【正文】 銀導軌 HG系列 三 、 滾珠直線導軌的選用 目前市場上比較常見 的導軌制造商有上銀導軌、固安捷導軌等，本設計采用的導軌為上銀導軌 HG 系列如圖 所示： 根據(jù)本設計機械手主要設計參數(shù)，副臂的伸縮（升降）最大行程為 800mm，即有效長度 800mm，導軌的選用長度時一般比有效長度大 100mm左右，也就是 900mm左右。 二 、 軌的選擇 副臂的運動為往復直線升降運動，因此采用直線導軌，常用的用于工業(yè)的直線導軌包括 滾珠 直線導軌 、滾柱 直線導軌 、滾珠直線圓 導軌 、 滾輪 直線導軌 。二是減少臂部運動件的輪廓尺寸。 在速度和回轉(zhuǎn)角速度一定的情況下，減小自身重量是減小慣性的最有效，最直接的辦法，因此，機械手臂部要 盡可能的輕。 5 注意簡化結(jié)構(gòu)。 浙江廣廈建設職業(yè)技術(shù)學院畢業(yè)設計說明書 第 13 頁 共 30 頁 3 提高支撐剛度和合理選擇支撐點的距離。本章敘述副手臂的升降運動，手臂的伸縮（平移）設置在主手臂，手臂的回轉(zhuǎn)運動設置在機身處。它的作用是支撐腕部和手部（包括工件或工具），并帶動它們作空間運動 。 腕部的驅(qū)動力矩需要的力矩 M慣 。也就是手腕以下最大總重量 G max = 1Kg + 3Kg = 4Kg 。若低壓腔有一定的背壓，則上式中的 p 應代以工作壓力 p1 與背壓 p2 只差。反 之，輸出軸作順時針方向回轉(zhuǎn)。如圖 ： 圖 回轉(zhuǎn)氣缸與水口夾組合 圖 三維建模 手腕 的驅(qū)動力矩的計算 在機械手的手腕回轉(zhuǎn)運動中所采用的回轉(zhuǎn)缸是單葉片回轉(zhuǎn)氣缸，它的原理如圖 42 所示，定片 1 與缸體 2 固連，動片 3 與回轉(zhuǎn)軸 5固連。它的結(jié)構(gòu)比較緊湊，但回轉(zhuǎn)角度小，并且需求嚴格的密封。手腕 自由度的選用與機械手的通用性、加工工藝的要求、工件擺放方位和定位精度等許多因素相關(guān)。因此，手腕設計成回轉(zhuǎn)結(jié)構(gòu)，實現(xiàn)手腕回轉(zhuǎn)運動的機構(gòu)為回轉(zhuǎn)氣缸。 型號為 1615S的水口夾的最大夾力為 3Kg，也就是說鉗板夾緊工件的最大輸出夾緊力 F3為： F3 = 3 x = 據(jù)此可以計算出氣缸活塞桿的推力即圓錐銷所需最大推力 F1為 : F1 = = 則驅(qū)動氣缸所需的氣壓 F 為： P = F/S = 據(jù)此我們選用調(diào)壓范圍為 1至 的氣壓閥，如圖 所示。在確定手指的握力時，除考慮工件重量外，還應考慮在傳送或操作過程中所產(chǎn)生的慣性力和振動，以保證工件不致產(chǎn)生松動或脫落。如圖 ；三維建模圖如 ；結(jié)構(gòu)圖如 ： 圖 圖 圖 浙江廣廈建設職業(yè)技術(shù)學院畢業(yè)設計說明書 第 10 頁 共 30 頁 經(jīng)查的型號 1615S水口夾的結(jié)構(gòu)部分尺寸為：缸徑： 16mm；行程 15mm； 外觀尺寸：20mmx32mmx145mm。其工作原理為：通過氣缸帶動活塞桿運動，活塞桿連接圓錐銷，水口片中部分已被擋板用插銷固定，水口片可以以銷作為軸做回轉(zhuǎn)運動，水口片下端有一滾筒，圓錐銷擠壓滾筒使水口片旋轉(zhuǎn)而夾住工件。 夾持式手部結(jié)構(gòu)由手指 (或手爪 )和傳力機構(gòu)所組成。 90度； ，放下工件； 。 /s 手腕回轉(zhuǎn)速度 60176。詳細設計參數(shù)如下： （ 1）機械手各動作最大行 程： 機械手手指的最大夾取角度為 60度； 機械手手腕最大旋轉(zhuǎn)角度為 90度； 械手手臂的伸縮（升降）最大行程為 800mm； 機械手手臂最大擺動角度為 90度； 機械手手臂最大平移行程為 400mm （ 2）機械手各運動速度： 手指夾緊速度 40176。定位精度也是基本參數(shù)之一。根據(jù)統(tǒng)計和比較，該機械手手臂的伸縮行程定為 400mm,最大工作半徑約 1000mm。過大的伸縮行程和工作半徑，必然帶來偏重力矩增大而剛性降低。除了運動速度以外，手臂設計的基本參數(shù)還有伸縮行程和工作半徑。 /s 。平均移動速度為200m/s 。最大回轉(zhuǎn)速度設計為 60176。而影響機械手動作快慢的主要因素是手臂伸縮及回轉(zhuǎn)的速度。操作節(jié)拍對機械手速度提出了要求，設計速度過低限制了它的使用范圍。 機械手 的主要參數(shù) 機械手的最大抓重是其規(guī)格的主參數(shù)，由于是采用氣動方式驅(qū)動，因此考慮抓取的物體不應該太重，查閱相關(guān)機械手的設計參數(shù)，結(jié)合 注塑機生產(chǎn)的實際情況，本設浙江廣廈建設職業(yè)技術(shù)學院畢業(yè)設計說明書 第 6 頁 共 30 頁 計設計抓取的工件質(zhì)量為 3Kg。另外為了滿足工作需求，機械手將設置手動工作方式和自動控制方式。 機械手 的控制 方案設計 考慮到機械手 的通用性，同時使用點位控制，因此我們采用可編程序控制器 (PLC)對機械手進行控制。氣 動系統(tǒng)有反應迅速、動作靈敏、在運行過程中很清潔、介質(zhì)（空氣）具有較大的 壓縮比 、有較好的保護作用等優(yōu)點。臂身回轉(zhuǎn)運動通過氣缸驅(qū)動曲柄帶動主臂從而實現(xiàn)回轉(zhuǎn)運動。手臂結(jié)構(gòu)如圖。手臂的前后移動和升降運動是通過滑動導軌來實現(xiàn)的，手臂的回轉(zhuǎn)通過曲柄機構(gòu)來實現(xiàn)。因此，本設計將手腕設計成回轉(zhuǎn)結(jié)構(gòu)也就是爪旋機構(gòu)，實現(xiàn)手腕回轉(zhuǎn)運動的機構(gòu)為小型回轉(zhuǎn)氣缸。 就是可以用夾持式手指來夾取工件，又可以負壓式吸盤來吸取工件，但在一般情況下都采用的是夾持式手部，本文設計所選用的為市場上最為常見的水口夾。如圖 。由于本機械手在取件放件時手臂具有升降、回轉(zhuǎn)、收縮及平移運動，因此，采用圓柱坐標型式。 注塑機機械手的設計要求 于專用于注塑機的機械手，需要結(jié)合注塑機的工作原理、注塑機的結(jié)構(gòu)、特性、注塑件的形狀質(zhì)量等方面綜合考慮進行設計 ；對于機械手結(jié)構(gòu)設計，需要其完整、合理、美觀。 各部件的設計計算。 注塑機機械手的設計分析 注塑機機械手的設計內(nèi)容 設計要完成以下內(nèi)容： 擬定整體方案，特別是機械本體的各零件有機結(jié)合的設計方案。盡量選用定型的標準組件，簡化設計制造過程，兼顧通用性和專用性，并且能實現(xiàn)柔性轉(zhuǎn)換和編程控制 .本次設計的機械手是注塑機專用氣動取料機械手，是一種適合于成批或中批生產(chǎn)的、可以改變動作程序的自動搬運或操作設備，操作單調(diào)頻繁反復的生產(chǎn)場合。設計氣動機械手的原則是 :充分分析作業(yè)對象 (注塑件 )的作業(yè)技術(shù)要求，擬定最合理的作業(yè)工序和工藝，并且滿足系統(tǒng)功能要求和環(huán)境條件 。在本章中對機械手的坐標形式、自由度、驅(qū)動機構(gòu)進行了確定 。 位置檢測裝置是控制機械手執(zhí)行機構(gòu)的運動位置，并將執(zhí)行機構(gòu)的實際位置反饋給控制系統(tǒng)。目前工業(yè)機械手的控制系統(tǒng)一般由程序控制系統(tǒng)和電氣定位 (或機械擋塊定位 )系統(tǒng)組成。常用的驅(qū)動系統(tǒng)有液壓傳動、 氣壓傳動、機械傳動。機座 :機座是機械手的基礎(chǔ)部分，機械手執(zhí)行機構(gòu)的各部件和驅(qū)動系統(tǒng) 均安裝于機座上，故起支撐和連接的作用。手臂的作用是帶動手指去抓取物件，并按預定要求將其搬運到指定的位置 .工業(yè)機械手的手臂通常由驅(qū)動手臂運動的部件 (如氣缸、連桿機構(gòu)、螺旋機構(gòu)和凸輪機構(gòu)等 )與驅(qū)動源 (如液壓、氣壓或電機等 )相配合，以實現(xiàn)手臂的各種運動。手腕 :是連接手部和手臂的部件，并可用來調(diào)整被抓取物件的方位。由于與物件接觸的形式不同，可分為夾持式和吸附式手，在本課題中我采用夾持式手部結(jié)構(gòu)。 圖 機械手組成關(guān)系圖 執(zhí)行機構(gòu)包括手部、手腕、手臂和 機身 等部件 。因此，在機械加工、沖壓、鑄、鍛、焊接、熱處理、電鍍、噴漆、裝配以及輕工業(yè)、交通運輸業(yè)等方面得到越來越廣泛的引用 機械手主要由執(zhí)行機構(gòu)、驅(qū)動系統(tǒng)、控制系統(tǒng)以及位置檢測裝置等所組成。生產(chǎn)中應用機械手可以提高生產(chǎn)的自動化水平和勞動生產(chǎn)率 :可以減輕勞動強度、保證產(chǎn)品質(zhì)量、實現(xiàn)安全生產(chǎn) 。 隨著工業(yè)技術(shù)的發(fā)展，制成了能夠獨立的按程序控制實現(xiàn)重復操作，適用范圍比較廣的“程序控制通用機械手”，簡稱通用機械手。 關(guān)鍵詞： 機械手；驅(qū)動系統(tǒng)；氣動 ； AutoCAD