自动上下料机械手设计摘要该次设计是为了设计智能上料和卸料机械手的机械操作系统。

此设计主要是完成了四个自由度关节型机械手的操作,并在该设计中运用了液压驱动配置。

因为它使用普遍,操作简单。

在我的设计的这个装置的控制系统选取普通plc的位移寄存器及位移编程。

关键词：机械手 4自由度关节型液压驱动控制系统Design of automatic feeding and unloading manipulatorAbstractThe design is to design the mechanical operating system of intelligent material and unloading manipulator. In this design, the motion of the manipulator of four degrees of freedom ( rprr —joint p joint ) joint is completed, and the hydraulic drive system is selected in the design. Hydraulic transmission is widely used, stable and easy to control. In this device of my design, the general PLC displacement register and displacement programming are selected.Key words:manipulator 4 degrees of freedom joint hydraulicdriving system control system目录前言 (1)第1章绪论 (2)第1.1节工业机械手概况 (2)第1.2节工业机械手的分类 (3)第1.3节工业机械手在工业生产中的应用 (5)第2章工业机械手的设计方案 (7)第2.1节工业机械手的组成 (7)第2.2节规格参数 (7)第2.3节设计路线与方案 (8)第3章机械手各部分的计算与分析 (9)第3.1节手部计算与分析 (9)第3.2节腕部计算与分析 (16)第3.3节臂部计算与分析 (21)第3.4节机身计算与分析 (31)第4章液压系统 (32)第4.1节液压缸 (32)第4.2节计算和选择液压元件 (34)第5章液压缸的保养与维修 (39)第5.1节液压元件的安装 (39)第5.2节液压系统的一般使用与维护 (39)第5.3节一般技术安全事项 (39)第6章机械手控制系统 (41)结论 (42)参考文献 (43)致谢 (45)前言机械手的大量推广和使用是由于其在企业生产中的优势,可以提高智能化操作水平,可以降低劳动力,确保产品质量,特别是在一些糟糕环境中,它可以代替正常工作,更重要的是可以根据产品需要,按照特定的程序和位置完成产品的运输。

所以有了这个机械手,大大改善了工人的工作情况,大大缩短了企业的开发周期。

因此,这使其受到所有发达工业国家的注意,进而投入大量的人力和物力。

在最近的一些年里,世界各国的工业生产都极其的迅猛的发展,正在这同时,让自动化也步入了一个新的天地,而且在一些其他的地方更是运用的厉害,比如工业装卸、卸载、转向等一些工具的自动化,在这些方面上,发展的非常迅猛,也越来越受到工业的重视,并取得了十分显著的效果。

在当今的这个时代,机械手可谓书的应用的范围非常之大,但是它并不是十分的完美,还需要在以后的日子里加强改善做到更好,因为现在的技术也发展的很迅猛,和这个机械手有很多联系的学科,也一起运用,这使得机械手的性能得到很高的提升,使用范围也在逐步的扩大,运用形式也十分的方便简单。

而且,不光光只是对应用技能技术这些方面,加上这些的综合运用,使得机械手实现了有一些自我判断功能,它能够在这样的情况下独立去处理某些小事,并且在某方面来说,和人们进行信息处理相比,没有一点劣势。

第1章绪论第1.1节工业机械手概况工业机械手是一种新型产品,可以说是一个非常具有前景的科技。

我们的工业机械手从二十世纪后期开始。

在国家的支持下,我们拥有了这些方面许多的科学研究成果,比如这些的机械手臂设计和生产技术、电子控制的信息技术、运动学、生产机器手臂核心部件的生产、焊接、装配、搬运等一系列问题,包括100多个喷涂机器人,但工业机械手的水平与工程应用在国内外有一定的差距。

例如:我国生产的机械手臂它的可靠性不如外国,这也是因为我国的机械手臂它的起步没有外国早,使用范围很单一,而且我国的生产线技术也远远跟不上国外。

并且在一些软件、硬件和机械结构上,我国和那些发达国家相比较,确实远远不如,没有他们那样的先进。

当今,工业机器人主要是运用在制造,并且使用范围极其的广,其中汽车工业是第一( 27.9 )、第二( 15.4% )和第三( 12.7%)。

发达国家汽车工业使用的机器人数量为19.4 ~ 49% 。

别看全球各国的机械手臂的数量仍然大幅度的增加,可市场也是正在逐步发展的,这是一个良好的现象,有利于机械手臂的发展。

在当今这个时代,人们更加普遍的喜欢更舒适优雅的上班环境,艰苦的危险上班条件都没人愿意去,这些自然都需要用机械来代替。

同时对于机械手臂的使用不断深入和加深,机械手臂在其他领域也有着重要的作用,比如汽车。

对于机械手臂,它的发展历史很久,最开始时的阶段是靠液压去驱动,但是随着发展,变成了气压控制,然后又到了如今的智能化,转变成了人工智能式机械手臂,而且随着现如今高科技的不断加强,这一技术将逐渐加强。

这样的设备和另一种卸料机械手两者作比较,它的优点更多,使用的范围更广,它能适用于各种棒料,而且对于工件的自动装卸和送料工作也是可以完全做到。

按照其操作的要求和载荷条件,可以适当的去调节机械手臂的关节运动速度,这是可以的。

在现如今,全球各国外应用最广泛的机械手臂是具有定位控制的机械手臂,无视觉及触觉的对它产生反馈。

而且,全球所有国家都在研究具有视觉和触觉的机械手臂,这是一个很好的方向,这样能够使它具有能够识别被捕获的工能,选择所需的工件,准确定位和定位工件。

为了提高它的工作性能,要让机械手臂具有处理工件的位置不断变化的功能，还有按照外形去识别其不同的工件,它的工作原理十分简单，是通过视觉传感器给予3个不同的方向的信息,如此一来,再通过电脑信号加以分辨,考虑要不要来抓取。

因为考虑到抓力如果过大,这样会对物体造成损坏,再者说抓力如果过小,会引起抓地力,通常采用这2个办法:首先,确定手臂的形变程度以确定力的大小;其次是是看零件及物体的滑动位移以修正夹紧强度。

因此,要求具有以下性能：(1）能准确把握位置变化的对象；(2）可确定物体的重量；(3)自动避障。

具有感知能力和反映信息感知能力的工业机器人被称为智能机械手,具有广阔的发展前景。

如今,机械手臂仅仅只是在普通的操作上，它是作用范围很小，主要是把人们的高负重工作减轻了，降低了它的危险系数，尤其是它能不知疲惫的重复工作，在什么样的环境下都能进行工作。

对于汽车及电子的一些行业,它的使用情况也不是说太好，但也非常不错，不过需要进一步的加强。

这对于那些企业不能使其产品生产周期缩短是很大的一个问题,使用机械手臂只能把它运用在其中很小的一部分上，对于这样的问题，他的毛病就是机械手臂还不能符合这些企业的生产要求，它作用的范围非常小，导致成为其重要问题。

当然,对于经济这个方面上，它也显得尤为重要，利用自动化机械去代替廉价劳动力也不一定是划算的。

但是,在自动化生产方面（机械手臂或类似的设备），去达到生产效率最大化,如果在价钱和性能上继续改善，这将使得它的前景会更加广阔。

在现如今科技发展迅猛的句式下,机械和电子的使用相当频繁,而且也越来越高端,并且涉及到生活的许多方面,对于机械手臂,在制造行业也运用的很多。

机械手臂的最初提出基于汽车半轴,包括了它的设计原理和思路,并且汽车的半轴的特点,有很深的利用价值。

第1.2节工业机械手的分类目前对机械手臂的没有一个明确的分类界限。

按照规格大概分成以下4种:1.0到1000g的起重质量的机械手臂为微型的机械手臂:2.0到10000g的起重质量的机械手臂为小型的机械手臂:3.0到50000g的起重质量的机械手臂为中型的机械手臂:4.大于50000g的起重质量的机械手臂为大型的机械手臂。

现在,大部分工业机械臂可以负重1到30Kg。

最低是0.5Kg,最高的能上升到800Kg。

按功能分类：1．简易型工业机械臂有两种类型,分别是固定和可变程序。

在这个固定的程序中,涵盖了凸轮和停止鼓;而对于另一个的变量程序中,利用对其进行可插销板控制,或者利用另一种形式如顺序转动也行,都能达到目的,从而去给予程序。

在这个机械手臂中,它采用的多是依靠气体或者液体去驱动,因为这样的化结构就变得十分简单,而且对于程序,改动也相对的容易。

仅在一个简单的控制点中使用,但作为一个普通的单机服务是足够处理的,由于这样的原因,这种机械手臂或者与其类似的在制造业里使用的最多也最广泛,这在大多数国家都是如此。

2．记忆再现型工业机械手对于这种具有具有存储记忆功能的机械手臂,他是通过人由转动实验装置,通过一些由记忆记录设备进行记录,例如磁带,如此一来,这个机械手臂就会按照这个模式一遍遍的去重复这个动作,去重复的生产。

这也是使用极其普遍的一个,它所用到的驱动机子一般都是电液伺服类型,这种和前面的相比较,它具有更多的自由度,如此一来,对于一些需要多轴操作的工件它都能够单独的完成其操作。

3．计算机数字控制的工业机械手如果需要去改变机械手臂的控制,那么它的方法有许多种,不仅仅是上面的利用磁带记忆,例如改变穿孔带去完成,也能达到目的,而且其他类型的储存介质也行,都能够做到,不是单一的一种,这都能使其改动机械手臂的运行程序,并且进行多机控制也没有问题。

并且这样的目的实现还能够利用电脑编程去实现。

4．智能工业机械手（机器人）这种类型原理也很简单,他是利用其电脑控制,通过在机械手臂上添加的一些传感器得到的信息去判定工作情况,然后通过电脑做出准确的工作路线,让执行机构去完成。

按用途分：1．专用机械手如果要想对工件实行大批量的生产,那么就需要一条很强的自动化的生产线,进行上下料,而这种装着可以是那种机械手臂附加在主机上,加载的是固定的程序结构,没有没有单独的控制系统,像这样的就非常好,它结构也相对的简单,可靠性高。

2．通用机械手对于通用型的机械手臂,它的程序可以进行变量,而且动作也极其灵敏,机械手臂也活动灵活,还是采用的单独的控制系统。

对于这样的机械手臂,它的优点十分的明显,不但精度十分的高,适用一般所用的类型,而且它的工作范围也极其的广,像这样的机械手臂,它比较适用于那些生产加工时总来回变换不同工件的生产企业,而且加工的量也是很小的那种。