【正文】 ................................ 22 雙重緩沖措施 ........................................................................................ 22 定位方式 ................................................................................................. 22 采用可編程序控制器控制 ................................................................ 22 采用計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì) .......................................................................... 23 手臂回轉(zhuǎn)用的液壓系統(tǒng) .......................................... 23 手臂伸縮、升降用液壓緩沖器 ................................... 23 5 機(jī)械手總體 方案的總結(jié) ................................................................................................ 25 典型機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì) ................................................. 25 機(jī)械手的手部結(jié)構(gòu)方案設(shè)計(jì) ..................................... 25 機(jī)械手的手腕結(jié)構(gòu)方案設(shè)計(jì) ..................................... 25 機(jī)械手的手臂結(jié)構(gòu)方案設(shè)計(jì) ..................................... 25 機(jī)械手的驅(qū)動(dòng)方案設(shè)計(jì) .......................................... 25 機(jī)械手的控制方案設(shè)計(jì) .......................................... 25 V 機(jī)械手的主要參數(shù) .............................................. 26 結(jié) 論 ...................................................................................................................................... 27 致 謝 ....................................................................................................................26 參考文件 ............................................................................................................................... 27 1 1 組合工業(yè)機(jī)械手的概述 (1)機(jī)床加工工件的裝卸，特別是在自動(dòng)化車床、組合機(jī)床上使用較為普遍。在規(guī)格性能范圍內(nèi)，其動(dòng)作程序是可變的，通過(guò)調(diào)整可在不同場(chǎng)合使用，驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)制系統(tǒng)是獨(dú)立的。其主要特點(diǎn)是 :介質(zhì)里極為方便，輸出力小，氣動(dòng)動(dòng)作迅速，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，成本低。此類機(jī)械手目前還不多，但有發(fā)展前途。 (2)步進(jìn)電機(jī)、交流電機(jī)的啟動(dòng)、停止 。因此應(yīng)用組合式工業(yè)機(jī)械手滿足設(shè)計(jì)要求。這種坐標(biāo)形式運(yùn)動(dòng)件的慣性較小，本體占的空間不大，而動(dòng)作范圍很大，并可以繞過(guò)障礙抓取工件，但是其結(jié)構(gòu)復(fù)雜 。該工作臂類似一個(gè)伸縮儀。 手臂的作用 機(jī)械手的手臂是和機(jī)械手的機(jī)身和手部連接在一起的，來(lái)支撐配合手腕和手爪完成各項(xiàng)運(yùn)動(dòng)。要為了使手爪能準(zhǔn)確的抓到工件，手臂的定位精度就要有一定要求，那就需要采用先進(jìn)的控制方法。如在運(yùn)動(dòng)臂上加裝滾動(dòng)軸承或采用滾珠導(dǎo)軌也能使手臂動(dòng)作輕快，平穩(wěn)。 機(jī)械手的通用性強(qiáng)，工藝性好，便于維修。的情況下，采用直線油缸通過(guò)齒條、齒輪或鏈條、滾輪來(lái)實(shí)現(xiàn)。 （ 2）雙作用雙活塞桿油缸：當(dāng)需要很大行程時(shí)，將油缸做的很長(zhǎng)、體積很大，則加工上有困難。再用減速機(jī)構(gòu)來(lái)控制擺動(dòng)的速度，即可得到需要的手臂擺動(dòng)速度。常用的機(jī)身結(jié)構(gòu)有以下幾種： 9 （ 1） 回轉(zhuǎn)缸置于升降之下的結(jié)構(gòu)。 分析： 經(jīng)過(guò)綜合考慮，本設(shè)計(jì)選用回轉(zhuǎn)缸置于升降缸之上的結(jié)構(gòu)。這種結(jié)構(gòu)是導(dǎo)向桿在內(nèi)部，結(jié)構(gòu)緊湊。 外緩沖是在驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)之外設(shè)置緩沖機(jī)構(gòu)，如液壓緩沖器等。 縮伸 、 agWagW ?? —— 手臂伸縮時(shí)產(chǎn)生的加速度 ? ?縮伸 、 aa 的動(dòng)力。 計(jì)算過(guò)程要注意一下幾點(diǎn)： （ 1） 大FVQ 6? ，如果流量一定， F 值一定要取得合適。 圖 45 號(hào)優(yōu)質(zhì)碳素鋼的特性：強(qiáng)度較高，塑性和韌性好，用于制作承受負(fù)載荷較大的小截面調(diào)質(zhì)件和盈利較小的大型正火零件，以及對(duì)心部強(qiáng)度要求較高的表面淬火零件，如曲軸、傳動(dòng)軸、齒輪、蝸桿、鍵、銷等。 5 密封導(dǎo)套的材料為碳合金 牌號(hào)為 特性及應(yīng)用：高的耐磨性和良好的切削性，易于焊接和釬焊，在大氣、淡水中具有良好的耐腐蝕性；只能在冷態(tài)進(jìn)行加工，因含鉛，日加工時(shí)容易引起熱脆。尤其是高速機(jī)械手 和重載荷機(jī)械手的定位和緩沖是離不開(kāi)的。 精度 2：在示教位置前 1—— 40mm 范圍內(nèi)（可以調(diào)整），控制上取得一致時(shí)，不通過(guò)示教點(diǎn)而連續(xù)向下移動(dòng)。因此，設(shè)計(jì)機(jī)械手時(shí)，應(yīng)在保證足夠的強(qiáng)度和剛性的條件下，采用合理的結(jié)構(gòu)，以減輕手臂手爪等運(yùn)動(dòng)部件的重量?，F(xiàn)舉一個(gè)應(yīng)用電液比例閥的反饋控制檢測(cè)裝逼把世紀(jì)位置信號(hào)反饋給控制系統(tǒng)進(jìn)行比較，差值送入放大器，控制電液比例閥的流量或壓力，使機(jī)械手平穩(wěn)準(zhǔn)確停在預(yù)定位置上。小于 時(shí)，活塞桿運(yùn)動(dòng)阻力大，油缸發(fā)顫，支承襯套磨損加快，嚴(yán)重時(shí)伴有異響，失去支承作用；間隙超過(guò) 時(shí)， 20 則易與活塞桿發(fā)生偏磨，襯套單邊受力，導(dǎo)致油缸泄漏，活塞桿帶油。 （ 3） 我選擇的是內(nèi)裝式。由于機(jī)械手的手臂尺寸較長(zhǎng) ,回轉(zhuǎn)慣性較大 ,為了保證手臂在水平面內(nèi)回轉(zhuǎn)得到精確的定位 ,采用定位氣缸推動(dòng)插拔銷的機(jī)械定位方式。 手臂回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)的液壓緩沖器是雙缸兩級(jí)節(jié)流阻尼管路連接式的液壓緩沖器，緩沖器第一級(jí)節(jié)流阻尼由單向節(jié)流閥 完成，第二級(jí)節(jié)流阻尼由裝在緩沖油缸端蓋上的可調(diào)緩沖閥完成。擋塊氣缸從定位緩沖位置回到中間位置的這一復(fù)位動(dòng)作在 以內(nèi)。 緩沖器的級(jí)沖行程范圍為 039mm(第一級(jí)緩沖行程范圍為。 為了使機(jī)械手的通用性更強(qiáng)，把機(jī)械手的手部結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)成可更換結(jié)構(gòu)，當(dāng)工件是棒料時(shí)，使用夾持式手部 。 考慮到機(jī)械 手的通用性，同時(shí)使用點(diǎn)位控制，因此我們采用可編程序控制器 (PLC)對(duì)機(jī)械手進(jìn)行控制。 該機(jī)械手最大移動(dòng)速度設(shè)計(jì)為 1. 2m/s，最大回轉(zhuǎn)速度設(shè)計(jì)為 1200/s。 它的特點(diǎn)是可通過(guò)變成來(lái)完成各種預(yù)期的作業(yè)任務(wù)，在構(gòu)造和性能上兼有人和機(jī)器的各自優(yōu)點(diǎn)，尤其體現(xiàn)了人的只能和適應(yīng)性。在此，我 要向在我畢業(yè)設(shè)計(jì)階段給予我?guī)椭?的指導(dǎo) 老師表示由衷的感謝！通過(guò)這次畢業(yè)設(shè)計(jì)使我獲益非淺。 最后 我再一次地向給于我?guī)椭?的尊敬的老師們表示衷心的感謝 ! 29 參考文獻(xiàn) [1] 徐元昌 .工業(yè)機(jī)器人 .北京 :中國(guó)輕工業(yè)出版社， 1996 [2] 張建民 .工業(yè)機(jī)器人 .北京 :北京理工大學(xué)出版社， 1988 [3] 蔡自興 .機(jī)器人學(xué)的發(fā)展趨勢(shì)和發(fā)展戰(zhàn)略 .機(jī)器人技術(shù)， 2021, 4 [4] 周洪 .氣動(dòng)技術(shù)的新發(fā)展 .液壓氣動(dòng)與密封， 1999, 5 [5] 金茂青，曲忠萍，張桂華 .國(guó)外工業(yè)機(jī)器人發(fā)展勢(shì)態(tài)分析 .機(jī)器人技術(shù)與應(yīng)用， 2021, 2 [6] 王雄耀 .近代氣動(dòng)機(jī)器人 (氣動(dòng)機(jī)械手 )的發(fā)展及應(yīng)用 .液壓氣動(dòng)與密封， 1999, 5 [7] 周伯英 .工業(yè)機(jī)器人設(shè)計(jì) .北京 :機(jī)械工業(yè)出版社， 1995 [8] 龍立新 .工業(yè)機(jī)械手的設(shè)計(jì)分析 .焊工之友， 1999, 3 [9] 王承義 .機(jī)械手及其應(yīng)用 .北京 :機(jī)械工業(yè)出版社， 1981 [10] 工業(yè)機(jī)械手設(shè)計(jì)基礎(chǔ) .天津大學(xué)《工業(yè)機(jī)械手設(shè)計(jì)基礎(chǔ)》編寫(xiě)組編 .天津 :天津科學(xué)技術(shù)出版社， 1979 [11] 李哲 .沖壓床自動(dòng)上、下料機(jī)械手的研制，研究與設(shè)計(jì)， 2021, 5 [12] 張新華 .沖床自動(dòng)送料機(jī)的原理及設(shè)計(jì) .鍛壓技術(shù)， 1993, 5 [13] 機(jī)械設(shè)計(jì)師手冊(cè) .北京 :機(jī)械工業(yè)出版社， 1986 [14] 張軍， 封志輝 .多工步搬運(yùn)機(jī)械手的設(shè)計(jì) .機(jī)械設(shè)計(jì) , [15] 濮良貴，紀(jì)名剛 .機(jī)械設(shè)計(jì)，第七版 .北京：高等教育出版社 ,2021 。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)境工作。目前主要用于機(jī)床、模鍛壓力機(jī)的上下料，以及點(diǎn) 焊、噴漆等作業(yè)，它可按照事先指定的作業(yè)程序來(lái)完成的操作，但還不具備有任何傳感反饋能力，不能應(yīng)付外界的變化。操作節(jié)拍對(duì)機(jī)械手速度提出了要求，設(shè)計(jì)速度過(guò)低限制了它的使用范圍。手臂的各種運(yùn)動(dòng)由氣缸來(lái)實(shí)現(xiàn) 。的手腕，能使手爪的靈活性，準(zhǔn)確性。對(duì)于升降運(yùn)動(dòng)定位前的 15^30mm)，運(yùn)動(dòng)部件接觸緩沖器油缸的活塞桿 5，使油缸左腔里 24 的油液通過(guò)節(jié)流閥 a、單向閥 d, e 流到油缸的右腔，油液受阻產(chǎn)生阻 力抵消運(yùn)動(dòng)件 (手臂 )的部分驅(qū)動(dòng)力和慣性力，使手臂減速運(yùn)動(dòng)。一，亦可重復(fù)上述兩次緩沖動(dòng)作過(guò)程，因此此液壓緩沖器可以實(shí)現(xiàn)多個(gè)定位點(diǎn)的緩沖和定位。裝配、調(diào)整、更換、維修及保養(yǎng)方便 ,且造型美觀。同時(shí)在回路中設(shè)計(jì)了由流閥和二位二通電磁換向閥組成的緩沖回路。 輸油管路一般分為兩種： （ 1） 外裝式：固定的油管可用無(wú)縫鋼管、銅管，活動(dòng)的部分用軟管，其優(yōu)點(diǎn)是檢修方便，缺點(diǎn)是易損壞，外形不整齊，不美觀。支承襯套材料對(duì)油缸質(zhì)量影響很大，常用作支承襯套的非金屬材料有尼龍 1010 和聚甲醛。 行程位置檢測(cè)裝置的作用，是控制機(jī)械手的運(yùn)動(dòng)位置，或是利用檢測(cè)裝置，通過(guò)控制系統(tǒng)對(duì)機(jī)械手的運(yùn)動(dòng)位置進(jìn)行控制。 目前緩和機(jī)械手沖擊的辦法一方面是從機(jī)械手本身機(jī)構(gòu)著眼，采用剛性較好、精度較高的部件結(jié)構(gòu)。 機(jī)械手的定位形式有以下幾種： 1 固定式機(jī)械擋塊 2 可調(diào)式機(jī)械擋塊 3 切斷油路，滑行定位 4 行程截留緩沖多點(diǎn)定位機(jī)構(gòu) 5 用六角棒實(shí)現(xiàn)六點(diǎn)定位系統(tǒng) 6 伺服定位 合理的選擇定位精度可 以提高生產(chǎn)率。 圖 機(jī)械手的手爪部分 18 3 工業(yè)機(jī)械手的其他裝置的設(shè)計(jì) 定位方式是機(jī)械手的一項(xiàng)基本性能，它代