【正文】 鋁合金板材、型材表面可以進行防腐、軋花、涂裝、印刷等二次加工，制成各種裝飾板材、型材，作為裝飾材料。鋁合金分為防銹鋁、硬鋁、超硬鋁等種類，各種類均有各自的使用范圍，并有各自的代號，以供使用者選用。受載情況嚴重的機架常用鑄鋼、如軋鋼機機架。像鍛壓機床、沖剪機床等類機器，其機架零件的截面尺寸往往由強度條件決定。 對于機架零件一般可提出下列基本要求： 足夠的 強度和剛度；形狀簡單，便于制造； 便于在機架上安裝附件等。 機架的設計要求 機架零件往往是機器中最大的零件，在機器總重量中，一般情況下，機器零件占 70%— 90%。） （ 10^5） 178。） ???????????? () μ 0— 空氣的磁導率， 10^8(h/cm)； S－決定磁導和電磁吸力的銜鐵面面積（ cm178。 通過理論分析可知，電磁吸力Ｆ x 與Ｉ 和δ之間的關系可用下式來表達： Ｆ x＝ I178。) 120（ cm179。 圖 電磁鐵的工作原理圖 電磁鐵的優(yōu)點 電磁鐵有許多優(yōu)點：電磁 鐵磁性 的有無可以用通、斷電流控制；磁性的大小可以用電流的強弱或線圈的匝數(shù)來控制；也可改變 電阻 控制電流大小來控制磁性大?。凰拇艠O可以由改變電流的方向來控制，等等。假設在螺線管的中心置入 鐵磁性 物質(zhì)，則此鐵磁性物質(zhì)會被磁化，而且會大大增強磁場。 電磁鐵 是可以通電流來產(chǎn)生磁力的器件，屬非永久磁鐵，可以很容易地 將其磁性啟動或是消除。但要注意蹄形鐵芯上 線圈 的繞向相反，一邊順時針，另一邊必須逆時針。電磁鐵在我們的日常生活中有著極其廣泛的應用，由于它的發(fā)明也使發(fā)電機的 功率 得到了很大的提高。在鐵芯的外部纏繞與其功率相匹配的導電繞組，這種通有 電流 的 線圈 像磁鐵一樣具有 磁性 ，它也叫做 電磁鐵 (electromag)。機器人一般具有 6 個自由度才能使手部達到目標位置和期望姿態(tài)。其功用 是利用自身的活動度確定被末端執(zhí)行器夾持物體的空間姿 態(tài)，也可以說是確定末端行器的姿態(tài)。 cm 結論： X 軸上的轉(zhuǎn)矩 Tx=Tux+Max=+= N)= N mm=) Y 軸電機軸上的總慣量 Jy= J3+J5+Jm =++= g (cm178。) J11折算到電機軸上的慣量 J4= J11/η 2????????????????????? () J4= (cm178。） = 工作臺折算到絲杠上的轉(zhuǎn)動慣量 J=[V/(2 π n)] 178。)]/32= g (cm178。)=4s 勻速時間 t2= S21/V=60mm/(10mm/s)=6s 運動總時間 t=t1+t2+t3=4s+6s+4s=14s 步進電機旋轉(zhuǎn)的角速度 ? =2 π n?????????? () ?=2 1r/s=步進電機旋轉(zhuǎn) （ 的角加速度 ?= ?/t??????????????? ???????? () ? =（ ） /4s= rad/(s178。b?????????????????????? () S—— 每轉(zhuǎn)脈沖數(shù) δ—— 脈沖當量（ mm） TSP取 10mm δ取 S=360/=200脈沖 /轉(zhuǎn) f n=S???????????????????????? () 上海工程技術大學畢業(yè)設計 （論文） 簡易小型直角坐標機械手設計 40 f 1 轉(zhuǎn) /秒 =200 脈沖 /秒 f=200 脈沖 /秒 工作臺運動速度 V=n S????????????????? () V=60r/min 10mm=600mm/min=10mm/s X 軸驅(qū)動器有效行程為 S1=100mm 其中分為先勻加速 S11，再勻速 S21，再勻減速 S31直到停止 S1=S11+S21+S31????????????????????? () 設 S11， S31均為 20mm 有勻加速公式 V178。但是該傳感器檢測距離短，一般只能測到 13mm 以內(nèi)，且只能對固態(tài)導體 進行檢測，這是其不足之處。由于傳上海工程技術大學畢業(yè)設計 （論文） 簡易小型直角坐標機械手設計 39 感器的電磁場方向與產(chǎn)生的電渦流方向相反，兩個磁場相互疊加削弱了傳感器的電感和阻抗。 本設計 用 電渦流式 。 表 發(fā)迅塊的組成 Type 發(fā)迅塊 A B C 組件型 接近傳感器 傳感器滑軌 滑軌安裝螺絲 式 Lx30 DG30X GXLN12F SENC3H SCB36 5個 表 發(fā)迅塊的 主要零件 名稱 1 2 3 4 發(fā)迅塊 傳感器安裝 傳感器安裝 發(fā)迅塊安裝 1個 螺絲（ 3 個） 螺帽（ 3個） 螺絲（ 1個） DG30X DOG301 CBSST38 SLBNR3 發(fā)迅塊的 工作原理 接近覺傳感器是機器人用來探測機器人自身與周圍物體之間相對 位置或距離的一種傳感器，它探測的距離一般在幾毫米到十幾厘米之間。 （ 8） 壽命長 ,性能安全可靠 。 （ 4） 主體軸套采用鋁合金 ,體積輕巧 。 這種聯(lián)軸器一般用于轉(zhuǎn)速 n250r/min，軸的剛度較大，且無劇烈沖擊處。為了減少摩擦及磨損，使用時應從中間盤的油孔中注油進行潤滑 。 以此類推，當定子繞組按 UVW 順序輪流通電時，轉(zhuǎn)子就順時針方向一步一步的移動，各相繞組輪流通電一次，轉(zhuǎn)子就轉(zhuǎn)過一個齒距。它的定子內(nèi)圓和轉(zhuǎn)子外圓上均有齒和槽，而且定子和轉(zhuǎn)子的齒寬和齒距相等。 圖 步進電機結構簡圖 本設計 的步進電機工作原理 根據(jù) 步距角的基本公式 ........................ ...........（ ） 216。如圖 所示。 本系列產(chǎn)品 備有高轉(zhuǎn)矩 本設計的選用 本設計選用東方電機 PK26系列的 2相步進電機， 2相 PK系列為高轉(zhuǎn)矩 在機械傳動過程中為了使得 有更小的脈沖當量，一是可以改變絲桿的導程，二是可以通過步進電機的細分驅(qū)動來完成。而在選用功率步進電機時，首先要計算機械系統(tǒng)的負載轉(zhuǎn)矩，電機的矩頻特性能滿足機械負載并有一定的余量保證其運行可靠。 步進電機是機電一體化產(chǎn)品中關鍵部件之一，通常被用作定位控制和定速控制。為了使電動機能夠輸出足夠的功率，通過環(huán)行分配器產(chǎn)生的脈沖信號還需要進行功率放大。 圖 矩形導軌 步進電機的選用 步進電機的原理 步進電機是一種利用 電磁感應原理，將電脈沖型號轉(zhuǎn)換成直線或角位移的執(zhí)行元件。該導軌在垂直載荷的作用下，磨損后能自動補償，不會產(chǎn)生間隙，故導向精度較高。 （ 3）足夠的剛度 導軌受力變形會影響部件之間的導向精度和相對位置，因此要求導軌有足夠的剛度。 導軌的設計要求 （ 1）導向精度高 影響導軌精度的主要原因除制造精度外，還有導軌的結構形式，裝配量。 鋁合金型材與手臂部分的螺釘連接處用的是矩形導軌 ，用的是與鋁合金型材長度相同的長滑塊，底部用兩組 φ 5 的通孔用十字頭螺釘連接 。 滾珠絲杠傳動的優(yōu)點 具有軸向剛度高（通過預緊可消除絲杠與滾珠之間的軸向間隙），運動平穩(wěn)，傳動精度高，不易磨損，使用壽命長。 X軸總長度是 188mm,有效行程 100mm。 絲桿轉(zhuǎn)動、螺母移動，該傳動形式需要限制螺母的轉(zhuǎn)動，故需導向裝置，其特點是結構緊湊、絲桿剛性較好 ，適用于工作行程較大的場合。 表 傳動機構及其功能 基本功能 運動的變換 動力的變換 形式 行程 方向 速度 大小 形式 絲杠螺母 ○ ○ ○ 聯(lián)軸器 ○ 本設計選用的單軸驅(qū)動器的參數(shù) 表 單軸驅(qū)動器的選用參數(shù) 坐標軸 類型 底座總長 有效行程 慣性矩 總重量 （無 MX B1） （ Kg cm） （ Kg） X軸 LX3010 200mm 54mm 181 標準型 Y,Z 軸 LX3010 150mm 104mm 147 標準型 LX30系列的精度 表 精度基準 類型 定位精度 背隙 重復定位精度 移動平行度 啟動轉(zhuǎn)矩 精密級 + 4N cm L=400mm 負載與力矩 表 容許負載與靜力矩 滑塊種類 滑塊數(shù) 容許靜負載 容許靜力矩 容許靜力矩 容許靜力矩 Ma Mb Mc 長滑塊 B1 17218 126 126 387 B2 34436 1515 1515 774 上海工程技術大學畢業(yè)設計 （論文） 簡易小型直角坐標機械手設計 24 滾軸絲杠的選用 本設計的選用 根據(jù)表 本設計使用導程是 10mm，絲杠直徑是 10mm, 絲杠螺母機構有滑動摩擦機構和滾動摩擦機構之分。因此，應設計和選擇傳動間隙小，精度高，體積小，重量輕，運動平穩(wěn)，傳遞轉(zhuǎn)矩較大的傳動部件。 有效行程 L=A+P (等分數(shù) 1)+B??????????? () X軸的有效行程 =50+100 （ 21） +50=200mm Y,Z軸的有效行程 =25+100 （ 21） +25=150mm 表 單軸驅(qū)動器的基本參數(shù) TYPE 導程 (mm) 絲杠直徑 (mm) 最大有效行程 (mm) LX20 1/5 6 136 LX26 2/5 8 217 LX30 5/10 10 529 LX45 10/20 15 497 單軸驅(qū)動器內(nèi)的主要機械傳動部件 （ 1） 機械傳動部件 及其功能要求 機械傳動部件在本產(chǎn)品中主要有絲杠螺母傳動，聯(lián)軸器，導軌等。 3 采用連體式滑塊結構降低了滑臺高度，最適合 省空間設計。前側開有四個孔徑 ，長為 毫米的盲孔， 其與 Z 軸驅(qū)動器的底座用四個 M5，長為 30 系列的圓頂十字頭螺釘連接 。 右上海工程技術大學畢業(yè)設計 （論文） 簡易小型直角坐標機械手設計 21 側高 30 毫米，開有兩個孔徑 ，長為 毫米的盲孔 ，其與 Y 軸驅(qū)動器的底座用兩個 M5，長為 30 系列的圓頂十字頭螺釘連接。 均為米思米 BSSR 系列的滾珠絲杠，精度等級 C10。 身體部分用一個工作臺 在導軌上來回 運動來實現(xiàn)三個自由度上的規(guī)定的運動， X 軸 導軌 總長 100 毫米， Y 軸導軌總長 50 毫米， Z 軸導軌總長 50 毫米 。 X 軸驅(qū)動器總上海工程技術大學畢業(yè)設計 （論文） 簡易小型直角坐標機械手設計 20 長 200 毫米， Y 軸驅(qū)動器總長 100 毫米， Z 軸驅(qū)動器總長 100 毫米。 原始數(shù)據(jù)（主要參數(shù)） 方塊尺寸： 80 50 30 自由度：三個 坐標形式：直角坐標 手臂水平行程： 100 毫米 手臂垂直行程： 50 毫米 手臂前后行程： 50 毫米 驅(qū)動方式：步進電機 控制方式：點位 ，程序控制。 機械手的主要部件及運動 本設計機械手主要由 4 大部件組成：（ 1）手腕，通過 L 型彎鐵一部分連接在 Z 軸的單軸驅(qū)動器上的工作臺上，另一部分連接安裝電磁鐵。另外經(jīng)濟性問題當然也很重要，采用機械手來節(jié)約人力從經(jīng)濟上看不一定總是合算的。 現(xiàn)在，工業(yè)機械手的使用范圍只限于在簡單的操作方面節(jié)省人力，其效用是代替人從事繁重的工作和危險地工作，在惡