【正文】 ...................................................... 1　選題背景. 1　設(shè)計(jì)目的. 1　發(fā)展現(xiàn)狀和趨勢. 1第2章 機(jī)械手各部件的設(shè)計(jì). 3. 3　機(jī)械手總體結(jié)構(gòu)的類型. 3　具體設(shè)計(jì)方案. 4. 4　設(shè)計(jì)要求. 4　驅(qū)動方式. 5　典型結(jié)構(gòu). 5　具體設(shè)計(jì)方案. 6. 7　手腕結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)要求. 7　具體設(shè)計(jì)方案. 7. 8　手臂結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)要求. 8　具體設(shè)計(jì)方案. 8. 9　腰座結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)要求. 9　具體設(shè)計(jì)方案. 9. 10　傳動機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)應(yīng)注意的問題. 10　常用的傳動機(jī)構(gòu)形式. 10　具體設(shè)計(jì)方案. 11. 12　常用驅(qū)動系統(tǒng)及其特點(diǎn). 12　具體設(shè)計(jì)方案. 12. 12　平衡機(jī)構(gòu)的形式. 12　具體設(shè)計(jì)方案. 13第3章 理論分析和設(shè)計(jì)計(jì)算. 14. 14　有關(guān)參數(shù)的計(jì)算. 14　電機(jī)型號的選擇. 16. 18重點(diǎn)針對機(jī)械手的手爪、手腕、手臂、腰座等各部分機(jī)械結(jié)構(gòu)以及機(jī)械手控制系統(tǒng)（傳動系統(tǒng)、驅(qū)動系統(tǒng)）進(jìn)行了詳細(xì)的設(shè)計(jì)。 作業(yè)流程. 29在機(jī)械行業(yè)中，機(jī)械手越來越廣泛的得到應(yīng)用，它可用于零部件的組裝，加工工件的搬運(yùn)、裝卸，特別是在自動化數(shù)控機(jī)床、組合機(jī)床上使用更為普遍。直角坐標(biāo)機(jī)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(yùn)作業(yè)。關(guān)節(jié)型機(jī)械手的空間運(yùn)動是由三個(gè)回轉(zhuǎn)運(yùn)動實(shí)現(xiàn)的。既根據(jù)其應(yīng)用場合設(shè)計(jì)手爪，在滿足作業(yè)要求的前提下，機(jī)械手手爪還要求體積小、重量輕、結(jié)構(gòu)緊湊。機(jī)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(yùn)動方向，用氣流調(diào)節(jié)閥來調(diào)節(jié)其運(yùn)動速度。機(jī)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(shí)現(xiàn)手爪的松、開，來實(shí)現(xiàn)抓取工件。驅(qū)動活塞往復(fù)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(yīng)根據(jù)實(shí)際作業(yè)要求來確定。２、為了提高機(jī)械手的運(yùn)動速度與控制精度，應(yīng)在保證機(jī)械手手臂有足夠強(qiáng)度和剛度的條件下，盡可能在結(jié)構(gòu)上、材料上設(shè)法減輕手臂的重量。同時(shí)，因?yàn)榭刂坪途唧w工作的要求，機(jī)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(jī)械手的第一個(gè)回轉(zhuǎn)關(guān)節(jié)，承受了機(jī)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(jī)通過減速機(jī)構(gòu)來實(shí)現(xiàn)，二是通過擺動液壓缸或液壓馬達(dá)來實(shí)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(jī)、千斤頂?shù)龋挥幸詡鬟f運(yùn)動為主的，如機(jī)床工作臺的進(jìn)給絲杠。同步帶傳動是綜合了普通帶傳動和鏈傳動優(yōu)點(diǎn)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(fù)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(jī)后面需安裝精密的傳動機(jī)構(gòu)。一般在機(jī)械手手臂的不平衡力矩比較小的情況下采用這種平衡機(jī)構(gòu)。其中 110BYG550BSAKRMA0301型步進(jìn)電機(jī)矩頻特性曲線和相關(guān)技術(shù)參數(shù)。相應(yīng)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(shí)現(xiàn)。一般泵的入口要裝粗濾油器，進(jìn)入系統(tǒng)的油液根據(jù)要求，通過精濾油器再次過濾。當(dāng)5DT得電時(shí)，工作液體經(jīng)由節(jié)流閥V5進(jìn)入柱塞缸，實(shí)現(xiàn)手爪的輕緩抓緊；當(dāng)6DT失電時(shí)，工作液體進(jìn)入柱塞缸中，實(shí)現(xiàn)手爪迅速松開?？紤]到機(jī)械手的特點(diǎn)，系統(tǒng)的剛度及其穩(wěn)定性是很重要的。而且因?yàn)闄C(jī)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(biāo)準(zhǔn)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(jī)械手將繼續(xù)完成一個(gè)周期動作后，回到原點(diǎn)位置。機(jī)械手工作流程如圖41所示：1個(gè)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(diǎn)及其接線如圖45所示。因此，通過畢業(yè)設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)了預(yù)期目標(biāo)。 卷(3): 55~5714．徐灝等. 機(jī)械設(shè)計(jì)手冊. 第5卷. 北京: 機(jī)械工業(yè)出版社, 2000.。在這段時(shí)間里，我運(yùn)用大學(xué)所學(xué)知識，通過對本設(shè)計(jì)的論證、計(jì)算以及圖紙的繪制，對大學(xué)所學(xué)知識進(jìn)行了一次系統(tǒng)的整合，使自己的理論和實(shí)際動手能力有了很大提高。機(jī)械手控制主程序流程圖如圖46所示：結(jié) 論本設(shè)計(jì)通過對機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動化專業(yè)大學(xué)本科四年所學(xué)知識進(jìn)行整合，完成一個(gè)特定功能、滿足特殊要求的數(shù)控機(jī)床上下料機(jī)械手的設(shè)計(jì)，比較好地體現(xiàn)機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動化專業(yè)畢業(yè)生的理論研究水平、實(shí)踐動手能力以及專業(yè)精神和態(tài)度，具有較強(qiáng)的針對性和明確的實(shí)施目標(biāo)，實(shí)現(xiàn)了理論和實(shí)踐的有機(jī)結(jié)合。是具有較強(qiáng)控制能力的控制器。當(dāng)數(shù)控機(jī)床加工完一個(gè)工件時(shí)，發(fā)送下料命令給機(jī)械手，機(jī)械手接到命令后，PLC馬上輸出脈沖驅(qū)動機(jī)械手逆時(shí)針轉(zhuǎn)動，當(dāng)轉(zhuǎn)過90度到位后，PLC停止輸出脈沖，機(jī)械手停止轉(zhuǎn)動；→ 下降電磁閥通電，同時(shí)手爪柱塞缸電磁閥也通電，機(jī)械手下降且張開手爪，下降到位后碰到下限行程開關(guān)，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(jī)床卡盤松開；→ 機(jī)械手開始前伸，將工件從機(jī)床上取出，準(zhǔn)備運(yùn)走；→ 上升電磁閥通電，機(jī)械手開始上升，上升到位后，碰到上限位開關(guān)，上升電磁閥斷電，上升停止；→ PLC輸出高速脈沖，驅(qū)動機(jī)械手順時(shí)針轉(zhuǎn)動，當(dāng)轉(zhuǎn)過90度到位后，PLC停止輸出脈沖，機(jī)械手停止轉(zhuǎn)動；→ 下降電磁閥通電，機(jī)械手下降，下降到位后碰到下限行程開關(guān)，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(zhǔn)備離開；→ 接著上升電磁閥通電，機(jī)械手開始上升，上升到位后，碰到上限位開關(guān)，上升電磁閥斷電，上升停止同時(shí)手爪也閉合復(fù)原；→ 接著機(jī)械手水平手臂開始后縮，準(zhǔn)備回原點(diǎn)，當(dāng)后縮到位時(shí)，后縮停止，機(jī)械手回到原點(diǎn)，一個(gè)上下料過程結(jié)束；→ 機(jī)械手在原點(diǎn)等待命令，準(zhǔn)備下一個(gè)工作循環(huán)。手臂垂直升降和水平伸縮由液壓實(shí)現(xiàn)驅(qū)動；手爪的夾緊與放松，通過柱塞缸與齒輪來實(shí)現(xiàn)；腰座旋轉(zhuǎn)通過步進(jìn)電動機(jī)與齒輪來實(shí)現(xiàn)。 第4章 機(jī)械手控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)操作面板布置如圖42所示：機(jī)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(shè)計(jì)上，一是增大其抗彎能力，二是通過合理的結(jié)構(gòu)布局設(shè)計(jì)，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(shè)計(jì)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(shí)現(xiàn)。 本機(jī)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(gè)執(zhí)行機(jī)構(gòu)。根據(jù)液壓設(shè)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(dǎo)控制閥的邏輯組合來實(shí)現(xiàn)。同時(shí)因?yàn)檠魁X輪傳動比為1：12