【正文】 Plane cam and Globoidal, during exercise176?！?76。的轉(zhuǎn)位動(dòng)作?！?76。平面凸輪與弧面凸輪的動(dòng)作配合曲線(xiàn)如圖7所示。間歇式凸輪機(jī)構(gòu)4和平面凸輪3相連，在驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)回轉(zhuǎn)時(shí)，通過(guò)滾動(dòng)盤(pán)6（共有4個(gè)滾珠）帶動(dòng)花鍵轉(zhuǎn)動(dòng)，花鍵軸帶動(dòng)機(jī)械手在水平方向上作旋轉(zhuǎn)動(dòng)作，從而實(shí)現(xiàn)從機(jī)械手轉(zhuǎn)位，完成“抓刀”和“換刀”動(dòng)作。換刀時(shí)，驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)1連續(xù)回轉(zhuǎn)，通過(guò)錐齒輪2與凸輪換刀裝置連接，提供裝置的動(dòng)力；并通過(guò)平面凸輪、間歇式凸輪以及相應(yīng)的機(jī)構(gòu)，將驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)的連續(xù)運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)化為機(jī)械手的間歇運(yùn)動(dòng)。凸輪機(jī)械手換刀裝置通常由2個(gè)凸輪以及相應(yīng)的機(jī)構(gòu)組成，其中，一個(gè)平面凸輪通過(guò)連桿機(jī)構(gòu)，用來(lái)完成“裝刀”與“ 拔刀”動(dòng)作；另一個(gè)間歇式凸輪機(jī)構(gòu)帶動(dòng)凸輪分度機(jī)構(gòu)，用來(lái)實(shí)現(xiàn)機(jī)械手的轉(zhuǎn)位，完成“抓刀”和“換刀”動(dòng)作。凸輪機(jī)械手換刀裝置是目前加工中心常用的機(jī)構(gòu)之一，與傳統(tǒng)的氣動(dòng)、液壓換刀機(jī)構(gòu)相比，它具有換刀速度快、換刀可靠、運(yùn)動(dòng)平穩(wěn)的特點(diǎn)。這個(gè)手臂的形狀，完全按照中心對(duì)稱(chēng)的方式設(shè)計(jì)，但是為了適應(yīng)不同型號(hào)的手柄，兩邊的刀爪是可以拆卸調(diào)換的。脹縮環(huán)具有非常好的對(duì)中性，并且能夠傳遞非常大的轉(zhuǎn)距，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，非常適用在機(jī)構(gòu)尺寸小的結(jié)構(gòu)中。綜合以上所述，我在設(shè)計(jì)機(jī)械手手臂的時(shí)候采用了完全中心對(duì)稱(chēng)的機(jī)構(gòu)，并且通過(guò)調(diào)整螺栓來(lái)調(diào)整機(jī)械手手臂的水平。 采取的措施：（1）提高部件的配合精度，減少間隙，有利于運(yùn)動(dòng)平穩(wěn)，特別是高速運(yùn)動(dòng)的機(jī)械手更需要保證加工精度和提高配合。機(jī)械沖擊，它是在臂部運(yùn)動(dòng)中與定位裝置相碰撞而產(chǎn)生的。 加強(qiáng)臂部剛度提高臂部剛度是減少手部顫動(dòng)的關(guān)鍵，有利于提高定位精度，故常采用導(dǎo)向形式來(lái)加強(qiáng)定位。（2）合理分布臂部上各部件重量和增加平衡重，使臂部平衡。預(yù)防的措施：（1）減輕腕部、手部重量，減少偏心載荷。一但偏重，將會(huì)產(chǎn)生附加的彎矩，引起導(dǎo)向裝置不均勻的磨損。 機(jī)械手手臂的設(shè)計(jì)機(jī)械手工作中運(yùn)動(dòng)速度較高，在結(jié)構(gòu)位置應(yīng)保證運(yùn)動(dòng)平穩(wěn)，這樣可以提高機(jī)械手運(yùn)動(dòng)的平穩(wěn)性，可以提高機(jī)械手適用的可靠性，并提高使用壽命。圖4 鉤手結(jié)構(gòu)示意圖Fig .4 Goushou structure diagram 如圖4所示，當(dāng)機(jī)械手旋轉(zhuǎn)的時(shí)候，鉤手與刀柄先接觸，由于機(jī)械手繼續(xù)旋轉(zhuǎn)，刀柄對(duì)頂柱有擠壓作用，頂柱的后面是彈簧，并且定位頂柱沒(méi)有鎖定，所以頂柱收縮到機(jī)械手臂內(nèi)，刀柄順利進(jìn)入鉤手內(nèi)，旋轉(zhuǎn)結(jié)結(jié)束，頂柱通過(guò)彈簧的彈力恢復(fù)原位，定位頂柱鎖頂，頂柱不能移動(dòng)，卡住刀具，抓刀結(jié)束。根據(jù)以上的分析，手爪部分的結(jié)構(gòu)我選擇了回轉(zhuǎn)式單臂雙手機(jī)械手，而夾刀的部分我選用了鉤手的結(jié)構(gòu)，這樣選擇的原因是鉤手具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，安裝拆卸方便，不需要額外的驅(qū)動(dòng)，抓刀方式簡(jiǎn)單等特點(diǎn)。還有一種是機(jī)械手有回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)的。這類(lèi)機(jī)械手應(yīng)用最廣泛，形式也最多。手型種類(lèi)很多，常見(jiàn)的有固定式雙手、可伸縮式雙手、剪式雙手等。單臂單手式機(jī)械手的特點(diǎn)是機(jī)械手只做往復(fù)直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)，主要用與刀具主軸和刀庫(kù)刀座的軸線(xiàn)平行的場(chǎng)合，機(jī)械手的插、拔刀運(yùn)動(dòng)和傳遞刀具的運(yùn)動(dòng)全都是直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)，因?yàn)闆](méi)有回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)所產(chǎn)生的離心力，因?yàn)闊o(wú)回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)所產(chǎn)生的離心力，所以機(jī)械手的握刀部分可以比較簡(jiǎn)單，只需要兩個(gè)彈簧卡銷(xiāo)卡住刀柄即可。4 總體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 手爪部分設(shè)計(jì)機(jī)械手手爪部分的作用是抓住和放開(kāi)工件，并且要保證在抓刀后的換刀過(guò)程中保證刀具不會(huì)從手爪中飛出。各控制系統(tǒng)見(jiàn)表2.表2 控制系統(tǒng)的比較Table 2 The control system pare比較內(nèi)容控制系統(tǒng)固定系統(tǒng)可編程序繼電器線(xiàn)路半導(dǎo)體邏輯電路順序控制器示數(shù)再觀成計(jì)算機(jī)動(dòng)作程序容量動(dòng)作程序較少動(dòng)作程序較多動(dòng)作順序一般為16步可擴(kuò)展為32部或更多動(dòng)作程序較多通常為200步可擴(kuò)展更多控制的參數(shù)動(dòng)作程序 動(dòng)作到達(dá)的位置或時(shí)間夾放信息連鎖信息 這些信息固定于線(xiàn)路之中不能任意變動(dòng) 動(dòng)作程序 動(dòng)作到達(dá)的位置或時(shí)間 時(shí)間信息 夾放信息 聯(lián)鎖信息 程序終了信息 動(dòng)作程序 時(shí)間信息 動(dòng)作應(yīng)到達(dá)位置或時(shí)間 夾放信息 聯(lián)鎖信息 運(yùn)動(dòng)速度信息 定位精度信息制造與維護(hù)維護(hù)簡(jiǎn)單方便體積較大，制造簡(jiǎn)單制造簡(jiǎn)單，維護(hù)方便，體積小一般由專(zhuān)業(yè)廠(chǎng)生產(chǎn)供應(yīng)，需具有一定專(zhuān)業(yè)知識(shí)人員維修線(xiàn)路復(fù)雜，制造，維護(hù)調(diào)整均較困難，需專(zhuān)業(yè)人員維修行程檢測(cè)元件行程開(kāi)關(guān)，機(jī)械擋塊行程開(kāi)關(guān)，機(jī)械擋塊行程開(kāi)關(guān)，電位器電位器，旋轉(zhuǎn)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(dòng)作少，速度低的專(zhuān)用機(jī)械手用于速度快節(jié)拍短的專(zhuān)用機(jī)械手適用于動(dòng)作較多，速度變化多即一般機(jī)械手動(dòng)作多，程序復(fù)雜的高級(jí)通用機(jī)械手適用我們可設(shè)繼電器線(xiàn)路為方案1，半導(dǎo)體邏輯線(xiàn)路為方案2，順序控制器為方案3，示數(shù)再現(xiàn)成計(jì)算器為方案4?？紤]到經(jīng)濟(jì)實(shí)用的要求，我選擇了異步電機(jī)作為驅(qū)動(dòng)。成本結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，成本低，一般工廠(chǎng)可以自己制造成本低成本較高結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，能源方便，成本低。應(yīng)用范圍適用于自由度少的專(zhuān)用機(jī)械手，高速低速均能適用適用于抓取重量大和速度低的機(jī)械手可用于程序復(fù)雜和運(yùn)動(dòng)軌跡要求嚴(yán)格的機(jī)械手中小型專(zhuān)用通用機(jī)械手都有。維修使用維修使用方便維修使用方便維修使用較復(fù)雜維修簡(jiǎn)單，能在高溫，惡劣環(huán)境種使用，泄漏影響小。體積當(dāng)自由度多時(shí)，機(jī)構(gòu)復(fù)雜，體積液較大?？刂菩阅芎?，可精確定位，但控制系統(tǒng)復(fù)雜可高速，氣體壓縮性大，阻力效果差，沖擊較嚴(yán)重，精確定位較難。 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(jī)構(gòu)控制，定位精度高，可與主機(jī)嚴(yán)格同步。一臺(tái)機(jī)械手可以只用一種驅(qū)動(dòng)，也可以幾種方式聯(lián)合驅(qū)動(dòng)，各種驅(qū)動(dòng)的特點(diǎn)見(jiàn)表1。一臺(tái)機(jī)械手的驅(qū)動(dòng)方式，可以只用一種方式進(jìn)行驅(qū)動(dòng)，也可采用幾種方式聯(lián)合驅(qū)動(dòng)。由于是個(gè)單獨(dú)的部件大量生產(chǎn)，成本是非常主要的原因，氣動(dòng)和液壓機(jī)械手的制造精度要求非常高，成本也就高，而電動(dòng)機(jī)械手作為發(fā)展得最為完善的機(jī)械手，在精度滿(mǎn)足需要的同時(shí)，成本是最低的，所以選擇了電動(dòng)機(jī)械手。 機(jī)械手類(lèi)型確定根據(jù)以上的介紹，通過(guò)比較我確定選用電動(dòng)機(jī)械手。特點(diǎn)：工作速度可以提高而且與主機(jī)同步工作而不產(chǎn)生誤動(dòng)作?？煞譃閱吸c(diǎn)定位或多點(diǎn)定位的擋塊機(jī)構(gòu)。 開(kāi)關(guān)型機(jī)械手的速度及位置控制用電氣開(kāi)關(guān)、換向閥、節(jié)流閥和機(jī)械擋塊等來(lái)控制的機(jī)械手稱(chēng)為開(kāi)關(guān)型機(jī)械手。機(jī)械聯(lián)動(dòng)機(jī)械手：機(jī)械聯(lián)動(dòng)機(jī)械手的加速或調(diào)節(jié)系統(tǒng)采用凸輪連桿機(jī)構(gòu)，控制系統(tǒng)采凸輪曲線(xiàn)和連桿機(jī)構(gòu)。電動(dòng)機(jī)械手：電動(dòng)機(jī)械手的加速或調(diào)節(jié)系統(tǒng)采用電路節(jié)流調(diào)速系統(tǒng)，控制系統(tǒng)采用反接制動(dòng)電路、減速電路、凸輪或連桿機(jī)構(gòu)等。液壓機(jī)械手：液壓機(jī)械手的加速或調(diào)節(jié)系統(tǒng)油路節(jié)流調(diào)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。 機(jī)械手運(yùn)動(dòng)特性的分類(lèi)氣動(dòng)機(jī)械手：氣動(dòng)機(jī)械手的加速或調(diào)節(jié)系統(tǒng)采用氣路節(jié)流調(diào)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。圖 3 運(yùn)動(dòng)特性曲線(xiàn)Fig .3 Movement characteristic curve按上圖的運(yùn)動(dòng)，機(jī)械手的速度變化呈等加速或不等加速運(yùn)動(dòng)，其減速過(guò)程亦分為等減速運(yùn)行和不等減速運(yùn)行，在呈等加速運(yùn)行，而不等減速運(yùn)行時(shí)，由于速度行程短，故有利于提高機(jī)械手的工作速度?？劭郏壕牌咭痪哦惆肆懔?另提供全套機(jī)械畢業(yè)設(shè)計(jì)下載！該論文已經(jīng)通過(guò)答辯 機(jī)械手的運(yùn)動(dòng)特性深入分析機(jī)械手的運(yùn)動(dòng)特點(diǎn)，有利于根據(jù)工作條件選擇適宜的運(yùn)動(dòng)特點(diǎn)。NNNNNNNNNNNN字。成為一種比較受操作者歡迎的自動(dòng)換刀裝置。 圖1 d描述了分步雙爪式ATC裝置的刀具交換過(guò)程（固定刀位法），這種ATC裝置的機(jī)械手左、右手爪是分步動(dòng)作的，即左爪用于取刀和還刀（刀庫(kù)側(cè)），右爪用于卸刀和裝刀（主軸側(cè)），取刀時(shí)將新刀從刀庫(kù)送到換刀準(zhǔn)備位；換刀時(shí)，將主軸上的原刀卸下后裝入新刀（左、右爪的刀具交換）；還刀時(shí)，刀庫(kù)旋轉(zhuǎn)到原主軸刀具刀位后，左爪將原刀還回刀庫(kù)。 這類(lèi)ATC裝置還可以用在加工程式中提前編寫(xiě)T指令的方法，使刀庫(kù)選刀動(dòng)作提前完成（不占用加工時(shí)間），來(lái)提高換刀的速度。 圖1 b和圖1 c描述了同步雙爪式ATC裝置的刀具交換過(guò)程，前者采用“固定刀位式”還刀（大直徑刀具時(shí)）， 后者采用“隨機(jī)刀位式”還刀（標(biāo)準(zhǔn)刀具時(shí)）。雖然這類(lèi)裝置的結(jié)構(gòu)十分簡(jiǎn)單，價(jià)格低廉，但是整套動(dòng)作都占用了加工時(shí)間，時(shí)間分配也不合理，所以換刀速度最低。此外，如果使用了大直徑刀具，還要設(shè)立大直徑刀具區(qū)，刀庫(kù)的刀位利用率就會(huì)降低。 “固定刀位式”還刀的缺點(diǎn)是刀庫(kù)在還刀前還要為尋找原刀位作一次旋轉(zhuǎn)定位，影響了還刀的速度。 “固定刀位式”還刀的優(yōu)點(diǎn)是刀具在刀庫(kù)中的位置是固定的，操作人員對(duì)刀庫(kù)中的刀具分布狀況一目了然，他們可以根據(jù)加工程式中T代碼后面的數(shù)字直接把刀具裝入相應(yīng)編號(hào)的刀套中，程編人員也可以根據(jù)刀具在刀庫(kù)中的分布情況直接在加工程式中編寫(xiě)T指令；操作者也不必在手動(dòng)裝刀後檢查和修改“刀套/刀號(hào)表”，給用戶(hù)帶來(lái)了很大的方便?！半S機(jī)刀位式”則是指還回刀庫(kù)的刀具位置是任意的（就近）。 從刀具還回刀庫(kù)的方式來(lái)看，ATC裝置可以分為“固定刀位式”、“隨機(jī)刀位式”和“混合還刀式”三種。其中“雙爪式”又可分為“同步式”和“分步式”兩種，前者是指取刀和卸刀是在同一步完成的，新刀裝入主軸和原刀還回刀庫(kù)也是在另一步同時(shí)完成的；而后者則是分成多步完成上述動(dòng)作的。 ATC裝置的分類(lèi)自動(dòng)刀具交換裝置（ATC）通常由機(jī)械手和刀庫(kù)組成，它們?cè)诘毒呓粨Q過(guò)程中的各種動(dòng)作和步序取決于機(jī)械手的類(lèi)型和刀具還回刀庫(kù)的方式。當(dāng)然，擁有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的數(shù)控系統(tǒng)在市場(chǎng)的開(kāi)拓上仍要盡更大的力量。在經(jīng)濟(jì)型數(shù)控系統(tǒng)中，我國(guó)具有很大優(yōu)勢(shì)，在當(dāng)前每年數(shù)千臺(tái)經(jīng)濟(jì)型數(shù)控車(chē)床和電加工機(jī)床的市場(chǎng)上，國(guó)產(chǎn)數(shù)控系統(tǒng)占據(jù)了絕大份額。生產(chǎn)數(shù)控機(jī)床配套產(chǎn)品的企業(yè)共計(jì)300余家，產(chǎn)品品種包括八大類(lèi)2000種以上。我國(guó)的數(shù)控機(jī)床的可供品種已超過(guò)300種。半閉環(huán)伺服驅(qū)動(dòng)刀庫(kù)的定位精度較高，其它幾種方式也足以滿(mǎn)足刀庫(kù)定位精度的要求。電氣驅(qū)動(dòng)時(shí)可在電機(jī)上安裝位置編碼器進(jìn)行定位，也可以在抓刀位置安裝接近開(kāi)關(guān)來(lái)檢測(cè)定位。液壓驅(qū)動(dòng)仍需電氣信號(hào)的配合，PC 給出運(yùn)轉(zhuǎn)信號(hào)，一般通過(guò)電磁閥來(lái)實(shí)現(xiàn)前級(jí)控制，只是執(zhí)行機(jī)構(gòu)是液動(dòng)