小型零件装配机械手设计.doc

毕业设计(论文) 小型零件装配机械手设计 THE DESIGN OF A SMALL PART ASSEMBLY MANIPULATOR 学生姓名 学院名称 专业名称 指导教师 20**年 5月 27日 摘要 科学发展观为我国工程技术的发展开辟了广阔道路，而机械手作为一种高科技自动化生产设备，已经广泛应用于国民经济的各个领域。 本文简要介绍了机械手的概念，机械手的组成和分类，机械手的自由度和坐标形式及国内外的发展状况。 本课题设计的小型零件装配机械手，主要包括机械手的总体方案设计、机械手的机械结构设计以及驱动、控制系统设计等，实现了机械手的三自由度运动：X、Y轴的移动以及X轴的旋转。设计中选用滚珠丝杠来实现X、Y方向的直线运动，采用步进电机进行驱动，同时采用步进电机实现X轴的旋转。机械手直接采用电磁吸盘抓取工件。设计的机械手结构简单，便于操作。在单片机的控制下，完成预定的装配任务。 关键词 机械手；三自由度；滚珠丝杠；单片机 Abstract Scientific concept of development of engineering technology has opened up a broad road, while the robot as a high-tech automated production equipment, has been widely used in various fields of national economy. At first, the paper introduces the conception of the manipulator, the composition of the manipulator and its classification, the free-degree,the form of coordinate and the information of the development briefly . the mechanical structure design,the drive,the control system design and so on, realize three degrees of freedom movement of the manipulator: the X and Y axis movement and the X axis rotation. The design chooses the ball screw to realize the linear motion in the X and Y direction,to drive by the stepping motor, and realize the X axis rotation with the stepping motor. The manipulator grabs workpiece directly by electro magnetic chuch. The manipulator has simple structure and it is easy to operate. Under the control of the processor, it complete assembly task by itself. Keywords Manipulator Three Degrees of Freedom Ball screw SCM 目 录 摘要 I Abstract II 1 绪论 1 1.1 机械手概述 1 1.1.1 机械手的组成和分类 1 1.1.2 国内外发展状况 4 1.2 本课题研究的主要内容 5 1.3 小型零件装配机械手的功能要求及现实意义 6 1.3.1 小型零件装配机械手的功能要求 6 1.3.2 小型零件装配机械手的现实意义 6 2 机械手总体设计方案 7 2.1 机械手的坐标型式与自由度 7 2.1.1 机械手的坐标型式 7 2.1.2 机械手的自由度 8 2.2 总体设计方案 8 2.2.1 传动行走机构 8 2.2.2 驱动行走机构 9 2.3 机械手的设计参数 10 3 机械手机械系统设计 12 3.1 X轴结构的设计与选择 12 3.1.1X轴滚珠丝杆副尺寸选择计算 12 3.1.2滚动轴承型号选择计算 16 3.1.3驱动电机的选择计算 17 3.1.4X轴键的选择计算 18 3.2Y轴结构的设计与选择 19 3.2.1滚珠丝杠副尺寸选择计算 19 3.2.2滚动轴承型号选择计算 23 3.2.3驱动电动机的选择计算 25 3.2.