塑窗加工中心送料机械手的设计.doc

济南大学毕业设计--1前言1.1选题背景作为继木、钢和铝合金材料以后新兴起来的一种更加环保的建筑门窗，塑钢门窗在20世纪八十年代起引入我国。塑钢门窗的材料是由聚氯乙烯（PVC）树脂为主要原料，加入一定比例的稳定剂、改性剂、着色剂、填充剂、紫外线吸收剂等助剂在进行挤出加工而形成的材料。然后再经过切割焊接等步骤，最后配装上毛条、五金件等材料而形成门窗，为使其有更高的强度，在其空腔中加入了钢材料，所以称其为塑钢门窗。其优点有：第一，保温节能性，塑料型材多腔式结构，具有良好的隔热性能，传热系数很小，为钢材的1/357，铝材的1/1250，据调查，使用铝塑门窗的房间冬季室内温度平均提高4-5摄氏度。另外，生产同样重量的PVC型材能耗是钢材的1/41，是铝材的1/8，所以说它的节能型也非常好。第二隔音性，塑料门窗采用挤压成型，双层真空玻璃隔音效果大于30分贝。高于其他材料的门窗。第三耐老化，在气温零下30℃至零上70℃之间，塑钢门窗经得起风吹、雨淋、日晒、干燥及潮湿，其色彩、光泽经久如新。不会出现类似于钢铁生锈，木质门窗腐蚀等现象。第四耐侵蚀，塑钢门窗具有高于木材和铝材的抗压、抗拉、抗膨胀、抗裂、抗重击的强度，优于钢铁、木材和铝材的耐蚀性，不受空气、盐份等的侵蚀。最后密闭性：塑钢门窗采用多层密封设计，而且PVC型表面光滑，不易粘着灰尘污物，防尘效果极佳。所以，铝塑门窗在生产生活中越来越受到人们的重视，得到了更广泛的应用。但是在生产铝塑型材的过程中，由于我国的加工组装设备大多为单机手动或半自动机械，严重制约了我国塑钢产业的发展，使其生产的效率和工作的稳定性受到了制约，不能够充分发挥其优点。因此，开发研制铝塑型材加工中心对于加速我国塑窗产业的发展有了非常大的意义。机械手的协助生产是以机械手抓取和移动为前提的机械活动，是近代机械迅速发展和电子技术还有计算机技术与机械相结合的产物，也是机械化与自动化快速发展的产物。由于近代机械行业与电子行业的紧密度愈来愈高，使机械手这一类的精密运动的装备成为可能，通过电子技术对其进行精确的控制，使其的运动精度不断提高。机械手的快速发展使其能够代替人类完成许多枯燥或者危险的工作，降低了人类的劳动强度，同时因为其高精度以及程序化的劳动提高了劳动生产率。在铝塑型材加工中心的主要组成部分中，送料口机械手是一个非常重要的环节，它实现送料的无人化和机械化。在目前我国铝塑型材的加工中，送料的工作大多由人工完成，这种机械式的人工工作大大制约了工作的效率和精度，还严重浪费人力资源。因此在铝塑型材加工中心中，我们决定研制能够自动送料的机械手。1.2设计目的我国的塑窗加工行业之中，大多数还不能够达到完全的机械化和无人化，所以研究塑窗数控加工中心有非常重要的意义。在塑窗加工中心，送料机械手是一个非常重要的环节。它负责抓取物料送入加工中进行加工，能够完成送料的自动化和无人化。完善铝塑型材加工中的性能，使其加工更加精确，加效率更高。本次设计的目的在于设计一个plc控制的电气联合驱动的机械手，用于加工中心送料使用。机械手的主运动采用电驱动，利用电机带动齿轮进而传递给丝杠的转动完成机械手的前后运动。垂直和水平方向的运动采用气动控制，利用气缸的运动驱动机械手的上下和左右运动。1.3机械手的发展及趋势机械手的快速发展是在20世纪70年代机电一体化提出以后开始的，机械技术，仿真学，人体工程学，检测传感技术，计算机与信息处理技术，自动控制技术，伺服传动等技术的发展也促进了机械手的发展，进而催生出一门新的学科：机器人学。在机器人的研究中，类似于机械手的设备也不胜枚举。可以说机械手是机器人系统的一个重要组成部分，就像手是人体一个重要组成部分一样。具有智能功能的机电一体化系统或产品的一个显著特征：它的内部构成与组成要素就像人一样完美。目前的比较完整的机电一体化系统一般包括：机械本体部分，动力部分，计算机部分，测试传感器部分和执行机构部分五部分构成。机器人这门学科作为一门新兴的技术，拥有很光明的前途，但是对于目前所拥有的技术来说，很多的想法还不能够实现，机械手作为一种简单的机器人系统，目前的应用非常广泛，无论是在大型的机械制造中还是劳动密集型的制造业当中都扮演着重要的作用。机械手在现实生产中的应用大体上主要分为两个方向：第一是高精度，智能化，，多控制器，多传感器，先进的控制系统和运算算法，复杂的机电控制系统。这一类机械手的研究是让机械手具有跟高的技术含量，使其科研价值更高，满足未来更高精度和更复杂工作的要求。第二是制造出来以后马上应用到生产之中，性价比高，应用性强，是机械手应用于生产的具体表现，体现了机械手的商业价值和经济价值。这种机械手一般不具有很智能化和复杂化的结构，制造商追求商业利益的最大化，机械系统控制系统都会尽可能的简