第四章 机械手3D建模 23

4.1 零件3D建模 23

4.2 虚拟装配 26

4.3 本章小结 33

总结 34

致谢 35

参考文献 36

 第一章 绪论

1.1课题研究背景

工业机械手是近几十年发展起来的一种高科技自动化生产设备。工业机械手的是工业机器人的一个重要分支。它的特点是可通过编程来完成各种预期的作业任务，在构造和性能上兼有人和机器各自的优点，尤其体现了人的智能和适应性。机械手作业的准确性和各种环境中完成作业的能力，在国民经济各领域有着广阔的发展前景。搬运机械手是近年来新技术发展的重要领域之一，是以微电子技术为主导的多种新兴技术与机械技术交叉、融合而成的一种综合性的高新技术。这一技术在工业、农业、国防、医疗卫生、办公自动化及生活服务等众多领域有着越来越多的应用。工业机器人在提高产品质量、加快产品更新、提高生产效率、促进制造业的柔性化、增强企业和国家的竞争力等诸方面具有举足轻重的地位。

机械手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，将人类从繁重、重复、枯燥的生产搬运中解脱出来。因而广泛应用于机械制造、冶金、电子、轻工和原子能等部门。

近年来，随着科技的飞速发展，机械手被越来越多的利用于各类行业，对其的结构的要求也相应变得多种起来。无论何种类型的机械手，其结构都要适应被加工的零件。随着计算机技术、电子技术以及传感技术等在机械手中越来越多的应用，机械手已经成为工业生产中提高劳动生产率的重要因素，并且随着机械手结构设计的不断发展与优化机械手可以实现空间抓放更精密的物体，动作灵活多样，适用于可变换生产品种的中、小批量自动化生产，广泛应用于柔性自动线，可以节约成本，减轻劳动强度

本课题主要研究如何利用机械手的操作来完成曲轴在两个工位之间的搬运和定位的问题。该项目具有实用性、可靠性、经济性、推广性、智能性等特点。一是实用性。能够完成两个工位上的工件的搬运动作。二是可靠性。比起人工完成搬运，安全可靠，机械手能按照事先设定的程序进行动作，不会受工人的身体状况、精神状态、情绪等的影响。三是经济性。整个项目的完成可以使企业降低成本、提高生产率。三是推广性。这类机械手应用非常广泛，经过一定的调整和改进可以完成工厂、企业里大部分工件、装备等的移动。

曲轴是引擎的心脏，如果它的功能无法准确的执行，那么引擎的马力就无法正常的发挥。曲轴的各相对角度必须正确，否则点火正时和气门正时就无法精确有序的一个汽缸接着一个汽缸的运作。如果这顺序出了问题，可以想见这结果就是爆震连连。 曲轴轴承的间隙也是另一个重点，主轴承和连杆轴承都必须有适当的间隙以使机油能够流动产生润滑和冷却效果。如果太小汽缸壁、活塞、气门机构....等就无法获得充分的润滑，会造成机件的磨损。

20世纪70年代以前，发动机曲轴粗加工方式是多刀车床车削曲轴主轴颈和连杆轴颈。采用这种方式加工精度较低、柔性很差、工序质量稳定性低，难以达到合理的加工余量。曲轴精加工采用的是普通磨削工艺，一般采用MQ8260曲轴磨床粗磨-半精磨-精磨-抛光。加工质量不稳定，废品率较高。20世纪70年代到80年代左右，曲轴粗加工采用CNC车削、CNC外铣加工，加工状况有所改善。精加工仍以普通磨床磨削工艺为主。20世纪80年中期又出现了CNC内铣工艺，CNC内铣加工性能指标要高于CNC外铣加工，尤其是对于锻钢曲轴，内铣更有利于断屑。精加工工艺多采用半自动曲轴磨床，头架和尾座同步传动，加工精度有一定的提高。20世纪90年代中期又开发出CNC高速外铣。进入21世纪以后，复合加工工艺已进入曲轴制造业中。