【正文】 廈 門 技 師 學(xué) 院 畢業(yè) 設(shè)計 （ 論文 ） 題 目： 兩 自由度機械手設(shè)計與 加工 學(xué) 院 ： 廈門技師學(xué)院 專業(yè) 、 班級 ： 07 數(shù)控（技師） 作者 姓名 ： 學(xué) 號 ： 指導(dǎo) 教師： 職稱： 助講師 2021 年 6 月廈門技師學(xué)院畢業(yè)論文 （設(shè)計） i 摘 要 機械手廣泛的應(yīng)用于工業(yè)、農(nóng)業(yè)等 領(lǐng)域中，發(fā)揮 著重要的作用。 兩 自由度機械手作為一種主要的形式，具有重要的研究意義。 本文 基于虛擬樣機技術(shù)，完成了 兩 自由度機械手機械系統(tǒng)的設(shè)計與 加工 。 論文 提出了 基于虛擬樣機技術(shù)的 機械手 設(shè)計思想和 總體設(shè)計方案 。 利用三維設(shè)計軟件 UG 進(jìn)行了機械手零部件的設(shè)計 。在此基礎(chǔ)上， 利用 動力學(xué) 仿真 軟件 UG 對機械手進(jìn)行了 虛擬樣機 建模與仿真 ，分析機械手設(shè)計中存在的缺陷 ，并進(jìn)行了相應(yīng)的改進(jìn)。為了便于機械手的 數(shù)控加工，利用 UG 軟件 中 的 數(shù)控加工模塊 對機械手零部件進(jìn)行了數(shù)控加工編程。 兩 自由度機械手機械系統(tǒng)的設(shè)計與 加工 為實際的物理樣機 制造 奠定了基礎(chǔ)。 關(guān)鍵 詞： 機械手 ； 兩 自由 度 ； 三維設(shè)計 ； 數(shù)控加工 廈門技師學(xué)院畢業(yè)論文 （設(shè)計） I 目 錄 前 言 ........................................................................................................... 1 1 總體方案設(shè)計 ........................................................................................ 1 自由度機械手 系統(tǒng)設(shè)計 .................................................................................. 1 兩 自由度機械手 機械系統(tǒng) 設(shè)計思想 ............................................................... 2 兩 自由度機械手的總體 方案 ........................................................................... 2 兩 自由度機械手的數(shù)學(xué)描述 ........................................................................... 4 2 兩 自由度機械手零部件 的 三維設(shè)計 ..................................................... 4 三維設(shè)計軟件 UG 簡介 .................................................................................... 4 機械手驅(qū)動電機選型機 ................................................................................... 6 械手 蝸輪蝸桿、齒輪 零部件設(shè)計 ................................. 7 機械手 軸 零部件設(shè)計 .......................................... 15 機械手其 它 零部件設(shè)計 ................................................................................. 16 材料及標(biāo)準(zhǔn)件的選擇 ..................................................................................... 19 機械手的 虛擬裝配 ......................................................................................... 20 3 兩 自由度機械手 機械零部件的數(shù)控加工編程 ........................................... 21 數(shù)控加工簡介 ................................................................................................. 21 數(shù)控加工的基本流程 ..................................................................................... 21 數(shù)控車床加工編程 ......................................................................................... 22 數(shù)控銑床加工編程 ............................................ 24 4 兩 自由度機械手 設(shè)計加工 材料 成本預(yù)算 .............................................25 結(jié)論 .............................................................................................................................. 27 參考文獻(xiàn) ..................................................................................................................... 28 附錄 兩 自由度機械手裝配圖 與零件圖 .......................................................... 29 致謝 .............................................................................................................................. 29 廈門技師學(xué)院畢業(yè)論文 （設(shè)計） 1 兩 自由度機械手設(shè)計與 加工 前 言 機械手 是 能夠 模仿人手和臂的某些動作功能，用以按固定程序抓取、搬運物件或操作工具的自動操作裝置。它可代替人的繁重勞動以實現(xiàn)生產(chǎn)的機械化和自動化， 能在有害環(huán)境下操作以保護人身安全，因而廣泛應(yīng)用于機械制造、冶金、電子、輕工和原子能等部門。 機械手主要由手部和運動機構(gòu)組成。手部是用來抓持工件（或工具）的部件，根據(jù)被抓持物件的形狀、尺寸、重量、材料和作業(yè)要求而有多種結(jié)構(gòu)形式，如夾持型、托持型和吸附型等。運動機構(gòu)，使手部完成各種轉(zhuǎn)動（擺動）、移動或復(fù)合運動來實現(xiàn)規(guī)定的動作，改變被抓持物件的位置和姿勢。 機械手的種類，按驅(qū)動方式可分為液壓式、氣動式、電動式、機械式機械手；按適用范圍可分為專用機械手和通用機械手兩種；按運動軌跡控制方式可分為點位控制和 連續(xù)軌跡控制 機械手等。 機械手通常用作機床或 其它 機器的附加裝置，如在自動機床或自動生產(chǎn)線上裝卸和傳遞工件，在加工中心中更換刀具等。有些操作裝置需要由人直接操縱，如用于原子能部門操持危險物品的主從式操作手 [3]。 1 總體方案設(shè)計 兩 自由度機械手系統(tǒng)設(shè)計 兩 自由度機械手系統(tǒng) 由機械本體結(jié)構(gòu)、 伺服驅(qū)動系統(tǒng) 、 西門子 810D 數(shù)控系統(tǒng) 等部分組成。 機械本體結(jié)構(gòu) 從機構(gòu)學(xué)的角度來分析，機器 手 機械結(jié)構(gòu)可以看作 由 一系列連桿通過旋轉(zhuǎn)關(guān)節(jié)（或移動關(guān)節(jié)）連接起來的開式運動鏈。 關(guān)節(jié)伺服驅(qū)動系統(tǒng) 機械手 本體機械結(jié)構(gòu)的動作靠 的是關(guān)節(jié)驅(qū)動，機器人的關(guān)節(jié)驅(qū)動大多是基于閉環(huán)控制的原理來進(jìn)行的。常用的驅(qū)動單元是各種伺服電機，由于一般伺服電機廈門技師學(xué)院畢業(yè)論文 （設(shè)計） 2 的輸出轉(zhuǎn)速很高 (1000r/min~10000r/min)，輸出轉(zhuǎn)矩小，而關(guān)