工件拾取装置.doc

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1、课程设计说明书题目：工件拾取装置院（系）：机电工程学院专业：微电子制造工程学生姓名：学号：009001502260900150222指导教师：匡兵职称：副教授2011年7月7日前言随着工业自动化的发展，特别是微电子技术，传感器技术，控制技术和机械制造技术的飞速发展，机械人的应用逐渐扩散到各个领域。在当今大规模制造业中，企业为了提高生产效率，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

2、水平。目前，机器人主要承担着焊接，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。在工业流水线上，机械手得到了广泛的应用，大大提高了生产自动化，精细化。它的特点是通过普通编程来完成各项预期的任务。在构造和性能上兼有人和机器人的各自的优点，尤其体现了人的智能型和适应性。机械手作业的准确性和各种环境中完成作业的能力，在各个领域都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，

3、机械手被广泛的运用于自动生产线中，机械人的研制和生产已称为高技术领域内，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，使得机械手能更好地实现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，但她具有能不断重复工作和劳动，不知疲劳，不怕危险，抓紧重物的力量比人手力气大的特点。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、传感器技术和计算机技术等科学领域，是一门跨学科的综合技术。机械手是一种能自动化定位控制并可重新编程序以变动的多功能机器，它有多个自由度，可用来搬运物体以完成在各个不同

4、环境中工作。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制程序，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。第二类是需要人工才做的，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，后来发展到无线电讯号来操作机进行探测月球等。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的运送。本次设计工件拾取装置就是属于机械手的第三类，但是只进行结构设计，不进行

5、材料选择，不进行控制设计。用CAXA电子图板软件进行二维画图，用solidworks软件进行三维造型的运动仿真。设计任务设计题目：工件拾取装置设计要求及原始数据设计要求：1.产品能够的到达工件的所在的地方并且抓取，然后移动到一定位置放工件。2.生产率能够达到一般企业的要求，要求在8个/min左右的产量。3.机器效率要求合理，机械结构尺寸合理，结构配合紧密，运动机构动作执行顺畅，没有多余的运动。原始数据：工件类型：平板，厚度=10mm,长度=20mm,重量m=500g目标点（300,50,100）装置高度d2=18

6、5mm装置长度d3=152mm上下转动杆长度=50mm预定生产率（最低）8个/min，可知至少以7.5s完成一个拾取周期即从原地到目的地，水平转动两个180°需4s，上下转动需2s，一抓一放需1s，共7s。设机械手在原点（0,0,0），初始时工件在目的地即点（300，50,100）。若要保证最低生产率，则需电机反转以实现上下转动和机械手抓放动作，还需保证各构件能良好配合运动，即连贯性好。由上条件得：据勾股定理即上下转动半径R=160mm故上下转动角为对电机的初步要求：开始机械手在原点位置，经2s水平转动180°到

7、达工件的正下方，经1s上下转动杆向上转动36°25′到达工件位置，经0.5s实现对工件的抓取，经2s水平转动剩下180°（即整个水平转动完成360°），经1s上下转动杆向下转动36°25′，到达目的地即原点，经0.5s放开工件，完成一个拾取周期。故水平转动电机转速：8r/min(需间歇)上下转动电机转速：16r/min(需反转)实现抓取电机转速：16r/min(需反转)总体设计方案三个电机分别负责左右，上下和抓取放开三个运动。左右转动直接靠齿轮传动。所以方案的选择主要选择上下和抓紧和松开的运动。左右转动的运动方案

8、用电机通过齿轮传动带动轴的转动。能保证瞬时传动比恒定，平稳性高，传递运动准确可靠。传递的功率和速度范围较大。结构紧凑，工作可靠，可实现较大的传动比。传动效率高，使用寿命长上下运动的方案上升运动采用关节式，但是为了简化把肘关节的部分固定住。直接通过齿轮和轴连接操作上下运动。通过控制电机的正转和反转实现。如果通过凸轮实现，凸轮与从动件间为点或线接触，易磨损，只宜用于传力不大的