(气动机械手.docxVIP

气动机械手现状及发展前景1.1概述机械手是能模仿人手和臂的某些动作功能，用以按固定程序抓取、搬运物件或操作工具的自动操作装置。机械手是最早出现的工业机器人，也是最早出现的现代机器人，它可代替人的繁重劳动以实现生产的机械化和自动化，能在有害环境下操作以保护人身安全，因而广泛应用于机械制造、冶金、电子、轻工和原子能等部门。按驱动方式可分为液压式、气动式、电动式、机械式。特点是可以通过编程来完成各种预期的作业，构造和性能上兼有人和机械手机器各自的优点。我组报告的方向为气动机械手。气动机械手是随着现代气动技术、气动伺服控制技术和以计算机技术为核心的控制技术的飞速进步而发展起来的，它代表着现代气动技术发展的成就和方向。气动机械手是典型的机、电、气一体化的产物，以其价廉、简单、维护方便、抗污染能力强等优点，在工业自动化领域中得到愈来愈广泛的应用。气动技术(Pneumatics)是以空气压缩机为动力源，以压缩空气为工作介质，进行能量传递或信号传递的工程技术，是实现各种生产控制、自动控制的重要手段之一。作为流体传动的一个重要分支，气动技术成为独立的技术门类不过 50 多年的时间，却己经充分显示出它在自动化领域中强大的生命力，成为上个世纪及本世纪应用最广，发展最快，也是最容易被接受及重视的技术之一。气压传动工作压力较低，运作提件简单，容易，处理方便，一般压缩空气可存贮在储气罐中，就算发生突然断电也不会导致工艺流程突然中断。 气动机械手通用性强，机械手臂采用气流负压式吸盘或是夹持式，能实现手腕回转运动，按照抓取工件的要求，手臂有三个自由度，即手臂的伸缩、左右回转、和上下升降运动。回转与升降运动是通过立柱来实现的。 横向移动为手臂的横移，手臂的各种运动都是由气缸来实现的，由于气压传动系统动作迅速、反应灵敏、阻力损失和泄漏较小，成本低廉，有一定的承载能力，在足够的工作空间以及在任意位置都能自动定位等特性。 由气动元件组成的控制系统只适用于简单工艺、小型产品，因为定位精准方面欠缺，不能在高速情况下实现高度的精准定位。 气动技术是以空气压缩机为动力源，以压缩空气为工作介质，进行能量传递或信号传递的工程技术，是实现各种生产控制、自动控制的重要手段之一。1.2气动技术的发展历程近20年来，气动技术的应用领域迅速拓宽，尤其是在各种自动化生产线上得到广泛应用。电气可编程控制技术与气动技术相结合，使整个系统自动化程度更高，控制方式更灵活，性能更加可靠；气动机械手、柔性自动生产线的迅速发展，对气动技术提出了更多更高的要求；微电子技术的引入，促进了电气比例伺服技术的发展，现代控制理论的发展，使气动技术从开关控制进入闭环比例伺服控制，控制精度不断提高；由于气动脉宽调制技术具有结构简单、抗污染能力强和成本低廉等特点，国内外都在大力开发研究。 从各国的行业统计资料来看，近30多年来，气动行业发展很快。20世纪70年代，液压与气动元件的产值比约为9:1，而30多年后的今天，在工业技术发达的欧美、日本等国家，该比例已达到6:4，甚至接近5:5。我国的气动行业起步较晚，但发展较快。从20世纪80年代中期开始，气动元件产值的年递增率达20%以上，高于中国机械工业产值平均年递增率。随着微电子技术、PLC技术、计算机技术、传感技术和现代控制技术的发展与应用，气动技术已成为实现现代传动与控制的关键技术之一。1.3气动机械手的发展现状气动技术——这个被誉为工业自动化之“肌肉”的传动与控制技术，在加工制造业领域越来越受到人们的重视，并获得了广泛应用。目前，伴随着微电子技术、通信技术和自动化控制技术的迅猛发展，气动技术也不断创新，以工程实际应用为目标，得到了前所未有的发展。另一方面，气动技术作为“廉价的自动化技术”，由于其元器件性能的不断提高，生产成本的不断降低，被广泛应用于现代工业生产领域。在现代化的成套设备与自动化生产线上，几乎都配有气动系统。据统计；在工业发达国家中，全部自动化流程中约有30％装有气动系统，有90％的包装机械，70％的铸造、焊接设备，50％的自动操作机、400／8的锻压设备和洗衣设备、30％的采煤机械，20％的纺织机械、制鞋业、木材加工、食品机械、43％的工业机器人装有气压系统。日、美、德等国的气动元件销售平均每年增长超过10-15％。许多工业发达国家的气动元件产值己接近液压元件的产值，且仍以较大速度发展。完全可以想象，类同“家用电器”，将来会出现“家用气动”这样的名词为人们熟知。工业机器人使用最多的一种驱动方式是电机驱动。驱动电机一般采用步进电机、直流伺服电机以及交流伺服电机。由于电机速度高，通常须采用减速机构(如谐波传动、RV摆线针轮传动、齿轮传动、螺旋传动和多杆机构等)。这类机器人的特点是控制精度高，驱动力较大，响应快，信号检测、传递、处理方便，并可以采用多种灵活的