毕业设计注塑机取件机械手的设计Word格式文档下载.doc

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二〇一三年六月

毕业设计（论文）原创承诺书

1．本人承诺：

所呈交的毕业设计（论文）《注塑机取件机械手设计》，是认真学习理解学校的《长春理工大学本科毕业设计（论文）工作条例》后，在教师的指导下，保质保量独立地完成了任务书中规定的内容，不弄虚作假，不抄袭别人的工作内容。

2．本人在毕业设计（论文）中引用他人的观点和研究成果，均在文中加以注释或以参考文献形式列出，对本文的研究工作做出重要贡献的个人和集体均已在文中注明。

3．在毕业设计（论文）中对侵犯任何方面知识产权的行为，由本人承担相应的法律责任。

4．本人完全了解学校关于保存、使用毕业设计（论文）的规定，即：

按照学校要求提交论文和相关材料的印刷本和电子版本；

同意学校保留毕业设计（论文）的复印件和电子版本，允许被查阅和借阅；

学校可以采用影印、缩印或其他复制手段保存毕业设计（论文），可以公布其中的全部或部分内容。

以上承诺的法律结果将完全由本人承担！

作者签名：

年月日

摘要

在当今大规模制造业中，企业为提高生产效率，保障产品质量，普遍重视生产过程的自动化程度，工业机器人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。

工业机器人的技术水平和应用程度在一定程度上反映了一个国家工业自动化的水平，目前，工业机器人主要承担着焊接、喷涂、搬运、取件以及堆垛等重复性并且劳动强度极大的工作，工作方式一般采取示教再现的方式。

本文将设计一台三自由度的工业机器人，用于给注塑机取出成品。

关键词：

机器人气缸注塑机结构设计

Abstract

Inordertoenhancetheefficiencyofproductionandguaranteethequalityofproducts,moreattentionhasbeenpaidtotheautomationintheprocessofproductioninthemodernmanufacturingindustrywithlargescale.Therefore,industrialrobotsaregraduallyappprovedandadoptedbyenterprisesasanimportantpartintheautomationproductionline.Tosomeextent,thetechnicallevelandapplicationofindustrialrobotshavereflectedontheautomationlevelinnationalindustries.Atpresent,theymainlyundertakesuchjobsmostlyinplaybackwayaswelding,spraying,transportingtakingandstowing,whichareusuallydonerepeatedly

withhighworkstrength.

Inthethesis,anindustrialrobotwiththreeDOFSwillbedesignedtoremovethefinishedmoldingmachine.

Keywords:

android;

cylinder;

injectionmachine;

structuraldesign

目录

摘要 I

Abstract II

第1章前言 1

1.1机器人概述 1

1.2机器人的历史、现状 1

1.3机械手的组成和分类 3

1.3.1机械手的组成 3

1.3.2机械手的分类 4

1.4机器人发展趋势 6

第2章机械手设计方案 8

2.1机械手基本形式的选择 8

2.1.1直角坐标型机器人 8

2.1.2圆柱坐标型机器人 8

2.1.3极坐标型机器人 8

2.1.4多关节机器人 8

2.2驱动装置的选择 9

2.2.1液压驱动 10

2.2.2气压驱动 10

2.2.3电动机驱动 10

2.2.4气动机械手概述 11

2.2.4气动机械手概述 12

第3章引拔设计 13

3.1设计参数 13

3.2方案设计 13

3.3引拔机构结构设计 13

3.3.1引拔气缸参数计算 13

3.3.2附加导向杆机构设计 14

第4章机械臂的设计 16

4.1设计参数 16

4.2方案设计 16

4.3机械臂气缸的选用 16

4.3.1预选气缸的缸径 16

4.3.2预选气缸行程 16

4.3.3验算缓冲能力 17

4.3.4活塞杆长度的验算 17

4.3.5计算气缸的空气消费量 17

4.3.6选择活塞杆端部接头 17

4.3.7选择气缸的品种和安装形式 17

第5章横行的设计 18

5.1设计参数 18

5.2方案设计 18

5.3横进气缸的选用 18

5.4导轨设计 19

第6章机械手结构设计 20

6.1夹持器设计的基本要求 20

6.2夹紧装置设计 20

6.2.1夹紧力计算 20

6.2.2驱动力计算 21

6.2.3气缸驱动力计算 21

6.2.4选用夹持器气缸 21

6.2.5手爪的夹持误差及分析 22

6.2.6楔块等尺寸的确定 24

6.2.7材料及连接件选择 27

第7章气动顺序动作的确定 28

结论 29

参考文献 30

致谢 31

第1章前言

1.1机器人概述

在现代工业中，生产过程的机械化、自动化已成为突出的主题。

化工等连续性生产过程的自动化已基本得到解决。

但在机械工业中，加工、装配等生产是不连续的。

专用机床是大批量生产自动化的有效办法；

程控机床、数控机床、加工中心等自动化机械是有效地解决多品种小批量生产自动化的重要办法。

但除切削加工本身外，还有大量的装卸、搬运、装配等作业，有待于进一步实现机械化。

机器人的出现并得到应用，为这些作业的机械化奠定了良好的基础。

“工业机器人”（IndustrialRobot）：

多数是指程序可变（编）的独立的自动抓取、搬运工件、操作工具的装置（国内称作工业机器人或通用机器人）。

机器人是一种具有人体上肢的部分功能，工作程序固定的自动化装置。

机器人具有结构简单、成本低廉、维修容易的优势，但功能较少，适应性较差。

目前我国常把具有上述特点的机器人称为专用机器人，而把工业机械人称为通用机器人。

简而言之，机器人就是用机器代替人手，把工件由某个地方移向指定的工作位置，或按照工作要求以操纵工件进行加工。

要机器人像人一样拿取东西，最简单的基本条件是要有一套类似于指、腕、臂、关节等部分组成的抓取和移动机构——执行机构；

像肌肉那样使手臂运动的驱动－传动系统；

像大脑那样指挥手动作的控制系统。

这些系统的性能就决定了机器人的性能。

一般而言，机器人通常就是由执行机构、驱动－传动系统和控制系统这三部分组成，如图1-1所示。

图1-1机器人的一般组成

1.2机器人的历史、现状

机器人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器人。

它的结构特点是机体上安装一回转长臂，端部装有电磁铁的工件抓放机构，控制系统是示教型的。

日本是工业机器人发展最快、应用最多的国家。

自1969年从美国引进两种典型机器人后，大力从事机器人的研究。

目前工业机器人大部分还属于第一代，主要依靠人工进行控制；

控制方式则为开环式，没有识别能力；

改进的方向主要是降低成本和提高精度。

第二代机器人正在加紧研制。

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，把感觉到的信息进行反馈，使机器人具有感觉机能。

第三代机器人（机器人）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FMC（FlexibleManufacturingCell）中的重要一环。

随着工业机器人研究制造和应用领域不断扩大，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。

国际工业机器人会议ISIR决定每年召开一次会议，讨论和研究机器人的发展及应用问题。

目前，工业机器人主要用于装卸、搬运、焊接、铸锻和热处理等方面，无论数量、品种和性能方面还不能满足工业生产发展的需要。

使用工业机器人代替人工操作的，主要是在危险作业（广义的）、多粉尘、高温、噪声、工作空间狭小等不适于人工作业的环境。

在国外机械制造业中，工业机器人应用较多，发展较快。

目前主要应用于机床、模锻压力机的上下料，以及点焊、喷漆等作业，它可按照事先制订的作业程序完成规定的操作，但还不具备传感反馈能力，不能应付外界的变化。

如发生某些偏离时，就将引起零部件甚至机器人本身的损坏。

随着现代化科学技术的飞速发展和社会的进步，针对于上述各个领域的机器人系统的应用和研究对系统本身也提出越来越多的要求。

制造业要求机器人系统具有更大的柔性和更强大的编程环境，适应不同的应用场合和多品种、小批量的生产过程。

计算机集成制造（CIM）要求机器人系统能和车间中的其它自动化设备集成在一起。

研究人员为了提高机器人系统的性能和智能水平，要求机器人系统具有开放结构和集成各种外部传感器的能力。

然而，目前商品化的机器人系统多采用封闭结构的专用控制器，一般采用专用计算机作为上层主控计算机，使用专用机器人语言作为离线编程工具，采用专用微处理器，并将控制算法固化在EPROM中，这种专用系统很难（或不可能）集成外部硬件和软件。

修改封闭系统的代价是非常昂贵的，如果不进行重新设计，多数情况下技术上是不可能的。

解决这些问题的根本办法是研究和使用具有开放结构的机器人系统。

我国虽然开始研制工业机器人仅比日本晚5-6年，但是由于种种原因，工业机器人技术的发展比较慢。

目前我国已开始有计划地从国外引进工业机器人技术，通过引进、仿制、改造、创新，工业机器人将会获得快速的发