天花機搬運機械手 Company Logo 一，選題的依據(jù)和意義 1.應用搬運機機械手有利于實現(xiàn)材料的傳送，從而可以提高勞動生產(chǎn)率和生產(chǎn)本。 2.改善勞動條件，避免人身安全。在高興高壓 .低溫低壓等惡性環(huán)境下的場合中，用人手直接操作是危險或基本不可能的，而用機械手即可部分或全部代替人安全的完成作業(yè)，使勞動條件得到改善。 3.可以減輕人力，便于有節(jié)奏高效的生產(chǎn)。 二、國內(nèi)外現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢 我國的工業(yè)機械手發(fā)展主要是逐步擴大其應用范圍。在應用專業(yè)機械手的同時，相應的發(fā)展通用機械手，研制出示教式機械手工業(yè)機械手是在第二次世界大戰(zhàn)期間發(fā)展起來的，始于 40年代的美國橡樹嶺國家實驗室的搬運核原料的遙控機械操作手研究，它是一種主從型的控制系統(tǒng)。 1958年美國聯(lián)合控制公司研制出第一臺機械手。它的結(jié)構(gòu)是：機體上安裝一回轉(zhuǎn)長臂，端部裝有電磁鐵的工件抓放機構(gòu)，控制系統(tǒng)是示教型的； 1962年，美國聯(lián)合控制公司在上述方案的基礎上，又試制成一臺數(shù)控示教再現(xiàn)型機械手。運動系統(tǒng)仿造坦克炮塔，臂可以回轉(zhuǎn)、俯仰、伸縮，用液壓驅(qū)動；控制系統(tǒng)用磁鼓做儲存裝置。不少球面坐標式機械手就是在這個基礎上發(fā)展起來的；普曼公司專門生產(chǎn)工業(yè)機械手聯(lián)邦德國機器制造業(yè)是從 1970年開始應用機械手，主要用于起重運輸、焊接和設備的上下料等作業(yè)：聯(lián)邦德國 K公司還生產(chǎn)一種點焊機械手，采用關節(jié)式結(jié)構(gòu)和程序控制；日本是工業(yè)機器人發(fā)展最快，應用國家最多的國家，自 1969年從美國引進兩種典型機械手后，開始大力從事機械手的研究，目前以成為世界上工業(yè)機械手應用最多的國家之一。前蘇聯(lián)自六十年代開始發(fā)展應用機械手，主要用于機械化、自動化程序較低、繁重單調(diào)、有害于健康的輔助性工作。 我國工業(yè)機械手的研究與開發(fā)始于 20世紀 70年代。 1972年我國第一臺機械手開發(fā)于上海，隨之全國各省都開始研制和應用機械手。從第七個五年計劃（ 1986-1990）開始，我國政府將工業(yè)機器人的發(fā)展列入其中，并且為此項目投入大量的資金，研究開發(fā)并且制造了一系列的工業(yè)機器人，有由北京機械自動化研究所設計制造的噴涂機器人，廣州機床研究所和北京機床研究所合作設計制造的點焊機器人，大連機床研究所設計制造的氬弧焊機器人，沈陽工業(yè)大學設計制造的裝卸載機器人等等。這些機器人的控制器，都是由中國科學院沈陽自動化研究所和北京科技大學機器人研究所開發(fā)的，同時一系列的機器人關鍵部件也被開發(fā)出來，如機器人專用軸承，減震齒輪，直流伺服電機，編碼器， DC PWM等等。 計算機控制機械手和組合式機械手等?？梢詫C械手各運動構(gòu)件，如伸縮、擺動、升降、橫移、俯仰等機構(gòu)，設計成典型的通用機構(gòu)，以便根據(jù)不同的作業(yè)要求，選用不用的典型機構(gòu)，組裝成各種用途的機械手，即便于設計制造，又便于跟換工件，擴大了應用范圍。 機械手的種類，按驅(qū)動方式分為液壓式 .氣動式 .電動式 .機械式機械手 ；按適用范圍可以分為專用機械手和通用機械手兩種；按運動軌跡可以分為點位控制和連續(xù)軌跡控制機械手等。 通過此次畢業(yè)設計完成氣動技術(shù)與 PLC技術(shù)的結(jié)合，設計出即環(huán)保又高效的機械手 . 原始資料 來料：（ 1）天花機室內(nèi)機，尺寸830mmx830mmx300mm，重量 40公斤，四側(cè)帶安裝耳朵，可用于搬運，來料約 109臺 /小時；（ 2）紙底托，兩片一起用于放置室內(nèi)機，來料堆疊；（ 3）紙頂蓋，包裝時放于室內(nèi)機頂部，來料堆疊。 人工放置：輸送帶上放紙底板，紙底板上對稱放置紙底托，天花機到位后，將其搬運放置于紙底托上，以上均人工完成。 項目要求 產(chǎn)能要求：約 110臺 /小時 當前人工線情況：目前包裝線上均為人工操作 改造范圍：使用自動化設備，順序完成 1.2節(jié)中人工放置的相應工位 系統(tǒng)布局 機器人夾具 抓手效果圖 對稱分布的四個抓取手指，通過天花機四周的安裝耳朵，抓取天花機；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： 1 孫樹棟 . 工業(yè)機器人技術(shù)基礎 M. 西北工業(yè)大學出版社， 2006.12 2 劉明保，呂春紅等 . 機械手的組成機構(gòu)及技術(shù)指標的確定 J. 河南高等?？茖W校學報 , 2004.1 3 李超 . 氣動通用上下料機械手的研究與開發(fā) J. 陜西科技大學， 2003 4 蔡衛(wèi)國 . 關節(jié)型搬運機械手設計 J. 濰坊學院學報， 2008年第 6期 5 李亮 . 機械手對目標物體的抓取 D. 西華大學， 2009.05 6 孫兵，趙斌，施永輝 . 物料搬運手的研制 J. 機電一體化， 2005年第 2期 7 張春林，曲繼方，張美麟 . 機構(gòu)創(chuàng)新設計 M. 北京：機械工業(yè)出版社 8 濮良貴，紀名剛 . 機械設計（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