基于SOIDWORKS的斜臂式機(jī)械手設(shè)計(jì)【獨(dú)家優(yōu)秀課程畢業(yè)設(shè)計(jì)含仿真SW三維10張CAD圖紙帶任務(wù)書+開題報(bào)告】-jxsj92
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A0裝配圖.DWG
A1上下座.DWG
A1大臂.DWG
A1底座.DWG
A2引拔封板.DWG
A2旋轉(zhuǎn)角度架.DWG
A2電氣原理圖.dwg
A3旋轉(zhuǎn)軸.DWG
A3正臂引拔氣缸固定板.DWG
A4緩沖器撞塊.DWG
SOLIDWORKS三維斜壁機(jī)械手
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斜壁機(jī)械手.avi
斜壁機(jī)械手1.avi
基于SOIDWORKS的斜臂式機(jī)械手設(shè)計(jì)
摘要
在當(dāng)今大規(guī)模制造業(yè)中，企業(yè)為提高生產(chǎn)效率，保障產(chǎn)品質(zhì)量，普遍重視生產(chǎn)過(guò)程的自動(dòng)化程度，工業(yè)機(jī)械手作為自動(dòng)化生產(chǎn)線上的重要成員，逐漸被企業(yè)所認(rèn)同并采用。工業(yè)機(jī)械手的技術(shù)水平和應(yīng)用程度在一定程度上反映了一個(gè)國(guó)家工業(yè)自動(dòng)化的水平，目前，工業(yè)機(jī)械手主要承擔(dān)著焊接、噴涂、搬運(yùn)、取件以及堆垛等重復(fù)性并且勞動(dòng)強(qiáng)度極大的工作，工作方式一般采取示教再現(xiàn)的方式。本文將設(shè)計(jì)一臺(tái)斜臂式機(jī)械手，其擁有三個(gè)自由度，用于給注塑機(jī)取出成品。
本斜臂機(jī)械手機(jī)械機(jī)構(gòu)包括，氣動(dòng)控制單元，電氣控制單元，機(jī)械結(jié)構(gòu)組成。氣動(dòng)單元提供動(dòng)力。本文利用SOLIDWORKS軟件對(duì)整個(gè)斜臂機(jī)械手整機(jī)進(jìn)行三維建模，并導(dǎo)出二維工程圖。
關(guān)鍵詞：機(jī)械手，機(jī)械結(jié)構(gòu)，氣動(dòng)控制單元，三維建模
Abstract
In the modern large-scale manufacturing industry, enterprises to improve production efficiency, ensure product quality, the general importance of the production process automation, industrial machinery hand as an important member of automatic production line, gradually recognized and adopted by enterprises. Industrial machinery hand technique level and the application in a certain extent reflects a country's level of industrial automation, at present, the industry manipulator is mainly responsible for the welding, spraying, handling, pick-up and stacking, repetitive and labor-intensive work, working manner generally taken by way of teaching and playback. This paper is to design a oblique arm manipulator, which has three degrees of freedom, the finished product used to remove the for injection molding machine.
The oblique arm manipulator mechanism comprises a pneumatic control unit, electric control unit, mechanical structure. Gas powered pneumatic unit. In this paper, three-dimensional modeling of the whole oblique arm robotic machine using the SOLIDWORKS software, and derive the two-dimensional engineering drawing.
Keywords: manipulator, mechanical structure, pneumatic control unit, 3D modeling
目錄
摘要 i
Abstract ii
第一章 引言 1
1.1 課題研究的目的及意義 1
1.2課題的研究現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢(shì) 1
1.2.1國(guó)內(nèi)的研究現(xiàn)狀 1
1.2.2國(guó)外研究現(xiàn)狀 2
1.2.3 發(fā)展趨勢(shì) 3
1.3 機(jī)械手的組成和分類 3
1.3.1機(jī)械手的組成 3
1.3.2機(jī)械手的分類 5
1.4 課題設(shè)計(jì)思路 6
1.5 課題設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu) 6
第二章 斜臂機(jī)械手的總體設(shè)計(jì)方案 8
2.1斜臂機(jī)械手的組成及各部分關(guān)系概述 8
2.2 斜臂機(jī)械手驅(qū)動(dòng)方案的確認(rèn) 8
2.3 機(jī)械手基本形式的選擇 8
2.3.1 直角坐標(biāo)型機(jī)械手 8
2.3.2 圓柱坐標(biāo)型機(jī)械手 9
2.3.3 極坐標(biāo)型機(jī)械手 9
2.3.4 多關(guān)節(jié)機(jī)械手 9
2.4 總體方案擬定 10
第三章 斜臂機(jī)械手整體結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)計(jì)算 12
3.1 X軸引撥機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì) 12
3.1.1 引拔氣缸參數(shù)計(jì)算 12
3.2 Z軸氣缸的設(shè)計(jì) 13
3.3 夾持結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì) 14
3.3.1 夾緊力計(jì)算 14
3.3.2 驅(qū)動(dòng)力計(jì)算 15
3.3.3 氣缸驅(qū)動(dòng)力計(jì)算 15
3.3.4 選用夾持器氣缸 16
3.3.5 手爪的夾持誤差及分析 16
3.3.6 楔塊等尺寸的確定 18
3.3.7 材料及連接件選擇 21
4.1 Solidworks軟件簡(jiǎn)介 22
4.2 零件建模 24
4.2.1軸三維建模的形成 24
4.2.2 大臂的三維建模形成 24
4.2.3其他零件的三維模型造型 25
4.3零件裝配 26
4.4三維向二維的轉(zhuǎn)換 28
第五章 結(jié)論 31
5.1 本設(shè)計(jì)所取得的結(jié)果 31
5.2 技術(shù)展望 31
參考文獻(xiàn) 32
致謝 33
設(shè)計(jì)題目 單基于 SOLIDWORKS 斜臂式機(jī)械手的設(shè)計(jì)課題目的、意義及相關(guān)研究動(dòng)態(tài)：1.課題目的：(1).收集、消化斜臂式 -單臂機(jī)械手的有關(guān)資料；(2).收集、消化 SOLIDWORKS 軟件方面和機(jī)械設(shè)計(jì)方面、氣壓控制方面的資料；(3).通過(guò)畢業(yè)設(shè)計(jì)的完成，對(duì)所的專業(yè)知識(shí)進(jìn)行一次較全面的復(fù)習(xí)，并在整個(gè)設(shè)計(jì)過(guò)程中得以鞏固和提高(4).具備分析問(wèn)題、解決問(wèn)題的能力，學(xué)會(huì)創(chuàng)新，提高學(xué)生的綜合素質(zhì)。2.課題意義：過(guò)對(duì)斜臂式-機(jī)械式手臂的初步了解，它屬于 BRP 系列，適用于 50-250 頓的各型臥式射出成型機(jī)的成品及出水口。上下手臂單截式 BRP650V 及雙截式BRP850WV，上下、引撥、旋出、旋入式均采用氣壓驅(qū)動(dòng)、速度塊、高效率、經(jīng)濟(jì)實(shí)惠型機(jī)械手臂。安裝機(jī)械手可增加產(chǎn)能、降低產(chǎn)品的不良率、保障操作人員的安全性、減少人工、精準(zhǔn)控制生產(chǎn)量、減少浪費(fèi)。它在很多方面都體現(xiàn)出其不可替代的優(yōu)勢(shì)，因而在工業(yè)生產(chǎn)中應(yīng)用廣泛。因此，有效地應(yīng)用機(jī)械手，是發(fā)展機(jī)械工業(yè)的必然趨勢(shì)。這次的畢業(yè)設(shè)計(jì)，使我們掌握 CAD/CAM 軟件方面和機(jī)械設(shè)計(jì)方面的基礎(chǔ)知識(shí)和基本理論，弄清斜臂式-單臂機(jī)械手的工作原理，學(xué)會(huì)對(duì)機(jī)械手的總體及分別對(duì)各部分進(jìn)行設(shè)計(jì)；同時(shí)，培養(yǎng)自己分析問(wèn)題，解決問(wèn)題的能力。此次的畢業(yè)設(shè)計(jì)主要解決的問(wèn)題是：對(duì)斜臂式—單臂機(jī)械手進(jìn)行設(shè)計(jì)。3.相關(guān)研究動(dòng)態(tài)：從目前的機(jī)械手的發(fā)展來(lái)看，隨著技術(shù)的發(fā)展，機(jī)械手臂越來(lái)越高精度、多功能，且向著集成化化、智能化、系統(tǒng)化的方向發(fā)展。課題的主要內(nèi)容、創(chuàng)新之處：1.課題主要內(nèi)容：本次課題是斜臂式單臂機(jī)械手的設(shè)計(jì)，通過(guò)查找相關(guān)資料對(duì)機(jī)械手的機(jī)械部分和控制部分進(jìn)行設(shè)計(jì)，并運(yùn)用 SolidWorks 進(jìn)行模型的構(gòu)建、裝配。課題的主要內(nèi)容如下：(1).完成對(duì)斜臂式 -單臂機(jī)械手的總體結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)(2).單臂式機(jī)械手各部分的設(shè)計(jì)a.回轉(zhuǎn)臂的機(jī)械設(shè)計(jì) b.伸縮臂的機(jī)械設(shè)計(jì)c.立柱的機(jī)械設(shè)計(jì)d.底座部分的機(jī)械設(shè)計(jì)(3).采用氣壓- 繼電器相結(jié)合的控制，完成對(duì)斜臂式-單臂機(jī)械手的控制部分的設(shè)計(jì)(4).用 solidworks 對(duì)斜臂式機(jī)械手進(jìn)行對(duì)其三維模型構(gòu)建和裝配研究方法、設(shè)計(jì)方案：1.研究方法：根據(jù)工業(yè)機(jī)械手的實(shí)際應(yīng)用特征及現(xiàn)有所具有的物質(zhì)基礎(chǔ)條件，以所學(xué)的理論知識(shí)為基礎(chǔ)，按照工業(yè)機(jī)械手工作的一般過(guò)程、設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)，借鑒以往相似設(shè)備的經(jīng)驗(yàn)進(jìn)行初步設(shè)計(jì)，然后對(duì)其進(jìn)來(lái)設(shè)計(jì)和仿真。2.設(shè)計(jì)方案：對(duì)此次畢業(yè)設(shè)計(jì)的要求，主要對(duì)機(jī)械手臂進(jìn)行設(shè)計(jì)以及仿真(1)整個(gè)機(jī)械手臂包括上臂關(guān)節(jié)、上臂、肘部、下臂、手部等。對(duì)機(jī)械手臂的三維建模，采用模塊化設(shè)計(jì)原則，先對(duì)機(jī)械手臂各個(gè)部分進(jìn)行單獨(dú)建模，然后按照一定的配合關(guān)系將各部件裝配成一個(gè)完整的機(jī)械手臂裝配體：a.約束的添加b.碰撞及干涉檢查(2).運(yùn)動(dòng)分析A.機(jī)械手臂軌跡仿真a.下臂及肘部運(yùn)動(dòng)b.下臂、肘部及上全臂運(yùn)動(dòng)(3)機(jī)械手臂作業(yè)空間仿真由于我們這次設(shè)計(jì)的機(jī)械手，主要是讓我們對(duì)它有一個(gè)比較深入的了解，讓我們有實(shí)踐的機(jī)會(huì)，也給了我們印證自己所學(xué)的機(jī)會(huì)。完成期限和預(yù)期進(jìn)度：1.畢業(yè)設(shè)計(jì)開題報(bào)告階段：2015 年 3 月 29 日前； 2.畢業(yè)分散實(shí)習(xí)、調(diào)研階段：2015 年 3 月 2 日～2015 年 3 月 15 日；3.畢業(yè)設(shè)計(jì)中期檢查：2015 年 4 月 12 日； 4.畢業(yè)設(shè)計(jì)結(jié)題、資格審查時(shí)間： 2015 年 5 月 18 日～5 月 19 日；5.畢業(yè)設(shè)計(jì)答辯：2014 年上學(xué)期，2014 年 5 月 21 日～5 月 22 日。主要參考資料：[1]Basem Fayez Yousef,Rajni V. Patel,Mehrdad Moallem.A Manipulator for Medical Applications: Design and Control[J].Journal of Medical Devices,December 2010. [2]李忠晚 淺析機(jī)械手的現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢(shì)[3]穆亞飛 淺談機(jī)械手在機(jī)械工業(yè)中的應(yīng)用 1673—0992(2011)06-128-01[4]盧子馨.機(jī)械手夾持器的設(shè)計(jì)與分析[J].石油大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版) ,1993.06.[5]司震鵬,曹西京,姜小放.真空吸附式機(jī)械手系統(tǒng)設(shè)計(jì)[J].包裝與食品械,2009,(06):26~30.[6]錢志恒，周亞軍．基于 DSP 和 FPGA 的運(yùn)動(dòng)控制器[J]．機(jī)電工程，2009，26(1)：38-41．[7]王希敏.工業(yè)機(jī)械手發(fā)展途徑[J].機(jī)械工程師,1990,(02):43~44,14.[8]豐日美 裝卸機(jī)機(jī)械手的設(shè)計(jì)優(yōu)化[9]陸德民．石油化工自動(dòng)控制設(shè)計(jì)手冊(cè)(第三版)[M]．北京：化學(xué)工業(yè)出版社，2005．[10]范永，譚民．機(jī)器人控制器的現(xiàn)狀與展望[J]．機(jī)器人，1999，21(1)：25—31．[11].尹成龍，牛多青.基于 SOLIDWORKS 的挖掘機(jī)虛擬樣機(jī)設(shè)計(jì)及工作裝置運(yùn)動(dòng)仿真[J].機(jī)械制造,2009.4.7(536):15-17.[12].張存良.七功能水下機(jī)械手運(yùn)動(dòng)學(xué)及虛擬樣機(jī)運(yùn)動(dòng)仿真的研究[D].哈爾濱工程大學(xué)圖書館.哈爾濱工程大學(xué),2008.指導(dǎo)教師意見： 簽名： 年 月 日開 題 報(bào) 告 會(huì) 紀(jì) 要時(shí) 間地 點(diǎn)姓 名職務(wù)（職稱）姓 名職務(wù)（職稱）姓 名職務(wù)（職稱）與會(huì)人員會(huì)議記錄摘要：會(huì)議主持人：記 錄 人：年 月 日教研室意見教研室主任簽名：年 月 日