組合機床自動上料液壓機械手的設計

組合機床自動上料液壓機械手及其液壓傳動系統(tǒng)設計引言

機械手定義：

用于再現(xiàn)人手的的功能的技術裝置稱為機械手。機械手是模仿著人手的部分動作，按給定程序、軌跡和要求實現(xiàn)自動抓取、搬運或操作的自動機械裝置。在工業(yè)生產(chǎn)中應用的機械手被稱為工業(yè)機械手。

工業(yè)機械手在生產(chǎn)中的應用：建造旋轉零件（轉軸、盤類、環(huán)類）自動線實現(xiàn)單機自動化方面鑄、鍛、焊熱處理等熱加工方面執(zhí)行機構

:手部,腕部,臂部,行走機構

驅動機構

:根據(jù)動力源的不同,工業(yè)機械手的驅動機構大致可分為液壓、氣動、電動和機械驅動等四類

控制系統(tǒng)

:點動控制和連續(xù)控制兩種方式機械手設計要求為組合機床生產(chǎn)線設計一套自動上料的機械手，它采用圓柱坐標型的運動形式，液壓系統(tǒng)驅動，PLC系統(tǒng)控制。功能原理先進，動作可靠，結構合理，安全經(jīng)濟，滿足生產(chǎn)要求。主要技術參數(shù)：臂力5N；自由度數(shù)為4；運動形式為圓柱坐標；手臂伸縮行程范圍0-500mm，手臂升降行程范圍0-300mm；手臂回轉行程范圍0-90o；手腕回轉角度范圍90o；定位方式為定位塊；驅動方式為液壓系統(tǒng)；控制方式為點位式、PLC控制。設計論文框架緒論總體方案設計機械手手部的設計計算腕部的設計計算臂部的設計計算液壓系統(tǒng)的設計電氣控制系統(tǒng)設計總結致謝機械手的運動分析

機械手的動作循環(huán)（工件平放）：夾緊工件—手腕上翻90°—大臂上升300mm—大臂回轉90°—手臂延伸500mm—放松工件—手腕下翻90°—手臂收縮500mm—大臂回轉90°—大臂下降300mm。機械手運動示意圖機械手運動流程圖

從t=0時開始，機械手夾緊工件，用時0.5s；t=1時，大臂開始做上升運動，運動速度v=150mm/s,共2s；與此同時開始的還有手腕回轉90o，用時1s；在t=1.5s時，手臂開始回轉，轉90o，用時1.5s；在t=2s時，手臂開始延伸，行程500mm，速度v=250mm/s,用時2s；至此工件傳輸?shù)轿?，手部放松用時0.5s,上述運動完成共用時4.5s。因為工件質量很小，機械手返回與其輸送運動用時基本相當，且返回時大臂運動是下降運動，機械手有自重，用時將小于4.5s。

機械手手部的設計計算

1選擇手爪的類型及夾緊裝置：機器人夾持器的典型結構①.楔塊杠桿式手爪利用楔塊與杠桿來實現(xiàn)手爪的松、開，來實現(xiàn)抓取工件。②.滑槽杠桿式手爪當活塞向前運動時，滑槽通過銷子推動手爪合并，產(chǎn)生夾緊動作和夾緊力，當活塞向后運動時，手爪松開。這種手爪開合行程較大，適應抓取大小不同的物體③.連桿杠桿式手爪這種手爪在活塞的推力下，連桿和杠桿使手爪產(chǎn)生夾緊（放松）運動，由于杠桿的力放大作用，這種手爪有可能產(chǎn)生較大的夾緊力。通常與彈簧聯(lián)合使用。④.齒輪齒條式手爪這種手爪通過活塞推動齒條，齒條帶動齒輪旋轉，產(chǎn)生手爪的夾緊與松開動作。⑤.平行杠桿式手爪采用平行四邊形機構，因此不需要導軌就可以保證手爪的兩手指保持平行運動，比帶有導軌的平行移動手爪的摩擦力要小很多。我選擇的是滑槽杠桿式2夾緊力及驅動力的計算。

3手抓夾持范圍計算

4機械手手抓夾持精度的分析計算

5彈簧的設計計算：腕部的設計計算腕部的結構：腕部是連接手部與臂部的部件，起支承手部的作用。腕部的設計計算：(1)腕部設計考慮的參數(shù)(2)腕部的驅動力矩計算.手腕驅動力的計算：根據(jù)液壓缸的內徑系列（JB826-66）、標準液壓缸外徑進行計算。液壓缸蓋螺釘?shù)挠嬎銊悠洼敵鲚S的連接螺釘?shù)挠嬎悖哼B接螺釘一般為偶數(shù)，對稱安裝，并用兩個定位銷定位。連接螺釘?shù)淖饔茫菏箘悠洼敵鲚S之間的配合緊密。腕部軸承選擇：腕部材料選擇鋁合金zl303，兩處均選用深溝球軸承。臂部的設計計算(一)臂部的結構：手臂部件是機械手的主要握持部件。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。手臂運動應該包括3個運動：伸縮、翻轉和升降。

(二）手臂的典型機構以及結構的選擇：本設計選擇雙導桿伸縮機構，使用液壓驅動,液壓缸選取雙作用液壓缸。（三）伸縮臂機構結構設計：1手臂直線運動的驅動力計算：計算臂部運動驅動力（包括力矩）時，要把臂部所受的全部負荷考慮進去。機械手工作時，臂部所受的負荷主要有慣性力、摩擦力等。2伸縮運動液壓缸工作壓力和結構的確定（四）臂部回轉缸的結構設計：1臂部回轉運動的分析計算2回轉缸尺寸的初步確定3液壓缸蓋螺釘?shù)挠嬎?動片和輸出軸間的連接螺釘?shù)姆治鲇嬎?/p>

（五）臂部升降缸的結構設計：1臂部升降運動的分析計算