【文章內容簡介】 畢業(yè)設計下載！該論文已經通過答辯 機械手的運動特性深入分析機械手的運動特點，有利于根據(jù)工作條件選擇適宜的運動特點。下面為我們所選工業(yè)機械手所具有的運動規(guī)律，在減速較大時的情形。圖 3 運動特性曲線Fig .3 Movement characteristic curve按上圖的運動，機械手的速度變化呈等加速或不等加速運動，其減速過程亦分為等減速運行和不等減速運行，在呈等加速運行，而不等減速運行時，由于速度行程短，故有利于提高機械手的工作速度。特點：速度變化基本上連續(xù)，運動中不會產生沖擊，可以滿足高速、平穩(wěn)和定位精度高的要求。 機械手運動特性的分類氣動機械手：氣動機械手的加速或調節(jié)系統(tǒng)采用氣路節(jié)流調速系統(tǒng)，控制系統(tǒng)采用氣缸端部節(jié)流緩沖裝置、氣路節(jié)流緩沖回路、液壓緩沖氣等。定位系統(tǒng)采用機械擋塊或多點定位幾機構定位精度。液壓機械手：液壓機械手的加速或調節(jié)系統(tǒng)油路節(jié)流調速系統(tǒng)，控制采用系統(tǒng)油缸端部節(jié)流緩沖裝置及緩沖回路、減壓節(jié)流繼續(xù)能緩沖系統(tǒng)、伺服系統(tǒng)等。定位系統(tǒng)采用關閉電磁換向閥定位精度、機械擋塊定位精、伺服系統(tǒng)定位精度度等。電動機械手：電動機械手的加速或調節(jié)系統(tǒng)采用電路節(jié)流調速系統(tǒng)，控制系統(tǒng)采用反接制動電路、減速電路、凸輪或連桿機構等。定位系統(tǒng)采用電磁制動器、脈沖電路定位精度、機械擋塊定位精度等。機械聯(lián)動機械手：機械聯(lián)動機械手的加速或調節(jié)系統(tǒng)采用凸輪連桿機構，控制系統(tǒng)采凸輪曲線和連桿機構。定位系統(tǒng)采用凸輪基圓及凸輪頂點、連桿極限位置。 開關型機械手的速度及位置控制用電氣開關、換向閥、節(jié)流閥和機械擋塊等來控制的機械手稱為開關型機械手。其中，機械擋塊定位是在減速后，驅動壓力將運動件壓在機械擋塊上或驅動壓力將活塞壓靠缸蓋而定位，定位精度較高?？煞譃閱吸c定位或多點定位的擋塊機構。 機械傳動型機械手速度及位置控制為了便于控制機械手的速度及位置，一些專用機械手采用凸輪機構和連桿機構進行驅動。特點：工作速度可以提高而且與主機同步工作而不產生誤動作。通過以上論述和比較，選用液壓緩沖器和油缸端部緩沖的方式，定位選用機械擋塊定位。 機械手類型確定根據(jù)以上的介紹，通過比較我確定選用電動機械手。這樣選擇的原因主要是根據(jù)精度和成本的原因。由于是個單獨的部件大量生產，成本是非常主要的原因，氣動和液壓機械手的制造精度要求非常高，成本也就高，而電動機械手作為發(fā)展得最為完善的機械手，在精度滿足需要的同時，成本是最低的，所以選擇了電動機械手。 驅動系統(tǒng)和電控系統(tǒng)的選擇 驅動系統(tǒng)的選擇機械手驅動系統(tǒng)有：液壓驅動、電壓驅動、電機驅動和機械驅動四種。一臺機械手的驅動方式，可以只用一種方式進行驅動，也可采用幾種方式聯(lián)合驅動。 機械手的驅動系統(tǒng)有液壓驅動，氣壓驅動，電機驅動，和機械傳動四種。一臺機械手可以只用一種驅動，也可以幾種方式聯(lián)合驅動，各種驅動的特點見表1。表1 驅動方式的比較Table 1 Drive way parison比較內容驅動方式機械傳動電機 驅動氣壓傳動液壓傳動異步機，直流電機步進或伺服電機輸出力矩輸出力矩較大輸出力可較大輸出力矩較小氣體壓力小，輸出力矩小。 液體壓力高，能獲得大的輸出力控制性能速度可高，速度和加速度均由機構控制，定位精度高，可與主機嚴格同步。控制性能較差，慣性大，步易精確定位?？刂菩阅芎?，可精確定位，但控制系統(tǒng)復雜可高速，氣體壓縮性大，阻力效果差，沖擊較嚴重，精確定位較難。 油液壓縮性小，壓力流量均容易控制，可無級調速，反應靈敏。體積當自由度多時，機構復雜，體積液較大。要減速裝置，體積較大體積較小體積較大在輸出力相同的條件下體積小。維修使用維修使用方便維修使用方便維修使用較復雜維修簡單，能在高溫，惡劣環(huán)境種使用，泄漏影響小。維修方便，液體對溫度變化敏感，油液泄漏易著火。應用范圍適用于自由度少的專用機械手，高速低速均能適用適用于抓取重量大和速度低的機械手可用于程序復雜和運動軌跡要求嚴格的機械手中小型專用通用機械手都有。中小型專用通用機械手都有，特別時重型機械手多用。成本結構簡單，成本低，一般工廠可以自己制造成本低成本較高結構簡單，能源方便，成本低。液壓元件成本較高，油路也較復雜?？紤]到經濟實用的要求，我選擇了異步電機作為驅動。 電控系統(tǒng)的選擇機械手的電控系統(tǒng)有多種類型，除專用機械手外，大多數(shù)要專門進行電控系統(tǒng)的設計。各控制系統(tǒng)見表2.表2 控制系統(tǒng)的比較Table 2 The control system pare比較內容控制系統(tǒng)固定系統(tǒng)可編程序繼電器線路半導體邏輯電路順序控制器示數(shù)再觀成計算機動作程序容量動作程序較少動作程序較多動作順序一般為16步可擴展為32部或更多動作程序較多通常為200步可擴展更多控制的參數(shù)動作程序 動作到達的位置或時間夾放信息連鎖信息 這些信息固定于線路之中不能任意變動 動作程序 動作到達的位置或時間 時間信息 夾放信息 聯(lián)鎖信息 程序終了信息 動作程序 時間信息 動作應到達位置或時間 夾放信息 聯(lián)鎖信息 運動速度信息 定位精度信息制造與維護維護簡單方便體積較大，制造簡單制造簡單，維護方便，體積小一般由專業(yè)廠生產供應，需具有一定專業(yè)知識人員維修線路復雜，制造，維護調整均較困難，需專業(yè)人員維修行程檢測元件行程開關，機械擋塊行程開關，機械擋塊行程開關，電位器電位器，旋轉變壓器，光柵等使用壽命壽命低壽命較高壽命較高壽命較高成本便宜較便宜成本較高成本較高使用范圍用于動作少，速度低的專用機械手用于速度快節(jié)拍短的專用機械手適用于動作較多，速度變化多即一般機械手動作多，程序復雜的高級通用機械手適用我們可設繼電器線路為方案1，半導體邏輯線路為方案2，順序控制器為方案3，示數(shù)再現(xiàn)成計算器為方案4。表3設備技術評價得分Table 3 Equipment technical evaluation score設備的技術評價特性 方案14的分數(shù) 1 2 3 4理想的控制通用性范圍制造方便程序容量總分數(shù)技術價X 2 2 3 3 10 2 2 3 2 9 3 3 2 2 10 3 3 1 2 9 4 4 4 4 16 表4 設備經濟評價得分Table 4 Device economic evaluation score設備的經濟評價特性 方案14的分數(shù) 1 2 3 4理想的成本（元件）制造與維護成本壽命元件耗費總分數(shù)經濟價Y 33 2 2 10 33 3 2 11 22 2 3 9 11 3 3 8 4 4 4 4 16 顯然可以知道方案1比較適合，即采用繼電器線路進行控制。4 總體結構設計 手爪部分設計機械手手爪部分的作用是抓住和放開工件，并且要保證在抓刀后的換刀過程中保證刀具不會從手爪中飛出。目前的加工中心換刀機械手手爪使用最多的有3種機械手，分別是單臂單手式機械手，回轉式單臂雙手機械手，雙手式機械手。單臂單手式機械手的特點是機械手只做往復直線運動，主要用與刀具主軸和刀庫刀座的軸線平行的場合，機械手的插、拔刀運動和傳遞刀具的運動全都是直線運動，因為沒有回轉運動所產生的離心力，因為無回轉運動所產生的離心力，所以機械手的握刀部分可以比較簡單，只需要兩個彈簧卡銷卡住刀柄即可?；剞D式單臂雙手機械手的兩手部成180176。，手型種類很多，常見的有固定式雙手、可伸縮式雙手、剪式雙手等。這類的機械手可以同時抓住可拔、插位于主軸和刀庫（或運輸裝置）里的刀具，與單臂單手式機械手相比，可以縮短換刀時間。這類機械手應用最廣泛，形式也最多。雙手式機械手的手臂運動方式有2種，一種是機械手只做往復直線運動的，這樣的機械手有雙手平行式和雙手交叉式，這樣的機械手可起運輸裝置的作用，使用于容量大、距主軸較遠的。還有一種是機械手有回轉運動的。這2種機械手向刀庫還回用過的刀具和選用新刀，均可在主軸正在加工時進行，換刀時間較短。根據(jù)以上的分析，手爪部分的結構我選擇了回轉式單臂雙手機械手，而夾刀的部分我選用了鉤手的結構，這樣選擇的原因是鉤手具有結構簡單，安裝拆卸方便，不需要額外的驅動，抓刀方式簡單等特點。結構如圖4所示。圖4 鉤手結構示意圖Fig .4 Goushou structure diagram 如圖4所示，當機械手旋轉的時候，鉤手與刀柄先接觸，由于機械手繼續(xù)旋轉，刀柄對頂柱有擠壓作用，頂柱的后面是彈簧，并且定位頂柱沒有鎖定，所以頂柱收縮到機械手臂內，刀柄順利進入鉤手內，旋轉結結束，頂柱通過彈簧的彈力恢復原位，定位頂柱鎖頂，頂柱不能移動，卡住刀具，抓刀結束。刀具重量的范圍，由于溝手結構的刀爪抓刀后，刀具的重量集中在刀爪內圈的突起上，頂柱受力不到刀具重量的1/10，所以當?shù)蹲ψサ逗?，由定位頂柱所提供的推力遠遠大于頂柱所受到的力，所以肯定能把刀具固定住，而不用擔心刀具會在機械手旋轉的時候掉下來。 機械手手臂的設計機械手工作中運動速度較高，在結構位置應保證運動平穩(wěn)，這樣可以提高機械手運動的平穩(wěn)性，可以提高機械手適用的可靠性，并提高使用壽命。 臂部防止