【正文】 m，管接式地腳結(jié)構(gòu)。 工作臺(tái)，機(jī)械手的 質(zhì) 量 ： 工作臺(tái)的型號(hào)及重量 工作臺(tái) 基礎(chǔ)構(gòu)件采用優(yōu)質(zhì)鋁合金、鑄鐵、鋼材、及大理石等材料，傳動(dòng)結(jié)構(gòu)可以采用直導(dǎo)軌、直線(xiàn)圓導(dǎo)軌、滾珠絲杠、同步帶及氣缸等多種組合形式，滿(mǎn)足各種行業(yè)、不同場(chǎng)合的需要。以 ?C 值從 “ FDG 法蘭式雙螺母表” 中查出適合的類(lèi)型： 公稱(chēng)直徑： d0=32mm 絲杠底徑： d0= 導(dǎo)程： Pho=10mm 循環(huán)圈數(shù)： 額定動(dòng)載荷為： Ca＝ 25649N 額定靜載荷 ： oaC ＝ 66711 N 螺母總長(zhǎng) sL ＝ 128mm (6)絲桿螺紋長(zhǎng)度的計(jì)算： eu1 L2LL ＋＝ ＝ 800＋ 240＝ 880mm 其中 uL 最大行程， eL 為余程（由下表查到）。 龍門(mén)式上下料機(jī)械手設(shè)計(jì) 28 廣東水利電力職業(yè)技術(shù)學(xué)院 29 龍門(mén)式上下料機(jī)械手設(shè)計(jì) 30 滾珠絲杠 的校核 (1)絲桿剛度及其 彈性變形量 2kw0s )L (165 －??R 2)8 0 0 4 . 7 67 0 (1 6 5 ??? － ＝ 211N/ m? s1RF ??? 2111332? ? m? 21? 定位精度（即 ） 式中： sR 為絲桿剛度， wD 為球徑， ? 為彈性變形量。驅(qū)動(dòng)功率大幅度下降，只相當(dāng)于普通機(jī)械的十分之一。簡(jiǎn)化了機(jī)械結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)和制造。 236MMmt ?＝ 4 33mt ??? －－＝ 選擇電機(jī) 110 BYG2502 滿(mǎn)足此條件，電機(jī)能夠正常運(yùn)轉(zhuǎn)。得絲杠螺紋長(zhǎng)度 ≥ 2090m。 (3)臨界轉(zhuǎn)速及允許工作轉(zhuǎn)速 臨界轉(zhuǎn)速： 72112L 10Ldn ???＝ 72 102 0 0 03 8 . ??＝ ＝ 2100r/min 式中： 1d 為絲桿軸底徑， 2? 為安裝系數(shù)。適應(yīng)高速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)，其瞬時(shí)速度比滑動(dòng)導(dǎo)軌提高約 10 倍。 壽命 時(shí)間60nL2 LL u eh ???＝ 60422 1023818 3??? ?＝ ＝ 46378(h)? 5(年 ) 龍門(mén)式上下料機(jī)械手設(shè)計(jì) 48 電機(jī)的選型及計(jì)算 步進(jìn)電動(dòng)機(jī)的型號(hào)的選擇 (1)脈沖當(dāng)量、步距角的確定及傳動(dòng)比的計(jì)算 脈沖當(dāng)量： 一個(gè)脈沖使步進(jìn)電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)拖動(dòng)的移動(dòng)距離 ?P =步進(jìn)電動(dòng)機(jī)的步距角 ?b ＝ 03 /脈沖 ，其每轉(zhuǎn)的脈沖數(shù) S=003360 =120 p/r 步進(jìn)電動(dòng)機(jī)與滾珠絲桿間的傳動(dòng)比 i ?i sL? = 12? =1 (2)等效轉(zhuǎn)動(dòng)慣量 tJ 的計(jì)算 1．滾珠絲桿的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量 Js Js= 33440 )( ????????lpd? 2．聯(lián)軸器的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量LJ （查第四章聯(lián)軸器圖） 廣東水利電力職業(yè)技術(shù)學(xué)院 49 在下表中選出聯(lián)軸器的型號(hào)為： LK5－ C82－ 2840 其轉(zhuǎn)動(dòng)慣量 LJ ＝ mkg?? ? 3．工作臺(tái) 、 機(jī)械手 及托板 的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量 wJ 3220 )( 62 1 5)L(J ????? ??gww 式中： w 為工作臺(tái)及機(jī)械手重量。 控制 電 機(jī)及控制原理框圖 ： 電機(jī) 1 和電機(jī) 2 的驅(qū)動(dòng)器 電機(jī) 1 的驅(qū)動(dòng)器 ： 廣東水利電力職業(yè)技術(shù)學(xué)院 53 電機(jī) 2 的驅(qū)動(dòng)器 系統(tǒng)運(yùn)行原理 電機(jī)控制系統(tǒng)的工作原理如下圖所示 ： IPC（工業(yè)控制計(jì)算機(jī)）是電機(jī)控制系統(tǒng)的主機(jī)，負(fù)責(zé)從鍵盤(pán)接收外部命令，通過(guò)串行口發(fā)送到單片機(jī)，然后接收單片機(jī)回送的相同數(shù)據(jù)進(jìn)行比較，根據(jù)數(shù)據(jù)的情況控制電路。 無(wú)論是在專(zhuān)業(yè)知識(shí)方面、專(zhuān)業(yè)技巧還是經(jīng)驗(yàn)，李 老師都給予了我很大的幫助； 在此向 李冬梅 老師表示深深的感謝和崇高的敬意。正是有了他們的悉心幫助和支持，才使我的畢業(yè)論文工作順利完成，在此向 廣東水利電力職業(yè)技術(shù)學(xué)院 ， 機(jī)械系 的全體 老師表示由衷的謝意。 IPC 的控制結(jié)束后，可做其他處理工作。n電機(jī)所需達(dá)到的轉(zhuǎn)速（ r/min） ， T電機(jī)升速時(shí)間 為 1（ s） 。動(dòng)摩擦，大大降低二者之間的運(yùn)動(dòng)摩擦阻力，從而獲得：能實(shí)現(xiàn)無(wú)間隙運(yùn)動(dòng)，提高機(jī)械系統(tǒng)的運(yùn)動(dòng)剛度。 直線(xiàn)導(dǎo)軌副 型號(hào)的選擇及額定壽命的計(jì)算 直線(xiàn)導(dǎo)軌副型號(hào) 結(jié)構(gòu) 龍門(mén)式上下料機(jī)械手設(shè)計(jì) 46 滾動(dòng)直線(xiàn)導(dǎo)軌副是由導(dǎo)軌、滑塊、鋼球、返向器、保持架、密封端蓋及擋板等組成。 臨界轉(zhuǎn)速及允許工作轉(zhuǎn)速 的關(guān)系為 ： Ln ? 其中 Ln 為臨界轉(zhuǎn)速， kn 為允許工作轉(zhuǎn)速。 )/脈沖 ]后，則可用下式來(lái)計(jì)算該軸伺服傳動(dòng)系統(tǒng)的傳動(dòng)比 ?? PbLi 360 0? = 123 ???? =1 (41) 其中， b? 為步進(jìn)電機(jī)的步距角 b? ＝ ?3 ， 0L 為滾珠絲杠導(dǎo)程 0L ＝ 12mm， p? 為系統(tǒng)的脈沖當(dāng)量 p? ＝ 。 壽命 時(shí)間60nL2 LL m a xu eh ???＝ 1023818 3??? ?＝ ＝ 41350(h)? 5(年 ) 龍門(mén)式上下料機(jī)械手設(shè)計(jì) 34 電機(jī)的選型及計(jì)算 步進(jìn)電動(dòng)機(jī)的型號(hào)的選擇 (1)脈沖當(dāng)量、步距角的確定及傳動(dòng)比的計(jì)算 脈沖當(dāng)量： 一個(gè)脈沖使步進(jìn)電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)拖動(dòng)的移動(dòng)距離 ?P =步進(jìn)電動(dòng)機(jī)的步距角 ?b ＝ /脈沖 ，其每轉(zhuǎn)的脈沖數(shù) S=00360 =200 p/r 步進(jìn)電動(dòng)機(jī)與滾珠絲桿間的傳動(dòng)比 i ?i sL? = 10? =1 (2)等效轉(zhuǎn)動(dòng)慣量 tJ 的計(jì)算 1． 滾珠絲桿的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量 Js Js= 43440 )0 3 ( ????????lpd? 2．聯(lián)軸器的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量LJ 在下表中選出聯(lián)軸器的型號(hào)為 ： LK5－ C68－ 1930 廣東水利電力職業(yè)技術(shù)學(xué)院 35 其轉(zhuǎn)動(dòng)慣量 LJ ＝ mkg?? ? 龍門(mén)式上下料機(jī)械手設(shè)計(jì) 36 廣東水利電力職業(yè)技術(shù)學(xué)院 37 3． 工作臺(tái)及機(jī)械手的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量 wJ 3220 )( 1 7 6)L(J ????? ??gww 式中： w 為工作臺(tái)及機(jī)械手重量。適應(yīng)高速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)，其瞬時(shí)速度比滑動(dòng)導(dǎo)軌提高約 10 倍。 (3)臨界轉(zhuǎn)速及允許工作轉(zhuǎn)速 臨界轉(zhuǎn)速 ： 72112L 10Ldn ???＝ 72 ??＝ ＝ 3712r/min 式中： 1d 為絲桿軸底徑， 2? 為安裝系數(shù)。得絲杠螺紋長(zhǎng)度 ≥ 864m。 廣東水利電力職業(yè)技術(shù)學(xué)院 23 在此選用型號(hào)為 RHDZ080的工作臺(tái)， 工作臺(tái)采用雙滑軌、滾珠絲桿的組合形式。由于已知鉸鏈杠桿機(jī)構(gòu)的擴(kuò)力比為 i =， 因?yàn)樵?實(shí)際選用中應(yīng)根據(jù)不同情況對(duì)表中數(shù)值乘以 ， 再 選取 。 鑄造機(jī)架 焊接機(jī)架 重量 較重 鋼板焊件比鑄件輕 30% 強(qiáng)度，剛度，抗振性 剛度強(qiáng)度較低，阻尼大 強(qiáng)度剛度大，抗振性差 價(jià)格 價(jià)廉 價(jià)格較高 生產(chǎn)周期 周期長(zhǎng)，資金周轉(zhuǎn)慢 生產(chǎn)周期短 設(shè)計(jì)條件 鑄件壁厚不能相差過(guò)大，只能用開(kāi)口結(jié)構(gòu) 設(shè)計(jì)靈活，壁厚可以相差較大 用途 大批量生產(chǎn) 單件小批 廣東水利電力職業(yè)技術(shù)學(xué)院 17 第三章 上下料機(jī)械手設(shè)計(jì) 機(jī)械手機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì) 工件受力分析 根據(jù)設(shè)計(jì)任務(wù)書(shū)要求，機(jī)械手所夾工件為 jM =30kg，長(zhǎng)度為 500mm。 傳動(dòng)方案 ： 由于電機(jī)驅(qū)動(dòng)方式的控制性能好， 控制靈活性強(qiáng)，可實(shí)現(xiàn)速度 、位置的精確控制，并且考慮經(jīng)濟(jì)和結(jié)構(gòu)的要求，建議采用步進(jìn)電機(jī)和絲桿配合的驅(qū)動(dòng)方式。 2 機(jī)械手工作場(chǎng)所 時(shí) 的要求 龍門(mén)式上下料機(jī)械手可用于數(shù)控車(chē)床、數(shù)控銑床、數(shù)控磨床、加工中心等自動(dòng)單機(jī)和自動(dòng)線(xiàn)。 可在勞動(dòng)條件差，單調(diào)重復(fù)易子疲勞的工作環(huán)境工作，以代替人的勞動(dòng) 。機(jī)械手是工業(yè)機(jī)器人的重要組成部分，在很多情況下它就可以稱(chēng)為工業(yè)機(jī)器人。工作時(shí)位姿的適應(yīng)性很強(qiáng)。一般在無(wú)軸向載荷處，軸承外環(huán)采用端面打沖定位的方法。內(nèi)部鋁鑄件形狀復(fù)雜，既用作內(nèi)部齒輪安裝殼體與軸的支承座，又兼作承力骨架，傳遞集中載荷。 ⑵ 小型機(jī)械手：臂力為 1～ 10 公斤。它可以根據(jù)任務(wù)的需要編制程序，以完成各項(xiàng)規(guī)定操作。 對(duì)于機(jī)械手，它 能模仿人手和 手 臂的某些動(dòng)作功能，用 于 按固定程序抓取、搬運(yùn)物件或操作工具的自動(dòng)操作裝置。 機(jī)械手主要由手部和運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)組成。 龍門(mén)式上下料機(jī)械手設(shè)計(jì) 8 機(jī)械手雖然目前還不如人手那樣靈活，但它具有能不斷重復(fù)工作和勞動(dòng)、不知疲勞、不怕危險(xiǎn)、抓舉重物的力量比人手大等特點(diǎn)，因此，機(jī)械手已受到許多部門(mén)的重視，并越來(lái)越 廣泛地得到了應(yīng)用，例如： (1)機(jī)床加工工件的裝卸，特別是在自動(dòng)化車(chē)床、組合機(jī)床上使用較為普遍。 參考文獻(xiàn) 圖紙內(nèi)容及紙張 非 標(biāo)零件圖 3張（機(jī)械手、龍門(mén)架、控制電路圖） 畢業(yè)設(shè)計(jì)進(jìn)度計(jì)劃 指導(dǎo)教師簽字： 20xx 年 12月 15 日 目 錄 中文摘要 ???????????????????????????? 第一章 緒論 ????????????????????????? 機(jī)械手的概述 ………………………………………………………………… 機(jī)械手的組成 ??????????????????????? 機(jī)械手的分類(lèi) ??????????????????????? 械手的意義與作用 ? ??????????????????????? 第二章 總體設(shè)計(jì) ???? ???????????????? 設(shè)計(jì)方案 ?????????????????????? 機(jī)械手工作場(chǎng)所時(shí)的要求 ????????????????????? 夾持工件 ????????????????????? 總體方案設(shè)計(jì) ???????????????? 立柱設(shè)計(jì) ?????????? ?????? 第三章 上下料機(jī)械手設(shè)計(jì) ? ??????????????? ???????????????? ?????????? 工件設(shè)計(jì)分析 ? ??????????????? 機(jī)械手 夾緊力計(jì)算 ? ??????????????? 氣缸設(shè)計(jì) ? ??????????????? 第四章 懸臂（ Z軸）傳動(dòng)系統(tǒng)設(shè)計(jì) ????????????????? 傳動(dòng)比的選定 ? ??????????????? 工作臺(tái)，機(jī)械手的質(zhì)量 ? ???????????????