發(fā)動機(jī)活塞自動安裝及系統(tǒng)控制

1概述1.1設(shè)計(jì)背景1.1.1工業(yè)機(jī)器人由操作機(jī)（機(jī)械本體）、控制器、伺服驅(qū)動系統(tǒng)和檢測傳感裝置構(gòu)成，是一種仿人操作、自動控制、可重復(fù)編程、能在三維空間完成各種作業(yè)的機(jī)電一體化自動化生產(chǎn)設(shè)備。特別適合于多品種、變批量的柔性生產(chǎn)。它對穩(wěn)定、提高產(chǎn)品質(zhì)量，提高生產(chǎn)效率，改善勞動條件和產(chǎn)品的快速更新?lián)Q代起著十分重要的作用。機(jī)器人技術(shù)是綜合了計(jì)算機(jī)、控制論、機(jī)構(gòu)學(xué)、信息和傳感技術(shù)、人工智能、仿生學(xué)等多學(xué)科而形成的高新技術(shù)，是當(dāng)代研究十分活躍，應(yīng)用日益廣泛的領(lǐng)域。機(jī)器人應(yīng)用情況，是一個(gè)國家工業(yè)自動化水平的重要標(biāo)志。機(jī)器人并不是在簡單意義上代替人工的勞動，而是綜合了人的特長和機(jī)器特長的一種擬人的電子機(jī)械裝置，既有人對環(huán)境狀態(tài)的快速反應(yīng)和分析判斷能力，又有機(jī)器可長時(shí)間持續(xù)工作、精確度高、抗惡劣環(huán)境的能力，從某種意義上說它也是機(jī)器的進(jìn)化過程產(chǎn)物，它是工業(yè)以及非產(chǎn)業(yè)界的重要生產(chǎn)和服務(wù)性設(shè)備，也是先進(jìn)制造技術(shù)領(lǐng)域不可缺少的自動化設(shè)備1.1.2.工業(yè)機(jī)械手工業(yè)機(jī)械手是近幾十年發(fā)展起來的一種高科技自動化生產(chǎn)設(shè)備。工業(yè)機(jī)械手的是工業(yè)機(jī)器人的一個(gè)重要分支。它的特點(diǎn)是可通過編程來完成各種預(yù)期的作業(yè)任務(wù)，在構(gòu)造和性能上兼有人和機(jī)器各自的優(yōu)點(diǎn)，尤其體現(xiàn)了人的智能和適應(yīng)性。機(jī)械手作業(yè)的準(zhǔn)確性和各種環(huán)境中完成作業(yè)的能力，在國民經(jīng)濟(jì)各領(lǐng)域有著廣闊的發(fā)展前景。

機(jī)械手技術(shù)涉及到力學(xué)、機(jī)械學(xué)、電氣液壓技術(shù)、自動控制技術(shù)、傳感器技術(shù)和計(jì)算機(jī)技術(shù)等科學(xué)領(lǐng)域，是一門跨學(xué)科綜合技術(shù)。

機(jī)械手是一種能自動化定位控制并可重新編程序以變動的多功能機(jī)器，它有多個(gè)自由度，可用來搬運(yùn)物體以完成在各個(gè)不同環(huán)境中工作。

機(jī)械手由以下結(jié)構(gòu)：

執(zhí)行機(jī)構(gòu)——驅(qū)動-傳動機(jī)構(gòu)——控制系統(tǒng)——智能系統(tǒng)——遠(yuǎn)程診斷監(jiān)控系統(tǒng)，五部分組成。機(jī)械手的設(shè)計(jì)構(gòu)想是以人的手為基礎(chǔ)，以機(jī)械拉來實(shí)現(xiàn)人的動作，它的動作由以下四部分來實(shí)現(xiàn)：1、自由度的旋轉(zhuǎn)2、肩的前后動作3、肘的上下動作4、腕(手)的動作

驅(qū)動-傳動機(jī)構(gòu)與執(zhí)行機(jī)構(gòu)是相輔相成的，在驅(qū)動系統(tǒng)中可以分:機(jī)械式、電氣式、液壓式和復(fù)合式，其中液壓操作力最大。機(jī)械手1.2設(shè)計(jì)的目的和意義目前，在國內(nèi)發(fā)動機(jī)活塞安裝中，大都是以人手工操作安裝的，人手工操作安裝發(fā)動機(jī)活塞不僅速度過慢，而且由于重復(fù)作業(yè)，易于疲勞，效率極其低下不宜于流水線作業(yè)。本次設(shè)計(jì)解決了這些問題，利用機(jī)械夾持器抓取流水線上活塞，然后進(jìn)行上下移動、左右移動及對工件的壓緊、下壓等操作。降低了人力物力的消耗，解決了人的手工操作的一些缺點(diǎn)?？删幊绦蚩刂破饕言谠S多行業(yè)得到了迅速的普及和推廣應(yīng)用。而它與氣動和液動技術(shù)相結(jié)合形成的各種機(jī)械手是實(shí)現(xiàn)工業(yè)自動化的重要設(shè)施。氣動傳動的介質(zhì)來自于空氣，環(huán)境污染小，工程實(shí)現(xiàn)容易，所以氣壓傳動是一種易于推廣普及的實(shí)現(xiàn)工業(yè)自動化的應(yīng)用技術(shù)。氣動技術(shù)在各個(gè)制造行業(yè)，尤其在各種自動化生產(chǎn)裝備和生產(chǎn)線中得到了廣泛的應(yīng)用，極大地提高了制造業(yè)的生產(chǎn)效率和產(chǎn)品質(zhì)量。1.3系統(tǒng)設(shè)計(jì)方案1.3.1．主要技術(shù)參數(shù)（1）直動四缸發(fā)動機(jī)（2）活塞直徑mm。（3）發(fā)動機(jī)缸體表面距地面高度1450mm。（4）活塞連桿總成長150mm。直列四缸發(fā)動機(jī)1.3.2．總體方案在本次設(shè)計(jì)過程中,驅(qū)動裝置采用了工作可靠性高、使用壽命長、對環(huán)境沒有污染的氣壓技術(shù)。夾具部分由緩沖較小，易于控制的氣缸直接控制。控制程序采用編程簡單、使用方便的梯形圖。機(jī)械傳動機(jī)構(gòu)采用氣缸完成安橫、豎向運(yùn)動。機(jī)械導(dǎo)向機(jī)構(gòu)采用滾珠導(dǎo)軌來完成。導(dǎo)向裝置作用是支撐和導(dǎo)向，為機(jī)械系統(tǒng)中各運(yùn)動裝置能到安全、準(zhǔn)確的完成其特定方向的運(yùn)動提供保障。滾動導(dǎo)軌的導(dǎo)向面之間放置滾珠，滾珠或滾針等滾動體來實(shí)現(xiàn)兩導(dǎo)軌無滑動地相對運(yùn)動。這種導(dǎo)軌摩損小，壽命大，定位精度高，靈敏度好，運(yùn)行平穩(wěn)可靠，但對幾何精度要求高，抗振性較差，防護(hù)要求高，本次設(shè)計(jì)采用了傳動精度高滾珠導(dǎo)軌。滾珠導(dǎo)軌總體設(shè)計(jì)機(jī)械圖附于A0圖紙中。AutoCAD左視圖如下：下圖中傳動機(jī)構(gòu)由氣缸完成，實(shí)現(xiàn)安裝機(jī)的左右及上下移動。執(zhí)行機(jī)構(gòu)夾持器也由氣缸完成，實(shí)現(xiàn)對活塞的夾緊、放松。向下壓緊也由氣缸完成，實(shí)現(xiàn)對活塞的向下壓緊。為了避免較大的彎矩，造成上下運(yùn)動氣缸頭部的損壞，縱向運(yùn)動裝置使用光杠支撐和直線軸承作用。（總體方案左視圖）為了進(jìn)一步對機(jī)械結(jié)構(gòu)進(jìn)行說明，對安裝機(jī)整體結(jié)構(gòu)主視圖進(jìn)行繪制。AutoCAD主視圖如下：（總體方案主視圖）1.4系統(tǒng)設(shè)計(jì)內(nèi)容1.4.1.傳動機(jī)構(gòu)方案的選擇傳動機(jī)構(gòu)實(shí)質(zhì)上是執(zhí)行元件和執(zhí)行機(jī)構(gòu)之間的一個(gè)機(jī)械接口，用于對運(yùn)動和力進(jìn)行變換和傳遞。氣缸是將壓縮空氣的壓力能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能，能驅(qū)動機(jī)構(gòu)實(shí)現(xiàn)上下移動、左右移動。1.4.2.導(dǎo)向機(jī)構(gòu)的選擇導(dǎo)向機(jī)構(gòu)即導(dǎo)軌，主要有滑動和滾動兩大類。滾珠導(dǎo)軌精度高，導(dǎo)向性好，摩擦因數(shù)小，啟動輕便，運(yùn)動靈敏，不易爬行，壽命長，適