毕业设计-真空吸盘式气动机械手的设计

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时间:2018-07-22

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1、一绪论(一)气压传动技术的研究发展动向随着科学技术的不断进步,目前气压技术正向着高压、高速、大功率、高效、高度集成化的方向发展。虽然气压传动技术方便简洁,但是气压传动中存在着一些亟待解决的问题,如:气压系统工作时的稳定性、工作介质的泄漏、气压冲击对设备可靠性的影响等等,这些问题都是气压传动技术需要研究和解决的。任何技术的改革和创新,都必须以稳定、可靠的工作为前提,这样才具有它的实际意义。(二)气压传动技术的应用机械制造业,其中包括机械加工生产线上工件的装夹及搬送,铸造生产线上的造型、捣固、合箱等。在汽车制造中,汽车自动化生产线、车体部件自动搬运与固定、自动焊接等。

2、电子IC及电器行业,如用于硅片的搬运,元器件的插装与锡焊,家用电器的组装等。石油、化工业用管道输送介质的自动化流程绝大多数采用气动控制,如石油提炼加工、气体加工、化肥生产等。轻工食品包装业,其中包括各种半自动或全自动包装生产线,例如:酒类、油类、煤气罐装,各种食品的包装等。机器人,例如装配机器人,喷漆机器人,搬运机器人以及爬墙、焊接机器人等。其它,如车辆刹车装置,车门开闭装置,颗粒物质的筛选,鱼雷导弹自动控制装置等。目前各种气动工具的广泛使用,也是气动技术应用的一个组成部分。(三)气压传动的特点气压传动的优点37:以空气为工作介质,工作介质获得比较容易,用后的空气

3、排到大气中,处理方便,与液压传动相比不必设置回收的油箱和管道;因空气的粘度很小(约为液压油动力粘度的万分之一),其损失也很小,所以便于集中供气、远距离输送。外泄漏不会像液压传动那样严重污染环境;与液压传动相比,气压传动动作迅速、反应快、维护简单、工作介质清洁,不存在介质变质等问题;工作环境适应性好,特别在易燃、易爆、多尘埃、强磁、辐射、振动等恶劣工作环境中,比液压、电子、电气控制优越;成本低,过载能自动保护。气压传动的缺点:由于空气具有可压缩性,因此工作速度稳定性稍差,但采用气液联动装置会得到较满意的效果;因工作压力低(一般为0.31.0MPa),又因结构尺寸不宜

4、过大,总输出力不宜大于10~40kN;噪声较大,在高速排气时要加消声器;气动装置中的气信号传递速度在声速以内比电子及光速慢,因此,气动控制系统不宜用于元件级数过多的复杂回路。(四)机械手的组成工业的机械手由执行机构、驱动机构和控制机构三部分组成。1执行机构(1)手部即直接与工件接触的部分,一般是回转型或平动型(多为回转型,因其结构简单)。手部多为两指(也有多指);根据需要分为外抓式和内抓式两种;也可以用负压式或真空式的空气吸盘(主要用于吸冷的,光滑表面的零件或薄板零件)和电磁吸盘。传力机构形式教多,常用的有:滑槽杠杆式、连杆杠杆式、楔块杠杆式、齿轮齿条平行连杆式、

5、内撑连杆式、右丝杠螺母式、弹簧式和重力式。(2)腕部是连接手部和臂部的部件,并可用来调节被抓物体的方位,以扩大机械手的动作范围,并使机械手变的更灵巧,适应性更强。手腕有独立的自由度。有回转运动、上下摆动、左右摆动。一般腕部设有回转运动再增加一个上下摆动即可满足工作要求,有些动作较为简单的专用机械手,为了简化结构,可以不设腕部,而直接用臂部运动驱动手部搬运工件。目前,应用最为广泛的手腕回转运动机构为回转液压(气)缸,它的结构紧凑,灵巧但回转角度小(一般小于2700),并且要求严格密封,否则就难保证稳定的输出扭距。因此在要求较大回转角的情况下,采用齿条传动或链轮以及轮

6、系结构。(3)臂部手臂部件是机械手的重要握持部件。它的作用是支撑腕部和手部(包括工作或夹具),并带动他们做空间运动。臂部运动的目的:把手部送到空间运动范围内任意一点。如果改变手部的姿态(方位),则用腕部的自由度加以实现。因此,一般来说臂部具有三个自由度才能满足基本要求,即手臂的伸缩、左右旋转、升降(或俯仰)运动。37手臂的各种运动通常用驱动机构(如液压缸或者气缸)和各种传动机构来实现,从臂部的受力情况分析,它在工作中既受腕部、手部和工件的静、动载荷,而且自身运动较为多,受力复杂。因此,它的结构、工作范围、灵活性以及抓重大小和定位精度直接影响机械手的工作性能。(4)

7、行走机构有的工业机械手带有行走机构,我国的正处于仿真阶段。驱动机构是工业机械手的重要组成部分。根据动力源的不同,工业机械手的驱动机构大致可分为液压、气动、电动和机械驱动等四类。采用气压机构驱动机械手,结构简单、尺寸紧凑、重量轻、控制方便、可获得较大的输出功率、气体不可压缩,压力、流量易于控制,反应灵敏、控位精确等优秀特点。3控制系统分类在机械手的控制上,有点动控制和连续控制两种方式。大多数用插销板进行点位控制,也有采用可编程序控制器控制、微型计算机控制,采用凸轮、磁盘磁带、穿孔卡等记录程序。主要控制的是坐标位置,并注意其加速度特性。(五)本课题设计的主要内容本设计

8、课题名称为

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