【正文】 壓力油通過單項調速閥 19的單向閥進入手腕回轉油缸一腔，是手腕回轉 115176。定位后此油路系統(tǒng)壓力升高，壓力繼電器 40發(fā)出電信號，經(jīng)過步進選線器跳步使電磁鐵 1DY通電，電液換向閥 25從? O?型滑閥技能狀態(tài)變成路通路 油泵從 3和 8 經(jīng)單向閥 14 和 13，經(jīng)過電液換向閥 25右邊通道進入手臂伸縮油缸的右腔，使活塞桿帶動導向桿做前伸運動（因活塞缸固定），手臂前伸到適當位置，裝在手臂上的碰鐵碰行程開關發(fā)出電信號，經(jīng)步進選線器和時間繼電器延時，使電磁鐵 3DT通電，手指張開，手臂靠慣性滑行，手指移動到待上料的中心位置。 下面以上料機械手的一個典型動作程序為例，結合圖 8來說明其動作循環(huán)。當反向進油時，又想通過控制油路將單向閥芯頂開，使會有路接通，油液流回油箱。 手臂升降油缸支路設置有單項順序閥（ XI63B），可以調整順序閥的彈簧力使之在活塞、活塞桿及其支撐的手臂等自重所引起的油液壓力作用下仍保持斷路。 液壓系統(tǒng)原理如圖 8 所示。手指閉合，待加料立放）→插定位銷→手臂前伸→手指張開→手指夾料→手臂上升→手臂縮回→立柱橫移→手腕回轉 115176。它通常由一些典型的壓力控制、流量控制、方向控制回路加上一些專用回路所組成。這里采用交流電磁閥。 調速閥能夠隨負荷的變化而自動調整和穩(wěn)定所通過的流量，使油缸的運動速度不受負荷變化的影響，對速度的平穩(wěn)性要求高的場合，宜用調速閥實現(xiàn)截流調速。其缺點是：有壓力和流量損耗，在低速負荷傳動時效率低，發(fā)熱大。其控制方法有兩類：一類是采用定量泵，即利用調節(jié)節(jié)流閥的同流截面來改變進入油缸或油馬達的流量；另一類是采用變量泵，改變油泵的供油量。當一旦電機停止轉動，油泵不再向外供油，系統(tǒng)中原有的高壓油液具有一定能量，將迫使油泵反方向轉動，結果產(chǎn)生噪音，加速油泵的磨損。本機械手采用單行順序閥做平衡閥實現(xiàn)任意位置鎖緊的回路。此機械手采用二位二通電磁閥控制溢流閥遙控口卸荷回路。 機械手的液壓系統(tǒng)根據(jù)機械手自由度的多少液壓系統(tǒng)可繁可簡，但是總不外乎由一些基本控制回路組成。手臂做直線運動，液動機就是手臂伸縮油缸。故驅動力矩Mq按下式計算： Mq=（ Mm+Mg） （ ） 式中 Mm—— 各支撐處的總摩擦力矩； Mg—— 啟動時慣性力矩，一般按下式計算： Mg=Jω /△ t() 式中 J—— 手臂部件 對其回轉軸線的轉動慣量 ( ) ω —— 回轉手臂的工作角速度（ rad/s） 16 △ t—— 回轉臂啟動時間（ s） 當 Mm= ， Mg=8*（ ） Mq=*116=（ ） 對于活塞、導向套筒和油缸等的轉動慣量都要做詳細計算，因為這些零件的重量較大或回轉半徑較大，對總的計算結果影響也較大，對于小零件則可作為質點計算器轉動慣量，對其質心轉動慣量忽略不計。 （ N） 式中 Fm—— 個支撐處的摩擦力 （ N） Fg—— 啟動時慣性力（ N） 可按臂伸縮運動時的情況計算； W—— 臂部運動部件的總質量（ N）； 177。 手臂做水平伸縮運動時，首先要克服摩擦阻力，包 括油缸與活塞之間的摩擦阻力即導向桿與支撐花套之間的摩擦阻力等，還要 克服啟動過程中的慣性力。手臂的橫向移動是由活塞缸 5 來驅動的，回轉缸體與滑臺 9用螺釘聯(lián)接，活塞桿 4通過兩塊連接板 3用螺釘固定在滑座 2上。圖中 6為未知檢測裝置。 12 如圖 6所示為手臂的升降運動機構。目前采用的導向裝置有單導向桿、雙導向桿、四導向桿和其他的導向裝置，本機械手采用的是雙導向桿導向機構 。由于手臂的伸縮油缸安裝在 兩導桿之間，由導向桿承受彎曲作用，活塞桿只受壓拉作用，故手里簡單，傳動平穩(wěn)，外型整齊美觀，結構緊湊。由于活塞油缸的體積小、重量輕，因而在機械手的手臂機構中應用比較多。當回轉油缸的兩腔分別通入壓力油時，驅動動片連同夾緊油缸缸體和 支 座一同轉動，即為手腕的回轉運動。 本機械手采用回轉油缸驅動實現(xiàn)腕部回轉運動，結構緊湊、體積小、但密封性差，回轉角度為177。 ②轉動靈活，密封性要好。）平方 *49=（ N） P實際 =P計算 K1K2/η 取η =， K1=， K2=1+1000/9810≈ 則 P實際 =**（ N） 兩只點回轉式鉗爪的定位誤差的分析 鉗口與鉗爪的連接點 E為鉸鏈聯(lián)結，如圖示幾何關系，若設鉗爪對稱中心 O到工件中心 O′的距離為x，則 X=根號下 l平方 （ R/sinα +ba）平方 當工件直徑變化時， x的變化量即為定位誤差△，設工件半徑 R由 Rmax時，其最大定位誤 差為 7 △ =│ 根號下 l平方 （ Rmax/sinx/sinα +ba）平方 根號下 l平方 （ Rmin/sinα +ba）平方 │ 其中 l=45mm， b=5mm， a=27mm， 2α =120176。查《工業(yè)機械手設計基礎》中表 21可知，V 形手指加緊圓棒料時，握力的計算公式 N=，綜合前面驅動力的計算方法，可求出驅動 力 P 實際應按以下公式計算，即： P實際 =PK1K2/η 6 式中 η —— 手部的機械效率，一般取 ～ K1—— 安全系數(shù)，一般取 ～ 2 K2—— 工作清理 系數(shù)，主要考慮慣性力的影響， K2 可近似按下式估計， K2=1+a/g，其中 a為被抓取工件運動時的最大加速度， g為重力加速度。 由上式可知，當驅動力 P一定時，α角 增大 則握力 N也隨之增加，但α角過大會導致拉桿（即活塞）的行程過大，以及手指滑槽尺寸長度增大，因此，一般取α =30176。在拉桿 3作用下銷軸 2向上的拉力為 P，并通過銷軸中心 O點，兩手指 1的滑槽對銷軸的反作用力為 P P2，其力的方向垂直于滑槽中心線 OO1 和 OO2并指向 O點 ， P1和 P2的延長線交 O1O2于 A及 B，由于△ O2OA均為直角三角形，故∠ AOC=∠ BOC=α 。例如圓柱形工件采用帶‘ V’形面的手指，以便自動定心。 ②手指間有一定的開閉角 兩個手指張開與閉合的兩個極限位置所夾的角度成為手指開閉角。機械手結果不像人手，它的手指形狀也不像人的手指，它沒有手掌，只有自身的運動將物體包住，因此，手部結構及型式根據(jù)它們的使用場合和被加持工件的形狀、尺寸、重量、材質以及被抓取部位不同而設計各種類型的手部結構，它一般可分為鉗爪式、七吸式、電磁式和其他型式。除一些專用機械手外，大多數(shù)機械手均需進行專門的控制系統(tǒng)的設計。 利用行程開關檢測位置，精度低，故一般與機械擋塊聯(lián)合應用。本機械手采用機座式，機座式結構多為工業(yè)機器人所采用，機座上可以裝上獨立的控制裝置，便于搬運和安放，機座底部也可以安裝行走機構 ，以擴大其活動范圍，它分為手臂配置在機座頂部與手臂配置在機座立柱上兩種形式。 液壓上料機械手的各動作運動速度如下： 手腕回轉速度 V腕回 =40176。 在滿足節(jié)拍要求的條件下，應盡量選取較低的運動速度。 115176。一個操作運動的軌跡是幾個動作 的合成，在確定的工作范圍時，可將軌跡分解成單個的動作，由單個動作的行程確定機械手的最大行程。本液壓傳動機械手的臂力為 N臂 =1650（ N），安全系數(shù) K 一般可在 ~3，本機械手取安全系數(shù) K=2。 本次我所設計的機器人為五自由度弧焊機器人。我們所說的焊接機器人其實就是在焊接生產(chǎn)領域代替焊工從事焊接任務的工業(yè)機器人，這些焊接機器人中有的是為某種焊接方式專門設計的，而大多數(shù)的焊接機器人其實就是通用的工業(yè)機器人裝上某種焊接工具而構成的。 我國的智能機器人和特種機器人在? 863?計 劃的支持下，也獲得了不少成果。 我國的工業(yè)機器人從 80年代?七五?科技攻關開始起步，在國家的支持下，通過?七五?、?八五?科技攻關，目前已基本掌握了機器人操作機的設計制造技術、控制系統(tǒng)硬件和軟件設計技術、運動學和軌跡規(guī)劃技術，生產(chǎn)部分機器人關鍵元器件，開發(fā)出 噴漆、 弧焊、電焊、裝配、搬運等機器人；其中有 130 多臺套噴漆機器人 在二十余家企業(yè)的近 30 條自動噴漆生產(chǎn)線（站）上獲得規(guī)模應用，弧焊機器人已應用在汽車制造廠的焊裝線上。 2 我國工業(yè)機器人的發(fā)展 有人認為，應用機器人只是為了節(jié)省勞動力，而我國勞動力資源豐富，發(fā)展機器人不一定符合我國國情。 （ 5） .虛擬現(xiàn)實技術在機器人中的作用已從仿真、預演發(fā)展到用于過程控制，如使遙控機器人操作者產(chǎn)生置身于遠端作業(yè)環(huán)境中的感覺來操作機器人。 （ 2） .機械結構像模塊化、可重構化發(fā)展。 機器人并不是在簡單意義上代替人工的勞動，而是綜合了人的特長和機械特長的一種擬人的電子機械裝置，即有人對環(huán)境狀態(tài)的快速反應 和分析判斷能力，又有機械可長時間持續(xù)工作、精確 度高、抗惡劣環(huán)境的能力，從某種意義上說它也是機器的進化過程產(chǎn)物，它是工業(yè)以及非產(chǎn)業(yè)界的重要生產(chǎn)和服務性設備，也是先進制造技術領域不可缺少的自動化設備。 到了近代，機器人一詞的出現(xiàn)和世界上第一胎工業(yè)機器人問世之后，不同功能的機器人也相繼出現(xiàn)并且活躍在不同的領域，從天上到地下，從工業(yè)拓廣到農(nóng)業(yè)、林、牧、漁，甚至進入尋常百姓 家 機器人的種類之多，應用之廣，影響之深，是我們始料未及的。如古希臘神話《阿魯哥探險船》中的青銅巨人 泰洛斯（ Taloas），猶太傳說中的泥土巨人等等，這些美麗的神話時刻激勵著人們一定要把美麗的神話變?yōu)楝F(xiàn)實，早在兩千年前就開始出現(xiàn)了自動木人和一些簡單的機械偶人。它對穩(wěn)定、提高產(chǎn)品質量，提高生產(chǎn)效率，改善勞動條件和產(chǎn)品的快速更新?lián)Q代起著十分重要的作用。 世界機器人的發(fā)展 國外機器人領域發(fā)展近幾年有如下幾個趨勢： （ 1） .工業(yè)機器人性能不斷提高（高速度、高 精度、高可靠性、便于操作和維修），而單機價格不斷下降，平均單機價格從 91 年的 晚美元降至 97 年的 晚美元。 （ 4） .機器人的傳感器作用日益重要，處采 用傳統(tǒng)的位置、速度、加速度等傳感器外，裝配、焊接機器人 還應用了視覺、力覺等傳感器，而遙控機器人則采用視覺、聲覺、力覺、觸覺、等多傳感器的融合技術進行環(huán)境建模及決策控制；多傳感器融合配置技術在產(chǎn)品化系統(tǒng)中已有成熟應用。從 94 年美國開發(fā)出?虛擬軸機床?以來，這種新型裝置已成為國際研究的熱點之一，紛紛探索開拓其實際應用的領域。 它不僅能為我國的經(jīng)濟建設帶來高度的生產(chǎn)力和巨大的經(jīng)濟效益，而且將為我國的宇宙開發(fā)、海洋開 發(fā)、核能利用等新興領域的發(fā)展做出卓越的貢獻。因此迫切需要解決產(chǎn)業(yè)化前期的關鍵技術，對產(chǎn)品進行全面規(guī)劃，搞好系列化、通用化、規(guī)模設計，積極推進產(chǎn)業(yè)進程。 二 緒論 據(jù) 不完全統(tǒng)計，全世界在役的工業(yè)機器人中大約有將近一半的工業(yè)機器人用于各種形式的焊接加工領域，焊接機器人應用中最普遍的主要有兩種方式，即電焊和電弧焊。工業(yè)機器人的出現(xiàn)使人們自然而然首先想到用它代替人的手工焊接，減輕焊工的勞動強度，同時也可以保證焊接質量和提高焊接效率。 三 設計 1 臂 部 的設計 臂力的確定 3 目前使用的機械手的臂力范圍較大，國內現(xiàn)有的機械手的臂力最小為 ，最大為 8000N。 工作范圍的確定 機械手的工作范圍根據(jù)工藝要求哈操作暈的的軌跡確定。 手臂伸長量 150mm 手臂回轉角度177。 機械手的總動作時間應小于或等著工作節(jié)拍，如果兩個動作同時進行，要按時將長的計算，分配各動作時間應考慮以下要求： ① 給定的運動時間應大