【正文】 生產(chǎn) 的節(jié)拍受到限制，不能發(fā)揮出設(shè)備的最佳生產(chǎn)效率。氣動系統(tǒng)考慮了使用載荷、機(jī)器第三章 車床上下料機(jī)械手 13 人機(jī)械本體結(jié)構(gòu)、動態(tài)及靜態(tài)性能等因素 , 水平臂的擺動和伸縮、垂直臂的伸縮、手爪的擺動的運(yùn)動速度均可調(diào)節(jié)。 除上述主要參數(shù)外，還應(yīng)考慮定位方式和位置檢測裝置的選用。 3）運(yùn)動速度：它反應(yīng)了機(jī)械手的生產(chǎn)水平，影響機(jī)械手動作快慢的主要運(yùn)動是手臂的伸縮和回轉(zhuǎn) 運(yùn)動。 2）自由度和坐標(biāo)型式：自由度是機(jī)械手的每一個構(gòu)件相對固定坐標(biāo)系所具有的獨(dú)立運(yùn)動自由度。它支配著機(jī)械手按規(guī)定的程序運(yùn)動。執(zhí)行機(jī)構(gòu)包括手部、手腕 、手臂和立柱等部件，有的還增設(shè)行走機(jī)構(gòu)。 （二）模擬式行程位置檢測裝置 模擬式行程位置檢測 裝置是用電位器、旋轉(zhuǎn)變壓器或者感應(yīng)同步器等裝置，將規(guī)定值予先發(fā)送給控制系統(tǒng)。 在使用環(huán)境方面，要能在振動、油污等條件下穩(wěn)定和可靠地工作 。如手臂的剛性、油液的做度變化 .位置檢測元件的類型及執(zhí) 行環(huán)節(jié)的誤差等，都時重復(fù)定位精度有嚴(yán)重影響。 圖 21 檢測裝置把實(shí)際位置信號反饋給控制系統(tǒng)進(jìn)行比較，差值送入放大器，控制電液比例潤的流最或壓力，使機(jī)械手平穩(wěn)準(zhǔn)確停在一定的位置上。用子作業(yè)區(qū)粉塵大的機(jī)械手，還要設(shè)置防塵裝置等。在 手臂上加設(shè)定位裝置和自動檢測機(jī)構(gòu)，來控制手臂運(yùn)動的位置精度 。對于雙臂同時操作的機(jī)械手。 4，驅(qū)動系統(tǒng)中加設(shè)緩沖裝置。確定了生產(chǎn)節(jié)拍和行程范圍，就確定了手臂的運(yùn)行速度〔或角速度）。 ，合理分配給手臂的各個部件 ，避免不利的受力情況出現(xiàn)。所 以、為了提高剛度，從材質(zhì)上考慮意義不大 . 主要應(yīng)選用慣性矩 ]大的梁。 2 腕部的動作要靈活、自重要輕 在設(shè)計(jì)腕部結(jié)構(gòu)時，應(yīng)力求結(jié)構(gòu)簡單緊湊，減輕結(jié)構(gòu)的重量。如機(jī)械手將工件送到某一工位后，需要把工件定位夾緊，為使機(jī)床運(yùn)動簡化，而要求腕部沿 Y 抽方向做少量的移位的運(yùn)動。若是采用臂部回轉(zhuǎn)則使機(jī)械手的穩(wěn)定性降低，因?yàn)?，臂部長度大，回轉(zhuǎn)時稍有偏心 (特別是高速回轉(zhuǎn)時〕，使機(jī)械手的離心力增加，臂部震動加大，影響定位精度。 3 帶觸覺或視覺的手爪 第二章 工 業(yè)機(jī)械手 7 腕部的設(shè)計(jì) 1 腕部自由度的選取 在臂部運(yùn)動的范圍內(nèi)，當(dāng)可以滿足抓取工件和傳送工件等要求時，應(yīng)盡可能不設(shè)計(jì)腕部的 運(yùn)動。根據(jù)夾持工件的方法又可分為外卡式和內(nèi)脹式兩種。一般需根據(jù)工件的形狀選擇相應(yīng)的手爪結(jié)構(gòu) :如元住形工件應(yīng)采用帶 V 形槽的手爪來定位，對于工件表面光潔度較高的，應(yīng)在手爪上鑲銅、夾布膠木或其他軟質(zhì)墊片等 。 。 （ 4)液壓操縱裝置形體小而且牢固，可耐振動 和沖擊。 (一 )液壓驅(qū)動的特點(diǎn) (1)壓力高，油壓可達(dá) 10 I40 公斤 /厘米 2 的壓力。 、消聲器、壓力繼電器、安個閥 .壓力表等。其結(jié)構(gòu)形式很多，可完成往復(fù)直線運(yùn)動和擺動。 （ 3）方向控制閥。 調(diào)壓閥、亦稱減壓閥，能將管道中的空氣壓力保持在某一定數(shù)值 : 油霧器 :為保證氣動裝置可靠地工作，用壓縮空氣將油液噴成霧狀，隨空氣一起流入氣動裝置，進(jìn)行潤滑。 (二 )氣動元件簡介 氣動元件種類很多，應(yīng)用范圈也各不相同。容易獲得快速運(yùn)動，機(jī)械手可引用一般工廠都有的壓縮空氣源，因此結(jié)構(gòu)簡單，成 本低廉，空氣不象油那樣怕熱和易燃 。夾持工件的迅速、靈活、準(zhǔn)確和牢靠程度，直接影響到機(jī)械手的性能，是機(jī)械手的關(guān)鍵部件之一。 連續(xù)控制：工業(yè)機(jī)械手按給定的速度沿給定的線路（軌跡）實(shí)現(xiàn)平穩(wěn)準(zhǔn)確的運(yùn)動。 機(jī)械式機(jī)械手：由工作機(jī)構(gòu)帶動機(jī)械手運(yùn)動，工作可靠，動作頻率高，結(jié)構(gòu)簡單，成本低。 氣壓機(jī)械手：氣源方便，輸出力小，氣壓傳動速度快，結(jié)構(gòu)簡單，成本低。 按驅(qū)動方式分為液壓機(jī)械手，氣壓機(jī)械手，電動機(jī)械手，機(jī)械式機(jī)械手。 再次按使用范圍，驅(qū)動方式和控制系統(tǒng)等進(jìn)行分類。這種機(jī)械手多為電液 伺服控制。只適用于程序較簡單的點(diǎn)位控制，實(shí)現(xiàn)重復(fù)性操作作為一般單機(jī)服務(wù)的搬運(yùn)工作也完全夠。 目前大多數(shù)下業(yè)機(jī)械手其搬運(yùn)的重量為中型 的。盡快解決機(jī)械手的定型設(shè)計(jì)、定點(diǎn)、定量生產(chǎn)以及配套件的生產(chǎn)和供應(yīng)問題，推進(jìn)機(jī)械手設(shè)計(jì)制造中的現(xiàn)代化（ CAD/CAM）、標(biāo)準(zhǔn)化、系列化工作，以滿足國內(nèi)外市場的需求。提高機(jī)械手運(yùn)動速度。如北京第二機(jī)床廠，北京第八機(jī)床廠，上海第二機(jī)床廠，上海第八機(jī)床廠，寧夏大河機(jī)床廠等單位研制的自動換刀機(jī)床，均用機(jī)械手自動更換刀具。 工業(yè)機(jī)械手還能用來代替人工進(jìn)行打磨、拋光、去毛刺和清理切屑等工作。特別是在笨重、高溫、有毒、危險(xiǎn)、放射性、多粉塵等惡劣的勞動環(huán)境中，機(jī)械手由于其顯著的優(yōu)點(diǎn)而受到特別重視。從而大大地改善工人的勞動條件，顯著地提高勞動生產(chǎn)率，加快實(shí)現(xiàn)工 業(yè)生產(chǎn)機(jī)械化和自動化的步伐。我國的機(jī)器人學(xué)的研究也已經(jīng)起步，并把“機(jī)器人開發(fā)研究”和柔性制造技術(shù)系統(tǒng)和設(shè)備開發(fā)研究等與機(jī)器人技術(shù)有關(guān)的研究課題列入國家“七五” 、“八五”科技發(fā)展計(jì)劃以及“八六三”高科技發(fā)展計(jì)劃。從而引起了生產(chǎn)系統(tǒng)的巨大變革，成為“人 —— 機(jī)器人 —— 勞動對象”，或者“人 ——機(jī)器人 —— 動力機(jī) —— 工作機(jī) —— 勞動對象”。 creativity and practical ability, to improve the students39。 機(jī)床上料機(jī)械手是典型的機(jī)電一體化設(shè)備，它可自動地為機(jī)床抓 取工件，取代操作人員頻繁取料，降低勞動強(qiáng)度，提高工作效率。摘 要 I 摘 要 工業(yè)機(jī)器人一般可理解為：在工業(yè)自動化應(yīng)用領(lǐng)域中的一種自動控制、可重復(fù)編程、多功能、多自由度的操作機(jī)（固定式的或是移動式的），用于搬運(yùn)材料、工件、操持工具或檢測裝置，完成各種作業(yè)。特別是在笨重、高溫、有毒、危險(xiǎn)、放射性、多粉塵等惡劣的勞動環(huán)境中，機(jī)械手由于其顯著的優(yōu)點(diǎn)而受到特別重視。 關(guān)鍵詞：車床上下料機(jī)械手 氣壓系統(tǒng) 結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) Abstract II Abstract Industrial robot can generally be understood as: in industrial automation applications in the field of a kind of automatic control, can repeat programming, multifunction, many of the freedom of CaoZuoJi (fixed or movable), used for material handling, workpiece, conducted tools or detection device, finish all kinds of assignments. In recent years with the development of industrial automation manipulator gradually bee a new discipline, and the rapid development. Manipulator is widely used in fing press, stamping, fing, welding, assembling, and machining, paint, heat treatment, and other industries. Especially in heavy, high temperature, toxic and dangerous, radioactive, many dust etc of bad labor environment, due to its advantages of significant manipulator by special attention. Machine feeding manipulator is typical of electromechanical equipment, it can automatically grab for machine tools, to replace the operators frequently take material, the reduction of labor intensity, improve work efficiency. Manipulator since 1999 are put into operation, safe and reliable work, the effect is good, can be used as nc machine tools automatic feeding equipment and production line acquirement equipment. For several years, and gradually developed related experiment, practice teaching program in experiments (training) as a manipulator carrier, and gradually formed a take the student as the main body, the theory and the practice teaching mode, stimulate the students39。 工業(yè)社會向信息社會發(fā)展，生產(chǎn)的自動化，應(yīng)變性要求越來越高，原有機(jī)器系統(tǒng)就顯得龐雜而不靈活，這時人們就仿造自身的集體和功能，把控制機(jī)、動力機(jī)、傳動機(jī)、工作機(jī)綜合集中成一體，創(chuàng)造了“ 集成化”的機(jī)器系統(tǒng) —— 機(jī)器人。許多先進(jìn)技術(shù)國家已先后把發(fā)展機(jī)器人技術(shù)列入國家計(jì)劃，進(jìn)行大力研究。 1. 2 機(jī)械手的發(fā)展意義 機(jī)械手的迅速發(fā)展是由于它的積極作用正日益為人們所認(rèn)識：其一、它能部分地代替人工操作；其二、它能按照生產(chǎn)工藝的要求，遵循一定的程序、時間和位置第一章 概述 2 來完成工件的傳送和裝卸；其三、它能操作必要的機(jī)具進(jìn)行焊接和裝配。機(jī)械手廣泛地應(yīng)用于鍛壓、沖壓、鍛造、焊接、裝配、機(jī)加、噴漆、熱處理等各個行業(yè)。 1. 3 機(jī)械手在機(jī)械制造中的應(yīng)用 1. 國外應(yīng)用 美國制造 155 毫米的鋼彈體洛克福特軍械廠，從胚料加工開始到加工完畢直至彈體包裝都自動進(jìn)行，不用人手去接觸，達(dá)到全自動生產(chǎn)。 第一章 概述 3 1. 國內(nèi)應(yīng)用 國內(nèi)在金屬切削加工中，用機(jī)械手來完成刀具的自動更換。 1. 4 機(jī)械手的 發(fā)展趨勢 國內(nèi)應(yīng)加強(qiáng)機(jī)械手基礎(chǔ)性能的實(shí)驗(yàn)以及基礎(chǔ)理論研究，克服和解決制造技術(shù)及其它存在的問題。引進(jìn)國外先進(jìn)技術(shù)，培訓(xùn)專門技術(shù)人才，普及機(jī)械手有關(guān)知識。 — 臂力在 1~30 公斤以內(nèi)、 — 臂力在 30 公斤以上。這種機(jī)械手多為氣動或液壓驅(qū)動，結(jié)構(gòu)簡單，成本較低，改變程序較容易。它由磁鼓（或磁帶、磁芯 )把程序記錄下來，此后機(jī)械手就自動按記憶的程序，重復(fù)地進(jìn)行鵝環(huán)動作。這種機(jī)械手我網(wǎng)日前還處于研制階段。在規(guī)格性能的 范圍內(nèi)，其動作程序是可變的，通過調(diào)整可在不同的場合使用，驅(qū)動系統(tǒng)和控制系統(tǒng)是獨(dú)立的。液壓系統(tǒng)的密封要求嚴(yán)格，又問對油的粘度影響大。目前這種工業(yè)機(jī)械手尚在發(fā)展之中。目前使用的專用和通用工業(yè)機(jī)械手均屬于此類。 機(jī)械手的手部是用來抓取并握緊工件的，它包括手 爪和夾緊裝置兩部分。 (一 )氣壓驅(qū)動的特點(diǎn) 氣壓驅(qū)動的優(yōu)點(diǎn)是 。壓縮性大，阻尼緩沖效果差，較難實(shí)現(xiàn)中間位置的停止，若要求較高的定位精度，必須增設(shè)較復(fù)雜的緩沖、定位機(jī)構(gòu)。 分水濾氣器 :功用是清除空氣中的水、油及灰塵 。 （ 2）流且控制閥 :包括節(jié)流閥、單向節(jié)流閥等。 第二章 工 業(yè)機(jī)械手 5 ，是 一種重要的元件，一般分為單作用氣缸和雙作用氣缸兩種。其結(jié)構(gòu)類似小型閥門。利用油缸、 油 馬 達(dá)和齒條齒輪實(shí)現(xiàn)直線運(yùn)動，利用回轉(zhuǎn)油缸、油馬達(dá)與齒輪齒條或鏈輪鏈條實(shí)現(xiàn)回轉(zhuǎn)運(yùn)動。 (3)壓力、流量容易調(diào)節(jié)，控制性能好，可以實(shí)現(xiàn)中間位置的 停 止，定位精度高。 手部的設(shè)計(jì) 手部的設(shè)計(jì)要求： ，除工件的重力外，還要能不使工件在傳送過程中松動或脫落 。既耍求工件在手爪內(nèi)定位準(zhǔn)確，又不夾壞工件表而。 手部結(jié)構(gòu) 手爪的類型大致分為下列三種 : ，根據(jù)手爪的動作可分為回轉(zhuǎn)型和平移型；根據(jù)手指的數(shù)量可分為雙指和多指式 。真空吸盤式又分為真空泵式和氣流負(fù)壓式。如腕部的回轉(zhuǎn)運(yùn)動，這是在手爪夾持工件后，需要翻轉(zhuǎn)角度，或者機(jī)械手從一個工位轉(zhuǎn)到另一個工位時，需要工件翻轉(zhuǎn)。 還要根據(jù)加工工藝的要求，設(shè)計(jì)腕部都 在 Y 軸力向的移動運(yùn)動。 總之 .腕部白由度的選取應(yīng)在臂部自由度確定以后，再根據(jù)工件的料道位置、工藝要求、應(yīng)用范圍及制造成本等方面綜合分析，以確定最佳的方案，確定出腕部合適的自由度數(shù)。在 Q 與 L 值已確定的情況下，只有增大 EJ 值，才能減少梁的彎曲變形，而碳鋼和合金鋼的 E 值差別不大，在 10? ~ 10? 之間。要全而分析各尺寸鏈，在要求高的部位合理確定調(diào)整補(bǔ)償環(huán)節(jié)，以減少重要部位的間隙，從而提高剛性。 （二）臂部運(yùn)動速度要高，慣性要小 機(jī)械手的運(yùn)動速度一般是根據(jù)生產(chǎn)節(jié)拍的要求來決定的。 從上述公式可知，減少