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文献综述

工业机器人是机电一体化的典型产品之一，本书从机电一体化的发展出发;综合了国内外大量典型资料。介绍了工业机器人与机械手的定义，组成与分类，并对其机械结构及有关设计计算，电气与计算机控制、机器人语言，人工智能（传感技术）以及名动学，为学模型建立方法做了深入浅出地分析，列举了国内外典型工业机器人与机械手实例。

实践证明,工业机械手可以代替人手的繁重劳动,显著减轻工人的劳动强度,改善劳动条件,提高劳动生产率和自动化水平。工业生产中经常出现的笨重工件的搬运和长期频繁、单调的操作,采用机械手是有效的。此外,它能在高温、低温、深水、宇宙、放射性和其他有毒、污染环境条件下进行操作,更显示其优越性,有着广阔的发展前途。

我国机械手的研究和应用起步较晚，但是随着国内外机械手的快速发展、社会需求的增大和技术的进步，装配机械手得到了迅速的发展，多品种、少批量生产方式和为提高产品质量及生产效率的生产工艺需求，是推动装配机械手发展的直接动力。PLc是可编程序控制器的简称，于60年代末期在美国首先出现，目的是用来取代继电器，执行逻辑、计时、计数等顺序控制功能，建立柔性程序控制系统。经过近几十年的发展，PLc己十分成熟与完善。当前的中国，随着生产力的迅猛发展，工业发展的步伐越来越快在各行业各领域，对自动化程度的要求也愈来愈高．了更好地适应这种情况，科学技术必须被广泛地应用在实际生产中，而PLc以其自身的优势，在自动化领域内扮演着重要的角色，不容忽视!

实用机床设计手册以简明实用为原则，对机床设计的内容进行了全面系统的介绍。全书共分6篇38章，主要介绍机床设计的基本要求、方法和步骤、方案的选择、典型的布局、机床型号编制方法、技术要求、检验标准，机床液压与气动系统设计，机床电力拖动及控制系统设计，机床数字控制系统设计，机床传动系统和辅助系统设计等。由机械工业出版社出版。适合于从事机床产品和机械制造装备的开发、设计、改造与研究的工程技术人员、研究人员使用，也可供机床产业管理人员参考，对高等院校有关专业的师生也是一部重要的工具书。

书中主要内容包括液压传动基础知识、液压元件的结构原理、常用液压回路、典型液压系统、液压伺服系统及液压传动系统设计计算等。全书着重基本概念和原理的阐述，突出理论知识的应用，加强针对性和实用性，并肴．较大程度上反映了国内外新的液压技术成果。

机械手是最近几十年发展起来的一种高科技自动化设备,它在工业生产中对提高产品质量和生产效率,改善劳动条件以及产品的更新换代起着相当重要的作用。本文主要研究的是超声波焊接工序中的上下料机械手,这是实现灯具生产流水线自动化改造的重要环节。论文对国内外上下机械手的发展现状和未来发展趋势进行了概述,在借鉴国内外研究成果基础上,结合工作经验提出了超声波焊接工序中上下料机械手的总体架构,并对其运动过程进行梳理,重点给出超声波焊接工序中其各部件的工作原理,为下文研究提供理论依据;对上下料机械手进行了详细的机械结构设计,包括执行机构、旋转机构、升降机构等。执行机构中,手爪采用真空吸盘,抓取速度快,稳定可靠,焊接不同的产品时,只要产品满足表面平整,重量较轻等要求,只需要更换超声波焊接机的上下模具即可;旋转机构采用了凸轮间歇分割器,运转平稳,定位精度高;升降机构采用气缸驱动,动作快,反应迅速,由于气体具有可压缩的特点,所以能避免系统过载,便于实现上下料机械手的自动控制。在机械结构设计的基础上,对微处理器、电机控制、气动控制和人机交互进行了设计,结合电机定位控制,给出了PID定位控制方案,并对其进行仿真,验证了定位控制的效果;采用SolidWorks软件建立了上下料机械手模型,对手臂、转盘、活动杆等主要零部件的受力情况进行了分析,结果表明,各主要部件的受力情况均能满足实际工作条件的要求。使用Adams软件对机械手的运动状态进行了分析,对其运动轨迹进行了模拟,确定了机械手的实际运动情况与设计轨迹相符。本上下料机械手应用在超声波焊接工序中,动作简单,自由度少,考虑到现有的生产条件和更新设备所用成本等众多因素,设计中使用了众多的常用件与标准件,制造容易,安装也较为容易,使用维护也更加方便,使得设备成本大幅减低,具有一定的实践应用价值。

冲压生产线中,人工送料已逐渐被生产效率高、产品质量稳定的自动送料系统取代,根据生产线特殊工况设计专用送料系统已成为生产线自动化改造和升级的主要方式。本文采用现代设计方法研究某冲压生产线专用的三自由度自动送料装置的方案设计、结构设计和仿真分析,完成的主要工作如下:(1)针对冲压生产线工况,提出独立式机械手配套升降台的专用自动送料装置总体结构方案。对机械手和升降台进行运动规划和自由度分析,建立送料装置三种运动模式下机械手与模具不发生运动干涉的数学关系式;完成该装置的传动系统、取料装置以及送料机械手Y、Z方向结构布置的方案设计。(2)完成自动送料装置执行系统、传动系统、驱动系统以及重要零部件的结构设计与选型,并建立送料装置的三维模型;采用ANSYS Workbench对该装置进行静力结构强度和刚度分析,结果表明该装置整体强度足够、刚度满足使用要求。(3)建立自动送料装置的运动学和动力学方程,在此基础上进行相关参数的计算,为送料装置的仿真分析提供理论依据;采用ADAMS对三种运动模式下的送料装置进行运动学和动力学仿真,将仿真结果与理论值进行详细对比,为电机的控制方式提供参考。本文设计的冲压生产线专用自动送料装置方案,避免了人工送料的诸多不利因素,仿真结果显示本设计可以较好地解决该类生产问题。