[新版]数控卧式镗床主动换刀机械手设计题目:数控卧式镗床自动换刀机械手学生姓名:学号:专业班级:学部:指导教师:2012年05月24日摘要在当今大规模制造业中，企业为提高生产效率，保证产品质量，普遍重视生产过程的自动化程度，机械手作为自动化生产线上的重要成员，逐渐被企业所认同并采用。

机械手的技术和应用程度在一定程度上反应了一个国家工业自动化的水平。

目前，机械手主要承担着焊接、喷涂、搬运以及堆垛等重复性并且劳动强度极大的工作，工作方式一般采用示教再现的方式。

本文将设计一台四自由度的机械手，主要的功用就是自动换刀。

首先，本文将设计机器人的底座、大臂、小臂和机械手的结构，然后选择合适的传动方式、驱动方式，搭建机器人的结构平台;在此基础上，本文将设计该机器人的控制系统，包括数据采集卡和伺服放大器的选择、反馈方式和反馈元件的选择、电子板电路的设计以及控制软件的设计，重点加强控制软件的可靠性和机器人运行过程的安全性，最终实现的目标包括:关节的伺服控制和制动问题、实时监测机器人的示教编程和在线修改程序、设置参考点和回参考点。

关键词:自动换刀机械手;数控示教编程;液压伺服;制动全部设计资料联系小企鹅:229780692KeyWords:robot ; playback; servocontrol; brake目录摘要 ...................................................................... 错误～未定义书签。

Abstract ........................................................... .............. 错误～未定义书签。

1引言 ..................................................................... . (1)1.1机械手的分类 ..................................................................... .. (1)1.1.1机械手的简史 ..................................................................... . (2)1.1.2机械手的现状 ..................................................................... . (3)1.1.3机械手的发展趋势 (5)1.1.4机械手的组成 ..................................................................... . (5)1.2应用机械手的意义 ..................................................................... (7)1.3 课题的工作要求 ..................................................................... ......... 8 2 机械手的结构设计 ................................................ 错误～未定义书签。

2.1手部结构 ......................................................... 错误～未定义书签。

2.1.1手部结构的设计 ................................... 错误～未定义书签。

2.1.2手的夹持误差精度 ............................... 错误～未定义书签。

2.1.3弹簧的设计计算 ................................... 错误～未定义书签。

3 伸缩臂的结构设计 ................................................ 错误～未定义书签。

3.1伸缩臂设计的基本要求 ................................. 错误～未定义书签。

3.2伸缩臂机构结构设计 ..................................... 错误～未定义书签。

3.2.1伸缩臂液压缸参数计算 ....................... 错误～未定义书签。

3.2.2导轨的设计选择 ................................... 错误～未定义书签。

4滑座的伸缩和手架的旋转机构的设计 ................... 错误～未定义书签。

4.1滑座伸缩机构结构设计 ................................. 错误～未定义书签。

4.2回转机构结构设计 ......................................... 错误～未定义书签。

5 电动机的选择与减速装置的设计 ........................ 错误～未定义书签。

5.1电动机的选择 ................................................. 错误～未定义书签。

5.2减速装置的设计 ............................................. 错误～未定义书签。

6 升降机构的设计 .................................................... 错误～未定义书签。

6.1滚珠丝杠的选用与设计 ................................. 错误～未定义书签。

6.1.1滚珠丝杠的设计计算 ........................... 错误～未定义书签。

6.1.2轴承的选择与分析 ............................... 错误～未定义书签。

6.2控制系统与检测机构 ..................................... 错误～未定义书签。

结论 ..................................................................... ..... 错误～未定义书签。

参考文献 ..................................................................... ................................. 39 致谢 ..................................................................... . (41)1引言1.1机械手的分类机械工业是国民的装备部，是为国民经济提供装备和为人民生活提供耐用消费品的产业。

不论是传统产业，还是新兴产业，都离不开各种各样的机械装备，机械工业所提供装备的性能、质量和成本，对国民经济各部门技术进步和经济效益有很大的和直接的影响。

机械工业的规模和技术水平是衡量国家经济实力和科学技术水平的重要标志。

因此重要标志。

因此，世界各国都把发展机械工业作为发展本国经济的战略重点之一。

工业机械手是近几十年发展起来的一种高科技自动化生产设备。

工业机械手是工业机器人的一个重要分支。

它的特点是可以通过编程来完成各种预期的作业任务，在构造和性能上兼有人和机器各自的优点，尤其体现了人的智能和适应性。

机械手作业的准确性和各种环境中完成作业的能力，在国民经济各领域有着广阔的发展前景。

机械手是在机械化，自动化生产过程中发展起来的一种新型装置。

在现代生产过程中，机械手被广泛的运用于自动生产线中，机器人的研制和生产已成为高技术领域内，迅速发展起来的一门新兴的技术，它更加促进了机械手的发展，使得机械手能更好的实现与机械化和自动化的有机结合，机械手虽然目前还不如人手那样灵活，但它具有能不断重复工作和劳动，不知疲倦，不怕危险，抓举重物的力量比人手力大的特点。

因此，机械手已受到许多部门的重视，并越来越广泛的得到了应用。

机械手技术涉及到力学、机械学、电气液压技术、自动控制技术、传感技术和计算机技术等科学领域，是一门跨学科综合技术。

机械手是一种能自动化定位控制并可重新编程以变动的多功能机器，他有多个自由度，可用来搬运物体以完成在各个不同环境中的工作。

机械手一般分为三类:第一类是不需要人工操作的通用机械手。

它是一种独立的不附属于某一主机的装置。

它可以根据任务的需要编程、以完成各项规定的操作。

它的特点是具备普通机械的性能之外，还具备通用机械、记忆智能的三元机械。

第二类是需要人工操做的，称为操作机。

它起源于原子、军事工业，先是通过操作机来完成特定的作业，后来发展到用无线电讯号操作机来进行探测月球等。

工业中采用的锻造操作机也属于这一范畴。

第三类是用专用机械手，主要附属于自动机床或自动线上，用以解决机床上下料和工件。

这种机械手在国外称为“Mechanical Hand”，它是为主机服务的，由主机驱动:除少数以外，工作程序一般是固定的，因此是专用的。

在国外，目前主要是第一类通用机械手，国外称为机器人。

本课题所做的机械手是属于第三类机械手。

1.1.1机械手的简史它是在早期出现的古代机器人基础上发展起来的，机械手研究始于20世纪中期，随着计算机和自动化技术的发展，特别是1946年第一台数字电子计算机问世以来，计算机取得了惊人的进步，向高速度、大容量、低价格的方向发展。

同时，大批量生产的迫切需求推动了自动化技术的进展，又为机器人的开发奠定了基础。

另一方面，核能技术的研究要求某些操作机械代替人处理放射性物质。

在这一需求背景下，美国于1947年开发了遥控机械手，1948年又开发了机械式的主从机械手。

机械手首先是从美国开始研制的。

1954年美国戴沃尔最早提出了工业机器人的概念，并申请了专利。

该专利的要点是借助伺服技术控制机器人的关节，利用人手对机器人进行动作示教，机器人能实现动作的记录和再现。

这就是所谓的示教再现机器人。

现有的机器人差不多都采用这种控制方式。

1958年美国联合控制公司研制出第一台机械手铆接机器人。

作为机器人产品最早的实用机型(示教再现)是1962年美国AMF公司推出的“VERSTRAN”和UNIMATION公司推出的“UNIMATE”。

这些工业机器人主要由类似人的手和臂组成它可代替人的繁重劳动以实现生产的机械化和自动化，能在有害环境下操作以保护人身安全，因而广泛应用于机械制造、冶金、电子、轻工和原子能等部门。