【正文】 度強(qiáng)度較低，阻尼大 強(qiáng)度剛度大，抗振性差 價(jià)格 價(jià)廉 價(jià)格較高 生產(chǎn)周期 周期長(zhǎng)，資金周轉(zhuǎn)慢 生產(chǎn)周期短 設(shè)計(jì)條件 鑄件壁厚不能相差過(guò)大，只能用開(kāi)口結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)靈活，壁厚可以相差較大 用途 大批量生產(chǎn) 單件小批龍門(mén)式上下料機(jī)械手設(shè)計(jì)14第三章 上下料機(jī)械手設(shè)計(jì) 機(jī)械手機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì) 工件受力分析根據(jù)設(shè)計(jì)任務(wù)書(shū)要求，機(jī)械手所夾工件為 =30kg，長(zhǎng)度為 500mm。max?4 立柱設(shè)計(jì)機(jī)架設(shè)計(jì)準(zhǔn)則：機(jī)架的設(shè)計(jì)主要應(yīng)保證剛度，強(qiáng)度及穩(wěn)定性。傳動(dòng)方案：由于電機(jī)驅(qū)動(dòng)方式的控制性能好，控制靈活性強(qiáng)，可實(shí)現(xiàn)速度、位置的精確控制，并且考慮經(jīng)濟(jì)和結(jié)構(gòu)的要求，建議采用步進(jìn)電機(jī)和絲桿配合的驅(qū)動(dòng)方式。）310??計(jì)算其平均半徑 :r?= = =(cm) (21)?lm????廣東水利電力職業(yè)技術(shù)學(xué)院13設(shè)計(jì)機(jī)械手鉗爪時(shí)取 r=5(cm)上下料時(shí)間：小于 15S3 總體方案設(shè)計(jì)本設(shè)計(jì)中龍門(mén)式上下料機(jī)械手總體控制方式為兩軸伺服控制（其中手爪的豎直移動(dòng)方向?yàn)?Z 軸方向、水平移動(dòng)方向?yàn)?X 軸方向，龍門(mén)框架為固定式。2 機(jī)械手工作場(chǎng)所時(shí)的要求龍門(mén)式上下料機(jī)械手可用于數(shù)控車(chē)床、數(shù)控銑床、數(shù)控磨床、加工中心等自動(dòng)單機(jī)和自動(dòng)線。第二章 總體設(shè)計(jì)1 設(shè)計(jì)方案廣東水利電力職業(yè)技術(shù)學(xué)院 11 題目確定以后，參觀實(shí)物和上網(wǎng)查找資料，獲知龍門(mén)式上下料機(jī)械手有兩種形式：直線式和平面式； 圖 1 直 線 龍 門(mén) 式 圖 2 平 面 龍 門(mén) 式 其中，直線式占用面積少、活動(dòng)范圍小、剛度差，但是精度較高；平面式則是工作范圍大、剛度較高、靈活性好，但精度不高?？稍趧趧?dòng)條件差，單調(diào)重復(fù)易子疲勞的工作環(huán)境工作，以代替人的勞動(dòng)?？梢愿纳苿趧?dòng)條件、避免人身事故在高溫、高壓、低溫、低壓、有灰塵、噪聲、臭味、有放射性或有其它毒性污染以及工作空間狹窄等場(chǎng)合中，用人手直接操作是有危險(xiǎn)或根本不可能的。機(jī)械手是工業(yè)機(jī)器人的重要組成部分，在很多情況下它就可以稱(chēng)為工業(yè)機(jī)器人。機(jī)械手可在空間抓、放、搬運(yùn)物體，動(dòng)作靈活多樣，適用于可變換生產(chǎn)品種的中、小批量自動(dòng)化生產(chǎn)，廣泛應(yīng)用于柔性自動(dòng)線。工作時(shí)位姿的適應(yīng)性很強(qiáng)。如電機(jī)與臂的外壁僅有 間隙，手腕內(nèi)部齒輪傳動(dòng)安排亦是緊密無(wú)間。一般在無(wú)軸向載荷處，軸承外環(huán)采用端面打沖定位的方法。既要具有一定的強(qiáng)度，又要具有很好的受控性，因此，要求手臂比較輕。內(nèi)部鋁鑄件形狀復(fù)雜，既用作內(nèi)部齒輪安裝殼體與軸的支承座，又兼作承力骨架，傳遞集中載荷。 按照機(jī)械手的結(jié)構(gòu)形式來(lái)分類(lèi)機(jī)械手可分為關(guān)節(jié)型機(jī)械手和非關(guān)節(jié)型機(jī)械手。 ⑵小型機(jī)械手：臂力為 1～10 公斤。工業(yè)中采用的鍛造操作機(jī)也屬于這一范疇。它可以根據(jù)任務(wù)的需要編制程序，以完成各項(xiàng)規(guī)定操作。 手部（或稱(chēng)抓取機(jī)構(gòu)） ； 傳送機(jī)構(gòu)（或稱(chēng)臂部） ； 驅(qū)動(dòng)部分；控制部分；其它部分（如機(jī)體、檢測(cè)裝置等） 。對(duì)于機(jī)械手，它能模仿人手和手臂的某些動(dòng)作功能，用于按固定程序抓取、搬運(yùn)物件或操作工具的自動(dòng)操作裝置。為了抓取空間中任意位置和方位的物體，需有 6 個(gè)自由度。機(jī)械手主要由手部和運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)組成。(5）宇宙及海洋的開(kāi)發(fā)。機(jī)械手雖然目前還不如人手那樣靈活，但它具有能不斷重復(fù)工作和勞動(dòng)、不知廣東水利電力職業(yè)技術(shù)學(xué)院 5疲勞、不怕危險(xiǎn)、抓舉重物的力量比人手大等特點(diǎn)，因此，機(jī)械手已受到許多部門(mén)的重視，并越來(lái)越廣泛地得到了應(yīng)用，例如： (1)機(jī)床加工工件的裝卸，特別是在自動(dòng)化車(chē)床、組合機(jī)床上使用較為普遍。該裝置涵蓋了可編程控制技術(shù)，位置控制技術(shù)、氣動(dòng)技術(shù)、檢測(cè)技術(shù)等，是機(jī)電一體化的典型代表儀器之一。龍門(mén)式上下料機(jī)械手設(shè)計(jì)畢業(yè)論文目 錄中文摘要…………………………………………………………………………第一章 緒論 ………………………………………………………………… 機(jī)械手的概述………………………………………………………………… 機(jī)械手的組成…………………………………………………………… 機(jī)械手的分類(lèi)…………………………………………………………… 械手的意義與作用………………………………………………………………第二章 總體設(shè)計(jì)…………………………………………………… 設(shè)計(jì)方案………………………………………………………… 機(jī)械手工作場(chǎng)所時(shí)的要求……………………………………………………… 夾持工件……………………………………………………… 總體方案設(shè)計(jì)………………………………………… 立柱設(shè)計(jì)…………………………………………第三章 上下料機(jī)械手設(shè)計(jì)………………………………………… 機(jī)械手機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)…………………………………………………………………… 工件設(shè)計(jì)分析………………………………………… 機(jī)械手夾緊力計(jì)算………………………………………… 氣缸設(shè)計(jì)…………………………………………第四章 懸臂（Z 軸）傳動(dòng)系統(tǒng)設(shè)計(jì)…………………………………………… 傳動(dòng)比的選定………………………………………… 工作臺(tái)，機(jī)械手的質(zhì)量………………………………………… 工作臺(tái)的型號(hào)及重量………………………………………… 機(jī)械手重量 …………………………………………2M 滾珠絲桿的選定………………………………………… 選取的滾珠絲杠轉(zhuǎn)動(dòng)系統(tǒng)………………………………………… 選取的滾珠絲杠型號(hào)和計(jì)算………………………………………… 滾珠絲杠的校核………………………………………… 直線導(dǎo)軌副型號(hào)的選擇及額定壽命的計(jì)算……………………………………… 直線導(dǎo)軌副型號(hào)結(jié)構(gòu)………………………………………… 直線導(dǎo)軌副型號(hào)特點(diǎn)………………………………………… 額定壽命及壽命時(shí)間的計(jì)算………………………………………… 電機(jī)的選型及計(jì)算………………………………………… 步進(jìn)電動(dòng)機(jī)的型號(hào)的選擇………………………………………… 步進(jìn)電動(dòng)機(jī)的校核…………………………………………第五章 橫梁（X 軸）傳動(dòng)系統(tǒng)設(shè)計(jì)…………………………………………… 傳動(dòng)比的選定………………………………………… 滾珠絲桿的選定………………………………………… 選取的滾珠絲杠轉(zhuǎn)動(dòng)系統(tǒng)………………………………………… 選取的滾珠絲杠型號(hào)和計(jì)算………………………………………… 滾珠絲杠的校核………………………………………… 直線導(dǎo)軌副的型號(hào)的選擇及額定壽命的計(jì)算…………………………………… 直線導(dǎo)軌副型號(hào)結(jié)構(gòu)………………………………………… 直線導(dǎo)軌副型號(hào)特點(diǎn)………………………………………… 額定壽命及壽命時(shí)間的計(jì)算………………………………………… 電機(jī)的選型及計(jì)算………………………………………… 步進(jìn)電動(dòng)機(jī)的型號(hào)的選擇………………………………………… 步進(jìn)電動(dòng)機(jī)的校核…………………………………………第六章 控制方案設(shè)計(jì)……………………………………………… 控制系統(tǒng)的功能要求………………………………………… 控制電機(jī)及控制原理框圖………………………………………… 系統(tǒng)運(yùn)行原理………………………………………… 控制電路…………………………………………參考文獻(xiàn) …………………………………………………………………………致謝 ………………………………………………………………………………龍門(mén)式上下料機(jī)械手設(shè)計(jì)4摘要工業(yè)機(jī)械手的設(shè)計(jì)涉及：機(jī)械設(shè)計(jì)原理、液壓、氣壓、電氣傳動(dòng)及單片機(jī)、PLC、可編程控制器等控制系統(tǒng)與基本理論知識(shí)。機(jī)械手的機(jī)械結(jié)構(gòu)采用滾珠絲桿、滑桿、氣缸等機(jī)械器件組成；電器方面有步進(jìn)電機(jī)、驅(qū)動(dòng)模塊、傳感器、開(kāi)關(guān)電源、電磁閥、等電子器件組成。近年來(lái)，隨著電子技術(shù)特別是電子計(jì)算機(jī)的廣泛應(yīng)用，機(jī)器人的研制和生產(chǎn)已成為高技術(shù)領(lǐng)域內(nèi)迅速發(fā)展起來(lái)的一門(mén)新興技術(shù)，它更加促進(jìn)了機(jī)械手的發(fā)展，使得機(jī)械手能更好地實(shí)現(xiàn)與機(jī)械化和自動(dòng)化的有機(jī)結(jié)合。（4）可在危險(xiǎn)場(chǎng)合下工作，如軍工品的裝卸、危險(xiǎn)品及有害物的搬運(yùn)等。機(jī)械手是一種能自動(dòng)化定位控制并可重新編程序以變動(dòng)的多功能機(jī)器，它有多個(gè)自由度，可用來(lái)搬運(yùn)物體以完成在各個(gè)不同環(huán)境中工作。運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)的升降、伸縮、旋轉(zhuǎn)等獨(dú)立運(yùn)動(dòng)方式，稱(chēng)為機(jī)械手的自由度 。一般專(zhuān)用機(jī)械手有 2～3 個(gè)自由度。隨著社會(huì)發(fā)展，這種技術(shù)逐漸發(fā)展并得到完善，形成了一門(mén)具有良好發(fā)展前景的學(xué)科！ 機(jī)械手的組成機(jī)械手的組成及其相互間的關(guān)系如圖 1－1 所示。它是一種獨(dú)立的不附屬于某一主機(jī)的裝置。它起源于原子、軍事工業(yè)，先是通過(guò)操作機(jī)來(lái)完成特定的作業(yè)，后來(lái)發(fā)展到用無(wú)線電訊號(hào)操作機(jī)械手來(lái)進(jìn)行探測(cè)月球等。按驅(qū)動(dòng)方式分類(lèi) ⑴液壓驅(qū)動(dòng)機(jī)械手； ⑵氣壓驅(qū)動(dòng)機(jī)械手； ⑶電力驅(qū)動(dòng)機(jī)械手；⑷機(jī)械驅(qū)動(dòng)機(jī)械手； 按機(jī)械手的臂力大小分類(lèi) ⑴微型機(jī)械手：臂力小于 1 公斤。 按傳送的運(yùn)動(dòng)軌跡不同分為： ⑴直線運(yùn)動(dòng)傳送機(jī)構(gòu) ⑵回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)傳送機(jī)構(gòu)廣東水利電力職業(yè)技術(shù)學(xué)院 9 ⑶擺動(dòng)（或轉(zhuǎn)動(dòng)）運(yùn)動(dòng)傳送機(jī)構(gòu)。而關(guān)節(jié)型機(jī)械臂有如下特點(diǎn)：、小臂均采用薄壁與正題骨架構(gòu)成的結(jié)構(gòu)型式，有利于提高剛度，