【正文】 ...................................................... 1　選題背景. 1　設計目的. 1　發(fā)展現(xiàn)狀和趨勢. 1第2章 機械手各部件的設計. 3. 3　機械手總體結(jié)構(gòu)的類型. 3　具體設計方案. 4. 4　設計要求. 4　驅(qū)動方式. 5　典型結(jié)構(gòu). 5　具體設計方案. 6. 7　手腕結(jié)構(gòu)的設計要求. 7　具體設計方案. 7. 8　手臂結(jié)構(gòu)的設計要求. 8　具體設計方案. 8. 9　腰座結(jié)構(gòu)的設計要求. 9　具體設計方案. 9. 10　傳動機構(gòu)設計應注意的問題. 10　常用的傳動機構(gòu)形式. 10　具體設計方案. 11. 12　常用驅(qū)動系統(tǒng)及其特點. 12　具體設計方案. 12. 12　平衡機構(gòu)的形式. 12　具體設計方案. 13第3章 理論分析和設計計算. 14. 14　有關參數(shù)的計算. 14　電機型號的選擇. 16. 18重點針對機械手的手爪、手腕、手臂、腰座等各部分機械結(jié)構(gòu)以及機械手控制系統(tǒng)（傳動系統(tǒng)、驅(qū)動系統(tǒng)）進行了詳細的設計。 作業(yè)流程. 29在機械行業(yè)中，機械手越來越廣泛的得到應用，它可用于零部件的組裝，加工工件的搬運、裝卸，特別是在自動化數(shù)控機床、組合機床上使用更為普遍。直角坐標機械手的工作空間為一空間長方體，主要用于裝配作業(yè)及搬運作業(yè)。關節(jié)型機械手的空間運動是由三個回轉(zhuǎn)運動實現(xiàn)的。既根據(jù)其應用場合設計手爪，在滿足作業(yè)要求的前提下，機械手手爪還要求體積小、重量輕、結(jié)構(gòu)緊湊。機械手夾持器（手爪）的驅(qū)動方式主要有三種：這種驅(qū)動系統(tǒng)是用電磁閥來控制手爪的運動方向，用氣流調(diào)節(jié)閥來調(diào)節(jié)其運動速度。機械手手爪的典型結(jié)構(gòu)有以下五種：利用楔塊與杠桿來實現(xiàn)手爪的松、開，來實現(xiàn)抓取工件。驅(qū)動活塞往復移動，通過活塞桿端部齒條，中間齒條及扇形齒條使手指張開或閉合。因此，手腕的自由度數(shù)，應根據(jù)實際作業(yè)要求來確定。２、為了提高機械手的運動速度與控制精度，應在保證機械手手臂有足夠強度和剛度的條件下，盡可能在結(jié)構(gòu)上、材料上設法減輕手臂的重量。同時，因為控制和具體工作的要求，機械手的手臂的結(jié)構(gòu)不能太大，若僅僅通過增大液壓缸的直徑來增大剛度，是不能滿足系統(tǒng)剛度要求的。它是機械手的第一個回轉(zhuǎn)關節(jié)，承受了機械手的全部重量。腰座回轉(zhuǎn)的驅(qū)動形式主要有兩種，一是電機通過減速機構(gòu)來實現(xiàn)，二是通過擺動液壓缸或液壓馬達來實現(xiàn)。３、盡量縮短傳動鏈，提高傳動與支承剛度。有傳遞能量為主的，如螺旋壓力機、千斤頂?shù)?；有以傳遞運動為主的，如機床工作臺的進給絲杠。同步帶傳動是綜合了普通帶傳動和鏈傳動優(yōu)點的一種新型傳動。根據(jù)需要也可將這三種基本類型組合成復合式的驅(qū)動系統(tǒng)。這類驅(qū)動系統(tǒng)不需要能量轉(zhuǎn)換，但大多數(shù)電機后面需安裝精密的傳動機構(gòu)。一般在機械手手臂的不平衡力矩比較小的情況下采用這種平衡機構(gòu)。其中 110BYG550BSAKRMA0301型步進電機矩頻特性曲線和相關技術參數(shù)。相應的調(diào)速方式有節(jié)流調(diào)速、容積調(diào)速以及二者結(jié)合的容積節(jié)流調(diào)速；方向控制是用換向閥或是邏輯控制單元來實現(xiàn)。一般泵的入口要裝粗濾油器，進入系統(tǒng)的油液根據(jù)要求，通過精濾油器再次過濾。當5DT得電時，工作液體經(jīng)由節(jié)流閥V5進入柱塞缸，實現(xiàn)手爪的輕緩抓緊；當6DT失電時，工作液體進入柱塞缸中，實現(xiàn)手爪迅速松開?？紤]到機械手的特點，系統(tǒng)的剛度及其穩(wěn)定性是很重要的。而且因為機械手要求具有一定的柔性，水平液壓缸活塞桿要求具有比較大的工作行程。（1）活塞桿直徑的較核1. 控制元件的選擇根據(jù)系統(tǒng)最高工作壓力和通過該閥的最大流量，在標準元件的產(chǎn)品樣本中選取各控制元件。在工作中若按下停止按鈕，機械手將繼續(xù)完成一個周期動作后，回到原點位置。機械手工作流程如圖41所示：1個RS485通訊/編程口，具有PPI通訊協(xié)議、MPI通訊協(xié)議和自由方式通訊能力。鑒于伺服放大器和位移傳感器對輸入的要求，PLC的模擬量采用10V~ +10V輸入輸出，各輸入輸出點及其接線如圖45所示。因此，通過畢業(yè)設計實現(xiàn)了預期目標。 卷(3): 55~5714．徐灝等. 機械設計手冊. 第5卷. 北京: 機械工業(yè)出版社, 2000.。在這段時間里，我運用大學所學知識，通過對本設計的論證、計算以及圖紙的繪制，對大學所學知識進行了一次系統(tǒng)的整合，使自己的理論和實際動手能力有了很大提高。機械手控制主程序流程圖如圖46所示：結(jié) 論本設計通過對機械設計制造及其自動化專業(yè)大學本科四年所學知識進行整合，完成一個特定功能、滿足特殊要求的數(shù)控機床上下料機械手的設計，比較好地體現(xiàn)機械設計制造及其自動化專業(yè)畢業(yè)生的理論研究水平、實踐動手能力以及專業(yè)精神和態(tài)度，具有較強的針對性和明確的實施目標，實現(xiàn)了理論和實踐的有機結(jié)合。是具有較強控制能力的控制器。當數(shù)控機床加工完一個工件時，發(fā)送下料命令給機械手，機械手接到命令后，PLC馬上輸出脈沖驅(qū)動機械手逆時針轉(zhuǎn)動，當轉(zhuǎn)過90度到位后，PLC停止輸出脈沖，機械手停止轉(zhuǎn)動；→ 下降電磁閥通電，同時手爪柱塞缸電磁閥也通電，機械手下降且張開手爪，下降到位后碰到下限行程開關，下降電磁閥斷電，下降停止且手爪夾緊，夾緊已加工好的工件；→機床卡盤松開；→ 機械手開始前伸，將工件從機床上取出，準備運走；→ 上升電磁閥通電，機械手開始上升，上升到位后，碰到上限位開關，上升電磁閥斷電，上升停止；→ PLC輸出高速脈沖，驅(qū)動機械手順時針轉(zhuǎn)動，當轉(zhuǎn)過90度到位后，PLC停止輸出脈沖，機械手停止轉(zhuǎn)動；→ 下降電磁閥通電，機械手下降，下降到位后碰到下限行程開關，下降電磁閥斷電，下降停止；→ 接著手爪柱塞缸電磁閥通電，手爪張開，放下工件準備離開；→ 接著上升電磁閥通電，機械手開始上升，上升到位后，碰到上限位開關，上升電磁閥斷電，上升停止同時手爪也閉合復原；→ 接著機械手水平手臂開始后縮，準備回原點，當后縮到位時，后縮停止，機械手回到原點，一個上下料過程結(jié)束；→ 機械手在原點等待命令，準備下一個工作循環(huán)。手臂垂直升降和水平伸縮由液壓實現(xiàn)驅(qū)動；手爪的夾緊與放松，通過柱塞缸與齒輪來實現(xiàn)；腰座旋轉(zhuǎn)通過步進電動機與齒輪來實現(xiàn)。 第4章 機械手控制系統(tǒng)的設計操作面板布置如圖42所示：機械手的操作方式分為手動操作和自動操作兩種。因此，在水平伸縮缸的設計上，一是增大其抗彎能力，二是通過合理的結(jié)構(gòu)布局設計，使其具有盡量大的剛度。至于液壓缸的工作壓力和缸的工作速度，放在液壓系統(tǒng)設計階段，通過外部的液壓回路、采用合適的調(diào)速回路和元件來實現(xiàn)。 本機械手的液壓系統(tǒng)圖如圖32所示（詳見圖紙第四頁），它擁有垂直手臂的上升、下降，水平手臂的前伸、后縮，以及執(zhí)行手爪的夾緊、張開三個執(zhí)行機構(gòu)。根據(jù)液壓設備所處的環(huán)境及對溫升的要求，還要考慮加熱、冷卻等措施。對高壓大流量的系統(tǒng)，多采用插裝閥與先導控制閥的邏輯組合來實現(xiàn)。同時因為腰部齒輪傳動比為1：12