機械類高級職稱論文(2)
機械類高級職稱論文篇二
淺析工業(yè)機械手
摘要 隨著機械智能化的發(fā)展，由工業(yè)機器人具體操作本機、控制器、檢測傳感器及伺服驅(qū)動系統(tǒng)，這是一個仿人的操作系統(tǒng)，能夠自動的控制、可以重復(fù)的編程、三維空間內(nèi)，系統(tǒng)的完成各種各樣的作業(yè)，也就是一項極高的機電一體化自動化生產(chǎn)設(shè)備。市場上，為滿足實際生產(chǎn)生活的需要，它有許多種品種，由于它性能好，可以提高產(chǎn)品質(zhì)量、效率，積極改善勞動環(huán)境，在實際應(yīng)用中正發(fā)揮著巨大的作用。本文選取機械手的設(shè)計原則、組成、分類等方面，具體闡述機械手的設(shè)計過程。
關(guān)鍵詞 工業(yè)機械手 性能好 機電一體化 控制器 操作系統(tǒng);
工業(yè)生產(chǎn)中所應(yīng)用的機械手，我們稱之為“工業(yè)機械手”。在生產(chǎn)中，應(yīng)用機械手能夠極大地提高工廠機械生產(chǎn)效率，可以代替人從事高危環(huán)境的工作，減少工人的勞動量、勞動強度，有著非常重大的意義。對此，工業(yè)機械手被廣泛應(yīng)用在各行各業(yè)中，發(fā)揮著巨大的作用。常規(guī)性的機械手結(jié)構(gòu)比較簡單，同時專業(yè)性強，比較適合專業(yè)操作環(huán)境。尤其，近些年來，我國的工業(yè)技術(shù)有著非常大的發(fā)展，對工業(yè)機械手應(yīng)用的依賴性逐漸增大。
一、機械手的組成
機械手主要由執(zhí)行機構(gòu)、驅(qū)動系統(tǒng)、控制系統(tǒng)以及位置檢測裝置等所組成。
(一)執(zhí)行機構(gòu)
執(zhí)行機構(gòu)一般包括手部、手腕、手臂和立柱等部件，有的還增設(shè)行走機構(gòu)。
一是手部：即與物件接觸的部件。由于與物件接觸的形式不同，可分為夾持式和吸附式手在本課題中我們采用夾持式手部結(jié)構(gòu)。夾持式手部由手指(或手爪)和傳力機構(gòu)所構(gòu)成。手指是與物件直接接觸的構(gòu)件，常用的手指運動形式有回轉(zhuǎn)型和平移型?；剞D(zhuǎn)型手指結(jié)構(gòu)簡單，制造容易，故應(yīng)用較廣泛。平移型應(yīng)用較少，其原因是結(jié)構(gòu)比較復(fù)雜，但平移型手指夾持圓形零件時，工件直徑變化不影響其軸心的位置，因此適宜夾持直徑變化范圍大的工件。手指結(jié)構(gòu)取決于被抓取物件的表面形狀、被抓部位(是外廓或是內(nèi)孔)和物件的重量及尺寸。常用的指形有平面的、V形面的和曲面的：手指有外夾式和內(nèi)撐式;指數(shù)有雙指式、多指式和雙手雙指式等。而傳力機構(gòu)則通過手指產(chǎn)生夾緊力來完成夾放物件的任務(wù)。傳力機構(gòu)型式較多時常用的有：滑槽杠桿式、連桿杠桿式、斜面杠桿式、齒輪齒條式、絲杠螺母彈簧式和重力式等。
二是手腕：是連接手部和手臂的部件，并可用來調(diào)整被抓取物件的方位。
三是手臂：手臂是支承被抓物件、手部、手腕的重要部件。手臂的作用是帶動手指去抓取物件，并按預(yù)定要求將其搬運到指定的位置.工業(yè)機械手的手臂通常由驅(qū)動手臂運動的部件(如油缸、氣缸、齒輪齒條機構(gòu)、連桿機構(gòu)、螺旋機構(gòu)和凸輪機構(gòu)等)與驅(qū)動源(如液壓、氣壓或電機等)相配合，以實現(xiàn)手臂的各種運動。
四是立柱：立柱是支承手臂的部件，立柱也可以是手臂的一部分，手臂的回轉(zhuǎn)運動和升降(或俯仰)運動均與立柱有密切的聯(lián)系。機械手的立�因工作需要，有時也可作橫向移動，即稱為可移式立柱。
五是行走機構(gòu)：當(dāng)工業(yè)機械手需要完成較遠(yuǎn)距離的操作，或擴大使用范圍時，可在機座上安滾輪式行走機構(gòu)可分裝滾輪、軌道等行走機構(gòu)，以實現(xiàn)工業(yè)機械手的整機運動。滾輪式布為有軌的和無軌的兩種。驅(qū)動滾輪運動則應(yīng)另外增設(shè)機械傳動裝置。6、機座：機座是機械手的基礎(chǔ)部分，機械手執(zhí)行機構(gòu)的各部件和驅(qū)動系統(tǒng)均安裝于機座上，故起支撐和連接的作用。
(二)驅(qū)動系統(tǒng)
驅(qū)動系統(tǒng)是驅(qū)動工業(yè)機械手執(zhí)行機構(gòu)運動的動力裝置調(diào)節(jié)裝置和輔助裝置組成。常用的驅(qū)動系統(tǒng)有液壓傳動、 氣壓傳動、機械傳動?？刂葡到y(tǒng)是支配著工業(yè)機械手按規(guī)定的要求運動的系統(tǒng)。目前工業(yè)機械手的控制系統(tǒng)一般由程序控制系統(tǒng)和電氣定位(或機械擋塊定位)系統(tǒng)組成?？刂葡到y(tǒng)有電氣控制和射流控制兩種，它支配著機械手按規(guī)定的程序運動，并記憶人們給予機械手的指令信息(如動作順序、運動軌跡、運動速度及時間)，同時按其控制系統(tǒng)的信息對執(zhí)行機構(gòu)發(fā)出指令，必要時可對機械手的動作進(jìn)行監(jiān)視，當(dāng)動作有錯誤或發(fā)生故障時即發(fā)出報警信號。
(三)控制系統(tǒng)
控制系統(tǒng)是支配著工業(yè)機械手按規(guī)定的要求運動的系統(tǒng)。目前工業(yè)機械手的控制系統(tǒng)一般由程序控制系統(tǒng)和電氣定位(或機械擋塊定位)系統(tǒng)組成?？刂葡到y(tǒng)有電氣控制和射流控制兩種，它支配著機械手按規(guī)定的程序運動，并記憶人們給予機械手的指令信息(如動作順序、運動軌跡、運動速度及時間)，同時按其控制系統(tǒng)的信息對執(zhí)行機構(gòu)發(fā)出指令，必要時可對機械手的動作進(jìn)行監(jiān)視，當(dāng)動作有錯誤或發(fā)生故障時即發(fā)出報警信號。
二、機械手的分類
工業(yè)機械手的種類很多，關(guān)于分類的問題，目前在國內(nèi)尚無統(tǒng)一的分類標(biāo)準(zhǔn)，在此暫按使用范圍、驅(qū)動方式和控制系統(tǒng)等進(jìn)行分類。
(一)按用途分
機械手可分為專用機械手和通用機械手兩種：一是專用機械手，它是附屬于主機的、具有固定程序而無獨立控制系統(tǒng)的機械裝置。專用機械手具有動作少、工作對象單一、結(jié)構(gòu)簡單、使用可靠和造價低等特點，適用于大批量的自動化生產(chǎn)的自動換刀機械手，如自動機床、自動線的上、下料機械手和加工中心。二是通用機械手，它是一種具有獨立控制系統(tǒng)的、程序可變的、動作靈活多樣的機械手。在性能范圍內(nèi)，其動作程序是可變的，通過調(diào)整可在不同場合使用，驅(qū)動系統(tǒng)和控制系統(tǒng)是獨立的。通用機械手的工作范圍大、定位精度高、通用性強，適用于不斷變換生產(chǎn)品種的中小批量自動化的生產(chǎn)。通用機械手按其控制定位的方式不同可分為簡易型和伺服型兩種：簡易型以“開一關(guān)”式控制定位，只能是點位控制，伺服型可以是點位的，也可以實現(xiàn)連續(xù)控制，伺服型具有伺服系統(tǒng)定位控制系統(tǒng)，一般的伺服型通用機械手屬于數(shù)控類型。
(二)按驅(qū)動方式劃分
一般包括液壓傳動機械手、氣壓傳動機械手，具體為：一是液壓傳動機械手，是以液壓的壓力來驅(qū)動執(zhí)行機構(gòu)運動的機械手。其主要特點是：抓重可達(dá)幾百公斤以上、傳動平穩(wěn)、結(jié)構(gòu)緊湊、動作靈敏。但對密封裝置要求嚴(yán)格，不然油的泄漏對機械手的工作性能有很大的影響，且不宜在高溫、低溫下工作。若機械手采用電液伺服驅(qū)動系統(tǒng)，可實現(xiàn)連續(xù)軌跡控制，使機械手的通用性擴大，但是電液伺服閥的制造精度高，油液過濾要求嚴(yán)格，成本高。二是，氣壓傳動機械手。是以壓縮空氣的壓力來驅(qū)動執(zhí)行機構(gòu)運動的機械手。其主要特點是：介質(zhì)李源極為方便，輸出力小，氣動動作迅速，結(jié)構(gòu)簡單，成本低。但是，由于空氣具有可壓縮的特性，工作速度的穩(wěn)定性較差，沖擊大，而且氣源壓力較低，抓重一般在30公斤以下，在同樣抓重條件下它比液壓機械手的結(jié)構(gòu)大，所以適用于高速、輕載、高溫和粉塵大的環(huán)境中進(jìn)行工作。
(三)按控制方式劃分
按控制方式劃分，有點位控制與連續(xù)軌跡控制：一是點位控制，它的運動為空間點到點之間的移動，只能控制運動過程中幾個點的位置，不能控制其運動軌跡。若欲控制的點數(shù)多，則必然增加電氣控制系統(tǒng)的復(fù)雜性。目前使用的專用和通用工業(yè)機械手均屬于此類。二是連續(xù)軌跡控制。它的運動軌跡為空間的任意連續(xù)曲線，其特點是設(shè)定點為無限的，整個移動過程處于控制之下，可以實現(xiàn)平穩(wěn)和準(zhǔn)確的運動，并且使用范圍廣，但電氣控制系統(tǒng)復(fù)雜。這類工業(yè)機械手一般采用小型計算機進(jìn)行控制。
參考文獻(xiàn)：
[1]龍威，袁銳波，曾浩，張宗成.壓電式氣動伺服閥控制策略的研究[A].第十五屆流體動力與機電控制工程學(xué)術(shù)會議論文集[C]，2011.
[2]王印松，田瑞麗，呂麗霞.基于自適應(yīng)“反步”法的火電廠單元機組協(xié)調(diào)控制[A].第二十六屆中國控制會議論文集[C].2007.
[3]董磊，劉賢興，孫宇新.無軸承異步電機徑向懸浮力的微分幾何變結(jié)構(gòu)解耦控制[A].第二十六屆中國控制會議論文集[C]，2007.
[4]王卓，王珍濤，周志雄.KY-310B型牙輪鉆機自動化進(jìn)展述評[A].礦山企業(yè)節(jié)能減排與循環(huán)經(jīng)濟(jì)高峰論壇論文集[C]，2010.
[5]高麗麗.大功率電動汽車多功能智能快速充電機的研究[D].山東科技大學(xué)，2010.
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