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實 習 總 結
專 業(yè)：
性 質(zhì)：
學 年：
班 級：
姓 名：
學 號：
指導教師姓名：
實習起止日期：
機械工程學院
實習時間：3月1日至3月19日
實習地點：黑龍江科技學院校內(nèi)
這三周的畢業(yè)實習讓我了解了機械手方面的很多內(nèi)容。機械手現(xiàn)在在很多場合都很容易見到。我主要學習的事工業(yè)機械手。機械手是工業(yè)自動控制領域中經(jīng)常遇到的一種控制對象。機械手可以完成很多工作，如搬物，裝配，切割，噴然等等，應用十分廣泛。
在現(xiàn)代工業(yè)中，生產(chǎn)過程中的自動化已成為突出的主題。各行各業(yè)的自動化水平越來越高，現(xiàn)代化加工車間，常配有機械手，以提高生產(chǎn)效率，完成工人難以完成的或者危險的工作，可在機械工業(yè)中，加工，裝配等生產(chǎn)很大程度上不是連續(xù)的。據(jù)資料介紹，美國生產(chǎn)的全部工業(yè)零件中，有75%是小批量生產(chǎn)；金屬加工生產(chǎn)批量重有四分之三在50件以下，零件真正在機床上加工的時間僅占零件生產(chǎn)時間的5%，從這里可以看出，裝卸，搬運等工序機械化的迫切性，工業(yè)機械手就是為實現(xiàn)這些工序的自動化而產(chǎn)生的。目前在我國機械手常用于完成的工作有：注塑工業(yè)中從磨具中快速抓取制品并將制品傳送到下一個生產(chǎn)工序；機械手加工行業(yè)中用于取料，送料；澆鑄行業(yè)中用于提取高溫溶液等等。
專用機械手經(jīng)過幾十年的發(fā)展，如今已進入了以通用機械手為標志的時代。通用機械手可以應用于更加多的場合，從而節(jié)約了不少的開發(fā)以及設計的成本。由于通用機械手的發(fā)展，進而促進了智能機器人的研制。通用機械手涉及的內(nèi)容，不僅包括一般的機械、液壓、氣動等基礎知識，而且還應用了一些電子技術、電視技術、通訊技術、計算技術、無線電控制、仿生學等，因此它是一項綜合性較強的技術。目前國內(nèi)外對發(fā)展這一技術都很重視。幾十年來，這項技術的研究和發(fā)展一直比較活躍，設計在不斷的修改，品種在不斷的增加，應用領域在不斷的擴大。雖然在這方面相對于發(fā)達國家還有點落后，但是國內(nèi)現(xiàn)在也越來越感覺到機械手的重要性，國家大力支持相關的設計及產(chǎn)品的開發(fā)。在機器人的發(fā)展以及機械手的設計上也取得了一定的成果，國內(nèi)每年都將舉行機器人大賽，以增加研發(fā)單位的交流與合作。
目前國內(nèi)外的發(fā)展趨勢是：
(1)研制有更多自由度的液壓機械手，這樣機械手就可以變得更加的靈活，從而完成更加多的動作。
(2)研制帶有行走機構的機械手，這種機械手可以從一個工作地點移動到另一個工作地點。
(3)研制維修維護方便的通用機械手。
(4)研制能自動編制和自動改變程序的通用機械手。
(5)研制具有一定感觸和一定智力的智能機械手。這種機械手具有各種傳感裝置，并配有計算機。根據(jù)仿生學的理論，用計算機充當其大腦，使它進行思考和記憶。用聽筒和聲敏元件作為耳朵能聽，用揚聲器作為嘴能說話進行應答，用熱電偶和電阻應變儀作為觸覺和感觸。用滾輪或者雙足式機構腳來實現(xiàn)自動移位。這樣的智能機械手可以由人的特殊
語言對其下達命令，布置任務，使自動化生產(chǎn)線成為智能化生產(chǎn)線。
(6)機械手的外觀達到美觀的要求，盡量用最簡單的結構和設備能完成更加多的動作。
(7)研制具有柔性系統(tǒng)的通用機械手
目前，在國外廣泛應用的再現(xiàn)式通用機械手，雖然一般也都有記憶裝置，但其程序都是預先編好的，或由人在工作之前領動一次，而后機械手可以按領動的工作內(nèi)容正確進行再現(xiàn)動作。如果把這種再現(xiàn)式通用機械手稱為第二代機械手的話，那么現(xiàn)在處于研制階段的智能機械手就是第三代了?，F(xiàn)在研究的機械手正在朝著一種可以存儲大量的程序的并且可以改變并重新寫入程序的方向發(fā)展，而且機械手具有比原來的更多的自由度。機械手的研究和應用在我國尚屬起步階段，就顯示出許多特殊的優(yōu)點，展現(xiàn)了廣闊的應用前景。對于工業(yè)機械手今后在我國的應用和發(fā)展，建議做好以下工作：
（1） 加強機械手基礎性能的實驗以及基礎理論研究，克服和解決制造技術及其它存在的問題。
（2） 改變目前機械手多用于冷加工的狀況，針對笨重，高溫，有毒，高粉塵，易燃易爆，單調(diào)等惡劣勞動環(huán)境，有計劃，有步驟的推廣應用和研制多種機械手，用于鑄，鍛，焊以及噴漆等工作中。
（3） 提高機械手運動速度。尤其是應用于沖壓行業(yè)中的機械手，以適應提高生產(chǎn)率和符合生產(chǎn)節(jié)拍的需要。要研究解決機械手的運動速度和緩沖，定位技術。
（4） 引進國外先進技術，培養(yǎng)專門技術人才，普及機械手有關知識。
（5） 盡快的解決機械搜的定性設計，定點，定量生產(chǎn)以及配備件的生產(chǎn)和供應問題，推進機械手設計制造中的現(xiàn)代化（CAD/CAM），標準化，系列化工作，以滿足國內(nèi)外市場的需求。
工業(yè)機械手的種類很多，關于分類的問題，目前在國內(nèi)尚無統(tǒng)一的分類標準，在此暫按使用范圍、驅(qū)動方式和控制系統(tǒng)等進行分類。
一、按用途分
機械手可分為專用機械手和通用機械手兩種：
1、專用機械手
它是附屬于主機的、具有固定程序而無獨立控制系統(tǒng)的機械裝置。專用機械手具有動作少、工作對象單一、結構簡單、使用可靠和造價低等特點，適用于大批量的自動化生產(chǎn)的自動換刀機械手，如自動機床、自動線的上、下料機械手和“加工中心”。
2、通用機械手
它是一種具有獨立控制系統(tǒng)的、程序可變的、動作靈活多樣的機械手。格性能范圍內(nèi)，其動作程序是可變的，通過調(diào)整可在不同場合使用，驅(qū)動系統(tǒng)和控制系統(tǒng)是獨立的。通用機械手的工作范圍大、定位精度高、通用性強，適用于不斷變換生產(chǎn)品種的中小批量自動化的生產(chǎn)。通用機械手按其控制定位的方式不同可分為簡易型和伺服型兩種:簡易型以“開一關”式控制定位，只能是點位控制:可以是點位的，也可以實現(xiàn)連續(xù)軌跡控制，伺服型具有伺服系統(tǒng)定位控制系統(tǒng)，一般的伺服型通用機械手屬于數(shù)控類型。
(二)按驅(qū)動方式分
1、液壓傳動機械手
是以液壓的壓力來驅(qū)動執(zhí)行機構運動的機械手。其主要特點是:抓重可達幾百公斤以上、傳動平穩(wěn)、結構緊湊、動作靈敏。但對密封裝置要求嚴格，不然油的泄漏對機械手的工作性能有很大的影響，且不宜在高溫、低溫下工作。若機械手采用電液伺服驅(qū)動系統(tǒng)，可實現(xiàn)連續(xù)軌跡控制，使機械手的通用性擴大，但是電液伺服閥的制造精度高，油液過濾要求嚴格，成本高。
2、氣壓傳動機械手
是以壓縮空氣的壓力來驅(qū)動執(zhí)行機構運動的機械手。其主要特點是:介質(zhì)李源極為方便，輸出力小，氣動動作迅速，結構簡單，成本低。但是，由于空氣具有可壓縮的特性，工作速度的穩(wěn)定性較差，沖擊大，而且氣源壓力較低，抓重一般在30公斤以下，在同樣抓重條件下它比液壓機械手的結構大，所以適用于高速、輕載、高溫和粉塵大的環(huán)境中進行工作。
3、機械傳動機械手
即由機械傳動機構(如凸輪、連桿、齒輪和齒條、間歇機構等)驅(qū)動的機械手。它是一種附屬于工作主機的專用機械手，其動力是由工作機械傳遞的。它的主要特點是運動準確可靠，用于工作主機的上、下料。動作頻率大，但結構較大，動作程序不可變。
4、電力傳動機械手
即有特殊結構的感應電動機、直線電機或功率步進電機直接驅(qū)動執(zhí)行機構運動的械手，因為不需要中間的轉換機構，故機械結構簡單。其中直線電機機械手的運動速度快和行程長，維護和使用方便。此類機械手目前還不多，但有發(fā)展前途。
(三)按控制方式分
1、點位控制
它的運動為空間點到點之間的移動，只能控制運動過程中幾個點的位置，不能控制其運動軌跡。若欲控制的點數(shù)多，則必然增加電氣控制系統(tǒng)的復雜性。目前使用的專用和通用工業(yè)機械手均屬于此類。
2、連續(xù)軌跡控制
它的運動軌跡為空間的任意連續(xù)曲線，其特點是設定點為無限的，整個移動過程處于控制之下，可以實現(xiàn)平穩(wěn)和準確的運動，并且使用范圍廣，但電氣控制系統(tǒng)復雜。這類工業(yè)機械手一般采用小型計算機進行控制。
一般固定程序的機械手，動作比較簡單，自由度數(shù)較少。工業(yè)機器人自由度數(shù)較多，動作靈活性和通用性較大。一般說來，機器人靠近機座的3個自由度是用來實現(xiàn)手臂末端的空間位置的，再用幾個自由度來定出末端執(zhí)行器的方位；7個以上的自由度是冗余自由度，是用來躲避障礙物的。
我做的是通用機械手，要求有較高的定位精度和較高的耐用度。結構形式方案主要有：直角坐標型，圓柱坐標型，球坐標型，關節(jié)型。
為了使機械手的通用性更強，把機械手的手部結構設計成可更換結構，當工件是棒料時，使用夾持式手部。如果有實際需要，還可以換成氣壓吸盤式結構或電磁式吸盤結構。手爪是機械手直接用下抓取和握緊(或吸附)工件夾持專用工具(如噴槍。扳子、焊接工具)進行損作的部件。它具有模仿人手動作的功能，，并安裝于機械手手臂的前端。手腕運動圖如圖3-1
3-1手腕運動示意圖
設計時考慮的幾個問題
(一)具有足夠的握力(即夾緊力)
在確定手指的握力時，除考慮工件重量外，還應考慮在傳送或操作過程中所產(chǎn)生的慣性力和振動，以保證工件不致產(chǎn)生松動或脫落。
(二)手指間應具有一定的開閉角
兩手指張開與閉合的兩個極限位置所夾的角度稱為手指的開閉角。手指的開閉角應保證工件能順利進入或脫開，若夾持不同直徑的工件，應按最大直徑的工件考慮。對于移動型手指只有開閉幅度的要求。
(三)保證工件準確定位
為使手指和被夾持工件保持準確的相對位置，必須根據(jù)被抓取工件的形狀，選擇相應的手指形狀。例如圓柱形工件采用帶“V”形面的手指，以便自動定心。
(四)具有足夠的強度和剛度
手指除受到被夾持工件的反作用力外，還受到機械手在運動過程中所產(chǎn)生的慣性力和振動的影響，要求有足夠的強度和剛度以防折斷或彎曲變形，但應盡量使結構簡單緊湊，自重輕，并使手部的中心在手腕的回轉軸線上，以使手腕的扭轉力矩最小為佳。
(五)應考慮被抓取對象的要求
1．抓取形狀 手指形狀應根據(jù)工件形狀而設計。如工件為圓柱形．則采用“V”形
手指；圓球狀工件用圓弧形三指手指，方料用平面形手指，細絲工件用尖指勾形或細齒
鉗爪手指?？傊畱鶕?jù)工件形狀來選定手指形狀。
2，抓取部位 抓取部位的尺寸盡可能是不變的．若加工后尺寸有變化，手指應能適
應尺寸變化的要求，否則不允許定為抓取部位。對于工件表面質(zhì)量要求高的，抓取時盡
量避開高質(zhì)量表面或在手指上加軟質(zhì)墊片(如橡皮．抱沫塑料．石棉襯墊等)，以防夾持
時損壞工件。
3．抓取數(shù)量 若用一對手指抓取多個工件，為了不發(fā)生個別工件的松動或脫落現(xiàn)
象，在手指上可增加彈性襯墊，如橡皮、泡沫、塑料等 ，對于較長工件可采用雙指或多指抓取。
(六)應考慮手指的多用性
手指是專用性較強的部件，為適應小批量多品種工件的不同形狀和尺寸的要求，可
制成組合式的手指，對于這種手指要求結構簡單，安裝維修方便，更換迅速和準確，以便擴大機械手的使用范圍。
實習心得：本次實習了解了很多通用液壓機械手方面的知識。機械手應用的十分廣泛，而我了解有限，設計方面大部分要依靠老師幫忙，還請老師多改正。