气动机械手的设计毕业设计论文

气动机械手 毕业设计

气动机械手 毕业设计

随着科技的不断进步，机器人技术在工业领域的应用越来越广泛。其中，气动机械手作为一种重要的机器人类型，具有灵活、高效、精准的特点，被广泛应用于生产线上的装配、搬运、喷涂等工作。本文将探讨气动机械手的设计与优化，以及其在工业生产中的应用前景。

一、气动机械手的设计与优化

1.1 气动机械手的结构与原理

气动机械手主要由气动执行器、传动机构、控制系统和机械结构等组成。其中，气动执行器是实现机械手运动的关键部件，常用的气动执行器包括气缸和气动马达。传动机构通过传递气动能量，将气动执行器的运动传递给机械结构，实现机械手的动作。

1.2 气动机械手的设计要点

在气动机械手的设计过程中，需要考虑以下几个要点：

首先，根据实际应用需求确定机械手的工作范围、负载能力和精度要求。不同的应用场景对机械手的要求不同，因此需要根据具体情况来确定设计参数。

其次，选择合适的气动执行器和传动机构。气缸和气动马达具有不同的特点，需要根据机械手的工作特点来选择适合的气动执行器。传动机构的设计也需要考虑传递效率、运动平稳性等因素。

最后，进行机械结构的设计与优化。机械结构的设计要考虑刚度、稳定性、重量等因素，通过优化设计，提高机械手的工作效率和精度。

二、气动机械手在工业生产中的应用前景 2.1 气动机械手的优势

相比于其他类型的机械手，气动机械手具有以下几个优势：

首先，气动机械手具有较高的工作速度和响应速度。由于气动执行器的特点，气动机械手能够快速完成各种动作，提高生产效率。

其次，气动机械手具有较高的负载能力。气动执行器能够提供较大的推力和扭矩，适合于承载较重的物体。

最后，气动机械手具有较低的成本。相比于电动机械手，气动机械手的成本较低，适合于中小型企业的应用。

2.2 气动机械手的应用案例

气动机械手在工业生产中有着广泛的应用。以汽车制造业为例，气动机械手可以用于汽车零部件的装配、焊接和喷涂等工作。在电子行业，气动机械手可以用于电子产品的组装和测试。此外，在食品加工、医药制造等行业，气动机械手也有着重要的应用。

浙江同济科技职业学院

毕 业 设 计

题目 气动机械手的设计

系别 机电系

专业 机电一体化

班级 机电1101 优秀论文 审核通过

未经允许 切勿外传

姓名 褚水荣

指导老师 文 斌

日期 2014年5月

摘 要

气动机械手是能模仿人手和臂的某些动作功能，用以按固定程序抓取、搬运物件或操作工具的自动操作装置。它可代替人的繁重劳动以实现生产的机械化和自动化，能在有害环境下操作以保护人身安全，因而广泛应用于机械制造、冶金、电子、轻工和原子能等部门。

本文主要进行了气动机械手的总体结构设计和气动设计。机械手的机械结构由气缸、气爪和连接件组成，可按预定轨迹运动，实现对工件的抓取、搬运和卸载。气动部分的设计主要是选择合适的控制阀，设计合理的气动控制回路，通过控制和调节各个气缸压缩空气的压力、流量和方向来使气动执行机构获得必要的力、动作速度和改变运动方向，并按规定的程序工作。

关键词：气动机械手；气缸；气动回路。

目 录

1 绪论

1.1 机械手简史

1.2 机械手的分类

1.3 机械手的组成

1.4 应用机械手的意义

2 机械手总体设计方案和气动回路的设计

2.1 机械手的运动规划

2.2 机械手基本形式的选择

2.3 机械手的主要部件及运动

2.4 驱动机构的选择

2.5 机械手的技术参数列表

2.6 气动回路的设计

3气动系统元件的选取

3.1.1夹紧气缸选型

3.1.2平移及伸缩气缸选型

3.1.3升降气缸选型

3.2.1方向控制阀选取

3.3气动三联件选取

4结论

致谢

参考文献

1 绪论

机械工业是国民的装备部，是为国民经济提供装备和为人民生活提供耐用消费品的产业。不论是传统产业，还是新兴产业，都离不开各种各样的机械装备，机械工业所提供装备的性能、质量和成本，对国民经济各部门技术进步和经济效益有很大的和直接的影响。机械工业的规模和技术水平是衡量国家经济实力和科学技术水平的重要标志。因此，世界各国都把发展机械工业作为发展本国经济的战略重点之一。

I

毕 业 设 计论 文 任 务 书

一、题目及专题：

１、题目 半导体芯片气动搬运机械手设计

２、专题

二、课题来源及选题依据

由于本人曾在上海凯虹半导体电子公司暑期实习，一次在处理SONY 谋型号六自由度机械手臂故障后，让我感触很深。Sony该型号机械手臂造价昂贵，功能强大，但在6英寸单晶硅芯片的生产线上用作简单动作的转运机械手似乎有点大材小用，且运营维护成本也非常昂贵。为此，我设想研制一套由PLC控制的气动机械手完成相同的动作，从而降低生产成本。恰逢此次毕业设计，和指导老师交流后，得到了老师的大力支持，他认为此课题非常具有可行性，且适合本人作为毕业设计。

本课题的任务是研制半导体芯片自动化生产线中用于搬运8英寸芯片的气动机械手。该机械手要实现芯片的抓取、释放、搬运等动作，要求结构合理，动作准确迅速。

三、本设计（论文或其他）应达到的要求：

① 查阅资料，了解机械手的发展史和发展前景.

② 查阅资料，了解气动机械手的发展史和发展前景

③ 根据生产需要完成气动机械手的结构设计

④ 完成气动机械手的气动系统设计

II ⑤ 完成气动机械手PLC电气自动控制系统的设计

⑥ 根据设计要求，绘制气动原理图一套，PLC程序图一套，编辑PLC程序，完成毕业设计说明书一份，要求一万五千字以上。

⑦ 查阅资料和参考文献，翻译有关气动方面的外文资料要求翻译一万字以上。

气动机械手毕业设计

气动机械手是一种基于气动元件和气动控制系统的自动化设备，主要用于工厂生产线上的物料搬运、装配和处理等工作。气动机械手具有结构简单、运动灵活、成本低廉、维护方便等优点，在工业领域得到了广泛应用。本文将从气动机械手的结构设计、气动系统设计和控制系统设计三个方面进行讨论。

首先是气动机械手的结构设计。气动机械手的结构设计要考虑到工作范围、负载能力、精度要求等因素。首先需要确定机械手的工作范围，即能够覆盖的空间范围，这决定了机械手的臂长和关节点的位置。然后需要根据工作负载的大小和要求确定机械手的负载能力，从而确定气缸和驱动装置的规格。最后还需要考虑机械手的运动精度，这需要合理选择传动装置和关节点的位置，以确保机械手能够准确地完成任务。

其次是气动系统设计。气动机械手的气动系统主要由气源、气压调节装置、气缸和气动阀组成。在气源方面，可以选择压缩空气作为动力源，需要考虑气源的稳定性和供应能力。气压调节装置用于调整气缸的工作压力，以满足不同的工作需求。气缸是气动机械手的执行机构，一般选择双作用气缸，通过气源的压力差来实现前后运动。气动阀则用于控制气缸的开闭和运动方向。

最后是控制系统设计。气动机械手的控制系统一般采用PLC或者单片机控制。在控制系统设计中，首先需要确定机械手的工作方式，可以是自动化连续工作，也可以是手动操作。然后需要确定机械手的控制模式，可以是位置控制、力控制或者速度控制，根据不同的工作需求选择合适的控制模式。同时还需要设计机械手的控制程序和界面，以实现对机械手的控制和监控。 综上所述，气动机械手的毕业设计主要包括结构设计、气动系统设计和控制系统设计三个方面。在设计过程中，需要综合考虑机械手的工作范围、负载能力、精度要求等因素，选择合适的气缸和传动装置，并设计相应的气动系统和控制系统，以实现机械手的自动化操作。