自动上下料机械手【含全套CAD图纸和WORD说明书】.pdf

! 黑龙江工程学院本科生毕业设计 第1章 绪 论 1.1工业机械手概况 工业机械手是人类创造的一种机器,更是人类创造的一项伟大奇迹,其研究、开 发和设计是从二十世纪中叶开始的.我国的工业机械手是从80年代七五科技攻关 开始起步,在国家的支持下,通过七五,八五科技攻关,目前已经基本掌握了机 械手操作机的设计制造技术,控制系统硬件和软件设计技术,运动学和轨迹规划技 术,生产了部分机器人关键元器件，开发出喷漆，孤焊，点焊，装配，搬运等机器 人，其中有130多台喷漆机器人在二十余家企业的近30条自动喷漆生产线 （站）上 获得规模应用，孤焊机器人已经应用在汽车制造厂的焊装线上。但总的看来，我国 的工业机械手技术及其工程应用的水平和国外比还有一定距离。如：可靠性低于国 外产品，机械手应用工程起步较晚，应用领域窄，生产线系统技术与国外比有差距。 影响我国机械手发展的关键平台因素就是其软件，硬件和机械结构。目前工业机械 手仍大量应用在制造业，其中汽车工业占第一位 （占28.9%），电器制造业第二位 （占16.4%），化工第三位 （占11.7%）。发达国家汽车行业机械手应用占总保有量 百分比为23.4%～53%，年产每万辆汽车所拥有的机械手数为 （包括整车和零部件）： 日本88.0台，德国64.0台，法国32.2台，英国26.9台，美国33.8台，意大利48.0台。 世界工业机械手的数目虽然每年在递增，但市场是波浪式向前发展的。在新世 纪的曙光下人们追求更舒适的工作条件，恶劣危险的劳动环境都需要用机器人代替 人工。随着机器人应用的深化和渗透，工业机械手在汽车行业中还在不断开辟着新 用途。机械手的发展也已经由最初的液压，气压控制开始向人工智能化转变，并且 随着电子技术的发展和科技的不断进步，这项技术将日益完善。 上料机械手与卸料机械手相比，其中上料机械手中的移动式搬运上料机械手适 用于各种棒料，工件的自动搬运及上下料工作。例如铝型材挤压成型铝棒料的搬运 及高温材料的自动上料作业，最大抓取棒料直径达180mm，最大抓握重量可达30公 斤，最大行走距离为1200mm。根据作业要求及载荷情况，机械手各关节运动速度可 调。移动式搬运上料机械手主要由手爪，小臂，大臂，手臂回转机构，小车行走机 构，液压泵站电器控制系统组成，同时具有高温棒料启动疏料装置及用于安全防护 用的光电保护系统。整个机械手及液压系统均集中设置在行走小车上，结构紧凑。 1 ! 黑龙江工程学院本科生毕业设计 电气控制系统采用OMRON可编程控制器，各种作业的实现可以通过编程实现。 国内外实际使用的多是定位控制的机械手，没有 “视觉”和 “触觉”反馈。目 前，世界各国正积极研制带有 “视觉”和 “触觉”的工业机械手，使它能够对所抓 取的工件进行分辨，能选取所需要的工件，并正确的夹持工件，进而精确地在机器 上定位、定向。 为使机械手有 “眼睛”去处理方位变化的工件和分辨形状不同的零部件，它由 视觉传感器输入三个视图方向的视觉信息，通过计算机进行图形分辨，判别是否是 所要抓取的工件。 为防止握力过大引起物件损坏或握力过小引起物件滑落下来，一般采用两种方 法：一是检测把握物体手臂的变形，以决定适当的握力；另一种是直接检测指部与 物件的滑动位移，来修正握力。 因此，这种机械手就具有以下几个方面的性能： (1）能准确地抓住方位变化的物体； (2）能判断对象的重量； (3)能自动避开障碍物； (4)抓空或抓力不足时能检测出来。 这种具有感知能力并对感知的信息做出反映的工业机械手称之为“智能机械 手”，它是有发展前途的。 现在，工业机械手的使用范围只限于在简单重复的操作方面节省人力，其效用 是代替从事繁重的工作，危险的工作，单调重复的工作，恶劣环境下的工作方面尤 其明显。至于像汽车工业和电子工业之类的费工的工业部分，机械手的应用情况决 不能说是好的。虽然这些工业部门工