guangzhou2008
2025-09-16 08:04:23
三自由度工业机械手 所选课题的背景、目的和意义。 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。工业机械手的是工业机器人的一个重要分支。它的特点是可通过编程来完成各种预期的作业任务，在构造和性能上兼有人和机器各自的优点，尤其体现了人的智能和适应性。机械手作业的准确性和各种环境中完成作业的能力，在国民经济各领域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，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成为高技术邻域内，迅速发殿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与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，但它具有能不断重复工作和劳动，不知疲劳，不怕危险，抓举重物的力量比人手力大的特点，因此，机械手已受到许多部门的重视，并越来越广泛地得到了应用 在机械工业中，应用机械手的意义可以概括如下： 一、以提高生产过程中的自动化程度 应用机械手有利于实现材料的传送、工件的装卸、刀具的更换以及机器的装配等的自动化的程度，从而可以提高劳动生产率和降低生产成本。 二、以改善劳动条件，避免人身事故 在高温、高压、低温、低压、有灰尘、噪声、臭味、有放射性或有其他毒性污染以及工作空间狭窄的场合中，用人手直接操作是有危险或根本不可能的，而应用机械手即可部分或全部代替人安全的完成作业，使劳动条件得以改善。 在一些简单、重复，特别是较笨重的操作中，以机械手代替人进行工作，可以避免由于操作疲劳或疏忽而造成的人身事故。 三、可以减轻人力，并便于有节奏的生产 应用机械手代替人进行工作，这是直接减少人力的一个侧面，同时由于应用机械手可以连续的工作，这是减少人力的另一个侧面。因此，在自动化机床的综合加工自动线上，目前几乎都没有机械手，以减少人力和更准确的控制生产的节拍，便于有节奏的进行工作生产。 综上所述，有效的应用机械手，是发展机械工业的必然趋势。 课题研究的主要内容及拟解决的问题。 1， 机械手主要由执行机构、驱动机构和控制系统三大部分组成。 2， 机械手的工艺流程: 机械手原位→机械手前伸→机械手上升→机械手抓取并夹紧→机械手后退→机械手前进（小车）→小车停止→机械手左转90°→机械手前伸→机械手松开→机械手后退（小车）→机械手下降→机械手右转90°→小车后退→退至原位 3， 毕业设计的目的就是要把我们所学的比较分散的知识综合起来，并进行灵活运用。现在的发展趋势是机电一体化，因此，我们的毕业设计是要我们将“机”、“电”、“液”三者合并起来。“机”即是指机械，机械手的动作过程可以分为：机械手的上升下降、机械手的前伸后缩、机械手的加紧放松、机械手的左转右转。这几部分中我们靠机械完成机械手的上升下降动作。 零件选择： （1） 液压系统中元件的选择： 液压泵主要根据系统工况来选择。系统设计为机械手最大起重量为100千克，为保证系统正常运转和使用寿命，泵的流量要大于系统工作的最大流量。选用CB—FC10型齿轮泵。它具有体积小、重量轻、效率高、性能可靠、价格低等特点，被广泛运用。 CB—FC10型齿轮泵理论排量：5mL/r； 额定压力：16MPa； 最高压力：20MPa； 额定转速：2000r/min； 最高转速：2500 r/min； 最低转速：600 r/min； 总效率：≥81%； 额定功率：4KW； 重量：8kg。 液压马达的选择： 马达主要参数有转矩、转速、压力、排量、容积效率、总效率等。查机械设计手册选用型号GY—A6V28HA2FS200081，牌号含义是：GY指力源液压公司， A6V指变量马达，规格为28，HA指高压自动控制，2指2系列，连接油口F指SAE法兰，侧面，S指花键，国标GB/T—1，2型总成，最小排量设定值V=1 mL/r。其理论技术参数如下： 规格：28； 排量：﹠=25°，最大V=1 mL/r；﹠=70°，最小V=1 mL/r； 最大流量：Q=133L/min； 最高转速n=4800~6300 r/min； 转矩常数：M=47 N．m/MPa，或M=29 N．m/MPa； 最大转矩：M=156 N．m，在V最小时，最大M=45 N．m； 最大输出功率：P=78 KW； 惯性矩：J=0017kg·m 重量：G=18kg。 （2） 换向阀的选择： YHF-L型，用于电动环式集中润滑系统中，把泵输出的润滑脂交替送向两条供油主管。直接由供油主管末端的压力控制阀换向，换向的设定压力可以方便地调整，换向阀结构简单，动作可靠。 （3） 电动机的选择：Y系列的电动机为全封闭自扇冷或水冷式三相异步电机，它适合于无特殊要求的机械上，如泵、马达等。查机械设计手册选用Y132M—4。它可防水滴、铁屑等掉如机内部。该机性能如下： 额定功率：5KW； 同步转速：1500 r/min； 满载转速：1440r/min； 额定转矩：2N．m； 电压：380V。 进度安排 ： （1） 开题准备：1月15日——1月23日 （2） 总体规划：1月24日——1月28日 （3） 实习调研：1月29日——2月12日 （4） 零件查找：2月13日——2月14日 （5） 编写设计说明书：2月15日——2月26日 参考文献 1、程宪平机电传动与控制第二版华中科技大学出版社，2003，9 2、郭仁生机械设计基础 第一版清华大学出版社，2001，7 3、张群生液压与气动传动机械工业出版社，2007，7 4、液压总纲；国防工业出版社 5、电力拖动控制系统；清华大学出版社 6、机械制造专业毕业设计指导；化学工业出版社 本文由[应用之家]整理，
立式钻削中心主轴系统结构设计 论文编号:JX472 有设计图，论文字数:19933，页数:64 有开题报告，任务书 摘要 随着数控技术的发展，传统的立式钻床、铣床等设备并不能满足高加工精度，高加工效率，高速加工的加工要求。为此，在传统的立式钻床、铣床与新型数控机床技术的基础上，开发了以钻削为主，并兼有攻丝、铣削等功能，且备有刀库并能够自动更换刀具来对工件进行多工序加工的数控机床—钻削中心。 本文主要针对钻削中心的主轴系统进行设计。在本设计中，主轴调速取消了齿轮变速机构，而是由交流电动机来调速；主轴与电机轴之间采用多楔带传动；主轴内部刀具的自动夹紧，则采用了碟形弹簧与气压传动技术；主轴的垂直进给采用了半闭环伺服进给系统；主轴的支承采用了适应高刚度要求的轴承配置。 总之，通过对主轴系统的设计，使系统满足了钻削中心高效、高加工精度的要求。 关键词 数控技术 钻削中心 主轴系统 Abstract With the development of NC technology， the traditional vertical drilling， milling machine and other equipment and can not meet the high precision machining， Processing high-efficiency， high-speed machining Therefore， in the traditional vertical drilling machine， CNC milling machine and new technology on the basis of developing a drilling mainly， and both tapping， milling， and other functions， With cutting tool can automatically replace the multi-process workpiece machining CNC machine tools – Drilling C This paper is concerned with the drilling spindle system In this design， the spindle speed of the complete elimination of the variable speed gear， and a fully by the AC motor is to be Wedge Belt Drive is used between spindle and motor Internal spindle automatic tool clamping， the use of a disc spring with pressure transmission technology;The vertical axis feed using a semi-closed-loop servo control system; The supporting of spindle uses high stiffness requirements of the bearing In short， through the spindle system design， allowing the system to meet the drilling center efficient， high-precision processing of the Keywords NC technology Drilling Center spindle system 目录 摘要I Abstract II 第1章 绪论 1 1数控技术发展状况及发展趋势 1 1概述 1 2数控技术国内外发展现状 2 3数控系统的发展趋势 2 2 课题研究的目的与意义 5 3设计方案的确定 6 第2章 钻削中心主轴部件结构设计 7 1 主轴的结构设计 7 1主轴的基本尺寸参数的确定 7 2主轴端部结构 8 3主轴刀具自动夹紧机构 9 4主轴的验算 11 5主轴材料和热处理的选择 15 2主轴传动的设计 16 1传动方式的选择 16 2多楔带带轮的设计计算 17 3多楔带的选择及带轮尺寸参数的确定 19 4传动件在主轴上的位置 20 5主轴电动机的选择 21 3主轴轴承 22 1主轴轴承的选用 22 2主轴轴承的配置 24 3滚动轴承调整和预紧方法 24 4主轴轴承的润滑 25 4碟形弹簧的计算 27 1钻削力分析 27 2碟形弹簧设计计算 29 3碟形弹簧的校核 31 5气缸的设计计算 33 1气缸的结构设计 33 2气动回路的选择 37 第3章 主轴进给系统的设计 39 1 概述 39 1伺服进给系统的组成 39 2伺服进给系统的类型 39 2 进给系统设计计算 41 1主要参数的设定 41 2切削力的估算 41 3滚珠丝杠副设计计算 42 4丝杠的校核 45 5选伺服系统和检测装置 47 6伺服电机计算 47 结论49 致谢50 参考文献 51 附录1 52 附录2 57 以上回答来自: -6/htm
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机器人家上了解到，工业机器人是一种自动化程度很高的机械产品，其设计流程即应该符合机械产品设计的一般流程，又具有其特殊性。 这里主要讨论工业机器人的机械系统设计，并且关注的是其设计流程，工业机器人机械系统的设计阶段可大致分为总体设计和详细设计。 机械系统总体设计是机器人设计的关键阶段，很大程度上决定了产品的技术性能、经济指标、外观造型。总体结构设计可分为功能原理设计和结构总体设计两个阶段，主要内容包括功能设计、原理方案设计、总体布局、主要技术参数的确定及技术分析等内容。 对于机器人来说其机械系统总体设计主要内容有：确定基本参数、选择运动方式、手臂配置形式（构型）、驱动方式和机械结构设计等，具体如下： （1） 根据机器人工作任务和目的来确定机器人本体的基本构型、驱动和控制方式、自由度数目。 （2） 根据机器人的共作任务、工作场地的空间布置等来确定机器人的工作空间。 （3） 根据机器人的工作任务来对机器人进行动作规划、制定各自由度的工作节拍、分配各动作时间，初步确定各自由度的运动速度。 （4） 根据机器人的工作空间，初步确定机器人各部分（各臂）的长度尺寸。 （5） 对机器人进行初步受力分析，根据受力分析结果及各关节的运动速度， 选择各关节驱动部件的基本参数（电动机和减速器的选型计算），对于速度较低的可以进行静力（ Statics）分析，对于速度较高的机械，各构件的惯性力影响比较大，要进行动力学分析（Dynamics）。 （6） 根据工作要求确定机器人的定位精度。定位精度取决于机器人的定位方式、运动速度、控制方式、机器人手臂的刚度等。 （7） 根据技术要求等确定各零件的材料和结构及加工工艺；然后验算各构件的机械强度、驱动功率和最大负载重量，验算机器人各关键部件的使用寿命。初步确定各构件的机械结构。 （8） 把机器人机械系统总体设计编写成文，编制技术（设计）任务书，并绘制系统总图（草图）、简图（草图）。 经过以上过程，完成了机器人机械系统的总体设计，接下来还需要对机器哦人机械系统进行像是设计计算，过程如下： （1） 对关键零部件的结构进行详细设计，并对主要零部件结构、材料、关键工艺进行实验。 （2） 编写设计计算说明书，绘制主要零部件草图。 （3） 全部零件设计及编制设计文件。 以上是工业机器人机械系统设计的一般流程，通过本阶段的设计和计算，可以初步确定机器人各构件的结构、材料、工艺的要求等，完成设计算及必要的实验，完成编制全部构件的图样和设计文件。 此外，以上各步骤常需要互相配合、交叉进行。设计工作也需要多次修改，逐步逼近，一遍设计出技术先进可靠、经济合理造型美观的工业机器人。 在机器人的总体参数完成之后，就可以进行机器人驱动系统的设计计算了，驱动系统的设计除了确定驱动方式外，还需要确定驱动系统的具体参数。 在选择伺服电机和精密减速之前，还需要清楚工业机器人对驱动电机的要求，以便根据要求选择机器人的伺服电机和精密减速器，工业机器人对伺服电机的要求有： （1） 快速性。伺服电动机从获得指令信号到完成指令所要求的动作的时间要短。响应信号的时间越短，电机私服系统的灵敏性越高，快速响应性越好，一般是以伺服电机的机电时间常数的大小来说明伺服电动机快速响应的性能。 （2） 伺服电机的启动转矩与电动机本身惯量之比大。在机器人驱动负载时，要求机器人伺服电机驱动力矩大，转动惯量小。 （3） 控制特性的连续性和直线性。随着控制信号的变化，电动的转速能够连续的变化，有时候还需转速与控制信号成正比或近似正比。 （4） 调速范围宽。能应用与1:1000—1:10000的调速范围。 （5） 体积小、质量小、轴向尺寸小。 （6） 能经受起苛刻的运行条件，可进行频繁的正反转和加减速运行，并能在短时间内有较好的过载能力。 机器人的减速器应具有刚度大、输出转矩高、减速比范围大，回程间隙小、润滑好等特点。 当前RV减速器、谐波减速器、摆线针轮减速器、行星齿轮减速器等均可以用于工业机器人，其中具有扁平结构的高精度减速器更符合工业机器人的要求而广泛应用于工业机器人中。
