【正文】 運(yùn)物體、操作工具，以完成各種作業(yè)。關(guān)于機(jī)械手的定義隨著科技的不斷發(fā)展，在不斷的完善.：自由度運(yùn)動(dòng)，每個(gè)運(yùn)動(dòng)自由度之間的空間夾角為直角；自動(dòng)控制的，可重復(fù)編程，所有的運(yùn)動(dòng)均按程序運(yùn)行；一般由控制系統(tǒng)、驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)、機(jī)械系統(tǒng)、操作工具等組成。靈活，多功能，因操作工具的不同功能也不同。高可靠性、高速度、高精度?？捎糜趷毫拥沫h(huán)境，可長期工作，便于操作維修。：因末端操作工具的不同，機(jī)械手可以非常方便的用作各種自動(dòng)化設(shè)備，完成如焊接、搬運(yùn)、上下料、包裝、碼垛、拆垛、檢測、探傷、分類、裝配、貼標(biāo)、噴碼、打碼、（軟仿型）噴涂、目標(biāo)跟隨、排爆等一系列工作。特別適用于多品種、便批量的柔性化作業(yè)，對(duì)于穩(wěn)定提高產(chǎn)品質(zhì)量，提高勞動(dòng)生產(chǎn)率，改善勞動(dòng)條件和產(chǎn)品的快速更新?lián)Q代起著十分重要的作用。隨著機(jī)械手的應(yīng)用越來越廣泛，機(jī)械手的設(shè)計(jì)工作日益顯得重要。成功的設(shè)計(jì)一臺(tái)機(jī)械手涉及到很多方面的工作，包括機(jī)械結(jié)構(gòu)、動(dòng)力驅(qū)動(dòng)、伺服控制等等。：機(jī)械手的設(shè)計(jì)是一個(gè)復(fù)雜的工作，工作量很大，涉及的知識(shí)面很多，往往需要多人完成。機(jī)械手設(shè)計(jì)是面向客戶的設(shè)計(jì)，不是閉門造車。設(shè)計(jì)者需要經(jīng)常和用戶在一起，不停分析用戶要求，尋求解決方案。機(jī)械手設(shè)計(jì)是面向加工的設(shè)計(jì)，再好的設(shè)計(jì)，如果工廠不能加工出產(chǎn)品，設(shè)計(jì)也是失敗的，設(shè)計(jì)者需要掌握大量的加工工藝及加工手段。機(jī)械手設(shè)計(jì)是一個(gè)不斷完善的過程。：使用要求的分析：每一個(gè)機(jī)械手都是根據(jù)特定的要求的產(chǎn)生而設(shè)計(jì)的，設(shè)計(jì)的第一步就是要將使用要求分析清楚，確定設(shè)計(jì)時(shí)需要考慮的參數(shù)，包括： 機(jī)械手的定位精度，重復(fù)定位精度； 機(jī)械手的負(fù)載大小，負(fù)載特性；機(jī)械手運(yùn)動(dòng)的自由度數(shù)量，每自由度的運(yùn)動(dòng)行程；機(jī)械手的工作周期或運(yùn)動(dòng)速度，加減速特性；機(jī)械手的運(yùn)動(dòng)軌跡，動(dòng)作的關(guān)聯(lián)；機(jī)械手的工作環(huán)境、安裝方式；機(jī)械手的運(yùn)行工作制、運(yùn)行壽命；機(jī)械結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)完成后，要對(duì)整臺(tái)設(shè)備進(jìn)行壽命計(jì)算，核心元件的壽命到要計(jì)算，如機(jī)械手軌道的壽命，減速機(jī)的壽命，伺服電機(jī)的壽命等。機(jī)械手的運(yùn)行壽命與運(yùn)行速度、負(fù)載大小、結(jié)構(gòu)形式、工作環(huán)境、工作制等有關(guān)。如果發(fā)現(xiàn)機(jī)械手的運(yùn)行壽命太短，需要重新調(diào)整設(shè)計(jì)。以上為一個(gè)機(jī)械手機(jī)械結(jié)構(gòu)部分的設(shè)計(jì)方法，至于控制系統(tǒng)部分這里不加說明。第3章 全自動(dòng)上管機(jī)械手的設(shè)計(jì)通過不斷學(xué)習(xí)和對(duì)工作經(jīng)驗(yàn)的積累，對(duì)于機(jī)械手的結(jié)構(gòu)和設(shè)計(jì)有了一定的認(rèn)識(shí)，開始進(jìn)行一種用于節(jié)能燈烤管涂膜機(jī)全自動(dòng)上管的機(jī)械手的設(shè)計(jì)。設(shè)計(jì)的這個(gè)機(jī)械手臂的作用是將傳送帶上送達(dá)的工件規(guī)律的準(zhǔn)確的逐個(gè)送到指定的位置，這個(gè)位置位于傳送帶的側(cè)上方，是一個(gè)一定長度的插頭，工件會(huì)套上插頭并被帶走進(jìn)入下一道烘烤工序，所以工件在最后還要有一個(gè)套上的動(dòng)作。，我們?cè)O(shè)計(jì)工件的軌跡分為兩段，先是一個(gè)逆時(shí)針的角度旋轉(zhuǎn)，到達(dá)插頭的延伸線上后再進(jìn)行一個(gè)直線運(yùn)動(dòng)，直到到達(dá)終點(diǎn)。如圖321機(jī)械手的夾取動(dòng)作可以直接用一個(gè)平行氣缸配合零件來完成，最后的直線運(yùn)動(dòng)可以直接用一個(gè)直線氣缸配合零件完成，中間的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)考慮到其穩(wěn)定性決定用電機(jī)變速后帶動(dòng)凸輪機(jī)構(gòu)，凸輪機(jī)構(gòu)傳動(dòng)帶動(dòng)齒條齒輪的方法來實(shí)現(xiàn)。于是得出的設(shè)計(jì)方案是電機(jī)傳動(dòng)凸輪，凸輪傳動(dòng)齒條，齒條傳動(dòng)齒輪，齒輪圖31運(yùn)動(dòng)軌跡帶動(dòng)整個(gè)機(jī)械手臂旋轉(zhuǎn)，直線氣缸帶動(dòng)手臂上下直線移動(dòng)，平行氣缸帶動(dòng)夾板夾取工件。機(jī)械手臂材料的選取與一般機(jī)械設(shè)備相比，機(jī)械手結(jié)構(gòu)的動(dòng)力特性是十分重要的，這是材料選擇的出發(fā)點(diǎn)。材料選擇的基本要求是：強(qiáng)度高、彈性模量大、重量輕、阻尼大、材料價(jià)格低。這里只要采用普通的碳素結(jié)構(gòu)鋼就可以了。由于節(jié)能燈烤管涂膜需要在近200℃高溫的工作條件下進(jìn)行，采用電機(jī)直接驅(qū)動(dòng)不合適，所以這次改為氣缸和機(jī)械驅(qū)動(dòng)，利用凸輪機(jī)構(gòu)來實(shí)現(xiàn)其傳送過程，氣缸推送達(dá)到其夾取和入位的目的。理論原理設(shè)計(jì)：1如圖332組合手臂主視圖、圖33組合手臂俯視圖所示：凸輪的自轉(zhuǎn)，產(chǎn)生固定循環(huán)的勢力差變動(dòng)，通過搖臂的傳動(dòng)將勢力差轉(zhuǎn)換為上下運(yùn)動(dòng)，搖臂的轉(zhuǎn)動(dòng)從而帶動(dòng)機(jī)械手臂的旋轉(zhuǎn)，然后氣缸的推動(dòng)達(dá)到傳送燈管的作用，而平行氣缸則是達(dá)到夾取燈管的作用，通過以上動(dòng)作的組合便可以完成需要的工作過程。2其中還設(shè)計(jì)到旋轉(zhuǎn)角度，傳送距離，以及夾取的強(qiáng)度預(yù)算問題：（1）旋轉(zhuǎn)角度：旋轉(zhuǎn)角度則為凸輪來控制，通過計(jì)算旋轉(zhuǎn)的角度給傳動(dòng)臂（圖33）帶來的上下位移的距離，然后經(jīng)過搖臂的縮放，調(diào)整到凸輪適合的勢差范圍，對(duì)凸輪進(jìn)行合理的設(shè)計(jì)。（2）傳送距離：則為對(duì)氣缸的選取，首先對(duì)推動(dòng)力進(jìn)行計(jì)算，摩擦力加上負(fù)載重量乘以120%為選取氣缸基準(zhǔn)力，挑選適合的氣缸。（3）夾取的強(qiáng)度：在夾具上有調(diào)節(jié)空檔大小的功能，若夾取過緊了，可以調(diào)整螺絲將其放松，夾取過松，可以調(diào)整螺絲使其內(nèi)移變緊。圖32組合手臂主視圖圖33組合手臂旋轉(zhuǎn)圖圖34組合手臂俯視圖（燈管）本機(jī)械手需要移動(dòng)的工件為直徑70MM的節(jié)能燈燈管，俯視圖為圓形，屬于非常輕的工件，所以整體機(jī)械臂所需要產(chǎn)生的力也很小。夾板分為左右兩塊，內(nèi)壁黏貼一層塑膠以減小與工件接觸時(shí)的沖擊力且能增加移動(dòng)工件時(shí)的摩擦力。夾板內(nèi)壁為圓形，工件也是圓形，左右契合工件的形狀，各以兩枚螺絲與夾座調(diào)位二連接。圖35夾板夾座調(diào)位由左右兩部分組成，每一邊又由夾座調(diào)位一和夾座調(diào)位二組成，金屬材質(zhì)，其中夾座調(diào)位二與夾板連接，夾座調(diào)位一與平行氣缸連接。夾座調(diào)位一上有五個(gè)螺孔，配合夾座調(diào)位二可進(jìn)行五檔的調(diào)節(jié)，調(diào)節(jié)范圍為0到32MM，左右最大可以進(jìn)行64MM的調(diào)節(jié)，配合夾板的圓形內(nèi)壁（內(nèi)壁頂點(diǎn)到夾座調(diào)位內(nèi)面的距離為9MM），最后可以得到的最大范圍為82MM，最小范圍為18MM，以更好的適應(yīng)不同規(guī)格工件的大小。圖36夾座調(diào)位一二加工手臂與平行氣缸的鏈接部分最大要進(jìn)行50MM的位移，平行氣缸的直徑為35MM，所以我們選擇的氣缸型號(hào)為SDA35X70,比較適合這個(gè)位移，且因?yàn)橛锌ú鄣南拗?，不必?fù)?dān)心會(huì)超出我們所需的位移。平行氣缸座的主要作用就是固定平行氣缸，金屬材質(zhì)，通過內(nèi)嵌式螺母與滑塊連接，值得一提的是平行氣缸座的底部是一個(gè)可調(diào)節(jié)的設(shè)計(jì)，底部是一個(gè)長度20MM的卡槽，所以整個(gè)平行氣缸到夾板這一部分可以進(jìn)行一個(gè)長度20MM的前后調(diào)節(jié)，這樣可以更好的切合機(jī)械手臂與工件之間的位置。夾動(dòng)手臂是整個(gè)機(jī)械臂非常重要的一個(gè)部件，它左邊連接著夾具主載模塊，中間通過一個(gè)魚眼接頭連接直行氣缸，右端夾座移動(dòng)軸承夾，以左端為支點(diǎn)，氣缸產(chǎn)生的上升力通過夾動(dòng)手臂傳達(dá)給夾座移動(dòng)軸承架，從而提升整個(gè)夾具。夾動(dòng)手臂的左端是一個(gè)長度20MM的卡槽，與夾座移動(dòng)軸承架連接，當(dāng)夾板抬升時(shí)，從最低點(diǎn)到最高點(diǎn)抬升高度為100MM，在此過程中，夾動(dòng)手臂進(jìn)行的是一個(gè)逆時(shí)針的圓弧動(dòng)作，而滑塊進(jìn)行的是一個(gè)