【正文】 考慮手指夾持工件的方位不同而要求不同的夾緊力，從表中選取 傳力機(jī)構(gòu)的傳力系數(shù)，是理論驅(qū)動力 與理論最小夾緊力 的比值 安全系數(shù)，通常取 ； 工作情況系數(shù)，主要考慮慣性力的影響。 39 夾持式手部的手指結(jié)構(gòu)： 手指是直接與工件或工件接觸的垢構(gòu)件，其結(jié)構(gòu)主要取決于被夾持工件或工具的形狀、尺寸及重量。 （ 3） 力求結(jié)構(gòu)簡單、重量輕、體積小 （ 4） 手指應(yīng)有一定的強(qiáng)度和剛度 2． 常用手部類型 常用的機(jī)械手手部，按其握持工件 的原理可分為夾持式和吸附式兩種。因此，一般來說，如工作環(huán)境許可，開閉范圍大一些較好。工作時，一個手指開閉位置的最大變化量，稱為開閉范圍。對于剛性很差的工件，夾緊力大小應(yīng)設(shè)計得可以調(diào)節(jié)，或采用吸附式手部；對于笨重工件，應(yīng)考慮采用自鎖 安全裝置。 （ 4） 重力夾緊，動力松開 （ 5） 特殊情況下采用平行四邊形連桿機(jī)構(gòu) 2． 設(shè)備過載保護(hù) （ 1） 利用過載力產(chǎn)生的變形，使微動開關(guān)動作，運(yùn)動停止 （ 2） 損壞預(yù)定薄弱件并發(fā)出信號 （ 3） 用安全離合器脫開傳動鏈的運(yùn)動并發(fā)出信號 3． 異常或誤動作情況下的設(shè)備保護(hù) （ 1） 防止兩手同時伸出 （ 2） 采用行程控制自動循環(huán) （ 3） 控制 失靈或紊亂時，有超控制停機(jī)系統(tǒng)或警報指示 （ 4） 及時清除定位面上的切削 38 4． 人身保護(hù) （ 1） 最好使工件從機(jī)床上方或后方進(jìn)入加工區(qū)。 機(jī)械手的安全聯(lián)鎖和保護(hù) 機(jī)械手的安全聯(lián)鎖和保護(hù)，主要包括設(shè)備保護(hù)和人身保護(hù)兩個方面。 7． 控制系統(tǒng)應(yīng)設(shè)有急停按鈕，以便在必要時使機(jī)械手能迅速停下來，以防意外。 5． 動作程序固定的機(jī)械手，常采用簡單的有觸點(diǎn)元件（繼電器、行程開關(guān)等）控制系統(tǒng)和機(jī)械擋塊定位。 3． 為避免夜壓干擾，常將機(jī)械手的油源與機(jī)床油源分開。 37 對機(jī)械手驅(qū)動系統(tǒng)和控制系統(tǒng)設(shè)計要求 1． 具有足夠的驅(qū)動力，有時需設(shè)置壓力的調(diào)整環(huán)節(jié)。8 倍左右。10 一般卡盤、頂尖裝夾定位 粗加工，虎鉗定位 （ 5）各基本參數(shù)之間的關(guān)系 可用快速性裕度系數(shù) Kr 表示各基本參數(shù)之間的關(guān)系。8 177。 177。1 彈簧夾頭裝夾定位、頂尖裝夾定位、可漲心軸裝夾定位 換 `刀機(jī)械手 機(jī)械擋塊（可移動的）定位方式 伺服系統(tǒng)位置控制 普通級 177。 177。 177。 工件用固定心軸定位，機(jī) 械擋塊（固定的）定位方式 精密級 177。08 177。063 177。 156 定位精度 36 精度等級 額定抓重（ kgf） 選用場合 1 1~~ 10~~63 高精度級 177。行程大、速度高時，取較大值，反之取較小值。其中每格內(nèi)。 表 6。 Kt 與運(yùn)動參數(shù)的關(guān)系為 : Kt=1+ 當(dāng) 1099ye 這可以作為確定基本參數(shù)的比較指標(biāo)?！?） 減速度 A1max=10m/s178。/s ） 加速度 Aomax=5m/s178。/s ） Wmin=30176。 通常，機(jī)械手的速度范圍如下： 伸縮 Vmax=500mm/s （特殊情況下可達(dá) 1000mm/s） Vmin=50mm/s 上升 Vmax=500mm/s （特殊情況下可達(dá) 800mm/s） Vmin=40mm/s 下降 Vmax=800mm/s （特殊情況下可達(dá) 1300mm/s） Vmin=80mm/s 回轉(zhuǎn) Wmax=90176。但這樣又會增加機(jī)械手的慣性力，增加驅(qū)動功率，從而為機(jī)械手的緩沖定位等設(shè)計增加困難。 最大速度高，并不等于生產(chǎn)效率調(diào)，全行程上的平均速度才是判斷生產(chǎn)效率高低的一個標(biāo)準(zhǔn)。 系數(shù)，通常 35 V全行程上的平均速度 (mm/s)。 a1制動平均減速度 (mm/s178。 ao— 起動平均加速度 (mm/s178。 S運(yùn)動行程 (mm)。 159）。設(shè)計時一般可適當(dāng)放大一點(diǎn)，以便于安裝調(diào)整或作備用。抓重數(shù)值不僅是手部、腕部和臂部等驅(qū)動力和驅(qū)動力矩計算的主要依據(jù)，而且也是直接影響工作速度、定位精度等參數(shù)的選擇。因此要盡可能采用密度小質(zhì)量輕的材料制造有關(guān)的零件，要盡可能的減少機(jī)械手的回轉(zhuǎn)半徑。s178。) 34 Jo圓 柱體繞其自身中心的慣量 (N178。m178。圓柱體圍繞旋轉(zhuǎn)中心的運(yùn)動慣量可由下式確定： J=Jo+W*R178。緩沖結(jié)構(gòu)可以是小孔節(jié)流，可以是針閥，可以是楔形斜槽，也可以是外接節(jié)流閥或緩沖閥等。過緊的密封，往往影響機(jī)械手的正常動作。機(jī)械 手臂的不同回轉(zhuǎn)角度，是由活塞的可調(diào)行程來保證。這種機(jī)械手的拔刀、插刀動作，大都由油缸動作來完成。 大量生產(chǎn)用的機(jī)械手和換刀裝置機(jī)械手，常采用復(fù)合運(yùn)動機(jī)構(gòu)、多臂多手等結(jié)構(gòu)，以減少自由度，并達(dá)到專用、簡單可靠、生產(chǎn)率高等目的；成批生產(chǎn)用的機(jī)械手，常要在手部、臂部和驅(qū)動系統(tǒng)等部分設(shè)計換批調(diào)整環(huán)節(jié)。 直線形布置的自動線常采用附機(jī)式或固定落地式機(jī)械手；平行直線形布置的自動線常采用移動架空式機(jī)械手；環(huán)形布置的自動線，當(dāng)機(jī)床不多于三臺時，常采用固定落地式機(jī)械手。 對于同時服務(wù)的機(jī)床臺數(shù)在兩臺以上時，常采用固定的落地式機(jī)械手（如臂部能水平回轉(zhuǎn)）、移動的落地式機(jī)械手或移動的架空式機(jī)械手。 此外，工件的尺寸、形狀和重量對機(jī)械手的手部結(jié)構(gòu)形式影響最大，如長軸需要有兩個以上的夾緊部位；環(huán)類、齒輪等有內(nèi)孔的工件，可用內(nèi)撐式 33 手部等。 3． 工件的尺寸、形狀和重量 長而重的軸類工件，常采用臥軸水平動作或空間平行移動，這樣機(jī)械手運(yùn)動平穩(wěn)性好，如移動的架空式機(jī)械手。特別是與加工中心的布局形式和排列方式結(jié)合起來，就有許多布置方式。對于立式加工中心，通常要求機(jī)械手將工件送至高于工件安裝基面位置，然后垂直下降。 此外，還有安裝在自動線料道上或料道旁，實現(xiàn)工件上下料、傳位、轉(zhuǎn)位、分料等用途的機(jī)械手，它們具有運(yùn)動單一、機(jī)構(gòu)簡單、位置靈活、精度要求一般較低等特點(diǎn)。它又分為整機(jī)固定的和整機(jī)移動的兩種。它也分為整機(jī)固定的和整機(jī)移動的兩種。它可分為整機(jī)固定的和整機(jī)移動的兩種。 多手式機(jī)械手： 使用較少。換刀時間短，應(yīng)用最廣泛，形式也較多。 機(jī)械手的類型： 單臂單手式機(jī)械手：機(jī)構(gòu)較簡單，換刀各動作均需順序進(jìn)行，時間不能重合，換刀時間較長。常用的驅(qū)動方式有液壓、氣動、機(jī)械、電氣和它們的組合 控制系統(tǒng)是支配機(jī)械手按規(guī)定程序和要求進(jìn)行運(yùn)動的裝置。 腕部、臂部、機(jī)身和機(jī)座是將手部抓取的工件或工具進(jìn)行搬運(yùn)或操作的部件。它由手指（或吸盤）、驅(qū)動元件和傳動元件等組成。 執(zhí)行系統(tǒng)一般包括手部、腕部、臂部、機(jī)身、機(jī)座等，其中主要是運(yùn)動系統(tǒng)。有些機(jī)械手動 作程序可變，可實現(xiàn)不同的操作，而且有獨(dú)立的控制系統(tǒng)，因而有一定的通用性，也有稱其為工業(yè)機(jī)器人。 機(jī)械手是能模仿人手的部分動作，用以完成某些抓放、搬運(yùn)物件或操持工具等工作的自動機(jī)械裝置。 多數(shù)刀座按較小 30 的間距排列，有少數(shù)刀座按較大間距排列，以容納少量直徑較大的刀具，但這時刀庫的選刀方式必須采用編碼式。為了避免發(fā)生這種情況，可采用以下措施： 1 采用兩個或三個刀庫，或用一個刀庫，刀庫上的刀座呈雙環(huán)或多環(huán)排列，其中有的刀庫或道座環(huán)上的道座間距較小，咳裝直徑較小的道具，有的刀庫或刀座環(huán)上的刀座間距較大，可裝直徑較大的刀具。 如刀座裝滿時，潤許的最大刀具直徑較?。吹蹲g距亦較?。?，當(dāng)需要往刀庫總安裝直徑較大的銑刀盤時，就必須使相鄰的兩刀座空起來不裝刀，而且還必須采用刀座編碼的選刀 方式。 絕大多數(shù)刀庫的刀座是均勻排列的。 本次設(shè)計上述參數(shù)分別為： 300mm、 100mm、 8kg。（具體圖見裝配圖） 3． 刀庫能夠容納（可以自動更換）的最大刀具。 本次設(shè)計采用刀座運(yùn)動導(dǎo)軌形式。 對鏈?zhǔn)降稁?，可采用支承鏈輪或根?jù)鏈環(huán)的形式設(shè)置刀座運(yùn)動的導(dǎo)軌。 2． 作回轉(zhuǎn)運(yùn)動的刀庫的支撐與導(dǎo)向。 刀庫設(shè)計中的其他問題 1． 刀庫的安全與防護(hù)裝置。 ⑤ 字母刀庫組合方式 產(chǎn)生了把大、小直徑刀具分開儲存的字母刀庫系統(tǒng)。在這個自動化系統(tǒng)內(nèi)，設(shè)有大容量刀庫，通過刀具無人搬運(yùn)車，把下一步需用的刀具送到各臺機(jī)床上，又把以用完而又暫時不用的刀具，送回儲刀庫中。根據(jù)加工需要，逐個更換圓盤刀庫，以此增加刀具容量。二排以上刀庫，由于機(jī)械手把后排刀庫上的被叫刀具送到最前排刀庫上，然后由主機(jī)械手進(jìn)行與主軸的換刀動作。 2． 加大刀庫容量的措施 ① 加大刀庫 這種方法因為受機(jī)床主體大小的限制和占地面積的限制，增加量有限。 （六）增大刀庫容量的措施： 1．刀庫容量增大的原因 隨著加工中心的一人多臺管理，無人化運(yùn)轉(zhuǎn)的逐漸普及和 FMC、 FMS、FA（工廠自動化） 的發(fā)展，都要求加工中心長時間連續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)，這就必然要求增加刀庫容量。 特點(diǎn)：此方式直接往 磨擦部位加油或涂脂油量可由工人隨意控制，且不需或僅需簡單的潤滑裝置（本設(shè)計傳動系統(tǒng)簡單，不需設(shè)潤滑裝置）。往刀庫上裝刀和從刀庫上卸刀，必須將需要 28 裝卸刀的刀套轉(zhuǎn)到手動操作位置上，此時可通過控制系統(tǒng)操作實現(xiàn)。這種設(shè)計刀套結(jié)構(gòu)簡單，重量輕。 手動換刀裝置 加工過程中，磨損報廢的刀具需由刀庫中清除，新的刀具需要置入 ；更換加工零件時，由于工藝改變，也需要更換刀具，這些都需要人工取下舊刀，置入新刀。換刀時，通過機(jī)械手的作用力，將鋼球頂開，即可進(jìn)行拔刀、插刀。反之，就必須選擇夾緊可靠的較復(fù)雜的機(jī)構(gòu)。換刀時，由適當(dāng)?shù)臋C(jī)構(gòu)推動鎖緊軸軸向移動，使卡抓的尾部與鎖緊軸的凹槽相對，這樣卡抓就有可能繞小軸逆時針回轉(zhuǎn)，松開刀具，刀具才有可能從刀具中取出，當(dāng)?shù)毒卟迦氲蹲螅i緊軸在軸向移動，它的圓柱面部分頂住卡抓尾部，使卡抓緊緊地把刀具卡定在刀座中。 當(dāng)?shù)毒卟迦氲蹲螅潘捎透椎幕钊敆U復(fù)位，彈簧即經(jīng)齒條齒輪機(jī)構(gòu)推動活動卡片 向下，使定位銷插入刀具法蘭盤上的定位孔，并使刀具夾緊在刀座上。 ② 卡緊片與定位銷式夾刀機(jī)構(gòu) 把刀具定位在刀座中的卡緊片與定位銷是由液壓與彈簧來驅(qū)動的。 其他形式 根據(jù)刀座結(jié)構(gòu)的不同，也可以采用其他形式的家持機(jī)構(gòu)。 彈簧銷子式 可用于要求較小夾持力的圓錐柄和圓柱柄的刀具的刀座。 刀座的夾刀機(jī)構(gòu)即刀具的鎖緊機(jī)構(gòu)： 刀座的夾刀機(jī)構(gòu)的作用為： ① 防止刀具在刀座中松脫； ② 按一定方位存放刀具；如刀具在主軸上用單鍵傳遞扭矩或精鏜孔時，鏜刀刀尖需按特定方位進(jìn)出工件加工孔或為了避免裝在刀庫刀座中的鏜刀刀尖與相鄰刀座中大直徑銑刀盤相碰，刀具需按一定方位存放在刀座中。這種設(shè)計符合模塊化設(shè)計的特點(diǎn)，結(jié)構(gòu)更加緊湊，運(yùn)刀獨(dú)立進(jìn)行可以在主軸加工過程中完成，所產(chǎn)生的振動不影響加工精度，也可以省去刀套翻轉(zhuǎn)裝置的設(shè)計，刀套可以直接轉(zhuǎn)到換刀位置，其軸線和主軸軸線保持平行，機(jī)械手直接換刀，縮短刀對刀換刀時間。 本設(shè)計準(zhǔn)備采用在機(jī)床底座上獨(dú)立設(shè)置立柱承載方式。在調(diào)研過程中，我發(fā)現(xiàn)對于我設(shè)計的這種型號的加工中心，由于刀庫容量不是很大，大多采用立柱承載式，將自動換刀裝置裝在立柱的右側(cè)面，通過調(diào)整螺釘使刀庫在機(jī)床的相應(yīng)位置，以保證準(zhǔn)確的換刀，這種設(shè)計結(jié)構(gòu)緊湊，可以節(jié)省空間，刀庫調(diào)整、維護(hù)都比較方便，但刀庫運(yùn)刀時產(chǎn)生的振動會影響加工中心的加工精度，同時為不影響主軸加工工件，將刀具軸線與主軸軸線垂直，這就必須設(shè)置刀套翻轉(zhuǎn)裝置，使被換新刀在換刀位置上翻轉(zhuǎn)90176。 刀庫安裝位置的設(shè)計 選擇刀庫安裝位置時，應(yīng)注意換刀位置結(jié)構(gòu)簡單；換刀時間短；便于換刀裝置的檢查，調(diào)整和維修；便于機(jī)床的總布局協(xié)調(diào)合理 美觀大方 ；滿足機(jī)床總體布局要求。 60176。多數(shù)任意選刀方式的刀庫的分度回轉(zhuǎn)運(yùn)動可在機(jī)床加工時進(jìn)行，不影響加工循環(huán)時間；少數(shù)換刀裝置要在自動換刀時進(jìn)行刀庫選刀運(yùn)動的一般也不占用太長時間，因此要求拷庫的運(yùn)動速度不高。 刀庫運(yùn)動的特點(diǎn)是：時間短暫的間歇運(yùn)動；起停平穩(wěn)無沖擊，定位準(zhǔn)確；任意選刀方式的刀庫有的要能正、反向運(yùn)動；運(yùn)動速度不高。 ⑷ 要消除反向間隙的影響 刀庫的驅(qū)動系統(tǒng)： 刀庫的驅(qū)動系統(tǒng) 25 刀庫傳動原理：刀庫設(shè)置 20 把刀的容量，用戶根據(jù)需求自選刀套位置 安裝刀具，設(shè)置存儲 1 號刀的位置在編碼器中，采用任意選刀方式，控制系統(tǒng)調(diào)節(jié)伺服電機(jī)轉(zhuǎn)速和轉(zhuǎn)動時間，通過減速器降速，帶動鏈輪從而帶動鏈條運(yùn)動，轉(zhuǎn)換刀套位置，再通過位置檢測器輕微調(diào)整，進(jìn)行準(zhǔn)確定位即可。 鏈?zhǔn)降稁斓逆湕l要有導(dǎo)向輪，沿導(dǎo)向槽向移動，這樣就能防止鏈條在運(yùn)轉(zhuǎn)中的抖動現(xiàn)象，保證刀庫