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机械手毕业设计
篇一:机械手结构
设计
毕业论文
1.绪论
1.1工业机械手设计的意义
1、熟悉机械手的应用场合及有关机械手设计的步骤;
2、机械手可以提高生产过程中的自动化程度,减轻人力,便于有节
奏的生产;
3、结合机械手设计这方面的知识,在设计过程中学会怎样发现问题、
研究问题、解决问题。
1.2国外的机械情况
现代工业机械手起源于20世纪50年代初,是基于示教再现和主从
控制方式、能适应产品种类变更,具有多自由度动作功能的柔性自
动化。
机械手首先是从美国开始研制的。1958年美国联合控制公司研制出
第一台机械手。他的结构是:机体上安装回转长臂,端部装有电磁
铁的工件抓放机构,控制系统是示教型的。
1962年,美国机械铸造公司在上述方案的基础之上又试制成一台数
控示教再现型机械手。商名为Uni-mate(即万能自动)。运动系统仿
1
造坦克炮塔,臂回转、俯仰,用液压驱动;控制系统用磁鼓最存储
装置。不少球坐标式通用机械手就是在这个基础上发展起来的。同
年该公司和普鲁曼公司合并成立万能自动公司(Unimaton),专门生
产工业机械手。
1962年美国机械铸造公司也试验成功一种叫Versatran机械手,原
意是灵活搬运。该机械手的中央立柱可以回转,臂可以回转、升降、
伸缩、采用液压驱动,控制系统也是示教再现型。虽然这两种机械
手出现在六十年代初,但都是国外工业机械手发展的基础。
1978年美国Uni-mate公司和斯坦福大学、麻省理工学院联合研制
一种Uni-mate型工业机械手,装有小型电子计算机进行控制,用于
装配作业,定位误差可小于±1毫米。
美国还十分注意提高机械手的可靠性,改进结构,降低成本。如
Uni-mate公司建立了8年机械手试验台,进行各种性能的试验。准
备把故障前平均时间(注:故障前
平均时间是指一台设备可靠性的一种量度。它给出在第一次故障前
的平均运行时间),由400小时提高到1500小时,精度可提高到
±0.1毫米。
德国机器制造业是从1970年开始应用机械手,主要用于起重运输、
焊接和设备的上下料等作业。德国Kn-Ka公司还生产一种点焊机械
手,采用关节式结构和程序控制。瑞士RETAB公司生产一种涂漆机
械手,采用示教方法编制程序。
瑞典安莎公司采用机械手清理铸铝齿轮箱毛刺等。
日本是工业机械手发展最快、应用最多的国家。自1969年从美国引
2
进二种典型机械手后,大力研究机械手的研究。据报道,1979年从
事机械手的研究工作的大专院校、研究单位多达50多个。1976年
大学和国家研究部门用在机械手的研究费用42%。1979年日本机械
手的产值达443亿日元,产量为14535台。其中固定程序和可变程
序约占一半,达222亿日元,是1978年的二倍。具有记忆功能的机
械手产值约为67亿日元,比1978年增长50%。智能机械手约为17
亿日元,为1978年的6倍。截止1979年,机械手累计产量达
56900台。在数量上已占世界首位,约占70%,并以每年50%~60%
的速度增长。使用机械手最多的是汽车工业,其次是电机、电器。
预计到1990年将有55万机器人在工作。
第二代机械手正在加紧研制。它设有微型电子计算机控制系统,具
有视觉、触觉能力,甚至听、想的能力。研究安装各种传感器,把
感觉到的信息反馈,使机械手具有感觉机能。目前国外已经出现了
触觉和视觉机械手。
第三代机械手(机械人)则能独立地完成工作过程中的任务。它与
电子计算机和电视设备保持联系。并逐步发展成为柔性制造系统
FMS(FlexibleManufacturingsystem)和柔性制造单元(Flexible
ManufacturingCell)中重要一环。
随着工业机器手(机械人)研究制造和应用的扩大,国际性学术交
流活动十分活跃,欧美各国和其他国家学术交流活动开展很多。
1.3国内形势[1]:
经过近十年的努力,我国在工业机器人应用工程的开发方面已具有
相当的实力,已有一支了解企业的需求,能开发出
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