本科論文目錄TOC\o"1-3"\h\u5389摘要 I19360Abstract II5813引言 1265511諸論 286721.1研究目的與意義 2245831.2國內外發展現狀 3171811.2.1搬運機械手真空吸附技術國內發展狀況 3222541.2.2搬運機械手真空吸附技術國外發展狀況 4253931.3本文研究內容 5108682石材搬運機械手工作原理及本體結構設計 617852.1石材搬運機械手的工作原理 6141252.2機械結構設計 7325722.2.1總體方案設計 8243812.2.2大臂部結構設計 941242.3驅動結構設計 10242022.4機械手臂升降、伸縮、腕部轉動設計 1153873重要部件的設計計算 12320893.1機手臂伸縮機構設計計算 1234373.2手臂升降機構設計 13319743.3手臂回轉機構設計 1480183.4電機類型選擇 15137553.4.1大臂電機計算 16186643.4.2小臂電機計算 17240233.5機械手控制系統設計方案 19324073.5.1常用控制器比較 19237744真空吸盤搬運可行性分析與剛度計算 2089334.1真空吸盤的原理 2017664.1.1真空吸盤優勢方面 21283094.1.2真空發生裝置的選擇 2168184.2真空吸盤的材料 23211494.3真空吸附系統組成器件 2415314.4真空吸附氣缸的選型 25273634.5真空吸盤吸附力計算 2519542結論 274074參考文獻 281045致謝 30本科論文摘要近年來,隨著我國建筑行業和室內裝飾材料行業的迅速壯大和發展,人們對于石材的固定移位需求越來越大,特別尤其是對于大理石的需求。由于大理石本身自帶的物理性質和特點使其更多地受到了人們的廣泛注意,這就極大地促進了一種新型石材切割和搬運的機械手和一種新型石材雕刻切割機床的應用和開發。然而,我國在使用傳統新型石材切割設備和機器切割大量的石材后,石材的固定移位和運輸仍然是一個大難題,石材的切割和固定移位是關鍵,傳統的石材運輸方法通常不方便且耗時，需要研究和開發新的，靈活的和靈活的固定石材和輔助設備的方法。本課題在充分調研現有的石材搬運系統和機械手的功能和整體結構的設計前提下,明確了研究的內容,確立了設計的方向。根據廣泛收集和查閱的相關國內外現有石材的搬運資料以及機械手的應用技術發展研究現狀,提出了進一步實施真空吸附系統的想法，以有效解決與國內外巖石運輸和使用相關的技術問題,創新開發設計了先進的大理石真空器件起吊吸附系統真空器件的吸附系統與一種面向小型建筑進行石材雕刻的大理石真空吸附平臺,為完善現有國內外石材的搬運系統和機械手的整體設計功能提供了一定的設計論證和進一步技術的大力支持。首先,對搬運機械手的整體運動結構吸附系統進行了設計,在對搬運機械手各主要零部件的整體運動結構進行了分析。論文對大理石起吊真空吸附器件系統中所采取的應用方法得到的大理石真空吸附器件結構進行了具體的介紹,其中主要包括了真空吸附器件的結構及其真空系統的工作原理以及主要真空吸附裝置的結構和計算。闡明了真空系統的工作原理。要充分考慮國內外石材的現有結構和實際應用，才能更好設計和優化大理石真空裝置吸附系統的組件。重點包括真空器件的吸盤結構設計及其應用。關鍵詞：機械手；結構設計；搬運；真空吸盤：

AbstractInrecentyears,withtherapidgrowthanddevelopmentofChina'sconstructionindustryandinteriordecorationmaterialsindustry,people'sdemandforfixeddisplacementofstoneisincreasing,especiallyformarble.Becauseofthephysicalpropertiesandcharacteristicsofmarbleitself,ithasreceivedmoreandmoreattentionfrompeople.Thishasgreatlypromotedtheapplicationanddevelopmentofanewtypeofstonecuttingandhandlingrobotandanewtypeofstonecarvingandcuttingmachine.However,inChina,afterusingtraditionalnewstonecuttingequipmentandmachinestocutalargeamountofstone,thefixeddisplacementandtransportationofstoneisstillabigproblem.Thecuttingandfixeddisplacementofstoneisthekey.ThetraditionalmethodofstonetransportationisusuallyinconvenientandTime-consuming,needtoresearchanddevelopnew,flexibleandflexiblemethodsoffixingstoneandauxiliaryequipment.Underthepremiseoffullyinvestigatingthefunctionandoverallstructureoftheexistingstonehandlingsystemandmanipulator,thissubjectclarifiesthecontentofthestudyandestablishesthedesigndirection.Basedontheextensivecollectionandreviewofrelevantdomesticandforeignexistingstonehandlingmaterialsandtheresearchstatusoftheapplicationtechnologydevelopmentofmanipulators,theideaoffurtherimplementingthevacuumadsorptionsystemwasproposedtoeffectivelysolvethetechnicalproblemsrelatedtothetransportationanduseofrocksathomeandabroad,andinnovationDevelopmentanddesignofadvancedmarblevacuumdeviceliftingandadsorptionsystemVacuumdeviceadsorptionsystemandamarblevacuumadsorptionplatformforstonecarvingforsmallbuildings,whichprovidesacertaindegreefortheimprovementoftheexistingdomesticandforeignstonehandlingsystemandtheoveralldesignfunctionofthemanipulatorThedesigndemonstrationandfurthertechnicalsupport.First,theoverallmotionstructureadsorptionsystemofthehandlingrobotisdesigned,andtheoverallmotionstructureofthemainpartsofthehandlingrobotisanalyzed.Thethesisgivesadetailedintroductiontothestructureofthemarblevacuumsuctiondeviceobtainedbytheapplicationmethodadoptedinthemarbleliftingvacuumsuctiondevicesystem,whichmainlyincludesthestructureofthevacuumsuctiondeviceandtheworkingprincipleofthevacuumsystemandthestructureofthemainvacuumsuctiondeviceAndcalculation.Clarifiedtheworkingprincipleofthevacuumsystem.Itisnecessarytofullyconsidertheexistingstructureandpracticalapplicationofstoneathomeandabroadinordertobetterdesignandoptimizethecomponentsofthemarblevacuumdeviceadsorptionsystem.Thefocusincludesthedesignandapplicationofvacuumdevicesuctioncupstructure.Keywords:Manipulator;Structuraldesign；Handling;Vacuumchuck:引言在通常的坐標型工業搬運機器人的系統中,機械手的操作是直接起到了關鍵作用的,它是傳統的機器人任務執行和驅動部件,也是工業機器人的重要驅動部件之一。本文中所探討的主要機械手是中型的工業搬運專用機械手,并非只適用于占地面積很大的大型機器人工程或是用于重工業特殊用途的搬運機械手,主要設計目標之一是完成協調型機器人的總體設計和液壓驅動系統的簡單自動化設計,因此在實現機械手的任務執行和驅動的機構上也是本次的主要設計目標。選定這個機器人設計的目標后,系統對外部環境的控制和適應在某些的情況下,我們必須確保環境能夠適應系統在外部環境過程中的控制和變化。所以,在我們設計移動搬運機器人時,不僅是我們要充分注重移動和搬運機器人系統的整個結構和部件的設計,還要充分考慮到單個結構和部件的控制和設計,要把他們之間緊密聯系在一起來。真空吸盤可以讓機器人做出靈活多變的自由搬運動作,實現在一定的工作空間和范圍內自由移動和搬運各種真空物體。其中最重要的一點就是對真空吸盤的設計和研究,可以移動和搬運多沉的真空物體,這是由它的真空吸附力加起來大小所決定的。

1諸論1.1研究目的與意義搬運機械手又名工業搬運機器人,這是近來在自動化領域中出現的新技術，已經成為現代科學技術的重要組成部分。在現代機械工業中，機器操作員的領域越來越廣泛，它可以廣泛地用于各種機器零件的組裝，加工和搬運，特別是在各種全自動化的數控機床、組合加工機床上的使用更為普遍。而我們今天要告訴您選擇的機械手是各式石材的工件進行搬運與裝卸。目前機械手的積極勞動作用正日益為現代人們所廣泛認識,它的機械性能部分地完全代替了工人的生活和勞動并能部分地達到自動化生產工藝的基本要求,遵循一定的機械使用程序、時間和一定的位置條件來完成石材和工件的搬運和傳送。因此,它的機械性能大大地有效改善了工人的生活和勞動條件,加快我們實現了工業生產的機械化和工業自動化的發展步伐。因此,受到各先進機械制造單位的高度重視，同時分配大量的人力和物力進行研究和推廣應用技術。只有充分利用各種優質石材進行加工和裝載，機械手才能更好地確保各種石材充分發揮其功能。隨著人們生活水平的提高和對它們的需求，石板的實際使用在超薄板和其他超薄板的方向上增加和發展。其中薄型石板主要與厚度在10mm至15mm的石板有關，超薄石板主要指超薄巖石和厚度在10mm以下的薄巖。這種薄而超薄的石頭體積小，重量輕，吸水均勻、堅實耐用等諸多優點。現在所需要切割的超薄型石板本身厚度越來越薄,在進行二次切割超薄型石板時,可能還是需要進行一次切割多種厚度和形狀的超薄型石板,在切割的石板第一次切割使用完后,往往還是需要對其中的石板進行二次切割加工,這時剛剛切割使用完的兩塊石板如果厚度相距太近,加工時就有可能對石板產生了干涉,因此,需要先對薄形石板等材料進行遠距離的搬運再對石板進行二次切割加工,這種處理薄石板的方法直接關系到石板本身是否會受到沖擊破壞，針對這種薄板真空吸附逐漸發展起來，并廣泛應用于超薄型石材的搬運,真空的吸附不僅為上述問題提供了有效的解決方案,還同時可以對薄形石板等材料進行遠距離的搬運。1.2國內外發展現狀1.2.1搬運機械手真空吸附技術國內發展狀況在現代工業生產中,為了生產和制造加工各種現代化的產品與設施,需要充分運用特別多的科學原理和許多種現代化的技術。在這些科學現代化的原理和技術中,真空吸附的技術已經有著廣泛的實際應用。磁性吸引技術有許多缺點，例如，磁性附加電路難以控制，并且如果沒有一定的磁性，吸盤就無法夾持紙張類的零件。在實際生產中，為了滿足加工薄壁零件的高技術要求，解決薄壁產品變形和夾緊的問題，通常使用真空發生器或吸附式真空夾緊系統來包裝此類薄板零件。我們正在談論的是使用吸附真空或吸附真空發生器開發的帶夾具的系統，例如片材，它使我們能夠成功解決片材形式的工件變形問題，并通過帶有真空發生器的通訊設備從填充件和板之間的兩個觸點之間的添加劑中抽出空氣，使用真空連通會導致吸盤的兩個接觸面與工件之間產生一定的壓力偏移，在與外界大氣壓的耦合作用下可以使得工件內部產生向著吸盤的一定壓力,將薄板類工件的吸盤壓緊在固定的吸盤類工件上來從而達到使工件夾持固定的效果。自1934年以來，當我們開始生產第一臺帶有往復式活塞泵的真空泵時，已經過去了80多年。目前，我國真空泵行業的發展始于單泵真空泵，并正在逐步發展壯大，這使我們能夠設計和制造各種真空系統和應用真空系統，并逐步形成一個更完整的單泵真空泵行業。所以我國的真空抽氣機行業的形成和發展脫離不了西方發達國家的產業發展政策和環境,同時也必須要和目前我國真空工業的現狀和發展戰略主題相一致,只有通過創新技術才能謀求更好的發展。與西方發達國家相比較,在新一輪的工業革命中，我們的單泵真空壓縮機行業已經失去了起跑線，因此，在我們隨后的真空行業中，與該行業的真空產品相關的技術的發展應該令人奮進。以一種開拓創新的精神求得發展。我國高端真空產品的不足主要是表現在產品質量偏低,這就是需要我們不斷對自身的產品和技術進行改進和升級,提高質量,從而使得我們可以快速進軍國際高端真空產品的領域。據統計,國產高端真空設備的市場價格約為國內同類進口設備的10%-12.5%,如果這些高端真空設備和產品變成直接從中國進口制造,其市場價格甚至可以比國外降低大概4-5倍。而隨著國內真空生產設備技術的不斷穩步發展,高端真空產品在國內現代真空生產技術中的所占比重將越來越大,因此，當務之急是國內真空產品必須迅速進入高質量產品的國際市場[1]。2008年11月28日，國家發展和改革事務委員會正式批準建設真空技術實驗室和國家真空技術實驗室。在生產設施中,真空吸附技術的應用是一種非常重要的技術手段,依靠自身獨特的技術優勢在我國真空工業生產中得到的應用越來越廣泛。1.2.2搬運機械手真空吸附技術國外發展狀況隨著更廣泛的應用和更先進的技術，國外的發展甚至更早開始了。早在1643年，意大利物理學家托里斯利在汞柱的一端用一根密封的長玻璃管填充了汞，然后將其變成帶有真空和汞涂層的玻璃管，并發現了顯著的真空，該真空是由760毫米汞柱上的汞密封端形成的。自然空間中存在的真空和汞以及大氣和大氣為真空的廣泛發展和應用奠定了堅實的基礎。同時存在大氣和大氣壓,為真空的廣泛發展和應用奠定了堅實的基礎。1650年，德國的奧托格里克制造了活塞真空泵。1654年，他在瑞典的馬爾德堡國際機場對西半球的真空管線進行了著名的首次測試，此后，真空泵的原理被廣泛應用于西半球的真空管線和德國的真空鐵路運輸中，真空度越來越高在現代世界流行。1940年以后，在核技術，真空冶金，真空膜沉積和真空技術（例如冷凍干燥設備）領域的研究取得了重大進展，例如，1955年后發明和用于加壓的機械真空泵的問世。在剛剛過去的幾十年間,為了滿足當前高端的科學和技術對真空發展的實際應用需要,真空技術向大容量化、高真空化和高清潔化的真空技術方向迅速發展。其特征是高容量，高真空化和高純度。現代真空技術的進步和發展為現代真空吸附技術奠定了堅實的基礎，隨著現代真空技術的發展，真空加注盤開始迅速發展，現代真空工作裝置的設計和應用不僅限于機械臂的一個方面，在真空產品組裝中。加工，運輸等生產和使用，設計和應用也越來越多，以具有質量，體積小，結構緊湊，不容易直接破壞真空產品等諸多優點，逐漸在許多行業搶占了先機。在傳統和現代的工業機械和自動化的包裝系統中,通常，操作員需要在包裝產品內部進行真空抓握，加工，固定和固定，這些已被廣泛研究并主要用作附加機制。例如，在工業真空包裝機的組件的生產過程中，包裝紙的真空吸附，包裝的吸附及其打開，以及電視機械部件（如顯像管和電子槍）的加工，運輸，組裝和組裝等過程中生產和使用。1.3本文研究內容隨著現代數控技術的發展，真空吸盤技術在金屬領域應用已經非常廣泛，在石材加工領域應用相對偏少，但是已經顯示出在石材加工方面的優勢，近年來,石材搬運機械手和石材真空雕刻吸附平臺機床的發展非常迅速,而石材真空雕刻吸盤和石材真空吸附平臺機床作為其中的兩個關鍵部件,其機械性能的好壞直接地影響到石材切割和雕刻的效果以及加工進度和能力。本文的研究內容如下：首先,明確研究內容,確立設計方向。根據廣泛查閱相關國內外機械手真空吸盤的發展現狀,了解機械手真空吸盤的研發歷程以及發展前景,針對我國現狀,分析并設計出符合的石材搬運機械手。對已經確定好的機械手臂零件進行最佳參數的調整和優化,改善機械運動中各部副所能承受到的傾覆和力矩,減少了機械手臂內部零件的最大可承受力,增加了生產線的可靠性和使用壽命。運用solidworks軟件對產品的機械手精準度進行了仿真模擬和分析,驗證各個部件的基本設計結構是否合理,運用了拓撲結構優化的技術和方法,對不合理的拓撲結構和穩定性進行了改善,提高了機械手穩定性和精準度的同時大大降低了制造的時間和成本。進行真空吸盤搬運的可行性分析。分析制作真空吸盤材料、真空吸盤系統組成器件、真空吸盤吸附力計算。2石材搬運機械手工作原理及本體結構設計2.1石材搬運機械手的工作原理圖2.1二維簡圖在手腕頂部則通過真空吸附實現對于負載目標的吸取，電機軸與機械手關節處通過連接套進行連接，驅動力通過連接套間接地將力有效傳遞給各關節，在順利通過電路控制電機，在空間運動的三個方向即前后，上下以及左右分別有三個步進電機控制。在豎直向上，步進電機與轉動蝸桿副通過聯軸器連接在一起，轉動蝸桿副安裝在電機法蘭上作為整個支撐,當步進電機正向轉動時，轉動蝸桿副把步進電機的轉動轉換成回轉運動，因為底座是固定不動的，所以蝸輪就會在蝸桿的帶動下旋轉，這樣機械手就可以完成腰部回轉，前后方向與豎直方向有同樣的結構，通過前后方向的連桿步進電機與連桿軸以及聯軸器將電機的轉動轉換成大臂的前后運動，石材搬運機械手的吸附與松開，機械手吸盤內部有傳感器，當石材接近傳感器時，傳感器將信號傳給控制中心，控制中心發出信號齒輪傳動向后運動,小臂步進電機驅動吸盤進行輸送石材，當被抓取件達到指定位置時，機械手指靠彈簧的作用力使機械吸盤松開,放下石材,然后小臂步進電機反轉,使步進電機退回原來預定的位置，這樣整個輸送石材過程完成。2.2機械結構設計當前，在機械手的所有功能和結構中，肩部負責執行機械手的運動和動作，以及通過手來刺激和維持手和手腕的運動。由于機械手的手通常可以在指定的時間和地點運輸機械臂捕獲的產品，因此對于機械手的構造者，通常需要三個參考自由度：伸展，旋轉和抬起臂。立柱的腕部橫向伸縮和移動就是通過手臂的腕部橫向伸縮和移動。一般情況下,手臂上多種的驅動和傳動的機構都實現了對手臂的伸縮和運動,因此這些傳動機構不僅可能需要同時承擔推動和支撐工件的腕部運動,也可能還需要同時承擔推動工件的手臂、手腕和機械手其他手部的運動。由于機械手的工作性能直接受到了機械手臂的腕部運動結構、靈活性和其工作運動范圍的直接影響,因此我們需要根據手臂設計過程中所需的手臂抓取重量和其運動的方式、參考的自由度、運動的加速度和對工作精度的要求等因素來設計。同時，在設計過程中，必須充分考慮支臂的負載，并考慮支臂的負載和合理數量的管線布置，因此支臂設計是一項復雜而艱巨的項目工作。通常來說,設計機械手臂的時候需要特別注意以下的因素。①保證手臂的剛度：臂部在進行高強度的戶外運動中往往需要同時承擔較大的身體重量和外部重力,因此剛度不夠的特殊材料很有可能甚至會直接使您的臂部結構產生嚴重強度變形。通過合理的材料選材和整體臂部變形結構設計,可以有效地進行控制和有效保證其臂部變形的加速度和移動范圍的安全可控

②良好的建筑材料市場導向性:手臂在直線移動中，手可以沿運動軸產生相對運動。

③偏重力矩要小：偏重力矩是指由于肩膀在其旋轉軸上的運動的重量而產生的靜態力矩。為了以較低的手的精度來提高機器的精度和效率，需要最小化肩部的重量，從而可以有效地減小機器人的手在其旋轉軸上的慣性。

④能夠平穩運動，準確定位：

臂部的動量越大,也就是手臂運動的速度越快,其質量越大,那么就可能會因為較大的慣性而對手臂引起更大的摩擦力,就會導致手臂運動的不平穩從而精度就會受到影響。因此緊湊的機械臂結構和較輕的臂部重量,加上一些必要的緩沖和保護措施的使用是非常有必要的。2.2.1總體方案設計它指的是一種機器人形的多接頭結構,并已經調整好了圓柱形的多接頭結構,球面直角坐標的多接頭結構,該類型多接頭機器人的結構和它們的相應結構特征與其中的每一個一致,如下所述。

1.直角坐標結構

直角的坐標多接頭結構運動空間機器人是直角的坐標多接頭機器人,它指的是一個落實到了閉環機器人的位置運動空間控制的一種線性空間運動,由如下的圖2-1(a)所示,直角的坐標多接頭機器人的運動可以直接達到非常高的精度和位置,實現各種只有三個其他機器人存在的水平和垂直的直線空間運動的精度。然而,直角的坐標多接頭機器人的內部架相對于其他多接頭機器人的運動空間結構,還算比較小的。因此,為了能夠實現恒定的直角坐標空間運動,必須調整好其內部架結構。直角坐標機器人的內部架和工作區域主要是一個矩形運動空間。直角的坐標多接頭機器人主要是用于機械組裝和零部件的搬運,直角坐標多接頭機器人它主要具有懸臂門,起重機等類型的內部架結構。

2.圓柱坐標結構

如圖2-1(b)中，調整直線的運動并且可以實現兩個旋轉方向。該圓柱形機器人的操作相對簡單，并且可以很好地執行和用于一般精度的操作中。它的機器人工作空間其實是一個圓柱形的機器人空間。

3.球坐標結構

如圖2-1(c)中，機器人空間中的移動結構由沿機器人方向移動的球形坐標組成，該球形坐標允許在兩個方向上旋轉。這種簡單的圓柱機器人坐標結構，成本低，精度不高。4.關節型結構如圖2-1(d)所示，空間移動搬運機器人包括三個旋轉方向。移動此運輸機器人的主要方法是靈活，緊湊，占地小。該移動式裝載機主要廣泛用于焊接，涂層，運輸，裝配，其特點廣泛應用于機械工業。根據機械手的結構，這種類型的搬運具有水平關節型和垂直關節型的形式。(b)(c)(d)圖2.2坐標結構圖根據任務書和具體要求，我選擇了關節型(d)。機器人的工作范圍是很大的，并且運動靈活，通用性好，結構更緊湊。2.2.2大臂部結構設計肩部組件的主要功能和作用是將機器人連接到運動的起點，從而釋放出進行操作的空間。設計要求基本如下：

1.手臂，需要剛度好，重量輕盈。

2.保證在臂的速度高時，兼具擁有小的慣性。

3.保持運動臂部是靈活美觀的，為確保平穩運動，將運動過程中手部之間的摩擦力降至最低。

4.位置精度要高。

手臂的位置和精度比大臂要高。為了有效地減少發動機的驅動力以及底部和抓地力的負擔，減少肩部的摩擦和重量，并確保其位置，一方面有效地提高了電機對手臂的動態響應，一方面使用了薄鋁合金元件進行設計。由于手采用的是拋光鑄件結構，因此也可以鑄出最小的厚度，取決于不同運動類型的機器人尺寸和薄鋁合金材質的澆鑄件,具體見表2-1所示:表2-1砂型鑄造鑄件最小壁厚鑄件尺寸鑄鋼灰鑄鋼球墨鑄鐵可鍛鑄鐵鋁合金銅合金＜200×2005～83～54～63～53～3.53～5200×200-500×50010～124～108～124～64～66～8＞500×50015～2010～1512～20它是簡單地砂鑄造結構設計，鑄造結構對應于每個不同的鑄件應根據各個特性來設計。在這次設計中，使用鑄鋁外殼手臂。2.3驅動結構設計傳動方式的選擇傳動是指通過選擇交流電機驅動源及相應的傳動裝置與相應的關節驅動部件的一種連接驅動形式和基本的驅動方式。基本的這種連接驅動形式和基本驅動的方式主要有分為如下幾種:直接的、遠距離的連接發電機傳動，間接發電機驅動、直接步進電機驅動。交流電機驅動源常用的驅動方式主要有近距離的液壓、氣壓、直流三種步進電機驅動和間接步進以及交流電機的驅動四種基本的類型[5]。其中交流電機的驅動是新近幾年發展并流行起來的一種步進電機驅動的方法。機械手驅動器的選擇和計算與一般工業工程中的驅動器結構和結構大致相同。但是工業機器人的傳動系統通常要求結構緊湊，重量輕，慣性小，體積小，以有效消除傳動間隙，提高運動精度和固定位置。除常規齒輪外，通常還使用蝸輪蝸桿，鏈輪和行星齒輪，球驅動器，諧波齒輪，鋼帶，同步正時皮帶和皮帶輪[6]。經過全面的理論分析并進一步考慮了系統的穩定性和總體運動平衡性(機械手臂采用了質量和速度的平衡),本文檔是具有遠程連接和間接驅動器的機械手動模擬驅動器設計。驅動源使用具有不完整動力傳輸的步進電機，具有一定的速度和自鎖力矩,傳動裝置主要采用一對錐齒輪的傳動和腕關節絲杠螺母的傳動。對于每個齒輪和腕關節，必須采用兩種傳動方式：驅動器和腰關節的垂直旋轉齒輪：通過錐齒輪和腕關節的步進電機直接旋轉齒輪，用于腕關節垂直旋轉的大杠桿用于大手水平旋轉;驅動大臂垂直俯仰的驅動肩輪和腰關節:由于步進電機通過驅動大臂上的絲杠和螺母,將回轉大臂垂直運動的腕關節轉換為大臂直線的回轉運動從而有效地推動了大臂繞肩輪和腕關節的轉動從而產生的俯仰運動,在俯仰運動中由大臂限位保護開關驅動絲桿進行大臂的行程限位保護;驅動小臂垂直俯仰的驅動肘輪和腕關節:同驅動大臂垂直俯仰一樣傳動的方式;驅動手腕向右旋轉并且肩輪和手腕關節向右旋轉：與彎曲大臂方向相同。2.4機械手臂升降、伸縮、腕部轉動設計整個機構手中的手腕在支持和溝通方面起著重要作用。首先，手腕的設計是雙手與機械肩膀之間的唯一連接，具有自然彈性，在支撐和保護雙手方面起著重要作用。在通過機械手設計手腕的結構時，應特別注意以下幾點：簡單的手腕結構，重量控制。靈巧可靠，手腕緊繃性好。手腕的設計需要特別注意，手腕的結構決定了每個機械手的自由度和柔韌性，有必要仔細檢查各種自由度，并且由于我們在這里談論的是機械手，就像其他機械手臂一樣，它是手腕之間包括腕線在內的重要連接環節，腕部也在這里進行布線，因此，考慮到腕骨線的合理位置以及潤滑劑/修補/自由度的調節，應該需要特別注意,設計中這些注意的問題不僅要在設計中考慮到對自度的直接影響,也同時還要考慮到適應機械手工作周圍環境的實際使用需求。另外,如果你不需要將油缸夾在手腕內，則管道應盡量伸到手臂本身，不僅要確保油缸的外觀對齊良好，而且要確保內管不會向外彎曲以減少意外損壞。在結構上呈圓柱狀，這種機械臂設計采用了新型設計的旋轉腕夾圓柱體，可以直接影響腕部的旋轉。這樣的油缸結構形式可以有效保證緊湊的油缸結構和更小的油缸體積,但是同時也具有密封性差的缺點。在設計中夾緊缸的手腕時，該結構用到了定片和后手蓋，旋轉腕帶與圓筒和前蓋夾的連接是通過連接螺栓建立的，活動板的夾緊缸與手柄下部的支架也連接在一起，而底座和手部位置被連成一個整體。因此當旋轉手腕的機械臂分別按壓氣缸的兩側時，驅動了動片的轉動這樣就直接實現了手腕的回轉和運動。3重要部件的設計計算3.1機手臂伸縮機構設計計算手臂背部運動支撐是一種人類智能機械手的主要運動支撐和提供執行手臂運動能力部件。它的身體結構和運動作用主要目的是用來支撐一個人的身體腕部和其他人的手部,并直接通過帶動它們在一定長度空間上的橫向運動。進行手的臂部和其他工件整體運動的主要工作目的,一般都看作是為了能夠把手的臂部和其他工件運動送達它們在工作空間和臂部運動物理功能適用范圍內的任意一個工作地點上,就其在肩膀和肩膀運動上的總體動態負荷而言，它不僅直接在工作中承受手，臂和工作的其他主要部分，而且還比其自身的運動更重要，使得其臂部受到的力較為復雜。機械手的性能和精度最終主要還是集中在反映在機械手部的位置和精度上。所以在機械手中選擇合適的導向控制裝置和定位的方式就對機械手顯得尤其重要了。手臂的伸縮速度為小于250m/s行程L=400mm1.手臂右腔工作壓力，公式得:（3-1）式中：——取工件重和手臂活動部件總重，估計，所以代入公式得：由課本《液壓與氣壓傳動》表9-2表得:負載小于時，工作壓力小于,取（3-2）由由書《液壓與氣壓傳動》查表4-2得直徑為80mm2.手臂右腔流量，公式得:（3-3）3.2手臂升降機構設計傳動電器機構的臂爪手臂整機可以直接執行傳動機械手的升降動作,實現整個傳動電器機械手的聯接升降傳動功能,通過手臂聯接執行升降傳動手爪整個傳動電器機構的臂爪手臂整機可以直接自動實現整個機械傳動裝置的肩部與整個貨物的全負荷通訊將減少，與提升凸輪驅動臂的連接可以直接自動進行實現整個傳動機械手臂整機貨物的整體上升與貨物整體上的下降。由于自動升降機械手臂的內部重量較大,因此,升降機的手臂通常需要與動力導向和運動支撐兩個主要部件相互地配合使用來正確位置實現升降功能。手臂的速度小于70mm/s，行程為300mm，符號為Z氣缸長度設計為，氣缸運行角速度，加速度時間，壓強氣缸內徑為，半徑R=105mm，軸徑，半徑，則力矩；（3-4)尺寸校準，以確定與手臂旋轉有關的零件的質量，分析節點的質量分布，在圓盤半徑上分布的等效質量密度，然后得出慣性：（3-5）（3-6）考慮滾動軸承,油封之間的徑向摩擦力,設定油承軸之間的徑向摩擦阻力系數，（3-7）總驅動力矩(3-8),所以設計尺寸滿足使用要求。3.3手臂回轉機構設計本項目研究課題的新型手臂驅動結構由于具有較大手臂反向回轉這一個重要的活動自由度,可以被理解成作為一種采用簡單的手臂具有一個較大手臂活動度的新型手臂反向回轉驅動結構對手臂氣缸運動進行反向驅動的一種新型手臂反向回轉驅動結構。計算重力要求:使用手臂負荷回轉0-210°、角速度負荷回轉速度w、或小于90°/s以最大的角角負荷回轉速度w來進行重力計算:當您將伸縮后的工件手臂裝夾在伸縮手爪上,伸縮工件手臂的拉伸長度重量處于最大限度伸縮手臂長度時,采用重量手臂伸縮長度重量估算的方法,總重量手臂長度大約為100kg,伸縮后的手臂通過液壓缸進行伸出后的總長度值與l=800mm。計算扭矩：設重力集中于離手指中心250mm處，假設所吸的重物的重力2為F，即扭矩M2為；（3-9）由于現在還沒有立式油缸壓力配件、擺動式油缸的壓力配件以及計算摩擦力矩的配件問題一直存在,暫且在原來計算力矩的這個系數在其基礎上不再乘以它的系數則:（3-10）由公式（3-11）其中：所以帶入公式：（3-12）由所以：（3-13）3.4電機類型選擇當前，在工業自動化領域中，兩種常用的電動機是步進電動機和伺服電動機。根據操作方法和特性，這兩種類型可以分為數字，混合，開放和垂直。伺服制動步進電機是一種開環控制機器，可以將電脈沖的頻率和輸出信號轉換為角位移或非線性角位移。步進電動機的旋轉速度和電動機的停止位置僅與輸出脈沖的接收頻率和輸出脈沖的大小有關，與電動機負載的旋轉速度無關。所以當伺服步進電機的驅動器接收到電機沒有產生過載的頻率和電脈沖信號時,他可以控制步進電機來設置給定方向的快速旋轉角度。所謂的步進角可以使快速旋轉的電動機沿一定方向和角度逐漸移動。因此,變速驅動器可以通過控制脈沖數和開環電動機的加速度來自動控制角度運動，從而可以確定電動機的確切位置。同時，您可以控制電機脈沖的頻率并打開環以自動控制加速脈沖以打開環以控制步進電機的快速旋轉和電機加速度。制動伺服電機是控制伺服系統的常用設備之一，需要機械零件來控制伺服驅動器，是一種間接驅動器，用于對伺服電機進行補貼。在對輸入電脈沖信號的開環控制下,伺服變速電機的脈沖數和轉子可以開始快速旋轉并產生快速反應。在自動控制伺服系統中,它的轉子起到了制動器的輔助作用。它們的主要特點還包括較小的操縱時間常數，較高的線性度和較高的啟動電壓。主要的特點是信號輸出電壓為零時電機無旋轉,隨著轉矩的逐漸增加,速度均勻地下降。本文主要設計的是機械手動式步進系統,x軸和z軸都是選用了兩相混合式的步進伺服電機,主要是出于以下的考慮:(1)機械手工作穩定,低概率出現亂速的情況。(2)機械手是平移運動的簡單過程,載荷均勻且簡單，甚至更少。(3)在成本估算方面來看,步進電機價低,而伺服電機價格質量比相對高一些。3.4.1大臂電機計算假設部位搬運者的肩膀小臂及右手腕部為圍繞第二部位搬運者之軸的平均旋轉重量:（3-14）（3-15）大臂速度是，則旋轉開始時的轉矩用以下式表達：使機械手大臂從到需要的用時則：（3-16）考慮到機器人手臂旋轉軸的各個部分，以開始旋轉作為開始力矩，我們可以假設安全指數為2，而輸出諧波減速器為最小轉矩：（3-17）設得諧波減速器：型號：(型扁平式諧波減速器）額定輸出轉矩減速比：設減速器的諧波頻率為減速器的的輸入傳遞力矩效率的表達式為:,步進減速電機對應的輸出傳遞力矩效率為:（3-18）設得BF反應式步進電機型號：55BF003靜轉矩：步距角：3.4.2小臂電機計算這次設計關節型機器人軸承是非常光滑的，靜轉矩小在旋轉時就會需要相對小的轉動。因為直線的慣性最大。各搬運軸的慣性中心第一搬運軸的轉動慣量分別為,根據平行搬運軸的定理可得繞第一搬運軸的轉動慣量分別為:（3-19）式子里:分別為頭部負載2kg,手臂1kg,腕部4kg;分別其中的長度。忽略不計,以物體中心第一軸質量繞第一軸旋搬運動至中心第一軸的轉動慣量系數表示公式為:（3-20)同理我們同時亦可得到左小臂及右手腕部為圍繞第二齒輪搬運工作軸的轉動慣量:(3-21)(3-22)設加速度到小臂同步帶的轉速之間夾角為加速度從0到所需加速的時間,則小臂同步帶的轉速應用于輸出轉矩的公式為:(3-23)鑒于一個物體圍繞運動減速器開始旋轉的軸運動時的慣性和一個摩擦轉矩中心軸的運動特性以及基于機器人或者手臂的高速運動對于重心的各個主要運動慣性部分,扭矩的作用大小通常可以通過下式假定.在一個減速器開始起動時,開始高速旋轉,輸出所有必需的運動扭矩大小是基于諧波運動減速器最小的運動扭矩:(3-24)設得諧波減速器：型號：額定輸出轉矩減速比：設減速器的諧波頻率為減速器的的輸入傳遞力矩效率的表達式為:,步進減速電機對應的輸出傳遞力矩效率為:(3-25)設得BF反應式步進電機型號：55BF003靜轉矩：步距角：3.5機械手控制系統設計方案3.5.1常用控制器比較目前,自動化微控制器生產制造技術工作中常用的自動化微控制器主要有工業pc、單片機和PLC,三者的實際比較介紹應用情況如表3-1所示:表3-1，控制器比較表類別優勢缺點工業PC總線系統

功能特性類似于計算機系統,可以裝配運動控制卡和功能擴展模塊，通信能力強,用戶體驗很好，類似于個人PC成本投入很高，研發周期很長，系統使用與維護要求高單片機該MCU適用于小型控制系統，具有出色的處理能力，低能耗，低成本復雜的PCB繪圖，開發周期長,適應性低，故障率高、不適合惡劣的工業環境PLC功能完善、開發要求低、使用和維護成本低、抗干擾能力強、與外接設備通信方便、性價比高品牌復雜,不同廠商之間的兼容性差,不同供應商之間的兼容性差，不同制造商的編程方法不同，靈活性需要提高通過以上常用控制器的對比，結合機械手的工作要求，本系統采用PLC作為機械手上下料的主控單元。4真空吸盤搬運可行性分析與剛度計算4.1真空吸盤的原理對于氣路真空空氣發生器系統中的真空組件及氣路真空吸附氣路高壓反應器系統中的氣路真空吸附電磁閥等各種氣路真空控制元件回路進行了優化精選,保證了對各種氣路真空控制元件的最高真空密封度和性能達到要求,真空氣路反應器的真空吸附氣路控制元件回路的工作原理圖及結構圖可參見軟件圖4-1。圖4.1吸附回路原理圖真空發生器系統吸附回路的工作原理情況及結構分析:吸附作業基本上，當真空電磁閥5通電時，壓縮空氣即刻進入真空系統，并且發生器6被充分吸附，真空發生器6的運行使真空發生器能夠在磁盤腔中快速產生大量真空，這使吸盤達到最小真空，并且吸附工作很緊。與真空填充裝置相互連接的壓力大于真空發生器盤內部和外部的壓降。真空吸盤使工作放松：當關閉真空電磁閥5時，壓縮空氣從磁盤上斷開，此時沒有快速輸入壓縮空氣，吸盤10的真空發生器將很快釋放一些重物質。此時，真空發生器的吸盤在吸附鼓彈簧的作用下與大理石磚接觸并吸附，然后大理石磚快速移動并到達目的地，當真空發生器的板迅速停止供氣時，大理石磚與真空發生器的迅速分離，真空發生器迅速停止供氣。真空發生器吸附氣缸在自身彈簧的作用下迅速回到初始的狀態,真空發生器吸附氣缸的真空系統氣路工作原理及圖結構如圖4-2所示。圖4-2，吸附氣缸原理圖4.1.1真空吸盤優勢方面（1）為了進行真空吸附，為了選擇能夠在空氣中輕松可靠地移動的物體，薄脆性物體的真空填充盤的下表面要有一定的柔軟度并具有一定的底部彈性，而且不容易直接損壞需要選擇的物體的下表面。對于易碎物品，如果真空吸盤是直接通過機械方法清除物品而進行的，則可能直接導致損壞易碎物品。對于由真空抽吸系統自動吸附的真空添加劑，可以有效減少并避免運輸必要物品時可能發生的損壞。（2）拾取和釋放的速度迅速,有利于用戶減少了輔助設備重復操作的時間,提高了輔助設備生產的效率。（3）它的適用范圍廣,對于任何一種物體或者對于具有較光滑塑料表面的任何一種物體都完全的也可以用這種真空塑料吸盤直接用來進行物料吸附或者搬運。特別多的是對于各種非金屬等不經常適宜夾緊的氣密物體,真空氣密吸附的作用優勢更加顯著。4.1.2真空發生裝置的選擇真空發生裝置能夠使吸盤內產生真空，用于石材建造的真空填充器設備主要有兩種形式：真空盤式發生器和真空泵。特別地，真空盤發生器是可以使用正壓氣體源獲得的負壓真空元件，并且當存在壓縮空氣時，很容易獲得負壓的直接注入。其中真空盤發生器廣泛用于例如機械，電子，包裝其他應用領域。特別地，真空盤發生器通常與真空填充器發生器結合使用，才可以進行吸附，加工等工作，尤其是軟和脆性非金屬材料的吸附。真空發生器的工作原理是：通過真空噴嘴將高速壓縮空氣噴入吸附劑，在吸附腔和噴嘴出口形成一定的噴射流，噴嘴出口周圍的空氣不斷被吸出，可以看出填充腔中的噴射壓力小于大氣壓吸附腔中的壓力，從而直接形成一定程度的注入真空。真空盤發生器的特點是體積小，噪音低，成本低，使用方便等優點，可以直接達到高水平的注射真空度，但流量略小，必須依靠良好的壓縮源，必要時連接儲氣罐，在真空孔中，連接到真空吸盤，施加真空噴霧壓力，然后抽吸真空盤以卸下真空體。其中真空吸盤發生器的其工作原理和結構如圖4-3所示。圖4-3，真空發生器由傳統流體力學的知識分析過程可知,對于一種完全不可逆被壓縮的液態氣體(即當這種氣體在低速度下運動時,可近似地明確認為這種氣體本身是一種完全不可逆的壓縮液態氣體)的連續不可壓縮壓力方程式通常可以被簡寫為:(4-1)式中——管道截面，——氣體流速，由上式可知:截面與管路流速的大小成正反比,因此若管路處于水平,則可以將理想的能量方程式分解為:(4-2)式中——截面處的壓力，——截面處的流速，——流體重度，——重力加速度，由上式可知,流速增大,壓力增加流速降低,當時，,如果大氣壓將流速提高到一定程度，則會導致大氣壓小于一個值，即增加流速迅速產生的負壓。可以用一種增大流速的方法來通過正壓獲得大氣負壓,從而增大流速產生真空吸附力。對于一個類型確定的真空吸附泵工作系統,如果所使用的真空吸附泵與所使用的真空發生器都能夠很好地滿足其工作的要求,是應該選擇用真空泵還是真空發生器作為主要的真空源,如下表4-1綜合各種技術方面的考慮因素,選定真空源的類型。表4-1，真空發生器與真空泵比較比較方面真空源真空發生器真空泵抽吸流量二者滿足一項大極限真空度大結構、成本簡單、低復雜、高安裝、維修方便、簡單不便、困難真空產生和消除快慢功率消耗大小應用場合有局限性廣泛4.2真空吸盤的材料首先，可以為真空吸盤中使用的材料選擇合適的工作環境。在石材加工中使用真空填充材料具有以下幾個特點：第一，耐磨性。在吸附石材的過程中，吸盤必須經常與石材表面接觸，因此，不能避免長時間的摩擦，并且在加工過程中，當填充盤產生大量石材碎片時，很容易在真空吸盤上造成較大的磨損。第二個特點是良好的彈性。真空盤用于捕獲要加工的石材;您需要一個真空裝置以在填充物和石材之間形成真空;填充物與石材之間的緊密配合是在石材中形成長期真空的重要條件。第三個特征是良好的壓力承受能力。由于真空填充板不適用于石材，因此具有良好的耐酸性，耐油性，耐高溫性，耐老化性等特性，在添加劑的適用性和成本方面具有明顯的優勢。控制，并避免因頻繁更換吸盤而造成壓力和經濟損失。因此，在選擇和開發真空吸盤材料時，必須特別注意其適用性和工作條件。真空吸盤是為在工作環境中吸附大理石板而設計的，吸附石質板需要長時間收集和運輸，所以本文對該材料的設計需要采用耐磨、不容易變形、重量輕的硬鋁合金真空盤吸吸盤材料。真空吸盤的如何使用主體材料關于密封條及其性能使用主體材料多種多樣,各種類型使用主體材料的各種密封條與其對應著不同的使用密封條及其性能,在不同的各種使用材料環境及其條件下它中的其封條使用主體材料的的性能及其表現也不盡相同,真空沖壓吸盤的使用密封條及其性能使用主體材料的產品種類及其使用性能如表4-2所示。表4-2，真空吸盤材料選擇表材料工作溫度（℃）耐磨性耐水性耐油性耐酸性抗拉力硅橡膠-70～250弱一般弱弱弱聚氨酯0～60強弱強強強丁腈橡膠0～120強一般強一般強氟素橡膠0～250一般強強強一般乙丙橡膠-20～120一般強弱弱強通過觀察吸盤的內部真空管就可以清楚看出這種吸盤的其內部工作運動原理及其特點并通過結合上圖表4-2,不難看出丁腈橡膠具有良好的化學耐磨性，耐油性，耐熱性和高溫性，以及特別良好的氣密性和良好的壓力拉伸強度，良好的彈性，真空管和吸盤的內墊圈非常適合加工使用。4.3真空吸附系統組成器件在我們的日常生活中,吸盤的實際工作狀態和環境不一定可能保持的是理想工作狀態下的光滑平面,可能也無法避免吸盤承受不了粗糙、坑坑洼洼、傾斜不平的工作面。因此,合理的選擇真空吸盤形狀和結構設計方案就顯得絕對重要了,這樣吸盤才可以直接形成一個穩定的真空封閉氣室,從而使吸盤產生一個充足而持久的真空吸附力。近年來,在吸盤進入工業生產的過程中,真空吸盤的結構設計應用已經非常廣泛,而且其技術越來越成熟,形狀相對也變得比較固定,并且國外已經在市場上推出了一系列模塊化的元器件組裝真空拾取單元,利用這些元器件直接組裝成合理的真空拾取單元,以更好地滿足用戶的多樣化需求,應用非常方便。高端真空填充產品是高強度真空吸附裝置的設計和實現的重要組成部分，該填充材料主要用于生產二腈橡膠，具有較高的彈性和伸長率，廣泛用于各種高端真空保持裝置，如建筑，玻璃等化工行業直接將各種真空添加劑的性能轉換為機械能的行業。真空吸盤通常是通過將各種橡膠材料和金屬框架的混合物壓入而形成的。真空吸盤結構設計的合理性準確程度會直接地影響著推廣應用真空吸附技術裝置的正常工作和使用性能。可以有效地根據需求選擇、設計出合適的真空吸盤裝置是成功地推廣應用大理石真空吸附技術的一個重要關鍵。由于通常使用真空吸盤作為夾持大理石產品的主要支撐，因此真空吸盤通常需要與適當的機械組件結合使用，最好將其固定在大理石加工機器的不同位置，與真空吸盤的連接設計為了能夠便于真空吸盤更好的固定于大理石機床的各個加工操作部位,真空吸盤與大理石機主軸的旋轉頭固定在一起用于張緊和加工大理石材料，真空吸盤和相關組成部件。4.4真空吸附氣缸的選型本產品設計中采用由于通常使用真空吸盤作為夾持大理石產品的主要支撐件，因此真空吸盤通常需要與適當的機械組件結合使用，以便更好地夾持和加工大理石板，最好將其固定在大理石加工機器的不同位置，這是其主要功能之一。大理石真空吸附缸的功能是在大理石真空下通過兩個導桿驅動。當石塊被導桿吸附時，真空大理石吸附筒向下移動至底部，該導桿將兩對剛性導桿推至下端，在夾緊螺母和導引部件之間接觸，同時大理石真空驅動吸附圓柱體增加了板的內部重力，真空大理石吸附筒無法承受載荷，石板的內部重力通過剛性導桿上的一對緊固螺母，這些螺母首先傳遞給l型石板，然后傳遞給板與主軸的連接頭，最后傳遞給主軸通過真空大理石升降缸和主軸上的導桿來升降真空大理石吸附板。由于具有真空大理石吸附功能的圓柱體無法承受大理石平板的傳遞，因此它在刺激大理石真空吸盤下的運動中起著重要作用。所以,真空大理石吸附的氣缸只要能夠滿足了工作性能的要求進行使用即可。4.5真空吸盤吸附力計算由壓力公式可知：（4-3）式中——壓力，——壓強，——面積，在理想狀態下，假設吸盤底面為矩形，則吸附力公式為（4-4）整理可得，理想狀態下吸附力計算公式為（4-5）式中——吸附力，——吸盤內的真空度，——吸盤的有效長度，——吸盤的有效寬度，由上式中我們可以清楚地看出,影響吸盤真空發生裝置吸附力的主要影響因素之一就是真空發生吸盤內部所產生的真空度以及吸盤的有效長度和有效寬度,從而我們可以直接確定真空吸附系統發生的裝置及吸盤對于真空吸附系統是否具有重要的決定作用。在實際的狀態下,真空發生吸盤的有效吸附長度及面積在真空吸附狀態下可能會有所擴大,真空吸附寬度取,即，考慮在安全系數下,真空發生裝置吸附力的計算公式定義為(4-6)(4-7)式中——完全吸附能力，——真空吸附力，——真空度，——吸盤吸附面積，——安全系數（取為）。本設計中，真空吸盤的吸附面積，真空度取最高值的80%左右，這里取85%。計算得到，即設計的真空吸盤吸附力非常滿足設計要求。

結論本論文主要工作是實現石材搬運機械手的自動搬運,加快生產節拍。每個完整的目標機械系統必須同時具有明確的設計目標和系統的各種功能,結構,功能,目標和各種技術手段,把系統的各個功能和子系統都結合了起來。進一步明白了機械手和石材的加工對于促進國民經濟生產基礎的建設和社會發展的意義和重要性。本文對于機械手臂的肩部、手部結構進行了詳細的結構設計,對于進行石材加工搬運過程中機械手的結構和質量、材料、傳動機構的計算、軸承的結構選擇、軸的力學特性計算以及對真空吸盤系統可行性的分析幾個技術方面的重點進行了分析。通過本文的工作，可以得到以下結論：查閱國內外機械手發展情況，并對目前主流機械手的進行了詳細的劃分和介紹，探討本文的預期創新點和論文內容安排；大大提高了對石材的設計和加工能力。通過對cad/cam技術的自動化和支持,使用計算機軟件進行編程,大大提高了對石材的設計和加工的自動化能力；

（3）完成機械手結構設計，根據結構優化理論，對整體進行優化，并針對吸盤結構進行了詳細的分析；（4）即使，本文分別對真空吸盤的材料，組成器件進行分析，并且對吸附力進行計算。但計算簡化，不夠精確，后續研究需進一步完善；（5）大大降低了工人的勞動強度。由于石材數控技術的廣泛運用,使得石材制品的加工企業減少了對于工人的依賴和自動化程度,可以有效減少石材加工人的勞動數量,改善了石材加工人的日常工作生活環境。

參考文獻[1]劉鴻文.材料力學[M].高等教育出版社，1991.[2]陳宏鈞.典型零件機械加工生產實例[M].機械工業出版社，2016.[3]張寶珠.典型精密零件機械加工工藝分析及實例[M].機械工業出版社，2012.[4]朱偉.機械圖樣解讀[M].機械工業出版社，2010.[5]成大先.機械設計手冊[M].化學工業出版社，1998.[6]張開元.常見機構設計及應用圖例[M].化學工業出版社，2013.[7]孫志禮,冷光聚.機械設計[M].東北大學出版社，1997.[8]鞏云鵬,田萬祿.機械設計課程設計[M].東北大學出版社，1995.[9]蘇永定.石材機械與工具生產過程[M].化學工業出版社，2014.[10]高玉飛.石材機械加工[M].化學工業出版社，2013.[11]趙民.石材三維設計及加工技術[M].機械工業出版社，2014.[12]趙民.石材數控加工技術[M].遼寧科學技術出版社，2013.[13]趙民.石材裝飾CAD基礎[M].黃河水利出版社，2009.[14]趙民.石材加工工具與技術[M].電子工業出版社，2009.[15]趙民.石材加工設備及工藝基礎[M].黃河水利出版社，2009.[16]趙民.石材商貿物流與專業英語[M].黃河利出版社，2009.[17]趙民.建筑裝飾石材計算機輔助設計[M].化學工業出版社，2005.[18]趙民.石材加工裝備及工藝[M].機械工業出版社，2004.[19]趙民,蘇永定.石材加工設備及工藝基礎[M].黃河水利出版社，2009.[20]牛瑞利.基于西門子PLC的小型搬運機械手控制系統設計[J].機械工程南京理工大學，2012,7:46-52.[21]葉暉，管小清.工業機器人實操與應用技巧[M]北京:機械工業出版社2017.[22]劉鳳臣，姚贊峰,劉黎明.高速搬運機器人產業應用及發展[J]輕工機械,2012.[23]呂棟騰.基于PLC控制的搬運機械手設計[J].裝備制造技術,2014.[24]吳應東.六自由度工業機器人結構設計與運動仿真[J]現代電子技術2014,37:74-76.[25]姚興田，徐丹,張幕.新型六自由度服務機器人的結構設計與運動學分析[J]現代制造工程2015:27-31.致謝四年的大學生活即將結束，在這離別之際，我確始終依依不舍，因為這里有許許多多的人和事值得我去感激和思念。課題是在趙民老師和趙艷華老師的督促指導下完成的，從論文的選題、開展、定稿到最后的結果，兩位指導老師在每個環節都耐心細致的幫我指導分析，給予了很大的支持和幫助。在學習期間，學生不僅感受到了導師極好的人格魅力，也不斷地被他們的學識、工作風格、嚴謹的學術精神所折服。在此向指導老師致以深深的謝意。在此，我很感謝班主任對我的關心、愛護和諄諄教導，也很感謝機電工程學院每一位教過我、幫助過我的老師，你們為人師表的風范令我敬仰，嚴謹治學的態度令我敬佩。也感謝他們在生活上所給予的關懷，對老師們表示衷心的感謝。以及幫助過我的同學和朋友，感謝他們在日常工作學習中給予的幫助，以及在論文撰寫過程中給予的好的意見和建議，沒有他們的指導我無法如此順利的完成論文。這里還要感謝我敬愛的父母，是他們一直在背后默默地支持鼓勵著我，不僅在生活上給我無微不至的照顧，還在精神上給我很大的鼓舞，讓我能夠接受良好的教育，結識那么多的良師益友。父母的恩情永生不忘，我會帶著父母的關懷和祝福一路前行。最后祝愿沈陽城市學院這所美麗的大學更加生機勃勃。

電腦不啟動故障診治了解電腦啟動的過程在諸多電腦故障中，無法正常啟動是最令用戶頭痛的事了。筆者長期從事維護電腦的工作，在這個方面積累了一些經驗，現在就將這些經驗整理歸納出來與朋友們分享。本文將以家用電腦和windows98操作系統為基礎，介紹電腦無法正常啟動故障的診治。要想準確地診斷電腦不啟動故障，首先要了解的起動過程，當我們按下電源開關時，電源就開始向主板和其它設備供電，此時電壓還沒有完全穩定，主板控制芯片組會根據CMOS中的CPU主頻設置向CPU發出一個Reset(重置)信號，讓CPU初始化，電壓完全穩定后，芯片組會撤去Reset信號，CPU馬上從地址FFFF0H處執行一條跳轉指令，跳到系統BIOS中真正的啟動代碼處。系統BIOS首先要做的事情就是進行POST(PowerOnSelfTest，加電自檢)。POST的主要任務是檢測系統中的一些關鍵設備(電源、CPU芯片、BIOS芯片、定時器芯片、數據收發邏輯電路、DMA控制器、中斷控制器以及基本的64K內存和內存刷新電路等)是否存在和能否正常工作，如內存和顯卡等。自檢通過后，系統BIOS將查找顯示卡的BIOS，由顯卡BIOS來完成顯示卡的初始化，顯示器開始有顯示，自此，系統就具備了最基本的運行條件，可以對主板上的其它部分進行診斷和測試，再發現故障時，屏幕上會有提示，但一般不死機，接著系統BIOS將檢測CPU的類型和工作頻率，然后開始測試主機所有的內存容量，內存測試通過之后，系統BIOS將開始檢測系統中安裝的一些標準硬件設備，這些設備包括：硬盤、CD－ROM、軟驅、串行接口和并行接口等連接的設備，大多數新版本的系統BIOS在這一過程中還要自動檢測和設置內存的相關參數、硬盤參數和訪問模式等。標準設備檢測完畢后，系統BIOS內部的支持即插即用的代碼將開始檢測和配置系統中已安裝的即插即用設備。每找到一個設備之后，系統BIOS都會在屏幕上顯示出設備的名稱和型號等信息，同時為該設備分配中斷、DMA通道和I/O端口等資源。最后系統BIOS將更新ESCD(ExtendedSystemConfigurationData，擴展系統配置數據)。ESCD數據更新完畢后，系統BIOS的啟動代碼將進行它的最后一項工作，即根據用戶指定的啟動順序從軟盤、硬盤或光驅啟動。以從C盤啟動為例，系統BIOS將讀取并執行硬盤上的主引導記錄，主引導記錄接著從分區表中找到第一個活動分區，然后讀取并執行這個活動分區的分區引導記錄，而分區引導記錄將負責讀取并執行IO.SYS，這是Windows最基本的系統文件。IO.SYS首先要初始化一些重要的系統數據，然后就顯示出我們熟悉的藍天白云，在這幅畫面之下，Windows將繼續進行DOS部分和GUI(圖形用戶界面)部分的引導和初始化工作，一切順利結束，電腦正常啟動。根據故障現象診治了解電腦啟動的過程，故障就好判斷了，下面我們就根據故障現象開始診治了：現象一：系統完全不能啟動，見不到電源指示燈亮，也聽不到冷卻風扇的聲音。這時，基本可以認定是電源部分故障，檢查：電源線和插座是否有電、主板電源插頭是否連好，UPS是否正常供電，再確認電源是否有故障，最簡單的就是替換法，但一般用戶家中不可能備有電源等備件，這時可以嘗試使用下面的方法（注意：要慎重）：先把硬盤，CPU風扇，或者CDROM連好，然后把ATX主板電源插頭用一根導線連接兩個插腳（把插頭的一側突起對著自己，上層插腳從左數第4個和下層插腳從右數第3個，方向一定要正確），然后把ATX電源的開關打開，如果電源風扇轉動，說明電源正常，否則電源損壞。如果電源沒問題直接短接主板上電源開關的跳線，如果正常，說明機箱面板的電源開關損壞。現象二：電源批示燈亮，風扇轉，但沒有明顯的系統動作。這種情況如果出現在新組裝電腦上應該首先檢查CPU是否插牢或更換CPU，而正在使用的電腦的CPU損壞的情況比較少見（人為損壞除外），損壞時一般多帶有焦糊味，如果剛剛升級了BIOS或者遭遇了CIH病毒攻擊，這要考慮BIOS損壞問題（BIOS莫名其妙的損壞也是有的），修復BIOS的方法很多雜志都介紹過就不重復了；確認CPU和BIOS沒問題后，就要考慮CMOS設置問題，如果CPU主頻設置不正確也會出現這種故障，解決方法就是將CMOS信息清除，既要將CMOS放電，一般主板上都有一個CMOS放電的跳線，如果找不到這個跳線可以將CMOS電池取下來，放電時間不要低于5分鐘，然后將跳線恢復原狀或重新安裝好電池即可；如果CPU、BIOS和CMOS都沒問題還要考慮電源問題：PC機電源有一個特殊的輸出信號，稱為POWERGOOD（PG）信號，如果PG信號的低電平持續時間不夠或沒有低電平時間，PC機將無法啟動。如果PG信號一直為低電平，則PC機系統始終處于復位狀態。這時PC機也出現黑屏、無聲響等死機現象。但這需要專業的維修工具外加一些維修經驗，因此，建議采用替換法；電源沒有問題就要檢查是否有短路，確保主板表面不和金屬（特別是機箱的安裝固定點）接觸。把主板和電源拿出機箱，放在絕緣體表面，如果能啟動，說明主板有短路現象；如果還是不能啟動則要考慮主板問題，主板故障較為復雜，可以使用替換法確認，然后更換主板。現象三：電源指示燈亮，系統能啟動，但系統在初始化時停住了，而且可以聽到嗽叭的鳴叫聲（沒有視頻）：根據峰鳴代碼可以判斷出故障的部位。ccid_page/AwardBIOS1短聲：說明系統正常啟動。表明機器沒有問題。2短聲：說明CMOS設置錯誤，重新設置不正確選項。1長1短：說明內存或主板出錯，換一個內存條試試。1長2短：說明顯示器或顯示卡存在錯誤。檢查顯卡和顯示器插頭等部位是否接觸良好或用替換法確定顯卡和顯示器是否損壞。1長3短：說明鍵盤控制器錯誤，應檢查主板。1長9短：說明主板FlashRAM、EPROM錯誤或BIOS損壞，更換FlashRAM。重復短響：說明主板電源有問題。不間斷的長聲：說明系統檢測到內存條有問題，重新安裝內存條或更換新內存條重試。AMIBIOS1短：說明內存刷新失敗。更換內存條。2短：說明內存ECC較驗錯誤。在CMOS中將內存ECC校驗的選項設為Disabled或更換內存。3短：說明系統基本內存檢查失敗。換內存。4短：說明系統時鐘出錯。更換芯片或CMOS電池。5短：說明CPU出現錯誤。檢查CPU是否插好。6短：說明鍵盤控制器錯誤。應檢查主板。7短：說明系統實模式錯誤，不能切換到保護模式。8短：說明顯示內存錯誤。顯示內存有問題，更換顯卡試試。9短：說明BIOS芯片檢驗和錯誤。1長3短：說明內存錯誤。內存損壞，更換。1長8短：說明顯示測試錯誤。顯示器數據線沒插好或顯示卡沒插牢。現象四：系統能啟動，有視頻，出現故障提示，這時可以根據提示來判斷故障部位。下面就是一些常見的故障提示的判斷：一、提示“CMOSBatteryStateLow”原因：CMOS參數丟失，有時可以啟動，使用一段時間后死機，這種現象大多是CMOS供電不足引起的。對于不同的CMOS供電方式，采取不同的措施：1.焊接式電池：用電烙鐵重新焊上一顆新電池即可；2.鈕扣式電池：直接更換；3.芯片式：更換此芯片，最好采用相同型號芯片替換。如果更換電池后時間不長又出現同樣現象的話，很可能是主板漏電，可檢查主板上的二極管或電容是否損壞，也可以跳線使用外接電池，不過這些都需要有一定的硬件維修基礎才能完成。二、提示“CMOSChecksumFailure”CMOS中的BIOS檢驗和讀出錯；提示“CMOSSystemOptionNotSet”，CMOS系統未設置；提示“CMOSDisplayTypeMismatch”，CMOS中顯示類型的設置與實測不一致；提示“CMOSMemorySizeMismatch”，主板上的主存儲器與CMOS中設置的不一樣；提示“CMOSTime&DateNotSet”，CMOS中的時間和日期沒有設置。這些都需要對CMOS重新設置。三、提示“KeyboardInterfaceError”后死機原因：主板上鍵盤接口不能使用，拔下鍵盤，重新插入后又能正常啟動系統，使用一段時間后鍵盤無反應，這種現象主要是多次拔插鍵盤引起主板鍵盤接口松動，拆下主板用電烙鐵重新焊接好即可；也可能是帶電拔插鍵盤，引起主板上一個保險電阻斷了（在主板上標記為Fn的東西），換上一個1歐姆／0.5瓦的電阻即可。四、自檢過程中斷在xxxKCache處這表示主板上Cache損壞，可以在CMOS設置中將“ExternalCache”項設為“Disable”故障即可排除。同理，在自檢主板部件時出現中斷，則可以認為該部件損壞，解決方法一般可以在CMOS中將其屏蔽，如果不能屏蔽該部件最好更換主板。五、提示“FDDControllerFailure”BIOS不能與軟盤驅動器交換信息；提示“HDDControllerFailure”，BIOS不能與硬盤驅動器交換信息。應檢查FDD（HDD）控制卡及電纜。六、提示“8042GateA20Error”8042芯片壞；提示“DMAError”，DMA控制器壞。這種故障需要更換。七、提示“DisplaySwitchNotProper”主板上的顯示模式跳線設置錯誤，重新跳線。八、提示“KeyboardisLock...Unlockit”鍵盤被鎖住，打開鎖后重新引導系統。九、IDE接口設備檢測信息為：“DetectingPrimary（或Secondary）Master（或Slave）...None”表示該IDE接口都沒有找到硬盤，如果該IDE口確實接有硬盤的話，則說明硬盤沒接上或硬盤有故障，可以從以下幾