物，它是工业以及非产业界的重要生产和服务性设各，也是 先进制造技术领域不可缺少的自动化设备.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

3、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。 1.1.1.1.1 1 选题背景选题背景 机械手是在自动化生产过程中使用的一种具有抓取和移动工件功能的自动化

4、装置， 它是在机械化、自动化生产过程中发展起来的一种新型装置。近年来，随着电子技术特 别是电子计算机的广泛应用，机器人的研制和生产已成为高技术领域内迅速发展起来的 一门新兴技术，它更加促进了机械手的发展，使得机械手能更好地实现与机械化和自动 化的有机结合。机械手能代替人类完成危险、重复枯燥的工作，减轻人类劳动强度，提 高劳动生产力。机械手越来越广泛的得到了应用，在机械行业中它可用于零部件组装 ， 加工工件的搬运、装卸，特别是在自动化数控机床、组合机床上使用更普遍。目前，机 械手已发展成为柔性制造系统FMS和柔性制造单元FMC中一个重要组成部分。把机床设备 和机械手共同构成一个柔性加工系统或柔性

5、制造单元，它适应于中、小批量生产，可以 节省庞大的工件输送装置，结构紧凑，而且适应性很强。当工件变更时，柔性生产系统 很容易改变，有利于企业不断更新适销对路的品种，提高产品质量，更好地适应市场竞 争的需要。而目前我国的工业机器人技术及其工程应用的水平和国外比还有一定的距 离，应用规模和产业化水平低，机械手的研究和开发直接影响到我国自动化生产水平的 提高，从经济上、技术上考虑都是十分必要的。因此，进行机械手的研究设计是非常有 意义的。 1.1.1.1.2 2 设计目的设计目的 本设计通过对机械设计制造及其自动化专业大学本科四年的所学知识进行整合， 完成一个特定功能、特殊要求的多工位冲床上下料机械

6、手的设计，能够比较好地体现机 械设计制造及其自动化专业毕业生的理论研究水平，实践动手能力以及专业精神和态 度，具有较强的针对性和明确的实施目标，能够实现理论和实践的有机结合。 目前， 在国内很多工厂的生产线上多工位冲床装卸工件仍由人工完成， 劳动强度大、 生产效率低。为了提高生产加工的工作效率,降低成本,并使生产线发展成为柔性制造系 统,适应现代自动化大生产,针对具体生产工艺,利用机器人技术，设计用一台装卸机械 手代替人工工作，以提高劳动生产率。 随着科学技术的发展，机械手也越来越多的地被应用。在机械工业中，铸、焊、铆、 冲、压、热处理、机械加工、装配、检验、喷漆、电镀等工种都有应用的实理。其他部 门，如轻工业、建筑业、国防工业等工作中也均有所应用。 在机械工业中，应用机械手的意义可以概括如下： 一、以提高生产过程中的自动化程度 应用机械手有利于实现材料的传送、工件的装卸、刀具的更换以及机器的装配等的 自动化的程度，从而可以提高劳动生产率和降低生产成本。 二、以改善劳动条件，避免人身事故 在高温、高压、低温、低压、有灰尘、噪声、臭味、有放射性或有其他毒性污染以 及工作空间狭窄的场