天花機搬運機械手 Company Logo 一，選題的依據和意義 1.應用搬運機機械手有利于實現材料的傳送，從而可以提高勞動生產率和生產本。 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，使勞動條件得到改善。 3.可以減輕人力，便于有節奏高效的生產。 二、國內外現狀和發展趨勢 我國的工業機械手發展主要是逐步擴大其應用范圍。在應用專業機械手的同時，相應的發展通用機械手，研制出示教式機械手工業機械手是在第二次世界大戰期間發展起來的，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。 1958年美國聯合控制公司研制出第一臺機械手。它的結構是：機體上安裝一回轉長臂，端部裝有電磁鐵的工件抓放機構，控制系統是示教型的； 1962年，美國聯合控制公司在上述方案的基礎上，又試制成一臺數控示教再現型機械手。運動系統仿造坦克炮塔，臂可以回轉、俯仰、伸縮，用液壓驅動；控制系統用磁鼓做儲存裝置。不少球面坐標式機械手就是在這個基礎上發展起來的；普曼公司專門生產工業機械手聯邦德國機器制造業是從 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：聯邦德國 K公司還生產一種點焊機械手，采用關節式結構和程序控制；日本是工業機器人發展最快，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機械手應用最多的國家之一。前蘇聯自六十年代開始發展應用機械手，主要用于機械化、自動化程序較低、繁重單調、有害于健康的輔助性工作。 我國工業機械手的研究與開發始于 20世紀 70年代。 1972年我國第一臺機械手開發于上海，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，我國政府將工業機器人的發展列入其中，并且為此項目投入大量的資金，研究開發并且制造了一系列的工業機器人，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的，同時一系列的機器人關鍵部件也被開發出來，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。可以將機械手各運動構件，如伸縮、擺動、升降、橫移、俯仰等機構，設計成典型的通用機構，以便根據不同的作業要求，選用不用的典型機構，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軌跡控制機械手等。 通過此次畢業設計完成氣動技術與 PLC技術的結合，設計出即環保又高效的機械手 . 原始資料 來料：（ 1）天花機室內機，尺寸830mmx830mmx300mm，重量 40公斤，四側帶安裝耳朵，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機，來料堆疊；（ 3）紙頂蓋，包裝時放于室內機頂部，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節中人工放置的相應工位 系統布局 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 . 工業機器人技術基礎 M. 西北工業大學出版社， 2006.12 2 劉明保，呂春紅等 . 機械手的組成機構及技術指標的確定 J. 河南高等專科學校學報 , 2004.1 3 李超 . 氣動通用上下料機械手的研究與開發 J. 陜西科技大學， 2003 4 蔡衛國 . 關節型搬運機械手設計 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 . 機構創新設計 M. 北京：機械工業出版社 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