基于極組堆疊過程機(jī)械手設(shè)計(jì)-三自由度圓柱坐標(biāo)工業(yè)機(jī)械手含6張CAD圖,基于,堆疊,重疊,過程,進(jìn)程,機(jī)械手,設(shè)計(jì),自由度,圓柱,坐標(biāo),工業(yè),cad 設(shè)計(jì)（XX）任務(wù)書 院（部）： 專業(yè)： 學(xué)生姓名 學(xué)生學(xué)號 指導(dǎo)教師 職稱 學(xué)位 課題名稱 基于極組堆疊過程機(jī)械手設(shè)計(jì) 起止時(shí)間 20XX年10月15日 — 20XX年5月10日 課題來源 □實(shí)驗(yàn) □生產(chǎn)實(shí)踐 □科研項(xiàng)目 R其它來源于社會實(shí)踐或應(yīng)用研究的課題 設(shè)計(jì)（論文）的主要任務(wù)與基本要求： 一、主要任務(wù) 本課題針對基于極組堆疊過程機(jī)械手機(jī)械結(jié)構(gòu)的研究現(xiàn)狀，對科研項(xiàng)目進(jìn)行更深入的研究、整理、完善，通過科學(xué)的研究方法，以期最終形成完善的基于極組堆疊過程機(jī)械手的設(shè)計(jì)。 二、基本要求： （一）內(nèi)容設(shè)計(jì)要求： 1. 機(jī)器總體設(shè)計(jì)方案。 2. 傳動系統(tǒng)的設(shè)計(jì)：主要是電動機(jī)的選擇、傳動方式的選擇等。 3. 減速器的設(shè)計(jì)計(jì)算 （二）工作量要求： 1. 設(shè)計(jì)說明書一份。2. 零件圖和裝配圖一套。 進(jìn)度安排： 1.2019年10月15日--2019年11月03日，下達(dá)任務(wù)書、明確設(shè)計(jì)任務(wù)，撰寫并提交開題報(bào)告。 2.2019年11月04日--2019年11月15日，調(diào)研、查閱設(shè)計(jì)相關(guān)資料，確定設(shè)計(jì)方案。 3.2019年11月16日--2019年12月20日，完成各部分的設(shè)計(jì)，形成畢業(yè)設(shè)計(jì)初稿。 4.2019年12月21日--2020年03月15日，優(yōu)化、細(xì)化初稿，完成畢業(yè)設(shè)計(jì)修改稿。 5.2020年03月16日--2020年04月20日，畢業(yè)設(shè)計(jì)定稿，整理畢業(yè)設(shè)計(jì)材料，準(zhǔn)備答辯。 指導(dǎo)教師簽字： 年 月 日 院（部）本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）工作領(lǐng)導(dǎo)小組意見： 簽章： 年 月 日 注：1.任務(wù)書由指導(dǎo)老師填寫。2.任務(wù)書在第七學(xué)期下達(dá)給學(xué)生。3.本表一式三份，院（部）、指導(dǎo)教師、學(xué)生各一份。 目 錄 一、實(shí)習(xí)目的 1 二、實(shí)習(xí)單位概況 1 三、公司管理管理風(fēng)格 2 四、安全教育 2 五、實(shí)習(xí)內(nèi)容 2 六、實(shí)習(xí)感受與總結(jié) 3 II 一、實(shí)習(xí)目的 隨著社會的快速發(fā)展，用人單位對大學(xué)生的要求越來越高，對于即將畢業(yè)的機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動化專業(yè)在校生而言，為了能更好的適應(yīng)嚴(yán)峻的就業(yè)形勢，畢業(yè)后能夠盡快的融入到社會，同時(shí)能夠?yàn)樽约翰饺肷鐣蛳聢?jiān)實(shí)的基礎(chǔ)，畢業(yè)實(shí)習(xí)是必不可少的階段。畢業(yè)實(shí)習(xí)能夠使我們在實(shí)踐中了解社會，讓我們學(xué)到了很多在機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動化專業(yè)課堂上根本就學(xué)不到的知識，受益匪淺，也打開了視野，增長了見識。使我認(rèn)識到將所學(xué)的知識具體應(yīng)用到工作中去，為以后進(jìn)一步走向社會打下堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)，只有在實(shí)習(xí)期間盡快調(diào)整好自己的學(xué)習(xí)方式，適應(yīng)社會，才能被這個(gè)社會所接納，進(jìn)而生存發(fā)展。 剛進(jìn)入實(shí)習(xí)單位的時(shí)候我有些擔(dān)心，在大學(xué)機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動化專業(yè)知識與實(shí)習(xí)崗位所需的知識有些脫節(jié)，但在經(jīng)歷了幾天的適應(yīng)過程之后，我慢慢調(diào)整觀念，正確認(rèn)識了實(shí)習(xí)單位和個(gè)人的崗位以及發(fā)展方向。我相信只要我們立足于現(xiàn)實(shí)，改變和調(diào)整看問題的角度，銳意進(jìn)取，在成長的道路上不斷攀登，有朝一日，那些成才的機(jī)遇就會紛沓而至，促使我們成為機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動化專業(yè)公認(rèn)的人才。我堅(jiān)信“實(shí)踐是檢驗(yàn)真理的唯一標(biāo)準(zhǔn)”，只有把從書本上學(xué)到的專業(yè)理論知識應(yīng)用于實(shí)踐中，才能真正掌握這門知識。因此，我作為一名機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動化專業(yè)的學(xué)生，有幸參加了為期四個(gè)月的畢業(yè)實(shí)習(xí)。機(jī)電工程學(xué)院為了使我們更多了解機(jī)電產(chǎn)品、設(shè)備及工作性質(zhì)，提高對機(jī)械制造相關(guān)技術(shù)的認(rèn)識，加深機(jī)械制造在工業(yè)各領(lǐng)域應(yīng)用的感性認(rèn)識，開闊視野，了解相關(guān)設(shè)備及技術(shù)資料，熟悉典型零件的加工工藝，特意安排了我們到青島百創(chuàng)機(jī)械設(shè)備有限公司進(jìn)行了為期四個(gè)月的參觀實(shí)習(xí)。這次的認(rèn)知實(shí)習(xí)也是為了我們能將所學(xué)的理論知識與實(shí)踐結(jié)合起來，培養(yǎng)勇于探索的創(chuàng)新精神、提高動手能力，加強(qiáng)社會活動能力，嚴(yán)肅認(rèn)真的學(xué)習(xí)態(tài)度，為以后專業(yè)實(shí)習(xí)和走上工作崗位打下堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)，也為了能夠讓我們對自己的未來有個(gè)明確的規(guī)劃。 二、實(shí)習(xí)單位概況 青島百創(chuàng)機(jī)械設(shè)備有限公司是一家專業(yè)從事進(jìn)口、國產(chǎn)物流倉儲設(shè)備的，集叉車批發(fā)、銷售、租賃、保養(yǎng)、維修、配件于一體的專業(yè)性叉車服務(wù)運(yùn)營商。公司主要經(jīng)營的產(chǎn)品有叉車、牽引車、堆高車、搬運(yùn)車、牽引蓄電池等物流倉儲設(shè)備，同時(shí)為用戶提供適合、專業(yè)的物流裝備解決方案和設(shè)備終身維護(hù)、保養(yǎng)、維修服務(wù)以及二手叉車置換業(yè)務(wù)。我們本次實(shí)習(xí)的單位是位于山東省青島市城陽區(qū)，位置在夏莊街道西黃埠社區(qū)南50米附近。公司主要經(jīng)營大宇叉車配件,斗山叉車配件, 公司系韓國大宇叉車中國青島事業(yè)部，主要經(jīng)營斗山大宇叉車的整機(jī)銷售、配件銷售批發(fā)、維修服務(wù)、保內(nèi)索賠等業(yè)務(wù)。 三、公司管理管理風(fēng)格 在公司里面我們見到最多的就是它的5s管理。而何為5s：5s是起源于日本的一種現(xiàn)場管理方法，是整理(seiri)、整頓(seiton)、清掃(seiso)、清潔(seikeetsu)、素養(yǎng)(shituke)5個(gè)詞的縮寫。因?yàn)檫@5個(gè)詞日語中羅馬拼音的第一個(gè)字母都是“s”，所以簡稱為“5s”，5s活動的目的是為了創(chuàng)造一個(gè)干凈整潔、舒適合理的工作環(huán)境，并通過工作環(huán)境的整治，達(dá)到改善和提升管理的功效，最終提升企業(yè)的市場競爭力，5s包括5個(gè)部分即整理、整頓、清掃、清潔、素養(yǎng)。 四、安全教育 2020年3月12日下午我們在公司中心進(jìn)行了安全教育?？崎L給我們看安全生產(chǎn)記錄還有事故案例，一些注意事項(xiàng)加血淋淋的案例，盡管我很害怕，不敢聽不敢看，但我不能，我必須聽還要看，還要做筆記，這些血淋淋的案件給人們敲響了警鐘。老師給我們提了好多要求，我們都必須做到，畢竟事故發(fā)生了誰也負(fù)擔(dān)不起。不允許穿涼鞋進(jìn)廠；進(jìn)廠必須穿長褲；禁止在廠里吸煙，被發(fā)現(xiàn)者罰款; 進(jìn)廠后衣服不準(zhǔn)敞開，外套不準(zhǔn)亂掛在身上，不得背背包進(jìn)廠；人在廠里不要成堆，不要站在主干道上；注重自身和學(xué)校形象；不準(zhǔn)亂按按扭、開關(guān)；注意安全。 五、實(shí)習(xí)內(nèi)容 一開始我感到?jīng)]有信心，在老師和同學(xué)的幫助下逐步建立起了自信，通過實(shí)行加深學(xué)生對汽車專業(yè)在國民經(jīng)濟(jì)中所處地位和作用的認(rèn)識，鞏固專業(yè)思切身了解汽車服務(wù)市場現(xiàn)狀3.熟悉汽車修理環(huán)境、修理工具。為將來工作打下基礎(chǔ)。通過現(xiàn)場維修實(shí)習(xí)和企業(yè)員工的交流指導(dǎo)，理論聯(lián)系實(shí)際，把所學(xué)的理論知識加維修實(shí)習(xí)是對學(xué)生的一次綜合能力的培養(yǎng)和訓(xùn)練。在整個(gè)實(shí)習(xí)過程中充分調(diào)動學(xué)例如：電腦檢測分析儀、噴油清洗分析儀、四輪定位儀、自動循環(huán)清洗,等等。使得該廠軟、硬件兼?zhèn)淝彝晟?。汽車保養(yǎng)u形螺栓是否牢固可靠。起動發(fā)動察看儀表工作是否正常，傾聽發(fā)動機(jī)有無異響。檢查車輛有無漏水、漏油、漏氣、汽車點(diǎn)火系統(tǒng)故障排查信號發(fā)生器以及連接導(dǎo)線等。 六、實(shí)習(xí)感受與總結(jié) 為期四個(gè)月多的實(shí)習(xí)結(jié)束了，在老師和工廠技術(shù)人員的帶領(lǐng)下看到了很多也學(xué)到了很多。讓我對原先在課本上許多不很明白的東西在實(shí)踐觀察中有了新的領(lǐng)悟和認(rèn)識。在這個(gè)科技時(shí)代中，高技術(shù)產(chǎn)品品種類繁多，生產(chǎn)工藝、生產(chǎn)流程也各不相同，但不管何種產(chǎn)品，從原料加工到制成產(chǎn)品都是遵循一定的生產(chǎn)原理，通過一些主要設(shè)備及工藝流程來完成的。因此，在專業(yè)實(shí)習(xí)過程中，首先要了解其生產(chǎn)原理，弄清生產(chǎn)的工藝流程和主要設(shè)備的構(gòu)造及操作。其次，在專業(yè)人員指導(dǎo)下，通過實(shí)習(xí)過程見習(xí)產(chǎn)品的設(shè)計(jì)、生產(chǎn)及開發(fā)等環(huán)節(jié)，初步培養(yǎng)我們得知識運(yùn)用能力。沒去之前我總以為根據(jù)自己從書上、從課堂上所學(xué)到的知識應(yīng)該對企業(yè)的生產(chǎn)情況有了比較深刻的了解，但去了之后才知道自己的想法有多么幼稚，才體會到書上所說的“紙上得來終覺淺，絕知此事需躬行”的真正含義，也明白了老師要我們一定要下工廠實(shí)習(xí)的良苦用心。真的，有許多東西看似已經(jīng)懂了，但真正到了實(shí)際卻又是另一種情況。有時(shí)自己認(rèn)為自己已掌握的東西可能僅是一些膚淺的表面或總體的一個(gè)方面，甚至有時(shí)是錯(cuò)誤的認(rèn)識，而如果沒有實(shí)地考察實(shí)踐，是無法發(fā)現(xiàn)這些問題的。這次實(shí)習(xí)給我們每個(gè)人一個(gè)很好的機(jī)會學(xué)習(xí)那些書本上不能學(xué)到的知識，增長了我們的見識，對生產(chǎn)操作有了一定的直觀認(rèn)識，對工人也有了一種全新的認(rèn)識。感謝領(lǐng)導(dǎo)、老師給我們這次充實(shí)自己、增長見識的機(jī)會。 4 青島濱海學(xué)院實(shí)習(xí)鑒定表 姓名 連升 性別 男 年齡 實(shí)習(xí)出勤（次數(shù)或天數(shù)）120 專業(yè) 機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動化 遲到早退 0 病假 0 事假 0 曠課 0 專業(yè)技能方面受過何種獎(jiǎng)勵(lì) 第十五屆山東省大學(xué)生機(jī)電創(chuàng)新設(shè)計(jì)大賽一等獎(jiǎng)； 第八屆全國大學(xué)生機(jī)械創(chuàng)新設(shè)計(jì)大賽一等獎(jiǎng)； 第七屆山東省高校機(jī)器人大賽二等獎(jiǎng)； 評價(jià)內(nèi)容 勞動態(tài)度（10分） 勞動紀(jì)律（25分） 職業(yè)道德（20分） 專業(yè)技能（25分） 創(chuàng)新能力（10分） 協(xié)作精神（10分） 合計(jì) 得分 9 24 18 24 10 9 94 個(gè)人小結(jié) 很感謝實(shí)習(xí)單位給我這個(gè)這么好的實(shí)習(xí)機(jī)會，讓我學(xué)習(xí)很多、成長很多、收獲很多。 簽字： 年 月 日 實(shí)習(xí)單位鑒定 負(fù)責(zé)人簽字：（單位蓋章）： 年 月 日 指導(dǎo)教師考核意見 成績評定：指導(dǎo)教師簽字： 年 月 日 學(xué)院意見 學(xué)院簽字（單位蓋章）： 年 月 日 備注 注：實(shí)習(xí)結(jié)束時(shí)，由實(shí)習(xí)學(xué)生填寫本表后，交指導(dǎo)教師和實(shí)習(xí)單位簽署意見，最后交學(xué)院院辦歸檔保管。 青島濱海學(xué)院實(shí)習(xí)報(bào)告成績 學(xué)號 20160190311 姓名 連升 班級 16機(jī)械本3 專業(yè) 機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動化 學(xué)制 4 班主任 實(shí)習(xí)報(bào)告 題目 青島百創(chuàng)機(jī)械設(shè)備有限公司實(shí)習(xí)心得 指導(dǎo)教師 柏秀芳 職務(wù)或職稱 講師 指 導(dǎo) 教 師 評 語 評 審 小 組 意 見 學(xué) 院 終 審 意 見 備注 注：本表填寫完畢后，由各學(xué)院對學(xué)生成績匯總后，交教務(wù)處一份備案。 XX 設(shè)計(jì)（XX）開題報(bào)告 題 目： 基于極組堆疊過程機(jī)械手設(shè)計(jì) 英文題目：Manipulator design based on pole Group Stacking Process 學(xué) 院： 專 業(yè)： 姓 名： 學(xué) 號： 指導(dǎo)教師： 20XX年1月6日 一、課題來源、研究目的（選題的意義和預(yù)期應(yīng)用價(jià)值） 1.課題的來源 本課題來源于生產(chǎn)實(shí)踐，課題靈感來自青島力神新能源有限公司裝配車間的一段工序，針對疊片車間來料進(jìn)行堆疊及包膠的過程，采用新的設(shè)計(jì)思路，減少人力物力，結(jié)合機(jī)械結(jié)構(gòu)原理，進(jìn)行創(chuàng)新改造。 2.本課題研究的意義 近年來，能源危機(jī)、環(huán)境污染問題日趨嚴(yán)重，全球范圍內(nèi)都在大力發(fā)展可持續(xù)的新能源，如鋰離子電池、太陽能、風(fēng)能等，鋰離子電池因具有循環(huán)性能好、工作溫度范圍寬、具有高比能量、高比功率、快速充電和深度放電的性能，而且要求成本盡量低，使用壽命盡量長，鋰離子電池在為數(shù)不多的新能源中脫穎而出。電池行業(yè)的發(fā)展也進(jìn)入了新的階段，智能化、規(guī)范化成為重要的發(fā)展方向，為經(jīng)濟(jì)的發(fā)展做出了巨大的貢獻(xiàn)。電池行業(yè)競爭也是在于設(shè)備先進(jìn)程度的競爭，電池包膠設(shè)備的好壞嚴(yán)重影響極片的焊接及入殼后電池的質(zhì)量。本設(shè)備堆疊夾緊機(jī)構(gòu)極大提高極組堆疊的整齊度，避免不良品的產(chǎn)生，效率與質(zhì)量的提升使企業(yè)在鋰電池行業(yè)處于領(lǐng)先地位。 3.本課題研究目的 方形疊片鋰動力電池生產(chǎn)過程中，裝配工序應(yīng)先對個(gè)級組進(jìn)行膠帶包裹，形成預(yù)固定，以便于進(jìn)行級組級耳焊接及裝入電池殼，傳統(tǒng)作業(yè)方式為作業(yè)人員徒手進(jìn)行多級組包裹作業(yè)，不僅作業(yè)效率低下，且包裹整齊度參差不齊，嚴(yán)重影響極組的質(zhì)量乃至電池的質(zhì)量。本設(shè)備堆疊夾緊機(jī)構(gòu)極大提高極組堆疊的整齊度，避免不良品的產(chǎn)生。拉膠―固定―切膠―吸膠―貼膠自動化工藝并設(shè)有兩個(gè)機(jī)械抓極大提高包膠質(zhì)量及效率，后設(shè)包膠檢測裝置，消除一切不良品為后續(xù)其他工序做好準(zhǔn)備。效率與質(zhì)量的提升使企業(yè)在鋰電池行業(yè)處于領(lǐng)先地位。此次的設(shè)計(jì)滿足省時(shí)省力,效率精度高,生產(chǎn)周期短,制造成本低,獲取更大的經(jīng)濟(jì)利益等要求。同時(shí)在課題的研究設(shè)計(jì)過程中提升自己的能力，綜合運(yùn)用大學(xué)所學(xué)知識，融會貫通。實(shí)現(xiàn)自己對知識的進(jìn)一步掌握。 二、與本課題相關(guān)的國內(nèi)外研究現(xiàn)狀（文獻(xiàn)綜述），預(yù)計(jì)可能創(chuàng)新的方面 國內(nèi)外早有人意識到電池堆疊包膠速度與質(zhì)量的重要性。也曾設(shè)計(jì)極組包膠裝置，上料時(shí)利用彈簧推動的方式使需要包膠的電池板依次下落，自動下料，利用傳送輪的方式使電池板在帶動下下移，利用下壓的電池板抵住膠帶本體，使膠帶主體覆蓋于電池板的外側(cè)，并使膠帶主體與外連接框分離，對外連接框進(jìn)行收集，并拉動膠帶移動便于進(jìn)行下一個(gè)電池的包膠；包膠完成后的電池通過熱壓和切割，使多余的膠帶被切除，實(shí)現(xiàn)自動化的生產(chǎn)。雖然大大提高了效率不過對于極組的保護(hù)與大批量的生產(chǎn)還存在一些的壓力。 創(chuàng)新方面：結(jié)合極組堆疊設(shè)備與包膠設(shè)備取之長處，利用氣缸控制機(jī)械手臂實(shí)現(xiàn)取料堆疊及包膠。利用馬達(dá)帶動傳送帶減少人力物力從而實(shí)現(xiàn)大批量、高質(zhì)量、高效率的極組堆疊及包膠一體的設(shè)備。 參考文獻(xiàn)： [1].紀(jì)常委，鋰離子動力電池研究設(shè)計(jì)[M?].北京:北京工業(yè)大學(xué),2006. [2]高耀東,劉學(xué)杰,周可璋.ANSYS?機(jī)械工程應(yīng)用精華30例[M?].北京電子工業(yè)出版社,2010. [3]譚錚.新能源汽車電池分析[J?].汽車駕駛及維修,2005(3):73-74. [4] 機(jī)械設(shè)計(jì)手冊編委會. 機(jī)械設(shè)計(jì)手冊[M]. 北京: 機(jī)械工業(yè)出版社, 2000. [5] 濮良貴, 紀(jì)名剛. 機(jī)械設(shè)計(jì)[M]. 北京：高等教育出版社, 2006. [6] 駱?biāo)鼐? 朱詩順. 機(jī)械課程設(shè)計(jì)簡明手冊[M]. 北京：化學(xué)工業(yè)出版社, [7]?楊桂從.動力電池裝配線路研究[J].?汽車工藝與研究-2010年12期 [8] 朱倩.電動汽車動力電池[J].電氣時(shí)代 2006.12.167l一071?1(2006)12—0035—03 [9]?江邁進(jìn).新能源的發(fā)展前景[J].福建能源開發(fā)與節(jié)約，2001年第2期 [10] 陳鐵鳴. 新編機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)圖冊[M]. 北京：高等教育出版社, 2003. 三、研究的主要內(nèi)容與可行性分析 本次是對極組堆疊包膠設(shè)備設(shè)計(jì)與優(yōu)化。對的主要結(jié)構(gòu)部件進(jìn)行結(jié)構(gòu)以及造型設(shè)計(jì)。對工件的選性與設(shè)計(jì)，對設(shè)備問題點(diǎn)的改進(jìn)與優(yōu)化。畢業(yè)設(shè)計(jì)將嚴(yán)格按照工業(yè)研發(fā)流程進(jìn)行： （1）通過查閱相關(guān)資料了解堆疊包膠設(shè)備機(jī)構(gòu)的工作原理，涉及機(jī)械手、馬達(dá)、氣缸、感應(yīng)指示燈、皮帶傳送、PLC控制等，為后面的設(shè)計(jì)打下堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。 （2）設(shè)計(jì)堆疊包膠機(jī)平面圖，保證從來料到出料，機(jī)臺各個(gè)工位設(shè)計(jì)合理美觀。 （3）對各工位進(jìn)行設(shè)計(jì)，保證滿足工藝技術(shù)要求。以氣缸與馬達(dá)完成設(shè)備要求動作，設(shè)備要具備：極組上料，極組堆疊，極組兩側(cè)包膠，極組頂/底包膠，極組包膠檢測，極組出料等工藝要求。 （4）對設(shè)計(jì)進(jìn)行分析與優(yōu)化，要求設(shè)備滿足故障率小于1％，合格率 ≥98％，兩極組邊緣對齊后按照同向堆疊在一起，對齊度≤0.5mm。兩個(gè)極耳中間膠帶寬度10~40mm，兩個(gè)側(cè)邊膠帶和底邊膠帶寬度10~50mm，膠帶直徑：≤φ300mm。 可行性分析 實(shí)習(xí)期間對極組堆疊包膠機(jī)有了初步的了解，明確本次設(shè)計(jì)需要注意的各項(xiàng)要求與結(jié)構(gòu)，通過大學(xué)四年的學(xué)習(xí)，我已掌握了機(jī)械設(shè)計(jì)、機(jī)械制圖、金屬材料、plc等相關(guān)基礎(chǔ)知識，且有清晰的設(shè)計(jì)基本思路，堅(jiān)持閱讀指導(dǎo)教師指定的參考文獻(xiàn)、資料、書籍，并閱讀了較多的自選資料和較多的外文文獻(xiàn)，積極開展調(diào)研論證，同時(shí)了解模具設(shè)計(jì)的要點(diǎn)，并對極組進(jìn)行工藝性分析和結(jié)構(gòu)尺寸的計(jì)算。此外，還熟練掌握了CAD、UG等輔助設(shè)計(jì)軟件，可對設(shè)備結(jié)構(gòu)進(jìn)行設(shè)計(jì)、分析等，本設(shè)計(jì)切實(shí)可行，能夠達(dá)到預(yù)期的要求。 四、本課題研究的主要方法和步驟 第一，需要明確極組堆疊包膠設(shè)備的設(shè)計(jì)要求，并進(jìn)行工藝性分析，來料極組分析，托盤結(jié)構(gòu)工藝分析，物流線布局的分析，明確極組的生產(chǎn)批量，計(jì)算出設(shè)備空間尺寸及線路長短。 第二，綜合運(yùn)用CAD、UG計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)軟件進(jìn)行布局繪制，機(jī)械手的合理布局，感應(yīng)指示燈設(shè)計(jì)，托盤回流位置的確定等。 第三，確定上料皮帶傳動所需控制馬達(dá)及運(yùn)行感應(yīng)指示燈的選用及編程。堆疊工位機(jī)械手尺寸設(shè)計(jì)，及氣缸的選用。包膠工位機(jī)械手設(shè)計(jì)，包膠機(jī)構(gòu)伺服馬達(dá)的選用，包膠檢測裝置設(shè)計(jì)等。 第四，完成機(jī)械手繪圖，設(shè)備總體布局描述。 通過上述設(shè)計(jì)流程的實(shí)施，實(shí)現(xiàn)極組的堆疊包膠一體化。便于實(shí)現(xiàn)智能化生產(chǎn)，因此在生產(chǎn)過程中完全符合要求。 五、研究進(jìn)度安排 1.2019年10月15日--2019年12月20日，下達(dá)任務(wù)書、撰寫并提交開題報(bào)告。 2.2019年12月21日--2019年01月20日，調(diào)研、查閱相關(guān)資料，確定設(shè)計(jì)案。 3.2020年01月21日--2019年02月25日，完成初稿。 4.2020年02月26日--2019年03月15日，完成第二稿。 5.2020年03月16日--2019年04月12日，完成定稿，準(zhǔn)備答辯。 六、指導(dǎo)教師意見 指導(dǎo)教師簽字： 年 月 日 七、院（部）本科畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)）工作領(lǐng)導(dǎo)小組意見 組長簽章： 年 月 日 6 基于極組堆疊過程機(jī)械手設(shè)計(jì),任務(wù)要求：,夾持最大物重：1Kg 直徑為： 以下尺寸的圓形棒料 移動范圍：半徑為0.5的扇形區(qū)域 高度變化范圍為：0.5m 設(shè)計(jì)壽命：3年 動力裝置自定，選用液壓系統(tǒng)，要設(shè)計(jì)出液壓系統(tǒng)圖和相應(yīng)電氣控制系統(tǒng)。,,,手抓設(shè)計(jì)：,滑槽式杠桿回轉(zhuǎn)型手部,,腕部設(shè)計(jì)：,腕部回轉(zhuǎn)缸,,手抓與手腕連接：,,手臂設(shè)計(jì)：,雙向?qū)驐U手臂伸縮機(jī)構(gòu),,機(jī)身設(shè)計(jì)：,回轉(zhuǎn)缸置于升降缸之上的機(jī)構(gòu),,驅(qū)動系統(tǒng)設(shè)計(jì)：,,控制電路設(shè)計(jì)：,從原位開始升降臂下降夾持器夾緊升降臂上升底座快進(jìn)回轉(zhuǎn)底座慢進(jìn)手腕回轉(zhuǎn)伸縮臂伸出夾持器松開伸縮臂縮回；待加工完畢后，伸縮臂伸出夾持器夾緊伸縮臂縮回底座快退(回轉(zhuǎn))底座慢退手腕回轉(zhuǎn)升降臂下降夾持器松開升降臂上升到原位停止，準(zhǔn)備下次循環(huán)。,,謝謝觀賞, XX設(shè)計(jì)（XX） 題 目： 基于極組堆疊過程機(jī)械手設(shè)計(jì) 英文題目： Manipulator Design Based on Pole Group Stacking process 學(xué) 院： 專 業(yè)： 姓 名： 學(xué) 號： 指導(dǎo)教師： 20XX年 5 月 10日  摘要：論文本著節(jié)省材料、成本低廉、安全簡易、效率高的原則，立足于對極組堆疊過程機(jī)械手機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)與研制，完成的基本工作如下：通過對極組堆疊包膠設(shè)備的設(shè)計(jì)要求，并進(jìn)行工藝性分析，來料極組分析，托盤結(jié)構(gòu)工藝分析，物流線布局的分析，明確極組的生產(chǎn)批量，為裝置關(guān)鍵部件和試驗(yàn)研究等層面提供了性能依據(jù)，主要設(shè)計(jì)包括機(jī)械手的致動器，包括手，腕，臂和其他組件，在PLC程序的控制下，機(jī)械手可根據(jù)運(yùn)動軌跡的順序以一定的速度和時(shí)間執(zhí)行執(zhí)行機(jī)構(gòu)的相應(yīng)部件的要求從而保證滿足工藝技術(shù)的要求。 關(guān)鍵字：機(jī)械手 致動器 軌跡 II Abstract:The text is based on the principles of material saving, low cost, safety, simplicity, and high efficiency. Based on the design and development of the manipulator mechanism of the pole group stacking process, the basic work completed is as follows: Through the design requirements of the pole group stacking and encapsulation equipment, and Perform technical analysis, incoming pole group analysis, pallet structure process analysis, logistics line layout analysis, clarify the production batch of the pole group, provide performance basis for the key components of the device and experimental research, etc. The main design includes the activation of the manipulator Under the control of PLC program, the manipulator can execute the requirements of the corresponding parts of the actuator at a certain speed and time according to the sequence of the motion trajectory under the control of the PLC program to ensure that it meets the requirements of process technology. Key words: Manipulator Actuator Track III 目錄 1 緒 論 1 1.1 背景 1 1.2 機(jī)械手的設(shè)計(jì)要求 1 1.3 研究主要方法 1 1.4 機(jī)械手的主要技術(shù)參數(shù) 2 1.5 機(jī)械手的組成和系統(tǒng)工作原理 2 2 總體方案設(shè)計(jì) 3 2.1上料的機(jī)械手設(shè)計(jì) 3 2.2機(jī)械人手臂腰座結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 3 2.2.1機(jī)械人手臂腰座設(shè)計(jì)要求 3 2.2.2設(shè)計(jì)具體采用方案 3 2.3 機(jī)器人手腕結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)要求 4 2.3.1設(shè)計(jì)具體采用方案 4 2.4 機(jī)械手末端執(zhí)行器結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 5 2.4.1 機(jī)器人夾持器的運(yùn)動和驅(qū)動方式 5 2.5.2 電動驅(qū)動系統(tǒng) 6 3.2.2 臂部回轉(zhuǎn)運(yùn)動 11 3.2.3 臂部升降運(yùn)動 11 3.2.4 臂部升降油缸的計(jì)算 13 4 PLC控制系統(tǒng)設(shè)計(jì) 14 4.1 可編程序控制器的選擇及工作過程 14 4.2 可編程序控制器的使用步驟 14 4.3 機(jī)械手可編程序控制器控制方案 14 4.3.1 控制系統(tǒng)的工作原理及控制要求 15 4.3.2 取料機(jī)械手的工作流程 15 總 結(jié) 17 參考文獻(xiàn) 18 致 謝 19 ii 1 緒 論 1.1 背景 本課題來源于生產(chǎn)實(shí)踐，課題靈感來自青島力神新能源有限公司裝配車間的一段工序，針對疊片車間來料進(jìn)行堆疊及包膠的過程，采用新的設(shè)計(jì)思路，減少人力物力，結(jié)合機(jī)械結(jié)構(gòu)原理，進(jìn)行創(chuàng)新改造,依據(jù)現(xiàn)目前機(jī)械手在先前的制造技術(shù)領(lǐng)域中重要地位，這是一個(gè)通過先進(jìn)技術(shù)實(shí)現(xiàn)自動化的生產(chǎn)設(shè)施。它可以執(zhí)行自動位置控制和重新排序過程。它具有多個(gè)自由度，可以用于：電子設(shè)備，控件，計(jì)算機(jī)，傳感器，人工智能等的綜合性現(xiàn)有技術(shù)，在運(yùn)用PLC程序的控制下，可以根據(jù)運(yùn)動軌跡的順序以一定的速度和時(shí)間執(zhí)行執(zhí)行機(jī)構(gòu)的相應(yīng)部件的要求，從而使執(zhí)行機(jī)構(gòu)可以一定的速度到達(dá)設(shè)定位置。從而達(dá)到取料的目的。 1.2 機(jī)械手的設(shè)計(jì)要求 本主題中要完成的主要任務(wù)如下： （1）機(jī)械手是通用機(jī)械手，因此比專用機(jī)械手具有更廣泛的應(yīng)用范圍。 （2）選擇機(jī)器人的坐標(biāo)類型和自由度。 （3）設(shè)計(jì)機(jī)械手的致動器，包括手，腕，臂和其他組件的設(shè)計(jì)。為了使它更具通用性，手被設(shè)計(jì)為可替換的結(jié)構(gòu)，不僅可以用于抓握手指以抓取電池工件，還可以在工業(yè)需要時(shí)用于負(fù)壓吸盤來抽吸片狀工件。 （4）氣動傳動系統(tǒng)設(shè)計(jì)；將設(shè)計(jì)機(jī)器人的氣動傳輸系統(tǒng)，氣動回路的設(shè)計(jì)以及氣動原理圖。 （5）機(jī)械手控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)；自動取料機(jī)械手使用可編程邏輯控制器來控制機(jī)械裝置的動作。 1.3 研究主要方法 機(jī)械手的主要基本工作原理為：機(jī)械裝置主要由執(zhí)行器，驅(qū)動系統(tǒng)，控制系統(tǒng)和位置檢測裝置組成。在PLC程序控制的條件下，采用氣動傳動來滿足執(zhí)行器相應(yīng)零件的要求。這些部分具有順序，運(yùn)動軌跡以及一定的速度和時(shí)間，使機(jī)械手以一定的精度到達(dá)設(shè)定位置，為了使其能夠研究出來，方法的運(yùn)用具有很重要的作用，以下介紹幾種設(shè)計(jì)過程中運(yùn)用的一些方法。 文獻(xiàn)研究法：根據(jù)研究主題，通過搜索文檔獲取技術(shù)數(shù)據(jù)，通過以往的研究成果分析出最佳技術(shù)方案。 定量分析法：根據(jù)調(diào)查結(jié)果制定出技術(shù)攻關(guān)，依據(jù)工作原理制定出力學(xué)或者材料學(xué)分析論證。 模擬法：通過使用3D建模平臺組裝零件，創(chuàng)建類似的模型，然后用于研究機(jī)械模型的一些基本特征。 1.4 機(jī)械手的主要技術(shù)參數(shù) 1、機(jī)械手工作質(zhì)量 1 kg 2、自由度數(shù) 3個(gè)自由度 3、座標(biāo)型式 圓柱座標(biāo) 4、最大工作半徑 1500mm 5、手臂最大中心高 1300mm 6、手指夾持范圍 工料: 200×60×50mm 7、驅(qū)動方式 氣壓傳動 8、控制方式 PLC控制 1.5 機(jī)械手的組成和系統(tǒng)工作原理 工作原理框圖（機(jī)械手的系統(tǒng)） 如圖1.1所示： 圖1.1 機(jī)械手的系統(tǒng)工作原理框圖 16 2 總體方案設(shè)計(jì) 2.1上料的機(jī)械手設(shè)計(jì) 對于機(jī)械手的基本要求是可以快速的進(jìn)行作業(yè)，這就要求它要有更高的精度，并且有足夠的靈活度，有大量的工作空間，有一定的剛度和強(qiáng)度。而且可以輕松的編寫程序來寫出程序來控制機(jī)械手如圖2.1所示為整體結(jié)構(gòu)示意圖。 圖2.1 機(jī)械手整體結(jié)構(gòu) 2.2機(jī)械人手臂腰座結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 2.2.1機(jī)械人手臂腰座設(shè)計(jì)要求 機(jī)械人手臂腰座結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)要求應(yīng)該滿足以下條件： (1) 后座有一個(gè)足夠大固定結(jié)構(gòu)，以保證機(jī)器人在工作時(shí)整個(gè)系統(tǒng)的穩(wěn)定性。 (2) 后座承擔(dān)全部重量和負(fù)載，因此，與基體的軸承結(jié)構(gòu)和腰部具有足夠的強(qiáng)度和剛度，以確保它的承載能力。 (3) 機(jī)械手的旋轉(zhuǎn)接頭，對機(jī)器人的運(yùn)動和操作的準(zhǔn)確性的影響最大，因此，要特別注意對這個(gè)部位進(jìn)行更加精密的設(shè)計(jì)。 2.2.2設(shè)計(jì)具體采用方案 通過擺動液壓缸或液壓馬達(dá)，目前的趨勢是使用這個(gè)。由于其精度高，結(jié)構(gòu)緊湊，并且由電氣控制，無需設(shè)計(jì)液壓系統(tǒng)等輔助設(shè)備?？紤]第一個(gè)旋轉(zhuǎn)接頭,腰座是影響機(jī)器人操作的最大因素，并且這個(gè)部位采用電機(jī)驅(qū)動實(shí)現(xiàn)旋轉(zhuǎn)運(yùn)動，一般不能直接驅(qū)動電動機(jī),考慮到特定需求的速度和轉(zhuǎn)矩,采用大型齒輪傳動系統(tǒng)。 圖2.2 腰座具體結(jié) 2.3 機(jī)器人手腕結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)要求 機(jī)器人腕部安裝在機(jī)器人手臂上,設(shè)計(jì)機(jī)器人手腕時(shí)，應(yīng)努力減輕其重量和體積，并且其結(jié)構(gòu)緊湊,為了減輕機(jī)器人手腕的重量，驅(qū)動了手腕機(jī)構(gòu)的分離,一般安裝在手臂上，腕部驅(qū)動器不使用直接驅(qū)動，而選擇高強(qiáng)度鋁合金，機(jī)器人腕部必須連接到末端執(zhí)行器上，因此，必須有標(biāo)準(zhǔn)的連接法蘭，結(jié)構(gòu)應(yīng)易于裝載 然后卸載；它必須具有足夠的強(qiáng)度和剛度，以確保傳遞力和運(yùn)動；必須提供可靠的傳輸間隙調(diào)整機(jī)制以提高傳輸精度。 2.3.1設(shè)計(jì)具體采用方案 通過數(shù)控機(jī)床的裝載作業(yè)的詳細(xì)分析，并考慮到數(shù)控機(jī)床的特定形式的具體要求和機(jī)器人裝載操作，會議系統(tǒng)技術(shù)的需求，以提高安全性和可靠性的前提下，那么機(jī)器人手結(jié)構(gòu)盡可能地簡單，減少控制的難度，這樣的設(shè)計(jì)不會增加手腕的自由度,實(shí)踐證明它是完全可以滿足的要求，可以實(shí)現(xiàn)機(jī)器下運(yùn)動。特定的手指結(jié)構(gòu)如圖 圖2.5 車床上料機(jī)械手手 2.4 機(jī)械手末端執(zhí)行器結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 2.4.1 機(jī)器人夾持器的運(yùn)動和驅(qū)動方式 該機(jī)器人抓取和夾持器的機(jī)器，一般工業(yè)機(jī)械爪，爪根據(jù)手指的運(yùn)動,可以分為運(yùn)動和轉(zhuǎn)換類型,根據(jù)夾緊方式,外夾式和內(nèi)型兩種，機(jī)器人夾持(爪子)有三個(gè)主要類型的駕駛方式： （1）該驅(qū)動系統(tǒng)的氣動驅(qū)動方式是使用電磁閥來控制的運(yùn)動方向爪,與空氣調(diào)節(jié)器調(diào)整速度。氣動驅(qū)動系統(tǒng),價(jià)格低所以氣動夾具是在工業(yè)上得到廣泛應(yīng)用。此外,由于氣體的可壓縮性,迅速開始爪抓住運(yùn)動具有一定的靈活性,這是把握行動是必要的。 （2）電力驅(qū)動的電動驅(qū)動爪更廣泛的應(yīng)用。爪，一般的直流伺服或步進(jìn)電機(jī)，減速機(jī),需要足夠的動力和力矩。 （3）液壓傳動傳動剛度大的液壓傳動系統(tǒng),可實(shí)現(xiàn)連續(xù)的位置控制。 2.4.2 機(jī)器人夾持器的典型結(jié)構(gòu) 1。楔塊杠桿式手爪 使用楔和杠桿實(shí)現(xiàn)爪抓取工件。 2。槽式夾具 當(dāng)活塞向前，推針夾緊槽合并，從而產(chǎn)生夾緊作用和夾緊力，當(dāng)活塞運(yùn)動，夾爪松脫。鉗子打開和關(guān)閉行程大,適應(yīng)不同大小的現(xiàn)象。 3。連桿杠桿爪子 在推力活塞時(shí)，連桿和桿夾（放松）的運(yùn)動，這時(shí)電動控制桿可能會產(chǎn)生更大的夾緊力。通常與溫度有關(guān)。 4。齒輪齒條式爪 鉗子的活塞移動架、機(jī)架和齒輪旋轉(zhuǎn),產(chǎn)生夾緊和放松的行為。 5。平行夾桿 在平行四邊形機(jī)構(gòu)，以確保這兩個(gè)手指爪可以平行運(yùn)動，在導(dǎo)軌平行移動的摩擦要小得多。 2.4.3 設(shè)計(jì)具體采用方案 結(jié)合具體情況,設(shè)計(jì)采用連桿杠桿式的手爪。本設(shè)計(jì)根據(jù)工件的直徑是80 - 130毫米，夾具的具體結(jié)構(gòu)如圖2.6所示: 圖2.6 手爪的具體結(jié)構(gòu) 2.5 傳動機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì) 2.5.1 設(shè)計(jì)具體采用方案 具體到本設(shè)計(jì)中，因?yàn)槭褂昧藱C(jī)器人臂在水平方向和垂直液壓缸中，由于液壓缸直接驅(qū)動。因此，沒有中間傳動機(jī)構(gòu)，它簡化了結(jié)構(gòu)，提高了精度。腰部旋轉(zhuǎn)運(yùn)動機(jī)器人由馬達(dá)驅(qū)動，該傳動機(jī)構(gòu)必須用來減緩并增加扭矩。通過分析和比較，選擇圓柱齒輪，以確保高精確度，盡可能減小齒輪傳動誤差，而大大提高了轉(zhuǎn)矩，同時(shí)降低電機(jī)的速度，保持流暢的機(jī)器人的移動，良好的動態(tài)性能。所以要使用高強(qiáng)度材料的齒輪。 2.5.2 電動驅(qū)動系統(tǒng) 機(jī)器人壓縮空氣為動力源，如各類機(jī)器人和伺服馬達(dá)和伺服驅(qū)動器的快速發(fā)展，為機(jī)器人驅(qū)動系統(tǒng)更新創(chuàng)造條件。由于高起動轉(zhuǎn)矩、大扭矩、低慣性的交流和直流電機(jī)的應(yīng)用，機(jī)器人的動力問題得到解決,所以一般來說,重量在100公斤的工業(yè)機(jī)器人的使用電力驅(qū)動系統(tǒng)。 1.機(jī)器人驅(qū)動系統(tǒng)電機(jī)的選擇 根據(jù)機(jī)器人目的，用途，機(jī)器人驅(qū)動電機(jī)的選擇更加多樣化，結(jié)合各種馬達(dá)，性能，結(jié)構(gòu)特征和具有成本效益的要綜合考慮。根據(jù)機(jī)器人的運(yùn)動軸電機(jī)的額定轉(zhuǎn)矩，減速機(jī)，負(fù)載特性的要求來計(jì)算，選擇額定功率等參數(shù)，根據(jù)其主要特點(diǎn)和性能，在選擇合適的電機(jī)。 表2.1各類驅(qū)動電動機(jī)主要特點(diǎn) 名稱 主要特點(diǎn)及性能 結(jié)構(gòu)特點(diǎn) 用途及使用范圍 驅(qū)動器 慣量直流永磁伺服電動機(jī) 電機(jī)的慣量小，理論加速度大，快速反應(yīng)是好的，和良好的低轉(zhuǎn)速，速度比可達(dá)1：10E4范圍內(nèi)，但不低的輸出扭矩 轉(zhuǎn)子直徑小，慣量小 適用于快速和苛刻的負(fù)載轉(zhuǎn)矩不大的場合 可控硅直流PWM伺服驅(qū)動變壓器驅(qū)動器 有刷繞組永磁直流伺服電動機(jī) 轉(zhuǎn)動慣量小，快速響應(yīng)性能好；轉(zhuǎn)子無鐵損，效率高；換向性能好，壽命長；負(fù)載波動對轉(zhuǎn)速影響小，輸出力矩平穩(wěn)。 無鐵心，具有軸向平面間隙 可頻繁起制動、正反轉(zhuǎn)工作，響應(yīng)迅速，適用于機(jī)器人，數(shù)控等 直流PWM伺服驅(qū)動器，SCR變壓驅(qū)動器 大慣量永磁直流伺服電動機(jī) 輸出力矩大，轉(zhuǎn)矩波動小，機(jī)械特性硬度大，可以長時(shí)間工作在堵轉(zhuǎn)條件下 又稱力矩電機(jī)，其轉(zhuǎn)子較粗 適用于驅(qū)動力矩較大的場合，因可不用齒輪傳動，消除了齒輪間隙 直流PWM伺服驅(qū)動器，SCR變壓驅(qū)動器 表2.2 各類驅(qū)動電動機(jī)主要特點(diǎn) 反應(yīng)步進(jìn)電 機(jī) 電脈沖信號直接進(jìn)入角，所述角是成正比的脈沖數(shù)，輸出力矩大 電機(jī)轉(zhuǎn)子無轉(zhuǎn)租，由永磁體構(gòu)成轉(zhuǎn)子磁極 作為用于數(shù)字系統(tǒng)的致動器，如數(shù)控機(jī)床，機(jī)器人;開環(huán)控制 直流PWM伺服驅(qū)動器SCR變壓驅(qū)動器 同步交流伺服電動機(jī) 定子繞組的旋轉(zhuǎn)磁場的速度建立了嚴(yán)格的同步;從低到高轉(zhuǎn)速，高電流通過定子繞組，所以起動和制動轉(zhuǎn)矩不減小，可頻繁起動和制動 由永久磁鐵轉(zhuǎn)子，定子具有三相，轉(zhuǎn)子相對較小， 主要用于中小容量的伺服驅(qū)動系統(tǒng)，如數(shù)控，機(jī)器人和其他系統(tǒng) 交流PWM變頻調(diào)速器 異步交流伺服電動機(jī) 速度總是比旋轉(zhuǎn)磁場由定子繞組產(chǎn)生，機(jī)構(gòu)簡單，高容量，低價(jià)格低 定子由對稱三相繞組組成， 用于數(shù)控機(jī)床主軸等容量大的場合 交流PWM變頻調(diào)速器 3 機(jī)械手設(shè)計(jì)計(jì)算 3.1 夾持式手抓的設(shè)計(jì)計(jì)算 3.1.1 手抓部力的計(jì)算 1．夾緊力的計(jì)算 夾緊力 KG 式中： ——安全系數(shù)一般取1.2-2； ——?jiǎng)討B(tài)負(fù)載系數(shù)，主要考慮的沖擊慣性力。 ——方位系數(shù)； ——被抓取工件的重量1kg。 根據(jù)本次所設(shè)計(jì)的手爪結(jié)構(gòu) =1.5， 取η=0.87，η為機(jī)械傳動效率，由摩擦等因素產(chǎn)生。 3.2 腕部設(shè)計(jì) 手和胳膊的手腕是連接組件,它有獨(dú)立的自由度,機(jī)械手,以滿足需求的復(fù)雜運(yùn)動。手腕運(yùn)動在X軸運(yùn)動稱為旋轉(zhuǎn)；在Y軸運(yùn)動稱為球場；在Z軸運(yùn)動稱為搖擺;也可以有一個(gè)自由度沿Y方向移動。 3.2.1 腕部的設(shè)計(jì)要求 1．腕部自由度的選取 2．腕部的動作要靈活、自重要輕 圖3.1手腕回轉(zhuǎn)結(jié)構(gòu)圖 3.2.1臂部設(shè)計(jì)要求 臂設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)所需的運(yùn)動第一次要求,為了實(shí)現(xiàn)這些動作需要滿足以下幾個(gè)要求。 表3.1 幾種常用梁的慣性矩比較 名稱 截 面 形 狀 截 面 積 每米重量 慣性矩 為圓鋼的幾倍 圓鋼 F=28.9 （D=6） G=22.19 J=63.6 鋼管 F=28.3 （D=6） （d=8） G=22.19 J=284.5 ≈4.5 工字鋼 F=28.3 （16號斷面） G=20.5 （） ≈18 ≈(1.5) 槽鋼 （20號斷面） G=22.63 () ≈(28) ≈2 3.2.2 臂部回轉(zhuǎn)運(yùn)動 手臂運(yùn)動,除了前后伸縮運(yùn)動和旋轉(zhuǎn)運(yùn)動。機(jī)械手的設(shè)計(jì),它的設(shè)計(jì)將是一個(gè)單一的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動。有些機(jī)器人,而不是一個(gè)旋轉(zhuǎn)運(yùn)動,而是相結(jié)合的復(fù)合運(yùn)動?？梢杂幸韵鲁绦騺硗瓿梢粋€(gè)個(gè)單一的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動。 3.2.3 臂部升降運(yùn)動 一些機(jī)械手的升降行程比較大，需設(shè)計(jì)立柱式結(jié)構(gòu)，支撐升降運(yùn)動機(jī)構(gòu)，其輪廓尺寸相對比較大。 圖3.2 升降機(jī)構(gòu)設(shè)在機(jī)座上方 可伸縮的提升機(jī)制：這個(gè)平臺的組織結(jié)構(gòu)的優(yōu)點(diǎn)是整個(gè)機(jī)器形式高度可以降低高度是機(jī)器人臂的高度，轉(zhuǎn)動臂的轉(zhuǎn)動慣量可以更小，不需要額外的指導(dǎo)支持，結(jié)構(gòu)緊湊，提高的旅程。 線性缸升降結(jié)構(gòu)：起重機(jī)械手臂的機(jī)制設(shè)計(jì)也直接使用,其結(jié)構(gòu)如圖15所示,導(dǎo)套,導(dǎo)性能好,剛度大,工作穩(wěn)定,球鉸鏈的活塞桿和導(dǎo)向套時(shí),活塞桿的傾斜荷載撓度。 圖3.3 機(jī)械手的升降液壓缸結(jié)構(gòu)圖 3.2.4 臂部升降油缸的計(jì)算 （1）液壓缸主要參數(shù)的確定 液壓缸的工作壓力為p=2.94Mpa，推力F=24000N液壓缸的機(jī)械效率，一般取=0.95 ， 經(jīng)計(jì)算>7.5 （2）活塞桿直徑計(jì)算 （3）液壓缸的流量計(jì)算 中部位置檢測裝置是利用機(jī)器人的運(yùn)動控制的位置，或檢測設(shè)備，由控制系統(tǒng)的運(yùn)動控制機(jī)器人的位置。如反饋控制系統(tǒng)、運(yùn)動系統(tǒng)和調(diào)整的位置控制系統(tǒng),運(yùn)動停止在規(guī)定的位置,為了確保機(jī)器人的運(yùn)動的定位精度。引用一個(gè)應(yīng)用電液比例反饋控制。 4 PLC控制系統(tǒng)設(shè)計(jì) 4.1 可編程序控制器的選擇及工作過程 同時(shí)考慮機(jī)械手的多功能性和點(diǎn)控制，我們使用可編程邏輯控制器（PLC）來控制機(jī)械手。機(jī)械手的動作流程發(fā)生變化時(shí)，只能更改PLC程序，非常方便，快捷。 4.2 可編程序控制器的使用步驟 當(dāng)可編程控制器和受控對象（機(jī)器，設(shè)備或生產(chǎn)過程）形成自動控制系統(tǒng)時(shí)，通常分七個(gè)步驟執(zhí)行： （1）系統(tǒng)設(shè)計(jì)：即確定受控對象的工作原理，控制要求，動作和動作順序。 （2）I / 0分配：即確定哪些信號被發(fā)送到可編程控制器并分配給相應(yīng)的輸入端子號；哪些信號由可編程控制器發(fā)送到受控對象并分配相應(yīng)的輸出端子號。另外，還分配了可編程控制器中使用的計(jì)數(shù)器，定時(shí)器等?？删幊炭刂破魍ㄟ^數(shù)字識別信號。 （3）繪制梯形圖：它與繼電器控制邏輯的梯形圖具有相同的概念，并表示系統(tǒng)中所有動作的相互關(guān)系。如果使用圖形編程器（LCD或CRT），則繪制梯形圖等效于創(chuàng)建程序，并且可以將梯形圖直接發(fā)送到可編程控制器。對于簡單的程序員，通常有必要進(jìn)行下一個(gè)助記符程序轉(zhuǎn)換過程。 （4）助記符機(jī)器程序：相當(dāng)于微型計(jì)算機(jī)的助記符程序是面向機(jī)器的（即，來自不同制造商的可編程控制器具有不同形式的助記符指令）。使用簡單的編程器時(shí)，梯形圖應(yīng)轉(zhuǎn)換為助記符程序。將其輸入可編程控制器。 （5）準(zhǔn)備程序：也就是說，檢查程序中的每個(gè)語法錯(cuò)誤，如果有，請對其進(jìn)行修改。這項(xiàng)工作是在程序員上完成的。 （6）保存程序：通過調(diào)試的程序可以在EPROM中固化，也可以保存在磁盤上以備將來使用。 4.3 機(jī)械手可編程序控制器控制方案 控制對象是圓柱坐標(biāo)氣動操縱器。它的手臂具有三個(gè)自由度，即在水平方向上的伸展和收縮；在垂直方向上上下；繞垂直軸順時(shí)針旋轉(zhuǎn)和逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)。此外，其末端執(zhí)行器還可以執(zhí)行抓握和釋放功能。其中，一組齒條用于旋轉(zhuǎn)運(yùn)動，以將氣缸的線性運(yùn)動轉(zhuǎn)換為旋轉(zhuǎn)運(yùn)動。這樣，PLC的8個(gè)輸出端可以連接到電磁閥的8個(gè)線圈，并且可以通過編程按一定順序勵(lì)磁電磁閥的線圈，從而使機(jī)械手按照預(yù)先設(shè)定的方式工作。安排動作順序。需要更改接線，只需稍微修改程序中的動作代碼和順序即可。此外，除了抓握和放置外，在其他六個(gè)動作的末尾都設(shè)有一個(gè)限位開關(guān)，以檢測該動作是否到位。如果沒有采取某些措施，錯(cuò)誤指示燈將亮起。 4.3.1 控制系統(tǒng)的工作原理及控制要求 為了滿足生產(chǎn)需要，應(yīng)將機(jī)械手設(shè)置為手動工作模式，單動工作模式和自動工作模式。 （1）手動工作模式：輕松調(diào)整和檢修設(shè)備以及設(shè)置手動工作模式。使用按鈕分別控制機(jī)器人的每個(gè)動作。 （2）單動模式：從原點(diǎn)開始，按照自動工作循環(huán)的順序，每次按下啟動按鈕，機(jī)器人將在完成一個(gè)工作步驟后自動停止。 （3）自動工作模式：當(dāng)按下開始按鈕時(shí)，機(jī)械手將從原點(diǎn)開始，并根據(jù)該過程自動連續(xù)進(jìn)行，直到按下停止按鈕為止。機(jī)械手完成最后一個(gè)循環(huán)的動作后，返回原點(diǎn)并自動停止。 4.3.2 取料機(jī)械手的工作流程 根據(jù)系統(tǒng)輸入輸出點(diǎn)的數(shù)目，選用OMRON C28P型PC，它有16個(gè)輸入點(diǎn)，標(biāo)號為X0-X16；12個(gè)輸出點(diǎn)，標(biāo)號為M0-M12.如表4.1所示。 表4.1 I/O分配 啟動 X0 手臂左轉(zhuǎn) M0 停止 X1 手臂右轉(zhuǎn) M1 手部抓緊 X10 手臂伸長 M2 左轉(zhuǎn)限位開關(guān) X2 手臂收縮 M3 右轉(zhuǎn)限位開關(guān) X3 手臂上升 M4 19 伸長限位開關(guān) X4 手臂下降 M5 收縮限位開關(guān) X5 手腕逆轉(zhuǎn) M6 上升限位開關(guān) X6 手腕順轉(zhuǎn) M7 下降限位開關(guān) X7 手抓抓緊 M8 逆轉(zhuǎn)限位開關(guān) X8 手抓放松 M10 順轉(zhuǎn)限位開關(guān) X9 物品檢測 X11 手動控制 X12 其它地址分配： 1夾緊定時(shí)器:T1,定時(shí)5s 2放松定時(shí)器:T2，定時(shí)5s 3自動方式標(biāo)志:M0.0 4 單動方式標(biāo)志:M0.1 5、 手動方式標(biāo)志:M0.2 6 結(jié)束標(biāo)志:M0.5 21 總 結(jié) 論文本著節(jié)省材料、成本低廉、安全簡易、效率高的原則，立足于對極組堆疊過程機(jī)械手機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)與研制，完成的基本工作如下：通過對極組堆疊包膠設(shè)備的設(shè)計(jì)要求，并進(jìn)行工藝性分析，來料極組分析，托盤結(jié)構(gòu)工藝分析，物流線布局的分析，明確極組的生產(chǎn)批量，為裝置關(guān)鍵部件和試驗(yàn)研究等層面提供了性能依據(jù)，主要設(shè)計(jì)包括機(jī)械手的致動器，包括手，腕，臂和其他組件，在PLC程序的控制下，機(jī)械手可根據(jù)運(yùn)動軌跡的順序以一定的速度和時(shí)間執(zhí)行執(zhí)行機(jī)構(gòu)的相應(yīng)部件的要求從而保證滿足工藝技術(shù)的要求。本設(shè)計(jì)采用PLC控制，可靠性高，程序變更靈活。無論是時(shí)間控制，行程控制還是混合控制，都可以通過設(shè)置PLC程序來實(shí)現(xiàn)?？梢愿鶕?jù)機(jī)器人的運(yùn)動順序修改程序，以使機(jī)器人更具通用性。 鑒于研究能力有限，極組堆疊過程機(jī)械手的結(jié)構(gòu)優(yōu)化和等一些關(guān)鍵性因素還有待進(jìn)一步提升。未來希望可以更好的學(xué)習(xí)有關(guān)的知識，將，極組堆疊過程機(jī)械手與智能化控制方向結(jié)合，使，極組堆疊過程機(jī)械手朝著更好的方向邁進(jìn)一步。 參考文獻(xiàn) [1]機(jī)械工業(yè)部.機(jī)械設(shè)計(jì)手冊（新版）[S].北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2015. 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