【正文】 附件 2： 本科畢業(yè)設計說明書 題 目： 電鍍工業(yè)機器人 院 （部）： 機電工程學院 專 業(yè)： 機械工程及自動化 班 級： 機械 1110 姓 名： 曹飏 學 號： 2021071482 指導教師： 李慧 完成日期： 2021 年 6 月 10 日 正式印時，此刪除 山東建筑大學畢業(yè)設計說明書 I 目 錄 摘 要 ................................................................... IV ABSTRACT.............................................................. V 1 前 言 工業(yè)機械手的分類 ................................................. 1 按規(guī)格（所搬運的工件重量）分類 ............................. 1 1）微型的 —— 搬運重量在 1kg 以下。 ................................ 2 按功能分類 ................................................. 2 按用途分類 ................................................. 2 工業(yè)機械手的組成 ................................................. 3 執(zhí)行機構(gòu) ................................................... 4 驅(qū)動機構(gòu) .................................................... 4 控制系統(tǒng) .................................................... 5 基體（機身） ................................................ 5 工業(yè)機械手在生產(chǎn)中的作用 ......................................... 5 建造旋轉(zhuǎn)體零件（軸類、盤類、環(huán)類）自動線 .................... 5 在實現(xiàn)單機自動化方面 ........................................ 5 鑄、鍛、焊、熱處理等加工方面 ................................ 6 工業(yè)機械手設計的目的 ............................................. 6 工業(yè)機械手設計的內(nèi)容 ............................................. 7 工業(yè)機械手的技術(shù)發(fā)展方向 ......................................... 8 2 機械手總體設計方案 原始數(shù)據(jù)（主要參數(shù)） ............................................. 9 工業(yè)機器人總圖及其技術(shù)特性 ...................................... 10 選擇電動機 ...................................................... 12 山東建筑大學畢業(yè)設計說明書 II 選擇電動機的類型和結(jié)構(gòu)型式 ................................. 12 確定電動機的容量 .......................................... 13 確定電動機轉(zhuǎn)速 ............................................. 14 3 機械手手部的設計計算 手部設計基本要求 ................................................ 14 典型的手部結(jié)構(gòu) .................................................. 15 機械手手抓的設計計算 ............................................ 15 選擇手抓的類型及夾緊裝置 ................................... 15 手抓的力學分析 ............................................ 15 夾緊力及驅(qū)動力的計 ......................................... 17 手抓夾持范圍計算 ........................................... 19 機械手手抓夾持精度的分析計算 .................................... 19 彈簧的設計計算 .................................................. 21 4 手臂伸縮機構(gòu)載荷的計算 ......................................... 23 5 初選系統(tǒng)工作壓力 ................................................ 24 6 軸的設計 軸的材料和熱處理的選擇 .......................................... 25 軸幾何尺寸的設計計算 ............................................ 25 按照扭轉(zhuǎn)強度初步設計軸的最小直徑 ........................... 25 軸的結(jié)構(gòu)設計 .............................................. 26 強度計算： ................................................. 27 7 液壓系統(tǒng)的設計 液壓系統(tǒng)簡介 .................................................... 29 液壓系統(tǒng)的組成 .................................................. 29 機械手液壓系統(tǒng)的控制回路 ........................................ 30 壓力控制回路 .............................................. 30 山東建筑大學畢業(yè)設計說明書 III 速度控制回路 .............................................. 30 液壓系統(tǒng)元件的選擇 .............................................. 31 液壓系統(tǒng)回 路的分析 .............................................. 31 調(diào)壓回路 .................................................. 31 緩沖回路 .................................................. 32 調(diào)速回路 .................................................. 32 換向回路 .................................................. 33 鎖緊回路 .................................................. 33 保壓回路 .................................................. 34 結(jié) 論 .............................................................. 35 謝 辭 ......................................................................................................... 36 參考文獻 ........................................................... 37 附 錄 .............................................................. 38 山東建筑大學畢業(yè)設計說明書 IV 摘 要 在當今大規(guī)模的制造業(yè)中，企業(yè)為提高生產(chǎn)效率，保障產(chǎn)品質(zhì)量，普遍重視生產(chǎn)過程的自動化程度，工業(yè)機械手作為自動化生產(chǎn)線上的重要成員，逐漸被企業(yè)認同并采用。工業(yè)機械手的技術(shù)水平和應用程度在一定程度上反映了一個國家的工業(yè)自動化水平。目前，工業(yè)機器人主要承擔著焊接、噴涂、搬運以及堆垛等重要性并且勞動強度極大的工作，工作方式一般采取試教在線的方式。 本文將設計一臺五自由度的工業(yè)機械手，用于在 帶有數(shù)控裝置的機床時，工業(yè)機器人用以取下毛坯和零件，更換刀具和其他輔助操作。全面詳盡地討論了直角坐標機械手的手部，腕部，手臂以及機身等主要部件的結(jié)構(gòu)設計，其中包括機械部分的零部件，比如滾珠絲杠，聯(lián)軸器，單軸驅(qū)動器的使用條件，種類選型，設計基本要求，優(yōu)點特點分析，結(jié)構(gòu)設計，基本參數(shù)的選定，計算與校核，以及安全性的分析。還有控制部分的各電機的馬達型號，種類，簡介，控制步驟分析，部分控制程序的編寫，運行特性分析，基本參數(shù)的計算和校核。 最終實現(xiàn)的目標包括：實現(xiàn)步進電機的開環(huán)控制，通過手臂的執(zhí)行機構(gòu)實現(xiàn)空間任意位置 的抓取，實現(xiàn)手部快速，有效的抓取物體，有良好的傳感和限位功能使每個自由度上的運?？焖?，準確。做到盡量體積小，重量輕，功耗低，維護方便，外形美觀，動作靈敏，傳動平穩(wěn)，程序簡潔，運行誤差小等優(yōu)點。 關(guān)鍵詞 ：機械手；示教編程；伺服；制動 山東建筑大學畢業(yè)設計說明書 V Design of mechanical structure for CNC machine tool industry robot (A type) ABSTRACT In today39。s largescale manufacturing enterprises to improve production efficiency, ensuring product quality, universal attention degree of automation of the production process, industrial robots as an important member of automated production lines, and gradually recognized and adopted by businesses. Technical level and degree of application of industrial robots to a certain extent, reflect a country39。s level of industrial automation. At present, the importance of industrial robots is mainly responsible for welding, painting, handling and palletising and laborintensive work great, work in general, try to teach online. This paper will design a five degrees of freedom of the industrial robot, when used with the machine in the numerical control device, industrial robots and to remove the blank parts, replace tools and other support operations. Comprehensive and detailed discussion of the structural design of rectangular coordina