【正文】 最大 電流 轉(zhuǎn)矩 靜止 轉(zhuǎn)矩2相步 高轉(zhuǎn)矩 60mm 單軸 m 2A/相 進(jìn)電機(jī) （單極性6 NmPK267JA 根導(dǎo)線 Nm 本設(shè)計(jì)電機(jī)的運(yùn)行特性 步進(jìn)電機(jī)的工作原理 步進(jìn)電機(jī)的工作原理，其實(shí)就是電磁鐵的工作原理。 高效率型、高轉(zhuǎn)矩型、標(biāo)準(zhǔn)型、標(biāo)準(zhǔn)型保護(hù)等級(jí)IP65規(guī)格、高分辨率型、SH減速機(jī)型等產(chǎn)品種類。驅(qū)動(dòng)本系列時(shí)需另購驅(qū)動(dòng)器。 低振動(dòng)型步進(jìn)電動(dòng)機(jī)。 選擇功率步進(jìn)電機(jī)時(shí)，應(yīng)當(dāng)估算機(jī)械負(fù)載的負(fù)載慣量和機(jī)床要求的啟動(dòng)頻率，使之與步進(jìn)電機(jī)的慣性頻率特性相匹配還有一定的余量，使之最高速連續(xù)工作頻率能滿足機(jī)床快速移動(dòng)的需要。但細(xì)分只能改變其分辨率，不改變其精度。 選擇步進(jìn)電機(jī)時(shí)，應(yīng)使步距角和機(jī)械系統(tǒng)匹配，這樣可以得到機(jī)床所需的脈沖當(dāng)量。在實(shí)際工作過程中，各種頻率下的負(fù)載力矩必須在矩頻特性曲線的范圍內(nèi)。 步進(jìn)電機(jī)的選用原則選擇步進(jìn)電機(jī)時(shí)，首先要保證步進(jìn)電機(jī)的輸出功率大于負(fù)載所需的功率。步進(jìn)電機(jī)慣量低、定位精度高、無累積誤差、控制簡單等特點(diǎn)。這是因?yàn)椴竭M(jìn)電機(jī)運(yùn)動(dòng)受輸入脈沖控制，其位移量是斷續(xù)的，總的位移量嚴(yán)格等于輸入的指令脈沖數(shù)或其平均轉(zhuǎn)速嚴(yán)格正比于數(shù)量輸入指令脈沖的頻率。環(huán)行分配器，功率放大器以及其它輔助電路統(tǒng)稱為步進(jìn)電動(dòng)機(jī)的驅(qū)動(dòng)電源。步進(jìn)電機(jī)的運(yùn)動(dòng)是由一系列電脈沖控制，脈沖發(fā)生器所產(chǎn)生的電脈沖型號(hào)，通過環(huán)行分配器按一定的順序加到電動(dòng)機(jī)的各個(gè)繞組上。每輸入一個(gè)脈沖電機(jī)轉(zhuǎn)軸步進(jìn)一個(gè)步距角增量。 三角形導(dǎo)軌（2）矩形導(dǎo)軌矩形導(dǎo)軌的特點(diǎn)是結(jié)構(gòu)簡單，制造，檢驗(yàn)和修理方便，導(dǎo)軌面較寬，承載能力大，剛度高，但磨損后不能自動(dòng)補(bǔ)償，須有調(diào)整間隙的裝置，但一個(gè)方向上的調(diào)整不會(huì)影響到另一個(gè)方向上的位移，因此安裝調(diào)整比較方便，在相同情況下，摩擦阻力與接觸變性都比較小。但壓板面仍需要有間隙調(diào)整裝置，本設(shè)計(jì)為了增加承載面積，減小壓強(qiáng)，在導(dǎo)軌高度不變的條件下，采用了較大的頂角（110到120）.因?yàn)樵趦蓚€(gè)方向上分力差不多，所以使用對(duì)稱型三角形。 本設(shè)計(jì)的導(dǎo)軌特性 （1）三角形導(dǎo)軌該導(dǎo)軌屬于尖頂朝下的V型導(dǎo)軌。（4）運(yùn)動(dòng)輕便和低速平穩(wěn)性 要使導(dǎo)軌的阻力小，運(yùn)動(dòng)輕便，低速運(yùn)行時(shí)無爬行現(xiàn)象。因此可選用合適的耐磨涂料，潤滑方法和保護(hù)裝置，使導(dǎo)軌具有良好的工作條件，以減少摩擦和磨損。導(dǎo)軌及其支撐部件的剛度和熱變形，對(duì)靜壓導(dǎo)軌還有油膜的剛度等。運(yùn)動(dòng)導(dǎo)軌相對(duì)于支撐導(dǎo)軌的運(yùn)動(dòng)，通常是直線運(yùn)動(dòng)或回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)。 導(dǎo)軌的作用導(dǎo)軌的作用是使運(yùn)動(dòng)部件能沿一定的軌跡運(yùn)動(dòng)（導(dǎo)向），并承受運(yùn)動(dòng)部件及工件的重量和切削力（承載）。三個(gè)單軸驅(qū)動(dòng)器的工作臺(tái)用的是對(duì)稱三角形導(dǎo)軌。 但不能自鎖，具有傳動(dòng)的可逆性，在升降傳動(dòng)時(shí)，需要采取制動(dòng)措施。絲杠轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，帶動(dòng)滾珠沿螺紋軌道滾動(dòng)，在螺母的螺旋槽兩端設(shè)有滾珠回程引導(dǎo)裝置構(gòu)成滾珠的返回通道，從而形成滾珠流動(dòng)的閉合回路。Y,Z兩軸總長度都是158mm,有效行程都是50mm。名稱為GB/T BSSK 1010100—P C10右旋。根據(jù)滾珠絲杠的命名方式，本設(shè)計(jì)用米思米系列LX30系列單軸驅(qū)動(dòng)器配套的滾軸絲杠。本設(shè)計(jì)使用絲桿轉(zhuǎn)動(dòng)、螺母移動(dòng)的傳動(dòng)方式?；瑒?dòng)絲杠螺母機(jī)構(gòu)結(jié)構(gòu)簡單、加工方便、制造成本低、具有自鎖功能，但其摩擦阻力矩大、傳動(dòng)效率低（30%~40%）。還要克服慣性力（力矩）及摩擦阻力。（2）傳動(dòng)機(jī)構(gòu)及其性能傳動(dòng)機(jī)構(gòu)主要是對(duì)運(yùn)動(dòng)的變換，主要是其形式，行程，方向，速度。機(jī)械傳動(dòng)部件對(duì)伺服系統(tǒng)的伺服特性有很大的影響，特別是其傳動(dòng)類型，傳動(dòng)方式，傳動(dòng)剛度以及傳動(dòng)可靠性對(duì)機(jī)電一體化系統(tǒng)的精度，穩(wěn)定性和快速響應(yīng)性有重大影響。其主要功能是傳遞轉(zhuǎn)矩和轉(zhuǎn)速，機(jī)械傳動(dòng)部件主要是轉(zhuǎn)矩和轉(zhuǎn)速變換器。安裝孔尺寸有A、P、B。4 底座上設(shè)有2個(gè)定位孔，提高了重復(fù)定位性能。 單軸驅(qū)動(dòng)器 單軸驅(qū)動(dòng)器的特征與主要類型LX系列的四大特征 1 滑塊上設(shè)有定位孔，提高了組裝性能（僅限蓋板型） 2 采用精密磨削的滾珠絲杠，施加預(yù)壓實(shí)現(xiàn)靜音和高精度。，深度4的盲孔，用來安裝LX30系列的傳感器發(fā)迅快，本設(shè)計(jì)用接近傳感器型，目的在于當(dāng)一個(gè)自由度接近物體有信號(hào)立即停止其運(yùn)動(dòng)并立即讓另一個(gè)驅(qū)動(dòng)器運(yùn)動(dòng)。其與Y軸的工作臺(tái)用四個(gè)M5，長30系列的沉頭十字頭螺釘連接。Y軸和Z軸的驅(qū)動(dòng)器用一個(gè)土字形的連接板連接，其中后側(cè)長60毫米，寬50毫米，高22毫米。其中左側(cè)高22毫米，其與X軸的工作臺(tái)用四個(gè)M5，長30系列的沉頭十字頭螺釘連接。每個(gè)軸的驅(qū)動(dòng)器用長73毫米，寬50毫米左右的工作臺(tái)來執(zhí)行運(yùn)動(dòng)任務(wù)，且表面開有四個(gè)M5，深度是8的盲孔，兩側(cè)有四個(gè)小凸臺(tái)，與滾珠絲杠連接的部分孔徑為11毫米。Y,Z軸驅(qū)動(dòng)器用長為150毫米，導(dǎo)程為10毫米，絲杠螺距為10毫米，有效行程為50毫米，絲杠軸外徑為10毫米的滾珠絲杠。身體部分用一個(gè)工作臺(tái)在導(dǎo)軌上來回運(yùn)動(dòng)來實(shí)現(xiàn)三個(gè)自由度上的規(guī)定的運(yùn)動(dòng)，X軸導(dǎo)軌總長100毫米，Y軸導(dǎo)軌總長50毫米，Z軸導(dǎo)軌總長50毫米。其中法蘭板與電機(jī)用四個(gè)M4長20系列的圓頂十字頭螺釘連接，法蘭板與驅(qū)動(dòng)器的頭部用四個(gè)M4長8系列的圓頂十字頭螺釘連接。X軸驅(qū)動(dòng)器總長200毫米，Y軸驅(qū)動(dòng)器總長100毫米，Z軸驅(qū)動(dòng)器總長100毫米。 工作形式的確定圖 直角坐標(biāo)式2 手臂部分設(shè)計(jì) 本設(shè)計(jì)主要零件組成手臂部分是本設(shè)計(jì)最重要的環(huán)節(jié)，由單軸驅(qū)動(dòng)器與它們之間的銜接板構(gòu)成。 原始數(shù)據(jù)（主要參數(shù)）方塊尺寸：805030 自由度：三個(gè) 坐標(biāo)形式：直角坐標(biāo)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(dòng)方式：步進(jìn)電機(jī) 控制方式：點(diǎn)位，程序控制。（3）手掌與手指，采用簡單的電磁鐵。 機(jī)械手的主要部件及運(yùn)動(dòng)本設(shè)計(jì)機(jī)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(dòng)器上的工作臺(tái)上，另一部分連接安裝電磁鐵。1 直角坐標(biāo)機(jī)械手的總體設(shè)計(jì)方案本課題是直角坐標(biāo)機(jī)械手的設(shè)計(jì)。另外經(jīng)濟(jì)性問題當(dāng)然也很重要，采用機(jī)械手來節(jié)約人力從經(jīng)濟(jì)上看不一定總是合算的。雖然這些工業(yè)部門工時(shí)不足的問題很尖銳，但采用機(jī)械手只限于一小部分工序。現(xiàn)在，工業(yè)機(jī)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(xiǎn)地工作，在惡劣的環(huán)境下尤其明顯。（4）抓空或抓力不足時(shí)能檢測(cè)出來。（2）能判斷對(duì)象的重量。為防止握力過大引起物件損壞或握力過小引起物體滑落下來，一般采用兩種方法：一是檢測(cè)把握物體手臂的變形，以決定適當(dāng)?shù)奈樟Γ涣硪环N是直接檢測(cè)指部與物體的滑動(dòng)位移，來修正握力。目前，世界各國正積極研制帶有“視覺”和“觸覺”的工業(yè)機(jī)械手，使它能對(duì)所抓取的工件進(jìn)行分辨，選取所需要的工件，并正確地夾持工件，進(jìn)而精確地在機(jī)器中定位、定向。采用機(jī)械手進(jìn)行裝配更是現(xiàn)在研究的重點(diǎn)，國外已研究采用攝像機(jī)和力傳感裝置和微型計(jì)算機(jī)連在一起，能確定零件的方位達(dá)到鑲裝的目的。國外鐵路工業(yè)中應(yīng)用機(jī)械手以加工鐵路車軸、輪等大、中批零件。國內(nèi)機(jī)械手工業(yè)，鐵路工業(yè)中首先在單機(jī)、專機(jī)上采用機(jī)械手上下料。隨著機(jī)械手技術(shù)的發(fā)展，應(yīng)用的對(duì)象還有所改變。有資料統(tǒng)計(jì)：美國偏重于毛坯的生產(chǎn)。但在機(jī)械工業(yè)中，加工、裝配等生產(chǎn)是不連續(xù)的。 機(jī)械手的發(fā)展趨勢(shì)現(xiàn)在工業(yè)機(jī)械手的應(yīng)用簡況：在現(xiàn)在工業(yè)中，生產(chǎn)過程的機(jī)械化、自動(dòng)化已成為突出的主題。它與電子計(jì)算機(jī)和電視設(shè)備保持聯(lián)系。目前國外已經(jīng)出現(xiàn)了觸覺和視覺機(jī)械手。它設(shè)有微型電子計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)，具有視覺、觸覺能力，甚至聽、想的能力。預(yù)計(jì)到1990年將有55萬機(jī)器人在工作。在數(shù)量上已占世界首位，約占70%，并以每年50%～60%的速度增長。智能機(jī)械手約為17億日元，為1978年的6倍。其中固定程序和可變程序約占一半，達(dá)222億日元，是1978年的二倍。1976年個(gè)大學(xué)和國家研究部門用在機(jī)械手的研究費(fèi)用42%。自1969年從美國引進(jìn)二種典型機(jī)械手后，大力研究機(jī)械手的研究。瑞典安莎公司采用機(jī)械手清理鑄鋁齒輪箱毛刺等。德國KnKa公司還生產(chǎn)一種點(diǎn)焊機(jī)械手，采用關(guān)節(jié)式結(jié)構(gòu)和程序控制。它給出在第一次故障前的平均運(yùn)行時(shí)間），由400小時(shí)提高到1500小時(shí)，精度可提高到177。如Unimate公司建立了8年機(jī)械手試驗(yàn)臺(tái)，進(jìn)行各種性能的試驗(yàn)。1毫米。雖然這兩種機(jī)械手出現(xiàn)在六十年代初，但都是國外工業(yè)機(jī)械手發(fā)展的基礎(chǔ)。1962年美國機(jī)械鑄造公司也試驗(yàn)成功一種叫Versatran機(jī)械手，原意是靈活搬運(yùn)。不少球坐標(biāo)式通用機(jī)械手就是在這個(gè)基礎(chǔ)上發(fā)展起來的。商名為Unimate(即萬能自動(dòng))。他的結(jié)構(gòu)是：機(jī)體上安裝一回轉(zhuǎn)長臂，端部裝有電磁鐵的工件抓放機(jī)構(gòu)，控制系統(tǒng)是示教型的。機(jī)械手首先是從美國開始研制的。在此基礎(chǔ)上，確定了單軸機(jī)械手的基本系統(tǒng)結(jié)構(gòu)，對(duì)單軸機(jī)械手的運(yùn)動(dòng)進(jìn)行了簡單的分析，完成了單軸機(jī)械手機(jī)械方面的設(shè)計(jì)工作（包括傳動(dòng)部分、執(zhí)行部分、驅(qū)動(dòng)部分）的設(shè)計(jì)工作。通過設(shè)計(jì)，培養(yǎng)學(xué)生獨(dú)立的機(jī)械整機(jī)設(shè)計(jì)的能力，樹立正確的設(shè)計(jì)思想，掌握機(jī)電一體化機(jī)械產(chǎn)品的基本方法和步驟，為自動(dòng)機(jī)械設(shè)計(jì)打下良好基礎(chǔ)。因此，工業(yè)機(jī)械手設(shè)計(jì)是有關(guān)專業(yè)基礎(chǔ)課和專業(yè)課以后的綜合性的專業(yè)課程設(shè)計(jì)。通過設(shè)計(jì)提高學(xué)生的機(jī)構(gòu)分析與綜合的能力、機(jī)械結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的能力、機(jī)電一體化系統(tǒng)設(shè)計(jì)能力，掌握實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)過程自動(dòng)化的設(shè)計(jì)方法。常用的手指運(yùn)動(dòng)形式有回轉(zhuǎn)型和平移型。由于抓取物件的形狀不同，手部有夾持式和吸附式等形式。故手腕也稱作機(jī)器人的姿態(tài)機(jī)構(gòu)。機(jī)械手手腕：手腕是操作機(jī)的小臂(上臂)和末端執(zhí)行器(手爪)之間的連接部件。圓柱坐標(biāo)占空間較小，工作范圍較大，但慣性也大，且不能抓取底面物體。手臂有三個(gè)自由度，可采用直角坐標(biāo)系（前后、上下、左右都是直線），圓柱坐標(biāo)系（前后、上下直線往復(fù)運(yùn)動(dòng)和左右旋轉(zhuǎn)），球坐標(biāo)系（前后伸縮、上下擺動(dòng)和左右旋轉(zhuǎn)）和多關(guān)節(jié)（手臂能任意伸縮）四種方式。 機(jī)械手的組成 工業(yè)機(jī)械手的組成框圖 單軸工業(yè)機(jī)械手示意圖機(jī)械手手臂：手臂是支撐被抓物體、手部、腕部的重要部件。其中直線電機(jī)機(jī)械手的運(yùn)動(dòng)速度快和行程長，維護(hù)和使用方便。動(dòng)作頻率大，但結(jié)構(gòu)大，動(dòng)作程序不可變。它是一種附屬于工作主機(jī)的專用機(jī)械手，其動(dòng)力是由工作機(jī)械傳遞的。但是，由于空氣具有可壓縮的特性，工作速度的穩(wěn)定性較差，沖擊大，而且氣源壓力較低，抓重一般在30公斤以下，在同樣抓重條件下它比液壓機(jī)械手的結(jié)構(gòu)大，所以適用于高速、輕載、高溫和粉塵大的環(huán)境中進(jìn)行工作。（2）氣壓傳動(dòng)機(jī)械手是以壓縮空氣的壓力來驅(qū)動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)的機(jī)械手。但對(duì)密封裝置要求嚴(yán)格，不然油的泄漏對(duì)機(jī)械手的工作性能有很大的影響，且不宜在高溫、低溫下工作。（1）液壓傳動(dòng)機(jī)械手是以液壓的壓力來驅(qū)動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)的機(jī)械手。通用機(jī)械手的工作范圍大、定位精度高、通用性強(qiáng)，適用于不斷變換生產(chǎn)品種的中小批量自動(dòng)化的生產(chǎn)。（2）通用機(jī)械手它是一種具有獨(dú)立控制系統(tǒng)的、程序可變的、動(dòng)作靈活多樣的機(jī)械手。機(jī)械手可分為專用機(jī)械手和通用機(jī)械手兩種:（1）專用機(jī)械手它是附屬于主機(jī)的、具有固定程序而無獨(dú)立控制系統(tǒng)的機(jī)械裝置。（5）采用機(jī)械手能明顯地提高勞動(dòng)生產(chǎn)率和降低成本。（4）機(jī)械手特別是通用工業(yè)機(jī)械手的通用性，靈活性好，能較好的適應(yīng)產(chǎn)品品種的不斷變化，以滿足柔性生產(chǎn)的需要。（3）機(jī)械手能持久、耐勞，可以把人從繁重單調(diào)的勞動(dòng)中解放出來，并能擴(kuò)大和延伸人得功能。（1）為了謀求操作安全和徹底防止公害，在工傷事故多的工種，如沖壓、壓鑄、熱處理、鋼造、噴漆以及有強(qiáng)烈紫外線照射的電弧焊接等作業(yè)中，推廣工業(yè)機(jī)械手或機(jī)器人。上海柴油機(jī)廠、北京內(nèi)燃機(jī)廠、洛陽拖拉機(jī)廠等已有較成熟的經(jīng)驗(yàn)。如沈陽低壓開關(guān)廠200t沖床磁力起動(dòng)器殼體下料機(jī)械手和天津拖拉機(jī)廠400t沖床的下料機(jī)械手等；一是用于多工位沖床，用作沖壓件工位間步進(jìn)，如上海第二汽車配件廠的燈殼沖壓生產(chǎn)線機(jī)械手（生產(chǎn)線中有兩臺(tái)多工位沖床）和天津二輕局技術(shù)研究所制作的12t和40t多工位沖床機(jī)械手等。（3）沖床有自動(dòng)上下料沖壓循環(huán)，裝上機(jī)械手上下料，可實(shí)現(xiàn)沖壓生產(chǎn)自動(dòng)化。由于這方面使用已有成熟的經(jīng)驗(yàn)，國內(nèi)一