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三坐标机械手设计论文

2023-12-10 01:46 来源:学术参考网 作者:未知

三坐标机械手设计论文

三坐标测量技术广泛应用于机械制造、电子、汽车和航空工业中。下面是我为大家精心推荐的三坐标测量技术论文,希望能够对您有所帮助。

基于三坐标测量仪的精密测量技术研究

摘 要:三坐标测量仪的出现本身就是测量行业的一大革命,它不但大大提高了测量精度,而且也在智能化上有很大的进步,对于测量行业的发展有着很深的影响。为进一步提高我国齿轮行业的产品质量,提高行业竞争力,本文对三坐标测量仪的精密测量技术进行研究,探讨与其他仪器精确度方面的优缺点及发展趋势,从而保证我国齿轮产品的质量。

关键词:三坐标测量仪 测量行业 精密测量技术

中图分类号:TH721 文献标识码:A 文章编号:1672-3791(2013)06(b)-0073-01

三坐标测量仪CMM(Coordinate MeasurMahine)是20世纪60年代后期发展起来的一种高效率、新型、精密的测量设备, 它广泛应用于机械制造、电子、汽车和航空工业中。三坐标测量仪可以进行零部件尺寸、形状和相互位置检测,可以用于划线、定中心孔,尤其对连续曲面进行扫描得到曲面数据及表达。获取表面数据的采集, 是产品逆向工程实现的基础和关键技术之一。

1 三坐标测量仪对测量行业的进步作用

整个测量以及机械行业的快速进步,不断地向三坐标测量仪提出了更高、更新、更多的要求,如要求速度更快、灵敏度更高、稳定性更好、样品量更少、检测微损甚至无损、遥感遥测遥控更远距、使用更方便、成本更低廉、无污染等,同时也为三坐标测量仪科技与产业的发展提供了强大的推动力,并成了仪器仪表进一步发展的物质、知识和技术基础。

1.1 解决了复杂形状表面轮廓尺寸的测量

实现了对基本的几何元素的高效率、高精度测量与评定,解决了复杂形状表面轮廓尺寸的测量,例如箱体零件的孔径与孔位、叶片与齿轮、汽车与飞机等的外廓尺寸检测。

1.2 提高了测量精度

提高了三维测量的测量精度,目前高精度的坐标测量机的单轴精度,每米长度内可达1 um以内,三维空间精度可达1~2 um。对于车间检测用的三坐标测量仪,每米测量精度单轴也达3~4 um。由于三坐标测量仪可与数控机床和加工中心配套组成生产加工线或柔性制造系统,从而促进了自动生产线的发展。

1.3 提高了测量效率

随着三坐标测量仪的精度不断提高,自动化程序不断发展,促进了三维测量技术的进步,大大地提高了测量效率。尤其是电子计算机的引入,不但便于数据处理,而且可以完成CNC的控制功能,可缩短测量时间达95%以上。

1.4 降低用户测量成本

随着激光扫描技术的不断成熟,同时满足了高精度测量(质量检测)和激光扫描(逆向工程)多功能复合型的三坐标测量仪的发展更好地满足了用户需求,大大降低用户测量成本,提高工作效率。

2 坐标测量仪与其他仪器的比较

2.1 影像测量仪

作为最初的精密测量仪器,影像测量仪是一个见证了整个行业开始,它提供了发展的产业平台的基础。然而,由于影像测量仪测量技术略显粗糙,因此,二次元影像仪成为行业发展的时代的产物,它是精密测量技术和功能方面,产业的发展提供技术支持。但是,即便如此,二次元影像测量仪还没有完全满足客户的需求检测,它不能提供一个解决方案的立体检查,在这种情况下,开发和生产出三坐标测量仪。当然,在此过程中制造商中过渡阶段的2.5元/m3的出现提供了帮助。这是一个从开始到目前的整个发展阶段的精密测量仪器。

2.2 三坐标测量仪

三坐标测量仪采用花岗石仪座,提高了基准平面的精度,缩小了仪器自身的精度误差。活动表座可在仪座的任何位置进行测量。仪座不生锈,使用保管方便。

三坐标测量仪的测量精度是非常高的,三坐标测量仪器和其他测量仪器相比,这点占据一个很大的优势。例如:制造精密量具,总体上是好的,用游标卡尺水平测量工具,测量精度可达+/-0.1级。但是,一般水平的三坐标测量仪,测量精度就可以高达+/-0.05。

通过上述分析,我们从二次元和三坐标的功能应用上可以看出,相较于二次元影像测量仪,三坐标测量仪可说是更加的功能全面,因为它除了测量工件的长宽参数,还可以检测工件的高,这是影像测量仪所无法达到的。

3 三坐标测量仪测量技术的发展趋势

3.1 品种更加灵活多样

在我国,人们已经越来越认识到测量检测和适当的测量装置的重要性,不仅可以帮助用户轻松地提高产品质量,也将提高生产效率,因此获得制造先进的测量设备,可以为用户提供先进的测量解决方案而得到高投资回报率。中国模具未来发展将是更大规模的、高精确度的,要求也会越来越多,多功能复合模具已成为一个热点。提高塑料模具,模具的比例及适应高压气体辅助注射成型过程的模具也将随之发展。物种多样性的变化将更加迅速,这就要求除了精确测量精度高,测量设备也更灵活,更需要轻松的测量环境随时随地方便改造,这样才能跟上发展的步伐。

3.2 逐渐向新的应用领域开发

“以市场为导向,以客户为导向”这一趋势使得三坐标测量设备技术现已广泛使用在工业应用领域的大型机器及零部件的精确测量,测量范围大,精度高,而且非常耐用,非常适合工厂环境。世界范围内获得了广泛的认可和肯定,作为行业首选三坐标测量仪器技术,将继续开发新的应用领域的测量。

4 结论

综上所述,随着生产规模日益扩大,加工精度不断提高,除了需要高精度三坐标测量仪的计量室检测外,为了便于直接检测工件,测量往往需要在加工车间进行,或将测量机直接串连到生产线上。检验的零件数量加大,科学化管理程度加强,因而需要各种精度的坐标测量机,以满足生产的需要。随着市场的不断发展壮大,三次元的产品技术也在不断的提高,三坐标测量技术也在不断进步。

参考文献

[1] 刘贵云.大批量定制生产的产品族设计技术综述[J].机械设计,2012(8):1-4.

[2] 龚先新.大批量定制技术及其应用[M].北京:机械工业出版,2003.

[3] 丁俊健,谈士力,宋晓峰.等.基于BP神经网络的ETO产品配置设计方法[J].工程设计学报,2010,14(3):199-203.

[4] 刘大有.一个面向大批量定制的重用配置方法[J].电子学报,2011,2:383-388.

[5] 孟静.变型零件NC程序主模板设计[J].中国机械工程,2011,17(18):1871-1875.

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  目录
  摘要 1
  第一章 机械手设计任务书 1
  1.1毕业设计目的 1
  1.2本课题的内容和要求 2
  第二章 抓取机构设计 4
  2.1手部设计计算 4
  2.2腕部设计计算 7
  2.3臂伸缩机构设计 8
  第三章 液压系统原理设计及草图 11
  3.1手部抓取缸 11
  3.2腕部摆动液压回路 12
  3.3小臂伸缩缸液压回路 13
  3.4总体系统图 14
  第四章 机身机座的结构设计 15
  4.1电机的选择 16
  4.2减速器的选择 17
  4.3螺柱的设计与校核 17
  第五章 机械手的定位与平稳性 19
  5.1常用的定位方式 19
  5.2影响平稳性和定位精度的因素 19
  5.3机械手运动的缓冲装置 20
  第六章 机械手的控制 21
  第七章 机械手的组成与分类 22
  7.1机械手组成 22
  7.2机械手分类 24
  第八章 机械手Solidworks三维造型 25
  8.1上手爪造型 26
  8.2螺栓的绘制 30
  毕业设计感想 35
  参考资料 36

  送料机械手设计及Solidworks运动仿真

  摘要
  本课题是为普通车床配套而设计的上料机械手。工业机械手是工业生产的必然产物,它是一种模仿人体上肢的部分功能,按照预定要求输送工件或握持工具进行操作的自动化技术设备,对实现工业生产自动化,推动工业生产的进一步发展起着重要作用。因而具有强大的生命力受到人们的广泛重视和欢迎。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。
  本课题通过应用AutoCAD 技术对机械手进行结构设计和液压传动原理设计,运用Solidworks技术对上料机械手进行三维实体造型,并进行了运动仿真,使其能将基本的运动更具体的展现在人们面前。它能实行自动上料运动;在安装工件时,将工件送入卡盘中的夹紧运动等。上料机械手的运动速度是按着满足生产率的要求来设定。

  关键字 机械手,AutoCAD,Solidworks 。

  第一章 机械手设计任务书

  1.1毕业设计目的
  毕业设计是学生完成本专业教学计划的最后一个极为重要的实践性教学环节,是使学生综合运用所学过的基本理论、基本知识与基本技能去解决专业范围内的工程技术问题而进行的一次基本训练。这对学生即将从事的相关技术工作和未来事业的开拓都具有一定意义。
  其主要目的:
  一、 培养学生综合分析和解决本专业的一般工程技术问题的独立工作能力,拓宽和深化学生的知识。
  二、 培养学生树立正确的设计思想,设计构思和创新思维,掌握工程设计的一般程序规范和方法。
  三、 培养学生树立正确的设计思想和使用技术资料、国家标准等手册、图册工具书进行设计计算,数据处理,编写技术文件等方面的工作能力。
  四、 培养学生进行调查研究,面向实际,面向生产,向工人和技术人员学习的基本工作态度,工作作风和工作方法。

  1.2本课题的内容和要求

  (一、)原始数据及资料
  (1、)原始数据:
  a、 生产纲领:100000件(两班制生产)
  b、 自由度(四个自由度)
  臂转动180º
  臂上下运动 500mm
  臂伸长(收缩)500mm
  手部转动 ±180º
  (2、)设计要求:
  a、上料机械手结构设计图、装配图、各主要零件图(一套)
  b、液压原理图(一张)
  c、机械手三维造型
  d、动作模拟仿真
  e、设计计算说明书(一份)
  (3、)技术要求
  主要参数的确定:
  a、坐标形式:直角坐标系
  b、臂的运动行程:伸缩运动500mm,回转运动180º。
  c、运动速度:使生产率满足生产纲领的要求即可。
  d、控制方式:起止设定位置。
  e、定位精度:±0.5mm。
  f、手指握力:392N
  g、驱动方式:液压驱动。
  (二、)料槽形式及分析动作要求
  ( 1、)料槽形式
  由于工件的形状属于小型回转体,此种形状的零件通常采用自重输送的输料槽,如图1.1所示,该装置结构简单,不需要其它动力源和特殊装置,所以本课题采用此种输料槽。

  图1.1机械手安装简易图
  (2、)动作要求分析如图1.2所示
  动作一:送 料
  动作二:预夹紧
  动作三:手臂上升
  动作四:手臂旋转
  动作五:小臂伸长
  动作六:手腕旋转
  预夹紧
  手臂上升
  手臂旋转
  小臂伸长
  手腕旋转
  手臂转回
  图1.2 要求分析
  第二章 抓取机构设计

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