【正文】 （ ） 傳動(dòng)比 I=30 傳動(dòng)慣量 179。 kg178。 螺柱的設(shè)計(jì)與校核 18 19 第五章 機(jī)械手的定位與平穩(wěn)性 常用的定位方式 機(jī)械擋塊定位是在行程終點(diǎn)設(shè)置機(jī)械擋塊。 若定位前已減速，定位時(shí)驅(qū)動(dòng)壓力未撤除，在這種情況下，機(jī)械擋塊定位能達(dá)到較高的重復(fù)精度。 ，若定位時(shí)關(guān)閉驅(qū)動(dòng)油路而去掉工作壓力，這時(shí)機(jī)械手可能被擋塊碰回一個(gè)微小距離，因而 定位精度變低。在許多較簡單情況下，單個(gè)量值可能是主要的。如機(jī)械擋塊定位時(shí)，定位精度與擋塊的剛度和碰接擋塊時(shí)的速度等因素有關(guān)。這是因?yàn)槎ㄎ凰俣炔煌瑫r(shí)，必須耗散的運(yùn)動(dòng)部件的能量不同。 （ ）精度 機(jī)械手的制造精度和安裝調(diào)速精度對定位精度有直接影響。 （ ）運(yùn)動(dòng)件的重量 運(yùn)動(dòng)件的重量包括機(jī)械手本身的重量和被抓物的重量。通常，運(yùn)動(dòng)件重量增加時(shí)，定位精度降低。 （ ）驅(qū)動(dòng)源 液壓、氣壓的壓力波動(dòng)及電壓、油溫、氣溫的波動(dòng)都會(huì)影響機(jī)械手的重復(fù)定位精度。如用蓄能器穩(wěn)定油壓，用加熱器或冷卻器控制油溫，低速時(shí)，用溫度、壓力補(bǔ)償流量控制閥控制。這不僅是因?yàn)楦鞣N控制元件的精度和靈敏度不同，而且也與位置反饋裝置的有無有關(guān)。內(nèi)緩沖形式有油缸端部緩沖裝置和緩沖回路等。內(nèi)緩沖的優(yōu)點(diǎn)是結(jié)構(gòu)簡單，緊湊。 21 本課題所采用的緩沖裝置為油缸端部緩沖裝置。利用節(jié)流的原理使緩沖室產(chǎn)生臨時(shí)背壓阻力，以使運(yùn)動(dòng)減速直至停止，而避免硬性沖擊的裝置，稱為油缸端部緩沖裝置。 設(shè)計(jì)油缸端部恒節(jié)流緩沖裝置時(shí)， amax（最大加速度）、 Pmax（緩沖腔最大沖擊壓力）和 Vr（殘余速度）三個(gè)參數(shù)是受工作條件限制的。步驟如下： ① 選擇最大加速度 通常， amax 值按機(jī)械手類型和結(jié)構(gòu)特點(diǎn)選取，同時(shí)要考慮速度與載荷大小。 103179。 =138N ③ 計(jì)算殘余速度 Vr Vr=VO/ 1amaxm/F （ ） = 第六章 機(jī)械手的控制 控制系統(tǒng)是機(jī)械手的重要組成部分。機(jī)械手的手部、腕部、臂部等的動(dòng)作以及相關(guān)機(jī)械的協(xié)調(diào)動(dòng)作都是通過控制系統(tǒng)來實(shí)現(xiàn)的。 機(jī)械手要用來代替人完成某些操作，通常需要具有圖 所示的機(jī)能 〖 3〗 。機(jī)械手的程序控制方式可分為兩大類，即固定程序控制方式和可變程序控制方式。 常用凸輪和杠桿機(jī)構(gòu)來控制機(jī)械手的動(dòng)作順序、時(shí)間和速度。適用于控制程序步數(shù)少的專用機(jī)械手。 〖 9〗 （ ）執(zhí)行機(jī)構(gòu)： 包括手部、手腕、手臂和立柱等部件，有的還增設(shè)行走機(jī)構(gòu)如 所示。由于與物體接觸的形式不同，可分為夾持式和吸附式手部。由手指和傳力機(jī)構(gòu)所構(gòu)成，手指與工件接觸而傳力機(jī)構(gòu)則通過手指夾緊力來完成夾放工件的任務(wù)。 ③ 手臂：支承手腕和手部的部件，用以改變工件的空間位置。手臂的回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)和升降運(yùn)動(dòng)均與立柱有密切的聯(lián)系。 ⑤ 機(jī)座：是機(jī)械手的基礎(chǔ)部分。 （ ）驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)：機(jī)械手的驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)是驅(qū)動(dòng)執(zhí)行運(yùn)動(dòng)的傳動(dòng)裝置。 （ ）控制系統(tǒng)：控制系統(tǒng)是機(jī)械手的指揮系統(tǒng) ，它控制驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)，讓執(zhí)行機(jī)構(gòu)按規(guī)定的要求進(jìn)行工作，并檢測其正確與否。 機(jī)械手分類 （ ）根據(jù)所承擔(dān)的作業(yè)的特點(diǎn)，工業(yè)機(jī)械手可分為以下三類： ① 承擔(dān)搬運(yùn)工作的機(jī)械手：這種 機(jī)械手在主要工藝設(shè)備運(yùn)行時(shí)，用來完成輔24 助作業(yè)，如裝卸毛坯、工件和工夾具。 ③ 通用工業(yè)機(jī)械手：其用途廣泛，可以完成各種工藝作業(yè)。專用機(jī)械手具有動(dòng)作少，工作對象單一，結(jié)構(gòu)簡單，實(shí)用可靠和造價(jià)低等特點(diǎn)，適用于大批大量的自動(dòng)化生產(chǎn)，如自動(dòng)機(jī)床，自動(dòng)線的上、下料機(jī)械手和“加工中心”附屬的自動(dòng)換刀機(jī)械手。它是一種具 有獨(dú)立控制系統(tǒng)的機(jī)械裝置。 ③ 示教再現(xiàn)機(jī)械手：采用示教法編程的通用機(jī)械手。機(jī)械手可按示范操作的程序行程進(jìn)行重復(fù)的再現(xiàn)工作。程序簡單，程序數(shù)少，而且是固定的，行程可調(diào)但不能任意點(diǎn) 定位。其程序可按需要編排，行程能很方便改變。 與傳統(tǒng)的 2D 機(jī)械制圖相比，參變量式 CAD 設(shè)計(jì)軟件具有許多優(yōu)越性，是當(dāng)代機(jī)械制圖設(shè)計(jì)軟件的主流和發(fā)展方向。如果標(biāo)注尺寸發(fā)生變化，幾何圖形的尺寸不會(huì)同步變更；如果改變了幾何圖行，其標(biāo)注尺寸也不會(huì)發(fā)生變化，還要重新繪制，標(biāo)注，因此繪圖工作相當(dāng)繁重。在繪制完草圖后，可以加入尺寸等數(shù)值限制條件和其他幾何限制條件，讓草圖進(jìn)入完全定義狀態(tài)，這就是參數(shù)式模式。也可以暫時(shí)不充分的限制條件，讓草圖處于欠定義狀態(tài)，這就是變量式操作模態(tài)。由 2D， 3D 草圖直接生成 3D 模形和工程圖時(shí)，如果修改了草圖的標(biāo)注尺寸，其 3D 模形和工程圖會(huì)同步更新；相反，如果修改了工程圖的標(biāo)注尺寸，其3D 模形和草圖也會(huì)同步更新。 通常，從打開一個(gè)零件文件或建立一個(gè)新零件文件開始，繪制草圖、生成基體特征、然后 在模型上添加更多的特征，生成零件。這是常用的設(shè)計(jì)方法，也就是自下而上的設(shè)計(jì)方法。 由于零件、裝配體及工程圖的相關(guān)性，所以當(dāng)其中一個(gè)視圖改變時(shí)，其他兩個(gè)視圖也會(huì)自動(dòng)改變。 SolidWorks2021 在草圖繪制模式及工程圖中提供顯示網(wǎng)格線和捕捉網(wǎng)格線功能。網(wǎng) 格線 和捕捉 功能在SolidWorks2021 中不太使用，因?yàn)?SolidWorks 是參變量軟件，尺寸和幾何關(guān)系已提供了所需的精度。切除實(shí)體，可依據(jù)以下的順序進(jìn)行建模。 圖 82 新建 Solidworks 文件對話框 2． 單擊“零件”圖標(biāo)（或單擊“高級(jí)”按鈕，進(jìn)入 Tutrial 窗口，然后選擇“零件”圖標(biāo)）。 首先要繪制草圖，然后拉伸生成零件的基體特征。 27 4． 在 設(shè)計(jì)樹中 選擇前視基準(zhǔn)面。 6． 單擊草圖繪制工具欄上的“中心線”（ ）命令按鈕，將指針移到草圖原點(diǎn)處。單擊鼠標(biāo)左鍵，向上移動(dòng)指針，生成中心線如圖 83 所示。指針形變筆形。 9． 草圖為藍(lán)色：表示欠定義，因此可以自由調(diào)動(dòng)形狀和大小。選擇上手爪的直線，雙擊此直線上的尺寸可以任意改變它的數(shù)值，按其上手爪的零件圖寫入正確的尺 寸。 2． 在“方向 1”組框中，執(zhí)行如下操作。設(shè)置深度為 52mm。圖形區(qū)域中顯示拉伸的預(yù)覽。新特征“拉伸 1”出現(xiàn)在 Feature Manager 設(shè)計(jì)樹中和圖形區(qū)域如圖 85。 5． 單擊標(biāo)準(zhǔn)工具欄上的保存命令按鈕，在“文件名”文本框中鍵入“上手爪”，單擊“保存”按鈕。 圖 86 拉伸表面草圖 29 7． 單擊“特征”工具欄上的“切除凸臺(tái)基體”（ ）命令按鈕，切除PropertyManager 出現(xiàn)。 將終止條件設(shè)置為“給定深度”?？墒褂梅较蜴I或直接輸入數(shù)值來增加數(shù)值。 單擊確定按鈕，生成切除。 Sldprt” . 2． 調(diào)出模板庫特征以建立派生螺栓。將彈出“ FeaturePalatte” 窗口，切換到“安裝目錄 data＼ palette parts＼ Hardware”下，按住鼠標(biāo)左鍵，將法蘭螺栓拖到空白文件的圖形區(qū)域，彈出一樣詢問對話框30 詢問是否建立一個(gè)派生零件。 圖 89 派生螺栓 “ ” 名稱，在彈出的快捷菜單中選擇“關(guān)聯(lián)中編輯”命令，該調(diào)色板特征 分解為所包含的單個(gè)特征。 4）添加螺旋線 選取步驟 2）中所繪 制的草圖圓，依次選擇菜單“插入” /“曲線” /“螺旋線”/“渦壯線”命令，將彈出“螺旋線”對話框，選擇定義方式為“螺 距 和圈數(shù)”，螺距改為 ，圈數(shù)為 19,起始角度為 0176。如圖 812 所示 圖 812 生成螺旋線 32 5）添加掃描特征 在特征工具欄中單擊“掃描”按扭或依次選擇菜單“插入” /“凸臺(tái) ” /“掃描”命令，將彈出掃描特征屬性管理器在圖形區(qū)域分別選取步驟 1）和 4） 中。 （ 1） 添加基準(zhǔn)面 在參考幾何體工具欄中單擊“基準(zhǔn)面”按鈕或依次選擇菜單“插入” /“參考幾何體” /“基準(zhǔn)面”命令，將彈出基準(zhǔn)面屬性管理器，在其中選擇兩面夾角，其值為 45，選擇 Plane3 和 Axisl，單擊“確定”按鈕生成基準(zhǔn)面。 如圖 813 所示 圖 813 第二截面 （ 3）添加第三截面 采用 與前兩步類似的方法，繪制草圖，該草圖為一點(diǎn)，其所在平面與 Plane3成 90 度角 如圖 814 所示 。 采用上述步驟在螺紋的另一端生成螺紋過渡放樣特征；最終得到一個(gè)完整的法蘭螺栓。 我的畢業(yè)設(shè)計(jì)的課 題是機(jī)械手的設(shè)計(jì)，這是一個(gè)我以前所沒有接觸的。 機(jī)械自動(dòng)化作為工業(yè)發(fā)展的一個(gè)方向，它有著廣闊的市場，屬于實(shí)際需要去研制的一種項(xiàng)目。通過這次設(shè)計(jì)，提高了我分析和解決問題的能力，擴(kuò)寬和深化了學(xué)過的知識(shí)，掌握了設(shè)計(jì)的一般程序規(guī)范和方法，培養(yǎng)了我們正確使用機(jī)身材料、國家標(biāo)準(zhǔn)、圖冊等工具書的能力。 通過這次設(shè)計(jì)， 我對未來所從事的工作充滿了信心！ 35 參考資料 《機(jī)械設(shè)計(jì)手冊 3》 機(jī)械工業(yè)出版社 ,徐灝主編 《機(jī)械設(shè)計(jì)手冊 4》 機(jī)械工業(yè)出版社 ,徐灝主編 《機(jī)械設(shè)計(jì)手冊 5》 機(jī)械工業(yè)出版社 ,徐灝主編 《工業(yè)機(jī)器人》 北京理工大學(xué)出版社 ,張建民著 《工業(yè)機(jī)械手 機(jī)械結(jié)構(gòu)上》 上?？茖W(xué)技術(shù)出版社 《工業(yè)機(jī)械手》編寫組 《機(jī)床設(shè)計(jì)手冊 3》 ,部件、機(jī)構(gòu)及總體設(shè)計(jì) 機(jī)械工業(yè)出版 《機(jī)床設(shè)計(jì)手冊》編寫組 《液壓傳動(dòng)》 機(jī) 械工業(yè)出版社 ,丁樹模主編 《機(jī)械制圖》 大連理工大學(xué)工程畫教教研室 高等教育出版社 《畢業(yè)設(shè)計(jì)指導(dǎo)書》 青島海洋出版社 李恒權(quán)、朱明臣、王德云主編 《機(jī)械基礎(chǔ)》 中國勞動(dòng)出版社，王棟梁主編 1《 solidworks 設(shè)計(jì)與應(yīng)用》 電子工業(yè)出版社 隆生主編 1《機(jī)械制造技術(shù)》 機(jī)械工業(yè)出版社，黃鶴汀主編