【正文】 在高溫或者低溫的環(huán)境下工作、油的泄漏會(huì)導(dǎo)致對(duì)其工作性能產(chǎn)生很大的影響、油液過濾要求非常嚴(yán)格，成本高。手臂的各種運(yùn)動(dòng)通常用驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)（如液壓缸或者氣缸）和各種傳動(dòng)機(jī)構(gòu)來實(shí)現(xiàn)，從臂部的受力情況分析，它在工作中既受腕部、手部和工件的靜、動(dòng)載荷，而且自身運(yùn)動(dòng)較為多，受力復(fù)雜。手部是用來抓取工件的部件，根據(jù)被抓取物件的形狀、尺寸、重量、材料和抓取要求而有多種結(jié)構(gòu)形式，如夾持型、托持型和吸附型等。目前它的內(nèi)容主要包括優(yōu)化設(shè)計(jì)、可靠性設(shè)計(jì)、設(shè)計(jì)方法學(xué)、計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)、動(dòng)態(tài)設(shè)計(jì)、有限元法、工業(yè)藝術(shù)造型設(shè)計(jì)、人機(jī)工程、并行工程、價(jià)值工程、反求工程設(shè)計(jì)、模塊化設(shè)計(jì)、相似性設(shè)計(jì)、虛擬設(shè)計(jì)、疲勞設(shè)計(jì)、三次設(shè)計(jì)等。 由于我們起步較晚， 目前國內(nèi)沾錫機(jī)的研制并不很成熟，沾錫主要依靠手工作業(yè)，生產(chǎn)效率低，工人勞動(dòng)強(qiáng)度比較大，嚴(yán)重危害人類身體健康。 傳統(tǒng)的手工沾錫和波 峰焊沾錫方式，在很大程度上影響了生產(chǎn)效率。 servo motor。摘 要 本次設(shè)計(jì)的自動(dòng)沾錫裝置可以抓取變壓器，代替人工在高溫的環(huán)境下完成沾錫過程，避免燙傷等傷害。 關(guān)鍵詞： 機(jī)械手 ； 伺服電機(jī) ； UG； PLC Abstract Automatic soldering device, this design can grab the transformer, instead of manual work is stained with tin process in high temperature environment, avoid scald injury. The design of the automatic soldering device is posed of many parts, mechanical hand, arm, arm, tin furnace etc.. Integrated the theory of professional knowledge and related mechanical design, can finish the automatic soldering device design, and draw the assembly drawing and part drawing. This tin device which can be posed of the mechanical parts of servo motor, screw, guide rod and other related mechanical parts. Design of control system with tin, working principle diagram of mechanical arm drawing, greatly improving the working efficiency and quality of the drawings. This paper uses 3D design, 3D rendering the entire device, and then in the twodimensional graphics rendering, not only improve the efficiency, but also good drawings of high quality. Mechanical design of this, in hopes of improving the working environment and good improvement, but also for enterprises to improve industrial efficiency and good effect. Keywords: machine hand。在激烈的社會(huì)競爭中，各個(gè)國家都在積極利用各種方案把沾錫效率和能源節(jié)約加以改進(jìn)，所以在沾錫機(jī)上的新技術(shù)不斷應(yīng)用，但是總的趨勢有以下幾點(diǎn)： （ 1）提高沾錫機(jī)的自動(dòng)化程度是未來發(fā)展的必然趨勢。在我 國，隨著機(jī)電一體化的高速發(fā)展，目前機(jī)械基本滿足了以上的要求，但是與發(fā)達(dá)中國家相比還是有一定的差距的，在各種方面都亟需迅速的改進(jìn)與提高。其種類繁多，內(nèi)容廣泛。 中國礦業(yè)大學(xué)徐海學(xué)院 3013 屆本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 4 第 2 章 沾錫裝置的總體設(shè)計(jì) 執(zhí)行機(jī)構(gòu)的選擇 （ 1）手部，是直接與工件接觸的部分，一般是回轉(zhuǎn)型或平動(dòng)型。因此，一般來說臂部具有三個(gè)自由度才能滿足基本要求，即手臂的伸縮、左右旋轉(zhuǎn)、升降（或俯仰）運(yùn)動(dòng)。其特點(diǎn)為：輸出力大、傳動(dòng)平穩(wěn)、結(jié)構(gòu)緊湊、動(dòng)作靈敏、抓取力大。 驅(qū) 動(dòng)機(jī)構(gòu)是工業(yè)機(jī)械手的重要組成部分 , 工業(yè)機(jī)械手的性能價(jià)格比在很大程度上取決于驅(qū)動(dòng)方案及其裝置。 絲杠螺母傳動(dòng)分為普通絲杠（滑動(dòng)摩擦）和滾珠絲杠（滾動(dòng)摩擦），前者結(jié)構(gòu)簡單、加工方便、制造成本低，具有自鎖能力；但是摩擦阻力矩大、傳動(dòng)效率低（ 30%~40%）。其主要缺點(diǎn)是安裝精度要求高、中心距要求嚴(yán)格，同時(shí)具有一定的蠕變性。 圖 機(jī)械手基本形式 按照機(jī)械手的工作環(huán)境采用直角坐標(biāo)型機(jī)械手，其特點(diǎn)是結(jié)構(gòu)簡單緊湊，定位精度高，比較滿足設(shè)計(jì)要求。 （ 2） 手指應(yīng)具有一定的張開范圍，手指應(yīng)該具有足夠的開閉角度（手指從張開到閉合繞支點(diǎn)所轉(zhuǎn)過的角度） ?? ，以便于抓取工件。吸附式常用于抓取工件表面平整、面積較大的板狀物體 ,不適合用于本方案。由機(jī)械手冊查表可得 中國礦業(yè)大學(xué)徐海學(xué)院 3013 屆本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 15 許用彎曲應(yīng)力 2/60~50 mmNbp ?? ， 取 2/50 mmNbp ?? ； 許用剪應(yīng)力 2/40 mmNp ?? 由機(jī)械 手冊查表可得 許用壓強(qiáng) 2/8~6 mmNPp ? ，取 2/6 mmNPp ? （ 2） 耐磨性計(jì)算螺桿中徑 由表中公式， pPFd ? ? ， ............................................................................................（ ） 采用整體螺母式，取 ?? ，2 1 1 . 60 . 8 0 . 8 1 . 0 21 . 2 6pFd m mP?? ? ?? 由 GB/T ，可選 10?d ， ?P ， 922 ??Dd ， ?D ， ?d ， 81?D 的梯形螺紋、中等精度。)21 9 11 .6 t a n( 3 4 39。)21 9 11 .6 t a n( 3 4 39。因此，它的結(jié)構(gòu)、工作范圍、靈活性等直接影響到機(jī)械手的工作性能。 運(yùn)行方式為電機(jī)帶動(dòng)絲杠螺母，絲杠螺母是固定點(diǎn)，相對(duì)的絲杠做上下移動(dòng)。 （ 10）臨界轉(zhuǎn)速校核 m in/2507/10 2 227 rLfdn cc ?? ....................................................................（ ） 式中，查機(jī)械手冊得， ?f mmll d ow nc 10862 ?? m i n/2 0 0 6m i n/2 5 0 rrnn c ???? 滿足轉(zhuǎn)速要求 （ 11） 螺 桿強(qiáng)度： 螺桿材料為 45 鋼，調(diào)質(zhì)處理，其許用應(yīng)力 MPap 60][ ?? 螺桿當(dāng)量應(yīng)力： 中國礦業(yè)大學(xué)徐海學(xué)院 3013 屆本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 29 2 1232222234( ) 3 ( )0 .24 1 5 0 4 2 0( ) 3 ( )3 .1 4 1 3 .5 0 .2 1 3 .51 .5 2 [ ]capTFddMPa???????????? .....................................................（ ） 式中， 11 9 .5 5 4 2 0PT N m mn? ? ? 符合強(qiáng)度要求 (12)系統(tǒng)剛度計(jì)算 bK 剛性為機(jī)械剛度的指標(biāo)，滾珠絲杠的剛性取決于螺桿與螺母之間軸向負(fù)荷珠槽接觸剛性及螺桿軸的剛性來決定。 （ 2）計(jì)算載荷 手腕手爪部分重量 10m kg? 10 10 / 100G m g k g N k g N? ? ? ?（重力加速度取10 /g N kg? ） ...............................................................................................（ ） 中國礦業(yè)大學(xué)徐海學(xué)院 3013 屆本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 34 軸向載荷 100maFN? （ 3）初算導(dǎo)程： 絲杠螺母轉(zhuǎn)速 3500 / minnr? ， 直臂移動(dòng)速度 292 /v mm s? 3 5 0 0 / m inm n r?? 初算導(dǎo)程 mmnvP mh ?? ，所以取 mmPh 5? （ 5） 選工作壽命： hLh 20210? （ 5）由表得， 39。 第 6 章 吹錫裝置 熱風(fēng)整平 的工作原理是利用熱風(fēng)將印制電路板表面及孔內(nèi)多余焊料去掉，剩余焊料均勻覆在焊盤及無阻焊料線條及表面封裝點(diǎn)上。 (2)無論是紅外線熱熔工藝還是熱油熱熔工藝都不能百分之百保護(hù)導(dǎo)線的側(cè)邊緣。不同的單面，雙面，多層板。 其中 160?d ， ?d ， 50?hP ， kNCa ? ， kNCoa ? 滿足承載能力要求。 我們選用滾珠絲杠結(jié)構(gòu)的手臂，螺母帶動(dòng)絲杠進(jìn)行平移 ，采用電機(jī)驅(qū)動(dòng)。39。 手臂的結(jié)構(gòu)的選擇 機(jī)械手的手臂升降運(yùn)動(dòng)為直線運(yùn)動(dòng)。 第 4 章 直臂部分的設(shè)計(jì) 臂部運(yùn)動(dòng)的目的：把手部送到空間運(yùn)動(dòng)范圍內(nèi)任意一點(diǎn)。)ta n ( 3 4 39。50615c o s r c t a n2c o sa r c t a n39。 運(yùn)行方式為電機(jī)帶動(dòng)直齒輪使絲杠轉(zhuǎn)動(dòng)繼而帶動(dòng)手爪接觸塊移動(dòng)，從而形成手爪的張合，當(dāng)手爪抓到零件時(shí)，電機(jī)停止，手爪形成自鎖，帶動(dòng)零件移動(dòng)。 （ 2） 移動(dòng)型 移動(dòng)型即兩手指相對(duì)支座作往復(fù)運(yùn)動(dòng)。 中國礦業(yè)大學(xué)徐海學(xué)院 3013 屆本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 8 圖 沾錫 機(jī) 總裝三維圖 中國礦業(yè)大學(xué)徐海學(xué)院 3013 屆本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 9 圖 二維示意圖 機(jī)械手的技術(shù)參數(shù) （ 1）用途：自動(dòng)沾錫 （ 2）設(shè)計(jì)技術(shù)參數(shù) : 抓重 :20g100g 自由度數(shù) :3個(gè)自由度 坐標(biāo)型式 :直角坐標(biāo)型 橫臂手臂長度 :400mm 直臂最大高度 :200mm 手臂運(yùn)動(dòng)參數(shù) 升降行程： 200mm 中國礦業(yè)大學(xué)徐海學(xué)院 3013 屆本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 10 升降速度： 167mm/s 本章 小 結(jié) 本章對(duì)機(jī)械手的整體部分進(jìn)行了總體方案設(shè)計(jì)分析，從中 選擇了機(jī)械手的基本形式以及自由度，確定了本設(shè)計(jì)采用電機(jī)驅(qū)動(dòng)，并給出了設(shè)計(jì)中機(jī)械手的一些技術(shù)參數(shù)。由于電機(jī)距離被傳動(dòng)的腕關(guān)節(jié)較遠(yuǎn)，故采用精密套筒滾子鏈來傳動(dòng)。由于滾珠絲杠傳動(dòng)返行程不能自鎖；因此在用于垂直方向傳動(dòng)時(shí)，須附加自鎖機(jī)構(gòu)或制動(dòng)裝置。故在工業(yè)機(jī)器人系統(tǒng)中得到廣泛的應(yīng)用。但是結(jié)構(gòu)較大，保養(yǎng)需求高。根據(jù)動(dòng)力源的不同 , 可分為以下四類 ： （ 1）氣壓傳動(dòng)機(jī)械手 中國礦業(yè)大學(xué)徐海學(xué)院 3013 屆本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 5 氣壓機(jī)械手是以壓縮空氣的壓力來驅(qū)動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)的機(jī)械手。 （ 3） 臂部 ，手臂部件是 機(jī)械手的重要握持部件。 本次設(shè)計(jì)任務(wù)是沾錫機(jī)的設(shè)計(jì)。所以本課題的研究對(duì)于國家，企業(yè)來講是很必要的，有著重大的意義。為此，從上料系統(tǒng)開始直至清洗完畢都應(yīng)由機(jī)械工具自動(dòng)完成，實(shí)現(xiàn)沾錫機(jī)的自動(dòng)化。而沾錫機(jī)的生產(chǎn)研制廠家也很少，主要有廣東煙臺(tái)添翼電子有限公司 的 TYJ01，深圳市捷先達(dá)科技有限公司的 JXD3300 等。 此 沾錫裝置 其中 的機(jī)械部分 可 采用伺服電 動(dòng) 機(jī)、螺 旋 桿、導(dǎo)向 光 桿等 相關(guān) 機(jī)械部件組成。 沾 錫的裝置控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)，繪制的機(jī)械臂的工作原理圖，大大提高了工作 效率和圖紙質(zhì)量。但沾錫機(jī)在國內(nèi)有廣闊的市場，已經(jīng)使不少廠家開始自行研制性能更好的沾錫機(jī)。 （ 2） 高效率，高可靠性的發(fā)展。 本論文的 理論知識(shí) 現(xiàn)代設(shè)計(jì)方法是隨著當(dāng)代科學(xué)技術(shù)的飛速發(fā)展和計(jì)算機(jī) 技術(shù)的廣泛應(yīng)用而在設(shè)計(jì)領(lǐng)域發(fā)中國礦業(yè)大學(xué)徐海學(xué)院 3013 屆本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 3 展起來的一門新興的多交叉學(xué)科。主要采用計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)、優(yōu)化設(shè)計(jì)和有限元法等方法進(jìn)行研究。它的作用是支撐腕部和手部（包括工作或夾具），并帶動(dòng)他們做空間運(yùn)動(dòng)。其特點(diǎn)為：輸出力大、易于保養(yǎng)、動(dòng)作迅速、結(jié)構(gòu)簡單成本低。 （ 4）電氣驅(qū)動(dòng)機(jī)械手 它是由電機(jī)直接驅(qū)動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)的機(jī)械手。諧波齒輪傳動(dòng)與少齒差行星齒輪傳 動(dòng)十分相似，它是依靠柔性齒輪產(chǎn)生的可控變形波引起齒間的相對(duì)錯(cuò)齒來傳遞動(dòng)力與運(yùn)動(dòng)的，故諧波齒輪傳動(dòng)與一般的齒輪傳動(dòng)具有本質(zhì)上的差別。 （ 4）同步帶傳動(dòng) 同步帶傳動(dòng)