工业机械手设计及仿真分析指导书.doc

工业机械手设计及仿真分析指导书 一、工业机械手设计的目的 毕业设计是学生完成本专业教学计划的最后一个极为重要的实践性教学环节，是使学生综合运用所学过的基本理论、基本知识与基本技能去解决专业范围内的工程技术问题而进行的一次基本训练。这对学生即将从事的相关技术工作和未来事业的开拓都具有一定意义。 工业机械手设计是机械制造、机械设计相机械电子工程(机电一体化)等专业的一个重要的综合教学实践环节，是技术基础课及有关专业课以后的一次专业课程内容的综合设计。通过设计提高学生的机构分析与综合的能力、机械结构设计的能力、机电液一体化系统设计能力，掌握实现生产过程自动化的设计方法。通过工业机械手毕业设计这一重要环节要求达到： 1)通过设计，把有关知识(机构分析与综合、机械原理、机械设计、机械制造、先进制造技术、计算机辅助技术、液压与气动技术、自动控制理论、测试技术、数控技术、微型计算机原理及应用、自动机械设计等)中所学得的理论知识在实际中综合地加以运用，使这些知识得到巩固和发展，并使理论知识和实际生产密切地结合起来。 因此，工业机械手设计及仿真分析是有关专业基础课和专业课以后的重要的综合性的毕业设计环节。培养学生树立正确的设计思想，设计构思和创新思维，掌握工程设计的一般程序规范和方法。 2)工业机械手设计及仿真分析是机械工程专业的学生一次比较完整的机电一体化整机系统的毕业设计。通过毕业设计环节，培养学生独立的机械整机设计的能力，树立正确的设计思想，掌握机电一体化机械产品设计的基本方法和步骤，为实际生产中各类机械产品设计打下良好的基础。培养学生进行调查研究，面向实际，面向生产，向工人和技术人员学习的基本工作态度，工作作风和工作方法。 3)通过设计，培养学生树立正确的设计思想和使用技术资料、国家标准等手册、图册工具书进行设计计算，数据处理，编写技术文件等方面的工作能力，培养学生综合分析和解决本专业的一般工程技术问题的独立工作能力，拓宽和深化学生的知识。 二、工业机械手设计的内容 在规定时间内，要求学生在指导老师的指导下，独立完成要求的毕业设计全部内容。 1)拟定整体方案，特别是传感、控制方式和机械结构的有机结合的设计方案。 2)根据实际生产工艺需要，通过调查研究和毕业实习，搜集和查阅有关图纸、资料，设计工业机械手的运动自由度和相应技术参数，完成工业机械手的手部、腕部、臂部和机身等机械结构的综合设计。 3)工业机械手的各零部件的设计计算与验证，正确的进行分析计算。 4)工业机械手的各零部件和工作装配图的三维模型设计，绘制符合国家标准的工程图样。 5)驱动系统的设计与绘制。 6)控制方式和控制系统的设计。 7)机械手计算机仿真分析与验证。 8)编写毕业设计论文。 9)参加毕业设计答辩。 具体设计内容： 1) 机械手各零部件三维造型设计 2) 机械装置工作示意图（A0图纸） 3) 机械手总装装配图（A0图纸） 4) 机械手爪装配图手腕部装配体（A1图纸） 5) 1张A4零件图 6) 设计说明书（约50页,15000字） 7) 相关课题的外文资料翻译（3000字左右） 8) 机械手动作仿真(1个动画短片) 三、工业机械手的设计要求 ? 功能性要求 要求设计尽可能详细，明确，合理且具有一定的先进性。对条件中所给出的工作条件能够按照要求完成指定的工作任务。 ? 经济性要求 设计的过程要将实际应用和经济性结合一起，综合考虑。 ? 人机工程学要求 操作方便，调节省力有效，造型美观。 ? 安全保护要求 避免移动过量，调节力过度，报警装置的要求 ? 制造工艺性要求 符合制造工艺性的要求，在现有加工条件的基础上可以制造。 工业机械手关键零部件的具体要求 1、夹钳式手部设计 1)应具有适当的夹紧力和驱动力：手指握力(夹紧力)大小要适宜，力量过大则动力功耗多，结构庞大，不经济，甚于会损坏工件；力量过小则夹持不住或产生松动、脱落。在确定握力时，除考虑工件重量外，还应考虑传送或操作过程中所产生的惯性力和振动，也可以考虑设计手部夹持机构的自锁或互锁机构设计，以保证工件夹持安全可靠。 而对手部的驱动装置来说，应有足够的驱动力。应当指出，由于机构传力比不同，在一定的夹持力条件下，不同的传动机构所需驱动力的大小是不同的。 2)手指应具有一定的开闭范围：手指应具有足够的开闭角度(手指从张开到闭合挠支点所转过的角度)或开闭距离(对平移型手指从张开到闭合的直线移动距离)，以便于抓取或退出工件。 3)应保证工件在于指内的夹持精度：应保证每个夹持持的工件，在手指内部有准确的相对位置。这对一些有方位要求的场合更为重要，如曲拐、门轮轴一类复杂的工件，在机床上安装的位置要求严格，因此机床上下料机械手的手部在夹持工件后应保持相对的位置精度。 4)要求结构紧凑、重量轻、效率高：在保证机械手本身刚度、强度的