天花機(jī)搬運(yùn)機(jī)械手

天花機(jī)搬運(yùn)機(jī)械手 Company Logo 一，選題的依據(jù)和意義 1.應(yīng)用搬運(yùn)機(jī)機(jī)械手有利于實(shí)現(xiàn)材料的傳送，從而可以提高勞動(dòng)生產(chǎn)率和生產(chǎn)本。 2.改善勞動(dòng)條件，避免人身安全。在高興高壓 .低溫低壓等惡性環(huán)境下的場(chǎng)合中，用人手直接操作是危險(xiǎn)或基本不可能的，而用機(jī)械手即可部分或全部代替人安全的完成作業(yè)，使勞動(dòng)條件得到改善。 3.可以減輕人力，便于有節(jié)奏高效的生產(chǎn)。 二、國(guó)內(nèi)外現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢(shì) 我國(guó)的工業(yè)機(jī)械手發(fā)展主要是逐步擴(kuò)大其應(yīng)用范圍。在應(yīng)用專業(yè)機(jī)械手的同時(shí)，相應(yīng)的發(fā)展通用機(jī)械手，研制出示教式機(jī)械手工業(yè)機(jī)械手是在第二次世界大戰(zhàn)期間發(fā)展起來的，始于 40年代的美國(guó)橡樹嶺國(guó)家實(shí)驗(yàn)室的搬運(yùn)核原料的遙控機(jī)械操作手研究，它是一種主從型的控制系統(tǒng)。 1958年美國(guó)聯(lián)合控制公司研制出第一臺(tái)機(jī)械手。它的結(jié)構(gòu)是：機(jī)體上安裝一回轉(zhuǎn)長(zhǎng)臂，端部裝有電磁鐵的工件抓放機(jī)構(gòu)，控制系統(tǒng)是示教型的； 1962年，美國(guó)聯(lián)合控制公司在上述方案的基礎(chǔ)上，又試制成一臺(tái)數(shù)控示教再現(xiàn)型機(jī)械手。運(yùn)動(dòng)系統(tǒng)仿造坦克炮塔，臂可以回轉(zhuǎn)、俯仰、伸縮，用液壓驅(qū)動(dòng)；控制系統(tǒng)用磁鼓做儲(chǔ)存裝置。不少球面坐標(biāo)式機(jī)械手就是在這個(gè)基礎(chǔ)上發(fā)展起來的；普曼公司專門生產(chǎn)工業(yè)機(jī)械手聯(lián)邦德國(guó)機(jī)器制造業(yè)是從 1970年開始應(yīng)用機(jī)械手，主要用于起重運(yùn)輸、焊接和設(shè)備的上下料等作業(yè)：聯(lián)邦德國(guó) K公司還生產(chǎn)一種點(diǎn)焊機(jī)械手，采用關(guān)節(jié)式結(jié)構(gòu)和程序控制；日本是工業(yè)機(jī)器人發(fā)展最快，應(yīng)用國(guó)家最多的國(guó)家，自 1969年從美國(guó)引進(jìn)兩種典型機(jī)械手后，開始大力從事機(jī)械手的研究，目前以成為世界上工業(yè)機(jī)械手應(yīng)用最多的國(guó)家之一。前蘇聯(lián)自六十年代開始發(fā)展應(yīng)用機(jī)械手，主要用于機(jī)械化、自動(dòng)化程序較低、繁重單調(diào)、有害于健康的輔助性工作。 我國(guó)工業(yè)機(jī)械手的研究與開發(fā)始于 20世紀(jì) 70年代。 1972年我國(guó)第一臺(tái)機(jī)械手開發(fā)于上海，隨之全國(guó)各省都開始研制和應(yīng)用機(jī)械手。從第七個(gè)五年計(jì)劃（ 1986-1990）開始，我國(guó)政府將工業(yè)機(jī)器人的發(fā)展列入其中，并且為此項(xiàng)目投入大量的資金，研究開發(fā)并且制造了一系列的工業(yè)機(jī)器人，有由北京機(jī)械自動(dòng)化研究所設(shè)計(jì)制造的噴涂機(jī)器人，廣州機(jī)床研究所和北京機(jī)床研究所合作設(shè)計(jì)制造的點(diǎn)焊機(jī)器人，大連機(jī)床研究所設(shè)計(jì)制造的氬弧焊機(jī)器人，沈陽(yáng)工業(yè)大學(xué)設(shè)計(jì)制造的裝卸載機(jī)器人等等。這些機(jī)器人的控制器，都是由中國(guó)科學(xué)院沈陽(yáng)自動(dòng)化研究所和北京科技大學(xué)機(jī)器人研究所開發(fā)的，同時(shí)一系列的機(jī)器人關(guān)鍵部件也被開發(fā)出來，如機(jī)器人專用軸承，減震齒輪，直流伺服電機(jī)，編碼器， DC PWM等等。 計(jì)算機(jī)控制機(jī)械手和組合式機(jī)械手等?？梢詫C(jī)械手各運(yùn)動(dòng)構(gòu)件，如伸縮、擺動(dòng)、升降、橫移、俯仰等機(jī)構(gòu)，設(shè)計(jì)成典型的通用機(jī)構(gòu)，以便根據(jù)不同的作業(yè)要求，選用不用的典型機(jī)構(gòu)，組裝成各種用途的機(jī)械手，即便于設(shè)計(jì)制造，又便于跟換工件，擴(kuò)大了應(yīng)用范圍。 機(jī)械手的種類，按驅(qū)動(dòng)方式分為液壓式 .氣動(dòng)式 .電動(dòng)式 .機(jī)械式機(jī)械手 ；按適用范圍可以分為專用機(jī)械手和通用機(jī)械手兩種；按運(yùn)動(dòng)軌跡可以分為點(diǎn)位控制和連續(xù)軌跡控制機(jī)械手等。 通過此次畢業(yè)設(shè)計(jì)完成氣動(dòng)技術(shù)與 PLC技術(shù)的結(jié)合，設(shè)計(jì)出即環(huán)保又高效的機(jī)械手 . 原始資料 來料：（ 1）天花機(jī)室內(nèi)機(jī)，尺寸830mmx830mmx300mm，重量 40公斤，四側(cè)帶安裝耳朵，可用于搬運(yùn)，來料約 109臺(tái) /小時(shí)；（ 2）紙底托，兩片一起用于放置室內(nèi)機(jī)，來料堆疊；（ 3）紙頂蓋，包裝時(shí)放于室內(nèi)機(jī)頂部，來料堆疊。 人工放置：輸送帶上放紙底板，紙底板上對(duì)稱放置紙底托，天花機(jī)到位后，將其搬運(yùn)放置于紙底托上，以上均人工完成。 項(xiàng)目要求 產(chǎn)能要求：約 110臺(tái) /小時(shí) 當(dāng)前人工線情況：目前包裝線上均為人工操作 改造范圍：使用自動(dòng)化設(shè)備，順序完成 1.2節(jié)中人工放置的相應(yīng)工位 系統(tǒng)布局 機(jī)器人夾具 抓手效果圖 對(duì)稱分布的四個(gè)抓取手指，通過天花機(jī)四周的安裝耳朵，抓取天花機(jī)；紙底板、紙底托、紙頂板，通過吸盤吸取。抓手抓取效果如下圖所示： 夾具吸取紙底托 主要參考文獻(xiàn)： 1 孫樹棟 . 工業(yè)機(jī)器人技術(shù)基礎(chǔ) M. 西北工業(yè)大學(xué)出版社， 2006.12 2 劉明保，呂春紅等 . 機(jī)械手的組成機(jī)構(gòu)及技術(shù)指標(biāo)的確定 J. 河南高等?？茖W(xué)校學(xué)報(bào) , 2004.1 3 李超 . 氣動(dòng)通用上下料機(jī)械手的研究與開發(fā) J. 陜西科技大學(xué)， 2003 4 蔡衛(wèi)國(guó) . 關(guān)節(jié)型搬運(yùn)機(jī)械手設(shè)計(jì) J. 濰坊學(xué)院學(xué)報(bào)， 2008年第 6期 5 李亮 . 機(jī)械手對(duì)目標(biāo)物體的抓取 D. 西華大學(xué)， 2009.05 6 孫兵，趙斌，施永輝 . 物料搬運(yùn)手的研制 J. 機(jī)電一體化， 2005年第 2期 7 張春林，曲繼方，張美麟 . 機(jī)構(gòu)創(chuàng)新設(shè)計(jì) M. 北京：機(jī)械工業(yè)出版社 8 濮良貴，紀(jì)名剛 . 機(jī)械設(shè)計(jì)（第七版） M. 北京：高等教育出版社 , 2001.3 9 Skyler A. Dalley, Tuomas E. Wiste, Thomas J. Withrow, Design of a Multifunctional Anthropomorphic Prosthetic Hand With Extrinsic Actuation, IEEE/Asme Transactions On Mechatronics, 2009. Page(s):1- 8 10Chan Woo Moon,Beom Hce Lec and M.S.Kim , PLC Based Coordination Schemes f