【導讀】自動控制使其按照預定要求輸送制品或操持工具進行生產(chǎn)操作的自動化生產(chǎn)設備。企業(yè)的競爭力等方面起到及其重要的作用。手的研究類型與機械設計方案。本文的重點是斜臂式注塑機機械手的機械結(jié)構(gòu)設計，電氣控。制部分除控制原理外暫不做設計。塑產(chǎn)品的質(zhì)量，避免因人為操作失誤而造成的損失。變得越來越重要。目前國內(nèi)的機械手類型比較簡單，且大都用于取件。隨著注塑成型工業(yè)的。發(fā)展，以后將越來越多的機械手用于上料、混合、自動裝卸模具、回收廢料等各個工序上，而且朝著智能化方向發(fā)展。

　　

【正文】 0 頁 副臂與主臂的連接結(jié)構(gòu)比較復雜，它需要固定副臂導軌，主臂導桿，限位開關，緩沖器以及主臂氣缸等機構(gòu)。材質(zhì)選用鋁合金。其結(jié)構(gòu)圖如 所示。 圖 主副臂連接件 圖 主副臂連接件二維圖 機身結(jié)構(gòu)設計 按照設計要求，機械手要實現(xiàn)手臂 90度的回轉(zhuǎn)運動，實現(xiàn)手臂的回轉(zhuǎn)運動機構(gòu)一般設計在機身處。為了設計出合理的運動機構(gòu)，就要綜合考慮，分析。 機身承載著手臂，做回轉(zhuǎn)運動，是機械手的重要組成部分。常用的機身結(jié)構(gòu)有以下幾種： 1 回轉(zhuǎn) 缸置于升降之下的結(jié)構(gòu)。這種結(jié)構(gòu)優(yōu)點是能承受較大偏重力矩。其缺點是回轉(zhuǎn)運動傳動路線長，花鍵軸的變形對回轉(zhuǎn)精度的影響較大。 2 線性氣缸缸和搖桿機構(gòu)。手臂的回轉(zhuǎn)運動通過線性氣缸驅(qū)動搖桿機構(gòu)來實浙江廣廈建設職業(yè)技術(shù)學院畢業(yè)設計說明書 第 23 頁 共 30 頁 現(xiàn)，搖桿的往復擺動帶動手臂中心軸做往復回轉(zhuǎn)。 3 活塞缸和齒條齒輪機構(gòu)。手臂的回轉(zhuǎn)運動是通過齒條齒輪機構(gòu)來實現(xiàn)：齒條的往復運動帶動與手臂連接的齒輪作往復回轉(zhuǎn)，從而使手臂左右擺動。 本設計考慮到設計難度，安裝難以程度等方面，選用線性氣缸和搖桿機構(gòu)來實現(xiàn)手臂回轉(zhuǎn)運動。機械手臂機身選用 GY4590型鋁型材， 整體機身三維圖如圖。 圖 機身及機座三維圖 圖 機身二維圖 浙江廣廈建設職業(yè)技術(shù)學院畢業(yè)設計說明書 第 24 頁 共 30 頁 圖 機座二維圖 與主臂連接結(jié)構(gòu)設計 機身與主臂這部分的結(jié)構(gòu)不僅需要承載較大的扭矩壓力還需要實現(xiàn)主臂與機身之間的一個往復擺動運動，這就需要這部分結(jié)構(gòu)為軸狀，那就還要需要一個軸承用來支承。 一般大多數(shù) 軸即承受轉(zhuǎn) 矩又承受彎矩，多處于變應力條件下工作，因此軸的材料應具有較好的強度和韌性，用于滑動軸承時，還要具有較好的耐磨性。其中優(yōu)質(zhì)碳素結(jié)構(gòu)鋼使用廣泛， 45鋼最為常用，它調(diào)質(zhì)后具有優(yōu)良的綜合力學性能。不太重要的軸也可用 Q23 Q275等普通碳素結(jié)構(gòu)鋼。高速、重載的軸、受力較大而要求尺寸小的軸以及有特殊要求的軸，要用合金結(jié)構(gòu)鋼。合金鋼對應力集中敏感性小，在機械行業(yè)應用日趨增多。本設計由于不屬于大型機械手，能夠使不需要使用特殊材質(zhì)的鋼材， 45鋼能夠滿足工作要求。結(jié)構(gòu)設計如圖 。 圖 連接軸 圖 連接方式 浙江廣廈建設職業(yè)技術(shù)學院畢業(yè)設計說明書 第 25 頁 共 30 頁 連接原理為兩軸承支承著軸與機身的連接，軸的一端連接著主臂的連接架，用螺栓固定，無相對轉(zhuǎn)動，另一端連接著搖桿，同樣使用螺栓連接，無相對轉(zhuǎn)動，機械手的往復擺動通過搖桿連接著軸進行傳遞來實現(xiàn)，連接方式如圖 所示。 圖 搖桿二維圖 機身氣缸選用以及驅(qū)動力矩計算 一．機身伸縮氣缸的尺寸設計 機身部分的氣缸同樣選用 SMC公司的 CG1型單桿雙作用氣缸， 初步確定氣缸的直徑為 40mm。 二．尺寸校核 ，只需校核氣缸內(nèi)徑 D=40mm,半徑 R=20mm的氣缸的尺寸滿足使 用要求即可 ,設計使用壓強 MPaNGP ? 則驅(qū)動力： 2RPF ??? )(628 26N? ???? 搖桿處總扭矩為： .9 0 K g5 .6 3 K g1 K g4 K g KKK ?????? ， 設計加速度 )/(10 sma? , 則慣性力 : maF?1 )( N? ?? 浙江廣廈建設職業(yè)技術(shù)學院畢業(yè)設計說明書 第 26 頁 共 30 頁 ，設定摩擦系數(shù) ?k , ? )( N? ?? ? 總受力 mFFF ?? 10 )( N? ?? 即 FF?0 標準 CG1氣缸的尺寸符合實際使用驅(qū)動力要求。 機身氣缸需要驅(qū)動搖桿做回轉(zhuǎn)運動，所以氣缸尾部不可以緊固，需做成可回轉(zhuǎn)結(jié)構(gòu)，其設計結(jié)構(gòu)如圖 。氣缸與搖桿連接處也有相對的轉(zhuǎn)動，同樣需要設計成可供回轉(zhuǎn)運動的結(jié)構(gòu)，設計結(jié)構(gòu)如圖 。 圖 氣缸尾部結(jié)構(gòu) 圖 氣缸頭部結(jié)構(gòu) 圖 氣缸連接方式圖 浙江廣廈建設職業(yè)技術(shù)學院畢業(yè)設計說明書 第 27 頁 共 30 頁 最后本設計中實現(xiàn)運動的所有驅(qū)動部件均為氣缸，氣缸由于它的結(jié)構(gòu)特性，運動速度較快，存在一定的慣性，特別是連接在較大質(zhì)量的機構(gòu)時在運動停止的一瞬間慣性更大，這樣不僅會減少氣缸的使用壽命還 會導致其它機構(gòu)的損壞，所以需要安裝緩沖裝置進行保護。因為本設計的機械手尺寸較小，相對慣性不大，所以緩沖裝置采用油壓緩沖器，如圖 。 圖 緩沖器 浙江廣廈建設職業(yè)技術(shù)學院畢業(yè)設計說明書 第 28 頁 共 30 頁 4 結(jié) 論 本次設計的是注塑機專用斜臂式單臂機械手，本設計的機械手驅(qū)動裝置均為氣缸采用氣壓傳動，動作迅速，反應靈敏，能實現(xiàn)過載保護，便于自動控制。工作環(huán)境適應性好，不會因環(huán)境變化影響傳動及控制性能。阻力損失和泄漏較小，不會污染環(huán)境。同時成本低廉。主臂和大部分連接件均采用鋁合金材質(zhì)，大大減少了 機器手整體重量，具有很高的經(jīng)濟型。本設計機械手采用 PLC控制，其可靠性高、改變程序靈活等優(yōu)點，無論是進行時間控制還是行程控制或混合控制，都可通過設定 PLC程序來實現(xiàn)?？梢愿鶕?jù)機械手的動作順序修改程序，使機械手的通用性更強。 在注塑行業(yè)，機械手可以使每一模的產(chǎn)品生產(chǎn)時間固定化，同樣的塑化時間，射出時間，保壓時間，冷卻時間，開關模時間，會較大提高產(chǎn)品的成品率。通過使用機械手，可大大減少工人成本，減少勞動強度， 所以設計機械手是很有必要的， 相信通過這次設計，我一定會在以后的工作崗位中有更好的發(fā)揮。 浙江廣廈建設職業(yè)技術(shù)學院畢業(yè)設計說明書 第 29 頁 共 30 頁 5 致 謝 本次畢業(yè)設計在指導教師 華國新 的悉心指導下順利的完成了，指導老師在整個畢業(yè)設計期間給予作者很大的幫助和關懷。老師們那種嚴謹、求實的科學態(tài)度，認真負責的工作態(tài)度，使學生受益匪淺。特別是在設計過程中遇到困難時，老師能給予了很大的幫助，使我渡過難關。老師對待學生與工作的態(tài)度值得學生學習，在這里對指導老師表示最衷心的感謝，在畢業(yè)設計期間的指導將使作者受益終生。 同時感謝 老 師 們 在畢業(yè)設計期間的關懷，以及給予學生的無私的幫助和指導，感謝 你們 在設計期間給作者提出的寶貴意見和建議。 感謝我的導師和同學們在課題研究中給予我的指導與幫助。感謝我周圍的親人和朋友們對我的關心。 最后，向熱心評審論文和參加答辯的老師們致以最衷心的感謝！ 浙江廣廈建設職業(yè)技術(shù)學院畢業(yè)設計說明書 第 30 頁 共 30 頁 6 參考文獻 [1] 鄭洪生 .氣壓傳動及控制 .北京：機械工業(yè)出版社 . [2]李超 .氣動通用上下料機械手的研究與開發(fā) .陜西科技大學 . [3]徐鋼濤等 .機械設計基礎 .北京 :高等教育出版社 . [4]王雄耀 .近代氣動機器人氣動機械手的發(fā)展及應用 . [5]運文強 .機械手執(zhí)行 機構(gòu)之探析 .機械工業(yè)出版 [6]成大先 .機械設計手冊 .北京 :機械工業(yè)出版 . [7]黃錫愷 .機械原理 .北京 :人民教育出版社 . [8]杰西 .Best Pneumatics SMC綜合樣本第二版 .