机械手结构设计毕业论文 .pdfVIP

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

1

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（FlexibleManufacturing

system)和柔性制造单元(FlexibleManufacturingCell）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，能开发出符合实际使用条件应用工程,成本低，服务及时，

具备与国外公司的竞争能力，因此加强工业机器人应用工程的开发，并围绕应用工

程的需要进行工业机器人新产品的开发，使之具有一定的规模化生产能力，这