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文檔簡介
1、<p> XXXXXX學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文)</p><p> 多工位沖床專用機(jī)械手設(shè)計(jì)</p><p><b> 學(xué) 生:</b></p><p><b> 學(xué) 號(hào):</b></p><p> 專 業(yè):機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化</p><p&g
2、t;<b> 班 級(jí):</b></p><p><b> 指導(dǎo)教師:</b></p><p> XXXX學(xué)院機(jī)械工程學(xué)院</p><p><b> 二O一O年六月</b></p><p> 畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文)任務(wù)書</p><p> 設(shè)計(jì)
3、(論文)題目:多工位沖床專用機(jī)械手設(shè)計(jì)</p><p> 系: 機(jī)電 專業(yè):機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化 班級(jí): 機(jī)自065 </p><p> 學(xué)號(hào): XXXXXXX 學(xué)生: XXXXXX </p><p> 指導(dǎo)教師:XXXXX 接受任務(wù)時(shí)間 </p><
4、;p> 教研室主任 (簽名) 系主任 (簽名)</p><p> 1.畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文)的主要內(nèi)容及基本要求</p><p> 1)、規(guī)格參數(shù): </p><p> 抓重;3公斤(吸盤吸力為1公斤);自由度數(shù):3個(gè);座標(biāo)型式:直角座標(biāo)</p><p> 手臂運(yùn)動(dòng)參
5、數(shù):伸縮行程:100毫米,升降行程:30毫米,橫移行程:150毫米;沖床動(dòng)作頗率:12次/分;驅(qū)動(dòng)方式:氣動(dòng);緩沖方式;液壓緩沖器緩沖;定位方式:機(jī)械擋塊;定位精度: ±0.5毫米</p><p><b> 2)、設(shè)計(jì)要求:</b></p><p> (1)、全部設(shè)計(jì)圖紙用AutoCAD繪制;</p><p> ?。?)、設(shè)計(jì)說明
6、書1份(30頁以上)。</p><p> 2.指定查閱的主要參考文獻(xiàn)及說明</p><p> ?。?)機(jī)械零件設(shè)計(jì)手冊</p><p> ?。?)工業(yè)機(jī)械手圖冊</p><p><b> ?。?)機(jī)械設(shè)計(jì)手冊</b></p><p> ?。?)其他相關(guān)參考資料</p><p&
7、gt;<b> 3.進(jìn)度安排</b></p><p> 注:本表在學(xué)生接受任務(wù)時(shí)下達(dá)</p><p><b> 摘要</b></p><p> 本文簡要介紹了工業(yè)機(jī)械手的概念,機(jī)械手的組成和分類,機(jī)械手的自由度和坐標(biāo)形式,氣動(dòng)技術(shù)的特點(diǎn),繼電器控制的特點(diǎn)及國內(nèi)外的發(fā)展?fàn)顩r。</p><p>
8、 本文對機(jī)械手進(jìn)行總體方案設(shè)計(jì),確定了機(jī)械手的坐標(biāo)形式和自由度,確定了機(jī)械手的技術(shù)參數(shù)。同時(shí),設(shè)計(jì)了機(jī)械手的夾持式手部結(jié)構(gòu),設(shè)計(jì)了機(jī)械手的手腕結(jié)構(gòu),計(jì)算出了手腕轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)所需的驅(qū)動(dòng)力矩和回轉(zhuǎn)氣缸的驅(qū)動(dòng)力矩。設(shè)計(jì)了機(jī)械手的手臂結(jié)構(gòu)。</p><p> 設(shè)計(jì)出了機(jī)械手的氣動(dòng)系統(tǒng),繪制了機(jī)械手氣壓系統(tǒng)工作原理圖,對氣壓系統(tǒng)工作原理圖的參數(shù)化繪制進(jìn)行了研究,大大提高了繪圖效率和圖紙質(zhì)量。</p><p
9、> 利用繼電器程序控制器對機(jī)械手進(jìn)行控制,選取了合適的電磁繼電器,根據(jù)機(jī)械手的工作流程制定了繼電器程序控制器的控制方案,畫出了機(jī)械手的工作時(shí)序圖,并繪制了繼電器程序控制器的控制程序。</p><p> 關(guān)鍵詞: 機(jī)械手,氣動(dòng),繼電器程序控制器</p><p><b> ABSTRACT</b></p><p> At first,
10、 the paper introduces the conception of the industrial robot and the eler. dray information of the development briefly . What’s more, the paper accounts for the background and the primary mission of the topic.</p>
11、<p> The paper introduces the function, composing and classification of the manipulator , tells out the free-degree and the form of coordinate . At the same time, the paper gives out the primary specification par
12、ameter of this manipulator,</p><p> The paper designs the structure of the hand and the equipment of the drive of the manipulator , </p><p> This paper designs the structure of the wrist , co
13、mputes the needed moment of the drive when the wrist wheels and the moment of the drive of the pump.</p><p> The paper designs the structure of the arm.</p><p> The paper designs the system of
14、 air pressure drive and draws the work principle chart , the manipulator uses to control . The paper institutes two control schemes of PLC according to the work flow of the manipulator . The paper draws out the work time
15、 sequence chart and the trapezia chart . </p><p> KEY WORDS : manipulator , pump , air pressure drive .</p><p><b> 目錄</b></p><p><b> 摘要I</b></p>
16、<p> ABSTRACTII</p><p> 第一章 緒 論1</p><p> 1.1 工業(yè)機(jī)械手1</p><p> 1.1.1工業(yè)機(jī)械手概述1</p><p> 1.1.2選題背景1</p><p> 1.1.3設(shè)計(jì)目的2</p><p> 1.
17、2 機(jī)械手的組成和分類3</p><p> 1.2.1機(jī)械手的組成3</p><p> 1.2.2 機(jī)械手的分類6</p><p> 1.3 國內(nèi)外發(fā)展?fàn)顩r7</p><p> 1.4 課題的提出及主要任務(wù)9</p><p> 1.4.1課題的提出9</p><p>
18、1.4.2課題的主要任務(wù)10</p><p> 第二章 機(jī)械手的設(shè)計(jì)方案11</p><p> 2.1機(jī)械手的座標(biāo)型式與自由度11</p><p> 2.2 機(jī)械手的手部結(jié)構(gòu)方案設(shè)計(jì)13</p><p> 2.3 機(jī)械手的手腕結(jié)構(gòu)方案設(shè)計(jì)13</p><p> 2.4 機(jī)械手的手臂結(jié)構(gòu)方案設(shè)計(jì)1
19、4</p><p> 2.5 機(jī)械手的驅(qū)動(dòng)方案設(shè)計(jì)16</p><p> 2.5.1機(jī)械手氣壓驅(qū)動(dòng)17</p><p> 2.5.2機(jī)械手氣壓驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)17</p><p> 2.6 機(jī)械手的緩沖方案設(shè)計(jì)19</p><p> 2.7 機(jī)械手的主要參數(shù)20</p><p>
20、2.8 機(jī)械手的技術(shù)參數(shù)列表20</p><p> 第三章 手部結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)22</p><p> 3.1夾持式手部結(jié)構(gòu)22</p><p> 3.2手指的形狀和分類22</p><p> 3.3設(shè)計(jì)時(shí)考慮的幾個(gè)問題23</p><p> 3.4手部夾緊氣缸的設(shè)計(jì)23</p><
21、p> 第四章 手臂伸縮,升降,橫移的尺寸設(shè)計(jì)與校核28</p><p> 4.1手臂伸縮氣缸的尺寸設(shè)計(jì)與校核28</p><p> 4.1.1 手臂伸縮氣缸的尺寸設(shè)計(jì)28</p><p> 4.1.2 尺寸校核28</p><p> 4.1.3.導(dǎo)向裝置29</p><p> 4.1.4
22、平衡裝置29</p><p> 4.2 手臂升降氣缸的尺寸設(shè)計(jì)與校核30</p><p> 4.2.1 尺寸設(shè)計(jì)30</p><p> 4.2.2 尺寸校核30</p><p> 4.3手臂橫移氣缸的尺寸設(shè)計(jì)與校核31</p><p> 4.3.1 尺寸設(shè)計(jì)31</p><p&
23、gt; 4.3.2 尺寸校核31</p><p> 第五章 機(jī)械手的電氣控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)33</p><p> 5.1 氣壓傳動(dòng)系統(tǒng)工作原理圖33</p><p> 5.2氣壓傳動(dòng)系統(tǒng)工作原理圖的參數(shù)化繪制34</p><p> 第六章 結(jié)論36</p><p><b> 致 謝3
24、7</b></p><p><b> 參考文獻(xiàn)38</b></p><p><b> 第一章 緒 論</b></p><p><b> 1.1 工業(yè)機(jī)械手</b></p><p> 1.1.1工業(yè)機(jī)械手概述</p><p> 工
25、業(yè)機(jī)器人由操作機(jī)(機(jī)械本體)、控制器、伺服驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)和檢測傳感裝置構(gòu)成,是一種仿人操作,自動(dòng)控制、可重復(fù)編程、能在三維空間完成各種作業(yè)的機(jī)電一體化自動(dòng)化生產(chǎn)設(shè)備。特別適合于多品種、變批量的柔性生產(chǎn)。它對穩(wěn)定、提高產(chǎn)品質(zhì)量,提高生產(chǎn)效率,改善勞動(dòng)條件和產(chǎn)品的快速更新?lián)Q代起著十分重要的作用。機(jī)器人技術(shù)是綜合了計(jì)算機(jī)、控制論、機(jī)構(gòu)學(xué)、信息和傳感技術(shù)、人工智能、仿生學(xué)等多學(xué)科而形成的高新技術(shù),是當(dāng)代研究十分活躍,應(yīng)用日益廣泛的領(lǐng)域。機(jī)器人應(yīng)用情況
26、,是一個(gè)國家工業(yè)自動(dòng)化水平的重要標(biāo)志。機(jī)器人并不是在簡單意義上代替人工的勞動(dòng),而是綜合了人的特長和機(jī)器特長的一種擬人的電子機(jī)械裝置,既有人對環(huán)境狀態(tài)的快速反應(yīng)和分析判斷能力,又有機(jī)器可長時(shí)間持續(xù)工作、精確度高、抗惡劣環(huán)境的能力,從某種意義上說它也是機(jī)器的進(jìn)化過程產(chǎn)物,它是工業(yè)以及非產(chǎn)業(yè)界的重要生產(chǎn)和服務(wù)性設(shè)各,也是先進(jìn)制造技術(shù)領(lǐng)域不可缺少的自動(dòng)化設(shè)備.機(jī)械手是模仿著人手的部分動(dòng)作,按給定程序、軌跡和要求實(shí)現(xiàn)自動(dòng)抓取、搬運(yùn)或操作的自動(dòng)機(jī)械
27、裝置。在工業(yè)生產(chǎn)中應(yīng)用的機(jī)械手被稱為“工業(yè)機(jī)械手”。生產(chǎn)中應(yīng)用機(jī)械手可以提高生產(chǎn)的自動(dòng)化水平和勞動(dòng)生產(chǎn)率:可以減輕勞動(dòng)</p><p><b> 1.1.2選題背景</b></p><p> 機(jī)械手是在自動(dòng)化生產(chǎn)過程中使用的一種具有抓取和移動(dòng)工件功能的自動(dòng)化裝置,它是在機(jī)械化、自動(dòng)化生產(chǎn)過程中發(fā)展起來的一種新型裝置。近年來,隨著電子技術(shù)特別是電子計(jì)算機(jī)的廣泛應(yīng)用,
28、機(jī)器人的研制和生產(chǎn)已成為高技術(shù)領(lǐng)域內(nèi)迅速發(fā)展起來的一門新興技術(shù),它更加促進(jìn)了機(jī)械手的發(fā)展,使得機(jī)械手能更好地實(shí)現(xiàn)與機(jī)械化和自動(dòng)化的有機(jī)結(jié)合。機(jī)械手能代替人類完成危險(xiǎn)、重復(fù)枯燥的工作,減輕人類勞動(dòng)強(qiáng)度,提高勞動(dòng)生產(chǎn)力。機(jī)械手越來越廣泛的得到了應(yīng)用,在機(jī)械行業(yè)中它可用于零部件組裝 ,加工工件的搬運(yùn)、裝卸,特別是在自動(dòng)化數(shù)控機(jī)床、組合機(jī)床上使用更普遍。目前,機(jī)械手已發(fā)展成為柔性制造系統(tǒng)FMS和柔性制造單元FMC中一個(gè)重要組成部分。把機(jī)床設(shè)備和
29、機(jī)械手共同構(gòu)成一個(gè)柔性加工系統(tǒng)或柔性制造單元,它適應(yīng)于中、小批量生產(chǎn),可以節(jié)省龐大的工件輸送裝置,結(jié)構(gòu)緊湊,而且適應(yīng)性很強(qiáng)。當(dāng)工件變更時(shí),柔性生產(chǎn)系統(tǒng)很容易改變,有利于企業(yè)不斷更新適銷對路的品種,提高產(chǎn)品質(zhì)量,更好地適應(yīng)市場競爭的需要。而目前我國的工業(yè)機(jī)器人技術(shù)及其工程應(yīng)用的水平和國外比還有一定的距離,應(yīng)用規(guī)模和產(chǎn)業(yè)化水平低,機(jī)械手的研究和開發(fā)直接影響到我國自動(dòng)化生產(chǎn)水平的提高,從經(jīng)</p><p><b&
30、gt; 1.1.3設(shè)計(jì)目的</b></p><p> 本設(shè)計(jì)通過對機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化專業(yè)大學(xué)本科四年的所學(xué)知識(shí)進(jìn)行整合,完成一個(gè)特定功能、特殊要求的多工位沖床上下料機(jī)械手的設(shè)計(jì),能夠比較好地體現(xiàn)機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化專業(yè)畢業(yè)生的理論研究水平,實(shí)踐動(dòng)手能力以及專業(yè)精神和態(tài)度,具有較強(qiáng)的針對性和明確的實(shí)施目標(biāo),能夠?qū)崿F(xiàn)理論和實(shí)踐的有機(jī)結(jié)合。</p><p> 目前,在國內(nèi)
31、很多工廠的生產(chǎn)線上多工位沖床裝卸工件仍由人工完成,勞動(dòng)強(qiáng)度大、生產(chǎn)效率低。為了提高生產(chǎn)加工的工作效率,降低成本,并使生產(chǎn)線發(fā)展成為柔性制造系統(tǒng),適應(yīng)現(xiàn)代自動(dòng)化大生產(chǎn),針對具體生產(chǎn)工藝,利用機(jī)器人技術(shù),設(shè)計(jì)用一臺(tái)裝卸機(jī)械手代替人工工作,以提高勞動(dòng)生產(chǎn)率。</p><p> 隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展,機(jī)械手也越來越多的地被應(yīng)用。在機(jī)械工業(yè)中,鑄、焊、鉚、沖、壓、熱處理、機(jī)械加工、裝配、檢驗(yàn)、噴漆、電鍍等工種都有應(yīng)用的實(shí)理
32、。其他部門,如輕工業(yè)、建筑業(yè)、國防工業(yè)等工作中也均有所應(yīng)用。</p><p> 在機(jī)械工業(yè)中,應(yīng)用機(jī)械手的意義可以概括如下:</p><p> 一、以提高生產(chǎn)過程中的自動(dòng)化程度</p><p> 應(yīng)用機(jī)械手有利于實(shí)現(xiàn)材料的傳送、工件的裝卸、刀具的更換以及機(jī)器的裝配等的自動(dòng)化的程度,從而可以提高勞動(dòng)生產(chǎn)率和降低生產(chǎn)成本。</p><p>
33、 二、以改善勞動(dòng)條件,避免人身事故</p><p> 在高溫、高壓、低溫、低壓、有灰塵、噪聲、臭味、有放射性或有其他毒性污染以及工作空間狹窄的場合中,用人手直接操作是有危險(xiǎn)或根本不可能的,而應(yīng)用機(jī)械手即可部分或全部代替人安全的完成作業(yè),使勞動(dòng)條件得以改善。</p><p> 在一些簡單、重復(fù),特別是較笨重的操作中,以機(jī)械手代替人進(jìn)行工作,可以避免由于操作疲勞或疏忽而造成的人身事故。&
34、lt;/p><p> 三、可以減輕人力,并便于有節(jié)奏的生產(chǎn)</p><p> 應(yīng)用機(jī)械手代替人進(jìn)行工作,這是直接減少人力的一個(gè)側(cè)面,同時(shí)由于應(yīng)用機(jī)械手可以連續(xù)的工作,這是減少人力的另一個(gè)側(cè)面。因此,在自動(dòng)化機(jī)床的綜合加工自動(dòng)線上,目前幾乎都沒有機(jī)械手,以減少人力和更準(zhǔn)確的控制生產(chǎn)的節(jié)拍,便于有節(jié)奏的進(jìn)行工作生產(chǎn)。</p><p> 綜上所述,有效的應(yīng)用機(jī)械手,是發(fā)
35、展機(jī)械工業(yè)的必然趨勢。</p><p> 本機(jī)械手主要與多工位沖床組合最終形成生產(chǎn)線,實(shí)現(xiàn)加工過程(上料、加工、下料)的自動(dòng)化、無人化。目前,我國的制造業(yè)正在迅速發(fā)展,越來越多的資金流向制造業(yè),越來越多的廠商加入到制造業(yè)。本設(shè)計(jì)能夠應(yīng)用到加工工廠車間,從而減輕工人勞動(dòng)強(qiáng)度,節(jié)約加工輔助時(shí)間,提高生產(chǎn)效率和生產(chǎn)力。</p><p> 1.2 機(jī)械手的組成和分類</p>&l
36、t;p> 1.2.1機(jī)械手的組成</p><p> 機(jī)械手主要由執(zhí)行機(jī)構(gòu)、驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)、控制系統(tǒng)以及位置檢測裝置等所組成。各系統(tǒng)相互之間的關(guān)系如方框圖2-1所示。</p><p> 圖2-1機(jī)械手組成方框圖</p><p><b> (一)執(zhí)行機(jī)構(gòu)</b></p><p> 包括手部、手腕、手臂和立柱等部件,
37、有的還增設(shè)行走機(jī)構(gòu)。</p><p><b> 1、手部</b></p><p> 即與物件接觸的部件。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們采用夾持式手部結(jié)構(gòu)。夾持式手部由手指(或手爪)和傳力機(jī)構(gòu)所構(gòu)成。手指是與物件直接接觸的構(gòu)件,常用的手指運(yùn)動(dòng)形式有回轉(zhuǎn)型和平移型?;剞D(zhuǎn)型手指結(jié)構(gòu)簡單,制造容易,故應(yīng)用較廣泛。平移型應(yīng)用較少,其原因是結(jié)構(gòu)
38、比較復(fù)雜,但平移型手指夾持圓形零件時(shí),工件直徑變化不影響其軸心的位置,因此適宜夾持直徑變化范圍大的工件。手指結(jié)構(gòu)取決于被抓取物件的表面形狀、被抓部位(是外廓或是內(nèi)孔)和物件的重量及尺寸。常用的指形有平面的、V形面的和曲面的:手指有外夾式和內(nèi)撐式;指數(shù)有雙指式、多指式和雙手雙指式等。而傳力機(jī)構(gòu)則通過手指產(chǎn)生夾緊力來完成夾放物件的任務(wù)。傳力機(jī)構(gòu)型式較多時(shí)常用的有:滑槽杠桿式、連桿杠桿式、斜面杠桿式、齒輪齒條式、絲杠螺母彈簧式和重力式等。&l
39、t;/p><p> 圖1-1 機(jī)械手手抓結(jié)構(gòu)</p><p><b> 2、手腕</b></p><p> 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(即姿勢)</p><p><b> 3、手臂</b></p><p> 手臂是支承被抓物件、手部、手腕的重
40、要部件。手臂的作用是帶動(dòng)手指去抓取物件,并按預(yù)定要求將其搬運(yùn)到指定的位置.工業(yè)機(jī)械手的手臂通常由驅(qū)動(dòng)手臂運(yùn)動(dòng)的部件(如油缸、氣缸、齒輪齒條機(jī)構(gòu)、連桿機(jī)構(gòu)、螺旋機(jī)構(gòu)和凸輪機(jī)構(gòu)等)與驅(qū)動(dòng)源(如液壓、氣壓或電機(jī)等)相配合,以實(shí)現(xiàn)手臂的各種運(yùn)動(dòng)。</p><p><b> 4、立柱</b></p><p> 立柱是支承手臂的部件,立柱也可以是手臂的一部分,手臂的回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)和
41、升降(或俯仰)運(yùn)動(dòng)均與立柱有密切的聯(lián)系。機(jī)械手的立I因工作需要,有時(shí)也可作橫向移動(dòng),即稱為可移式立柱。</p><p><b> 5、行走機(jī)構(gòu)</b></p><p> 當(dāng)工業(yè)機(jī)械手需要完成較遠(yuǎn)距離的操作,或擴(kuò)大使用范圍時(shí),可在機(jī)座上安滾輪式行走機(jī)構(gòu)可分裝滾輪、軌道等行走機(jī)構(gòu),以實(shí)現(xiàn)工業(yè)機(jī)械手的整機(jī)運(yùn)動(dòng)。滾輪式布為有軌的和無軌的兩種。驅(qū)動(dòng)滾輪運(yùn)動(dòng)則應(yīng)另外增設(shè)機(jī)械傳
42、動(dòng)裝置。</p><p><b> 6、機(jī)座</b></p><p> 機(jī)座是機(jī)械手的基礎(chǔ)部分,機(jī)械手執(zhí)行機(jī)構(gòu)的各部件和驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)均安裝于機(jī)座上,故起支撐和連接的作用。</p><p><b> (二)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)</b></p><p> 驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)是驅(qū)動(dòng)工業(yè)機(jī)械手執(zhí)行機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)的動(dòng)力裝置調(diào)節(jié)裝置和
43、輔助裝置組成。常用的驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)有液壓傳動(dòng)、 氣壓傳動(dòng)、機(jī)械傳動(dòng)??刂葡到y(tǒng)是支配著工業(yè)機(jī)械手按規(guī)定的要求運(yùn)動(dòng)的系統(tǒng)。目前工業(yè)機(jī)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(jī)械擋塊定位)系統(tǒng)組成??刂葡到y(tǒng)有電氣控制和射流控制兩種,它支配著機(jī)械手按規(guī)定的程序運(yùn)動(dòng),</p><p> 并記憶人們給予機(jī)械手的指令信息(如動(dòng)作順序、運(yùn)動(dòng)軌跡、運(yùn)動(dòng)速度及時(shí)間),同時(shí)按其控制系統(tǒng)的信息對執(zhí)行機(jī)構(gòu)發(fā)出指令,必要時(shí)可對機(jī)械手的動(dòng)作
44、進(jìn)行監(jiān)視,當(dāng)動(dòng)作有錯(cuò)誤或發(fā)生故障時(shí)即發(fā)出報(bào)警信號(hào)。</p><p><b> (二)控制系統(tǒng)</b></p><p> 控制系統(tǒng)是支配著工業(yè)機(jī)械手按規(guī)定的要求運(yùn)動(dòng)的系統(tǒng)。目前工業(yè)機(jī)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(jī)械擋塊定位)系統(tǒng)組成??刂葡到y(tǒng)有電氣控制和射流控制兩種,它支配著機(jī)械手按規(guī)定的程序運(yùn)動(dòng),并記憶人們給予機(jī)械手的指令信息(如動(dòng)作順序、運(yùn)動(dòng)軌
45、跡、運(yùn)動(dòng)速度及時(shí)間),同時(shí)按其控制系統(tǒng)的信息對執(zhí)行機(jī)構(gòu)發(fā)出指令,必要時(shí)可對機(jī)械手的動(dòng)作進(jìn)行監(jiān)視,當(dāng)動(dòng)作有錯(cuò)誤或發(fā)生故障時(shí)即發(fā)出報(bào)警信號(hào)。</p><p><b> (四)位置檢測裝置</b></p><p> 控制機(jī)械手執(zhí)行機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)位置,并隨時(shí)將執(zhí)行機(jī)構(gòu)的實(shí)際位置反饋給控制系統(tǒng),并與設(shè)定的位置進(jìn)行比較,然后通過控制系統(tǒng)進(jìn)行調(diào)整,從而使執(zhí)行機(jī)構(gòu)以一定的精度達(dá)到設(shè)定
46、位置。</p><p> 1.2.2 機(jī)械手的分類</p><p> 工業(yè)機(jī)械手的種類很多,關(guān)于分類的問題,目前在國內(nèi)尚無統(tǒng)一的分類標(biāo)準(zhǔn),在此暫按使用范圍、驅(qū)動(dòng)方式和控制系統(tǒng)等進(jìn)行分類。</p><p><b> (一)按用途分</b></p><p> 機(jī)械手可分為專用機(jī)械手和通用機(jī)械手兩種:</p>
47、;<p><b> 1、專用機(jī)械手</b></p><p> 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。專用機(jī)械手具有動(dòng)作少、工作對象單一、結(jié)構(gòu)簡單、使用可靠和造價(jià)低等特點(diǎn),適用于大批量的自動(dòng)化生產(chǎn)的自動(dòng)換刀機(jī)械手,如自動(dòng)機(jī)床、自動(dòng)線的上、下料機(jī)械手。</p><p><b> 2、通用機(jī)械手</b></
48、p><p> 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。格性能范圍內(nèi),其動(dòng)作程序是可變的,通過調(diào)整可在不同場合使用,驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)和控制系統(tǒng)是獨(dú)立的。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)。通用機(jī)械手按其控制定位的方式不同可分為簡易型和伺服型兩種:簡易型以“開一關(guān)”式控制定位,只能是點(diǎn)位控制:可以是點(diǎn)位的,也可以實(shí)現(xiàn)連續(xù)軌控制,伺服型具有伺服系統(tǒng)定位
49、控制系統(tǒng),一般的伺服型通用機(jī)械手屬于數(shù)控類型。</p><p><b> (二)按驅(qū)動(dòng)方式分</b></p><p><b> 1、液壓傳動(dòng)機(jī)械手</b></p><p> 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。其主要特點(diǎn)是:抓重可達(dá)幾百公斤以上、傳動(dòng)平穩(wěn)、結(jié)構(gòu)緊湊、動(dòng)作靈敏。但對密封裝置要求嚴(yán)格,不然油的泄漏對
50、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。若機(jī)械手采用電液伺服驅(qū)動(dòng)系統(tǒng),可實(shí)現(xiàn)連續(xù)軌跡控制,使機(jī)械手的通用性擴(kuò)大,但是電液伺服閥的制造精度高,油液過濾要求嚴(yán)格,成本高。</p><p><b> 2、氣壓傳動(dòng)機(jī)械手</b></p><p> 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。其主要特點(diǎn)是:介質(zhì)李源極為方便,輸出力小,氣動(dòng)動(dòng)作迅速,結(jié)構(gòu)簡單
51、,成本低。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。</p><p><b> 3、機(jī)械傳動(dòng)機(jī)械手</b></p><p> 即由機(jī)械傳動(dòng)機(jī)構(gòu)(如凸輪、連桿、齒輪和齒條、間歇機(jī)構(gòu)等)驅(qū)動(dòng)的機(jī)械手。它是一種附屬于工
52、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。它的主要特點(diǎn)是運(yùn)動(dòng)準(zhǔn)確可靠,用于工作主機(jī)的上、下料。動(dòng)作頻率大,但結(jié)構(gòu)較大,動(dòng)作程序不可變。</p><p><b> 4、電力傳動(dòng)機(jī)械手</b></p><p> 即有特殊結(jié)構(gòu)的感應(yīng)電動(dòng)機(jī)、直線電機(jī)或功率步進(jìn)電機(jī)直接驅(qū)動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)的械手,因?yàn)椴恍枰虚g的轉(zhuǎn)換機(jī)構(gòu),故機(jī)械結(jié)構(gòu)簡單。其中直線電機(jī)機(jī)械手的運(yùn)動(dòng)速度快和行程
53、長,維護(hù)和使用方便。此類機(jī)械手目前還不多,但有發(fā)展前途。</p><p><b> (三)按控制方式分</b></p><p><b> 1、點(diǎn)位控制</b></p><p> 它的運(yùn)動(dòng)為空間點(diǎn)到點(diǎn)之間的移動(dòng),只能控制運(yùn)動(dòng)過程中幾個(gè)點(diǎn)的位置,不能控制其運(yùn)動(dòng)軌跡。若欲控制的點(diǎn)數(shù)多,則必然增加電氣控制系統(tǒng)的復(fù)雜性。目前使
54、用的專用和通用工業(yè)機(jī)械手均屬于此類。</p><p><b> 2、連續(xù)軌跡控制</b></p><p> 它的運(yùn)動(dòng)軌跡為空間的任意連續(xù)曲線,其特點(diǎn)是設(shè)定點(diǎn)為無限的,整個(gè)移動(dòng)過程處于控制之下,可以實(shí)現(xiàn)平穩(wěn)和準(zhǔn)確的運(yùn)動(dòng),并且使用范圍廣,但電氣控制系統(tǒng)復(fù)雜。這類工業(yè)機(jī)械手一般采用小型計(jì)算機(jī)進(jìn)行控制。</p><p> 1.3 國內(nèi)外發(fā)展?fàn)顩r&
55、lt;/p><p> 國外機(jī)器人領(lǐng)域發(fā)展近幾年有如下幾個(gè)趨勢:</p><p> (1)工業(yè)機(jī)器人性能不斷提高(高速度、高精度、高可靠性、便于操作和維修),而單機(jī)價(jià)格不斷下降,平均單機(jī)價(jià)格從91年的10.3萬美元降至97年的65萬美元。</p><p> (2)機(jī)械結(jié)構(gòu)向模塊化、可重構(gòu)化發(fā)展。例如關(guān)節(jié)模塊中的伺服電機(jī)、減速機(jī)、檢測系統(tǒng)三位一體化:由關(guān)節(jié)模塊、連桿模
56、塊用重組方式構(gòu)造機(jī)器人整機(jī);國外已有模塊化裝配機(jī)器人產(chǎn)品問市。</p><p> (3)工業(yè)機(jī)器人控制系統(tǒng)向基于PC機(jī)的開放型控制器方向發(fā)展,便于標(biāo)準(zhǔn)化、網(wǎng)絡(luò)化;器件集成度提高,控制柜日見小巧,且采用模塊化結(jié)構(gòu):大大提高了系統(tǒng)的可靠性、易操作性和可維修性。</p><p> (4)機(jī)器人中的傳感器作用日益重要,除采用傳統(tǒng)的位置、速度、加速度等傳感器外,裝配、焊接機(jī)器人還應(yīng)用了視覺、力覺
57、等傳感器,而遙控機(jī)器人則采用視覺、聲覺、力覺、觸覺等多傳感器的融合技術(shù)來進(jìn)行環(huán)境建模及決策控制;多傳感器融合配置技術(shù)在產(chǎn)品化系統(tǒng)中已有成熟應(yīng)用。</p><p> (5)虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)在機(jī)器人中的作用已從仿真、預(yù)演發(fā)展到用于過程控制,如使遙控機(jī)器人操作者產(chǎn)生置身于遠(yuǎn)端作業(yè)環(huán)境中的感覺來操縱機(jī)器人。</p><p> (6)當(dāng)代遙控機(jī)器人系統(tǒng)的發(fā)展特點(diǎn)不是追求全自治系統(tǒng),而是致力于操作者與
58、機(jī)器人的人機(jī)交互控制,即遙控加局部自主系統(tǒng)構(gòu)成完整的監(jiān)控遙控操作系統(tǒng),使智能機(jī)器人走出實(shí)驗(yàn)室進(jìn)入實(shí)用化階段。美國發(fā)射到火星上的“索杰納”機(jī)器人就是這種系統(tǒng)成功應(yīng)用的最著名實(shí)例。</p><p> (7)機(jī)器人化機(jī)械開始興起。從94年美國開發(fā)出“虛擬軸機(jī)床”以來,這種新型裝置已成為國際研究的熱點(diǎn)之一,紛紛探索開拓其實(shí)際應(yīng)用的領(lǐng)域。我國的工業(yè)機(jī)器人從80年代“七五”科技攻關(guān)開始起步,在國家的支持下,通過“七五”、“
59、八五”科技攻關(guān),目前己基本掌握了機(jī)器人操作機(jī)的設(shè)計(jì)制造技術(shù)、控制系統(tǒng)硬件和軟件設(shè)計(jì)技術(shù)、運(yùn)動(dòng)學(xué)和軌跡規(guī)劃技術(shù),生產(chǎn)了部分機(jī)器人關(guān)鍵元器件,開發(fā)出噴漆、弧焊、點(diǎn)焊、裝配、搬運(yùn)等機(jī)器人;其中有130多臺(tái)套噴漆機(jī)器人在二十余家企業(yè)的近30條自動(dòng)噴漆生產(chǎn)線(站)上獲得規(guī)模應(yīng)用,弧焊機(jī)器人己應(yīng)用在汽車制造廠的焊裝線上。但總的來看,我國的工業(yè)機(jī)器人技術(shù)及其工程應(yīng)用的水平和國外比還有一定的距離,如:可靠性低于國外產(chǎn)品:機(jī)器人應(yīng)用工程起步較晚,應(yīng)用領(lǐng)域
60、窄,生產(chǎn)線系統(tǒng)技術(shù)與國外比有差距;在應(yīng)用規(guī)模上,我國己安裝的國產(chǎn)工業(yè)機(jī)器人約200臺(tái),約占全球已安裝臺(tái)數(shù)的萬分之四。以上原因主要是沒有形成機(jī)器人產(chǎn)業(yè),當(dāng)前我國的機(jī)器人生產(chǎn)都是應(yīng)用戶的要求,“一客戶,一次重新設(shè)計(jì)”,品種規(guī)格多、批量小、零部件通用化程度低、供貨周期長、成本也不低,而且質(zhì)量、可靠性不穩(wěn)定。因此迫切需要解決產(chǎn)業(yè)化前期的關(guān)鍵技術(shù),對</p><p> 1.4 課題的提出及主要任務(wù)</p>
61、<p> 1.4.1課題的提出</p><p> 進(jìn)入21世紀(jì),隨著我國人口老齡化的提前到來,近來在東南沿海還出現(xiàn)在大量的缺工現(xiàn)象,迫切要求我們提高勞動(dòng)生產(chǎn)率,降低工人的勞動(dòng)強(qiáng)度,提高我國工業(yè)自動(dòng)化水平勢在必行,本設(shè)計(jì)的目的就是設(shè)計(jì)一個(gè)氣動(dòng)搬運(yùn)機(jī)械手,應(yīng)用于工業(yè)自動(dòng)化生產(chǎn)線,把工業(yè)產(chǎn)品從一條生產(chǎn)線搬運(yùn)到另外一條生產(chǎn)線,實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化生產(chǎn),減輕產(chǎn)業(yè)工人大量的重復(fù)性勞動(dòng),同時(shí)又可以提高勞動(dòng)生產(chǎn)率。<
62、/p><p> 現(xiàn)在的機(jī)械手大多采用液壓傳動(dòng),液壓傳動(dòng)存在以下幾個(gè)缺點(diǎn):</p><p> (1)液壓傳動(dòng)在工作過程中常有較多的能量損失(摩擦損失、泄露損失等):液壓傳動(dòng)易泄漏,不僅污染工作場地,限制其應(yīng)用范圍,可能引起失火事故,而且影響執(zhí)行部分的運(yùn)動(dòng)平穩(wěn)性及正確性。</p><p> (2)工作時(shí)受溫度變化影響較大。油溫變化時(shí),液體粘度變化,引起運(yùn)動(dòng)特性變化。&
63、lt;/p><p> (3)因液壓脈動(dòng)和液體中混入空氣,易產(chǎn)生噪聲。</p><p> (4)為了減少泄漏,液壓元件的制造工藝水平要求較高,故價(jià)格較高;且使用維護(hù)需要較高技術(shù)水平。鑒于以上這些缺陷,本機(jī)械手?jǐn)M采用氣壓傳動(dòng),氣動(dòng)技術(shù)有以下優(yōu)點(diǎn):</p><p> (1)介質(zhì)提取和處理方便。氣壓傳動(dòng)工作壓力較低,工作介質(zhì)提取容易,而后排入大氣,處理方便,一般不需設(shè)置回
64、收管道和容器:介質(zhì)清潔,管道不易堵存在介質(zhì)變質(zhì)及補(bǔ)充的問題.</p><p> ?。?)阻力損失和泄漏較小,在壓縮空氣的輸送過程中,阻力損失較小(一般不卜澆塞僅為油路的千分之一),空氣便于集中供應(yīng)和遠(yuǎn)距離輸送。外泄漏不會(huì)像液壓傳動(dòng)那樣,造成壓力明顯降低和嚴(yán)重污染。</p><p> (3)動(dòng)作迅速,反應(yīng)靈敏。氣動(dòng)系統(tǒng)一般只需要0.02s-0.3s即可建立起所需的壓力和速度。氣動(dòng)系統(tǒng)也能實(shí)
65、現(xiàn)過載保護(hù),便于自動(dòng)控制。</p><p> (4)能源可儲(chǔ)存。壓縮空氣可存貯在儲(chǔ)氣罐中,因此,發(fā)生突然斷電等情況時(shí),機(jī)器及其工藝流程不致突然中斷。</p><p> (5)工作環(huán)境適應(yīng)性好。在易燃、易爆、多塵埃、強(qiáng)磁、強(qiáng)輻射、振動(dòng)等惡劣環(huán)境中,氣壓傳動(dòng)與控制系統(tǒng)比機(jī)械、電器及液壓系統(tǒng)優(yōu)越,而且不會(huì)因溫度變化影響傳動(dòng)及控制性能。</p><p> (6)成本低
66、廉。由于氣動(dòng)系統(tǒng)工作壓力較低,因此降低了氣動(dòng)元、輔件的材質(zhì)和加工精度要求,制造容易,成本較低。傳統(tǒng)觀點(diǎn)認(rèn)為:由于氣體具有可壓縮性,因此,在氣動(dòng)伺服系統(tǒng)中要實(shí)現(xiàn)高精度定位比較困難(尤其在高速情況下,似乎更難想象)。此外氣源工作壓力較低,抓舉力較小。雖然氣動(dòng)技術(shù)作為機(jī)器人中的驅(qū)動(dòng)功能已有部分被工業(yè)界所接受,而且對于不太復(fù)雜的機(jī)械手,用氣動(dòng)元件組成的控制系統(tǒng)己被接受,但由于氣動(dòng)機(jī)器人這一體系己經(jīng)取得的一系列重要進(jìn)展過去介紹得不夠,因此在工業(yè)自
67、動(dòng)化領(lǐng)域里,對氣動(dòng)機(jī)械手、氣動(dòng)機(jī)器人的實(shí)用性和前景存在不少疑慮。</p><p> 1.4.2課題的主要任務(wù)</p><p> 本課題將要完成的主要任務(wù)如下:</p><p> (1)機(jī)械手為多工位沖床專用機(jī)械手,因此相對于通用機(jī)械手來說,它的適用面相對較小.</p><p> (2)選取機(jī)械手的座標(biāo)型式和自由度</p>
68、<p> (3)設(shè)計(jì)出機(jī)械手的各執(zhí)行機(jī)構(gòu),包括:手部、手腕、手臂等部件的設(shè)計(jì)。工業(yè)需要的時(shí)候還可以用氣流負(fù)壓式吸盤來吸取板料工件。</p><p> (4)氣壓傳動(dòng)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)</p><p> 本課題將設(shè)計(jì)出機(jī)械手的氣壓傳動(dòng)系統(tǒng),包括氣動(dòng)元器件的選取,氣動(dòng)回路的設(shè)計(jì),并繪出氣動(dòng)原理圖。</p><p> (5)對氣壓傳動(dòng)系統(tǒng)原理圖的參數(shù)化繪制進(jìn)行
69、研究,提高繪圖效率,改善繪圖質(zhì)量。</p><p> (6)機(jī)械手的控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)本機(jī)械手?jǐn)M采用繼電器對機(jī)械手進(jìn)行控制,本課題將繪出繼電器控制電路圖。</p><p> 第二章 機(jī)械手的設(shè)計(jì)方案</p><p> 對氣動(dòng)機(jī)械手的基本要求是能快速、準(zhǔn)確地拾-放和搬運(yùn)物件,這就要求它們具有高精度、快速反應(yīng)、一定的承載能力、足夠的工作空間和靈活的自由度及在任意位置
70、都能自動(dòng)定位等特性。設(shè)計(jì)氣動(dòng)機(jī)械手的原則是:充分分析作業(yè)對象(工件)的作業(yè)技術(shù)要求,擬定最合理的作業(yè)工序和工藝,并滿足系統(tǒng)功能要求和環(huán)境條件;明確工件的結(jié)構(gòu)形狀和材料特性,定位精度要求,抓取、搬運(yùn)時(shí)的受力特性、尺寸和質(zhì)量參數(shù)等,從而進(jìn)一步確定對機(jī)械手結(jié)構(gòu)及運(yùn)行控制的要求;盡量選用定型的標(biāo)準(zhǔn)組件,簡化設(shè)計(jì)制造過程,兼顧通用性和專用性,并能實(shí)現(xiàn)柔性轉(zhuǎn)換和編程控制.本次設(shè)計(jì)的機(jī)械手是多工位沖床專用機(jī)械手,是一種適合于成批或中、小批生產(chǎn)的和操作
71、單調(diào)頻繁的生產(chǎn)場合。</p><p> 2.1機(jī)械手的座標(biāo)型式與自由度</p><p> 工業(yè)機(jī)械手的結(jié)構(gòu)形式主要有直角坐標(biāo)結(jié)構(gòu),圓柱坐標(biāo)結(jié)構(gòu),球坐標(biāo)結(jié)構(gòu),關(guān)節(jié)型結(jié)構(gòu)四種。各結(jié)構(gòu)形式及其相應(yīng)的特點(diǎn),分別介紹如下。</p><p> 圖2-1 機(jī)械手的四種坐標(biāo)形式</p><p> 1.直角坐標(biāo)機(jī)械手結(jié)構(gòu) </p>&l
72、t;p> 直角坐標(biāo)機(jī)械手的空間運(yùn)動(dòng)是用三個(gè)相互垂直的直線運(yùn)動(dòng)來實(shí)現(xiàn)的,如圖a2-1.。由于直線運(yùn)動(dòng)易于實(shí)現(xiàn)全閉環(huán)的位置控制,所以,直角坐標(biāo)機(jī)械手有可能達(dá)到很高的位置精度(μm級(jí))。但是,這種直角坐標(biāo)機(jī)械手的運(yùn)動(dòng)空間相對機(jī)械手的結(jié)構(gòu)尺寸來講,是比較小的。因此,為了實(shí)現(xiàn)一定的運(yùn)動(dòng)空間,直角坐標(biāo)機(jī)械手的結(jié)構(gòu)尺寸要比其他類型的機(jī)械手的結(jié)構(gòu)尺寸大得多。</p><p> 直角坐標(biāo)機(jī)械手的工作空間為一空間長方體。直
73、角坐標(biāo)機(jī)械手主要用于裝配作業(yè)及搬運(yùn)作業(yè),直角坐標(biāo)機(jī)械手有懸臂式,龍門式,天車式三種結(jié)構(gòu)。</p><p> 2.圓柱坐標(biāo)機(jī)械手結(jié)構(gòu)</p><p> 圓柱坐標(biāo)機(jī)械手的空間運(yùn)動(dòng)是用一個(gè)回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)及兩個(gè)直線運(yùn)動(dòng)來實(shí)現(xiàn)的,如圖2-1.b。這種機(jī)械手構(gòu)造比較簡單,精度還可以,常用于搬運(yùn)作業(yè)。其工作空間是一個(gè)圓柱狀的空間。</p><p> 3. 球坐標(biāo)機(jī)械手結(jié)構(gòu)<
74、/p><p> 球坐標(biāo)機(jī)械手的空間運(yùn)動(dòng)是由兩個(gè)回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)和一個(gè)直線運(yùn)動(dòng)來實(shí)現(xiàn)的,如圖2-1.c。這種機(jī)械手結(jié)構(gòu)簡單、成本較低,但精度不很高。主要應(yīng)用于搬運(yùn)作業(yè)。其工作空間是一個(gè)類球形的空間。</p><p> 4. 關(guān)節(jié)型機(jī)械手結(jié)構(gòu)</p><p> 關(guān)節(jié)型機(jī)械手的空間運(yùn)動(dòng)是由三個(gè)回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)實(shí)現(xiàn)的,如圖2-1.d。關(guān)節(jié)型機(jī)械手動(dòng)作靈活,結(jié)構(gòu)緊湊,占地面積小。相對機(jī)械手
75、本體尺寸,其工作空間比較大。此種機(jī)械手在工業(yè)中應(yīng)用十分廣泛,如焊接、噴漆、搬運(yùn)、裝配等作業(yè),都廣泛采用這種類型的機(jī)械手。</p><p> 關(guān)節(jié)型機(jī)械手結(jié)構(gòu),有水平關(guān)節(jié)型和垂直關(guān)節(jié)型兩種。</p><p> 按機(jī)械手手臂的不同運(yùn)動(dòng)形式及其組合情況,其座標(biāo)型式可分為直角座標(biāo)式、圓柱座標(biāo)式、球座標(biāo)式和關(guān)節(jié)式。由于本機(jī)械手在工作時(shí)手臂具有伸縮、橫移和升降運(yùn)動(dòng),因此,采用直角座標(biāo)型式。下圖為本
76、次機(jī)械手的自由度以及運(yùn)動(dòng)示意圖。</p><p> 圖2-1 機(jī)械手的運(yùn)動(dòng)示意圖</p><p> 2.2 機(jī)械手的手部結(jié)構(gòu)方案設(shè)計(jì)</p><p><b> 1.楔塊杠桿式手爪</b></p><p> 利用楔塊與杠桿來實(shí)現(xiàn)手爪的松、開,來實(shí)現(xiàn)抓取工件。</p><p> 2.滑槽式手
77、爪 </p><p> 當(dāng)活塞向前運(yùn)動(dòng)時(shí),滑槽通過銷子推動(dòng)手爪合并,產(chǎn)生夾緊動(dòng)作和夾緊力,當(dāng)活塞向后運(yùn)動(dòng)時(shí),手爪松開。這種手爪開合行程較大,適應(yīng)抓取大小不同的物體。</p><p><b> 3.連桿杠桿式手爪</b></p><p> 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(yùn)動(dòng),由于杠桿的力放大作用,這種手爪有可能
78、產(chǎn)生較大的夾緊力。通常與彈簧聯(lián)合使用。</p><p><b> 4.齒輪齒條式手爪</b></p><p> 這種手爪通過活塞推動(dòng)齒條,齒條帶動(dòng)齒輪旋轉(zhuǎn),產(chǎn)生手爪的夾緊與松開動(dòng)作。</p><p><b> 5.平行杠桿式手爪</b></p><p> 采用平行四邊形機(jī)構(gòu),因此不需要導(dǎo)軌就
79、可以保證手爪的兩手指保持平行運(yùn)動(dòng),比帶有導(dǎo)軌的平行移動(dòng)手爪的摩擦力要小很多。</p><p> 2.3 機(jī)械手的手腕結(jié)構(gòu)方案設(shè)計(jì)</p><p> 1.機(jī)械手手腕的自由度數(shù),應(yīng)根據(jù)作業(yè)需要來設(shè)計(jì)。機(jī)械手手腕自由度數(shù)目愈多,各關(guān)節(jié)的運(yùn)動(dòng)角度愈大,則機(jī)械手腕部的靈活性愈高,機(jī)械手對對作業(yè)的適應(yīng)能力也愈強(qiáng)。但是,自由度的增加,也必然會(huì)使腕部結(jié)構(gòu)更復(fù)雜,機(jī)械手的控制更困難,成本也會(huì)增加。因此,
80、手腕的自由度數(shù),應(yīng)根據(jù)實(shí)際作業(yè)要求來確定。在滿足作業(yè)要求的前提下,應(yīng)使自由度數(shù)盡可能的少。一般的機(jī)械手手腕的自由度數(shù)為2至3個(gè),有的需要更多的自由度,而有的機(jī)械手手腕不需要自由度,僅憑受臂和腰部的運(yùn)動(dòng)就能實(shí)現(xiàn)作業(yè)要求的任務(wù)。因此,要具體問題具體分析,考慮機(jī)械手的多種布局,運(yùn)動(dòng)方案,選擇滿足要求的最簡單的方案。</p><p> 2.機(jī)械手腕部安裝在機(jī)械手手臂的末端,在設(shè)計(jì)機(jī)械手手腕時(shí),應(yīng)力求減少其重量和體積,結(jié)
81、構(gòu)力求緊湊。為了減輕機(jī)械手腕部的重量,腕部機(jī)構(gòu)的驅(qū)動(dòng)器采用分離傳動(dòng)。腕部驅(qū)動(dòng)器一般安裝在手臂上,而不采用直接驅(qū)動(dòng),并選用高強(qiáng)度的鋁合金制造。</p><p> 3.機(jī)械手手腕要與末端執(zhí)行器相聯(lián),因此,要有標(biāo)準(zhǔn)的聯(lián)接法蘭,結(jié)構(gòu)上要便于裝卸末端執(zhí)行器。</p><p> 4.機(jī)械手的手腕機(jī)構(gòu)要有足夠的強(qiáng)度和剛度,以保證力與運(yùn)動(dòng)的傳遞。</p><p> 5.要設(shè)有
82、可靠的傳動(dòng)間隙調(diào)整機(jī)構(gòu),以減小空回間隙,提高傳動(dòng)精度。</p><p> 6.手腕各關(guān)節(jié)軸轉(zhuǎn)動(dòng)要有限位開關(guān),并設(shè)置硬限位,以防止超限造成機(jī)械損壞。</p><p> 機(jī)械手的手臂運(yùn)動(dòng)(包括腰座的回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)),給出了機(jī)械手末端執(zhí)行器在其工作空間中的運(yùn)動(dòng)位置,而安裝在機(jī)械手手臂末端的手腕,則給出了機(jī)械手末端執(zhí)行器在其工作空間中的運(yùn)動(dòng)姿態(tài)。機(jī)械手手腕是機(jī)械手操作機(jī)的最末端,它與機(jī)械手手臂配合運(yùn)
83、動(dòng),實(shí)現(xiàn)安裝在手腕上的末端執(zhí)行器的空間運(yùn)動(dòng)軌跡與運(yùn)動(dòng)姿態(tài),完成所需要的作業(yè)動(dòng)作。</p><p> 考慮到機(jī)械手的優(yōu)化,同時(shí)由于被抓取工件是水平放置,因此手腕必須設(shè)有回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)才可滿足工作的要求。因此,手腕設(shè)計(jì)成回轉(zhuǎn)結(jié)構(gòu),實(shí)現(xiàn)手腕回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)的機(jī)構(gòu)為回轉(zhuǎn)氣缸。</p><p> 2.4 機(jī)械手的手臂結(jié)構(gòu)方案設(shè)計(jì)</p><p> 機(jī)械手手臂的作用,是在一定的載荷和一
84、定的速度下,實(shí)現(xiàn)在機(jī)械手所要求的工作空間內(nèi)的運(yùn)動(dòng)。在進(jìn)行機(jī)械手手臂設(shè)計(jì)時(shí),要遵循下述原則;</p><p> 1.應(yīng)盡可能使機(jī)械手手臂各關(guān)節(jié)軸相互平行;相互垂直的軸應(yīng)盡可能相交于一點(diǎn),這樣可以使機(jī)械手運(yùn)動(dòng)學(xué)正逆運(yùn)算簡化,有利于機(jī)械手的控制。</p><p> 2.機(jī)械手手臂的結(jié)構(gòu)尺寸應(yīng)滿足機(jī)械手工作空間的要求。工作空間的形狀和大小與機(jī)械手手臂的長度,手臂關(guān)節(jié)的轉(zhuǎn)動(dòng)范圍有密切的關(guān)系。但機(jī)
85、械手手臂末端工作空間并沒有考慮機(jī)械手手腕的空間姿態(tài)要求,如果對機(jī)械手手腕的姿態(tài)提出具體的要求,則其手臂末端可實(shí)現(xiàn)的空間要小于上述沒有考慮手腕姿態(tài)的工作空間。</p><p> 3.為了提高機(jī)械手的運(yùn)動(dòng)速度與控制精度,應(yīng)在保證機(jī)械手手臂有足夠強(qiáng)度和剛度的條件下,盡可能在結(jié)構(gòu)上、材料上設(shè)法減輕手臂的重量。力求選用高強(qiáng)度的輕質(zhì)材料,通常選用高強(qiáng)度鋁合金制造機(jī)械手手臂。目前,在國外,也在研究用碳纖維復(fù)合材料制造機(jī)械手手
86、臂。碳纖維復(fù)合材料抗拉強(qiáng)度高,抗振性好,比重?。ㄆ浔戎叵喈?dāng)于鋼的1/4,相當(dāng)于鋁合金的2/3),但是,其價(jià)格昂貴,且在性能穩(wěn)定性及制造復(fù)雜形狀工件的工藝上尚存在問題,故還未能在生產(chǎn)實(shí)際中推廣應(yīng)用。目前比較有效的辦法是用有限元法進(jìn)行機(jī)械手手臂結(jié)構(gòu)的優(yōu)化設(shè)計(jì)。在保證所需強(qiáng)度與剛度的情況下,減輕機(jī)械手手臂的重量。</p><p> 4.機(jī)械手各關(guān)節(jié)的軸承間隙要盡可能小,以減小機(jī)械間隙所造成的運(yùn)動(dòng)誤差。因此,各關(guān)節(jié)都應(yīng)
87、有工作可靠、便于調(diào)整的軸承間隙調(diào)整機(jī)構(gòu)。</p><p> 5.機(jī)械手的手臂相對其關(guān)節(jié)回轉(zhuǎn)軸應(yīng)盡可能在重量上平衡,這對減小電機(jī)負(fù)載和提高機(jī)械手手臂運(yùn)動(dòng)的響應(yīng)速度是非常有利的。在設(shè)計(jì)機(jī)械手的手臂時(shí),應(yīng)盡可能利用在機(jī)械手上安裝的機(jī)電元器件與裝置的重量來減小機(jī)械手手臂的不平衡重量,必要時(shí)還要設(shè)計(jì)平衡機(jī)構(gòu)來平衡手臂殘余的不平衡重量。</p><p> 6.機(jī)械手手臂在結(jié)構(gòu)上要考慮各關(guān)節(jié)的限位開
88、關(guān)和具有一定緩沖能力的機(jī)械限位塊,以及驅(qū)動(dòng)裝置,傳動(dòng)機(jī)構(gòu)及其它元件的安裝。</p><p> 結(jié)合具體的工作情況,本設(shè)計(jì)采用連桿杠桿式的手爪。驅(qū)動(dòng)活塞往復(fù)移動(dòng),通過活塞桿端部齒條,中間齒條及扇形齒條使手指張開或閉合。手指的最小開度由加工工件的直徑來調(diào)定。本設(shè)計(jì)按照工件的直徑為50mm來設(shè)計(jì)。手爪的具體結(jié)構(gòu)形式如圖2-5所示:</p><p> 機(jī)械手的垂直手臂(大臂)升降和水平手臂(小
89、臂)的伸縮運(yùn)動(dòng)都為直線運(yùn)動(dòng)。直線運(yùn)動(dòng)的實(shí)現(xiàn)一般是氣動(dòng)傳動(dòng),氣壓傳動(dòng)以及電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)滾珠絲杠來實(shí)現(xiàn)??紤]到搬運(yùn)工件的重量較大,考慮加工工件的質(zhì)量達(dá)30KG,屬中型重量,同時(shí)考慮到機(jī)械手的動(dòng)態(tài)性能及運(yùn)動(dòng)的穩(wěn)定性,安全性,對手臂的剛度有較高的要求。綜合考慮,兩手臂的驅(qū)動(dòng)均選擇氣壓驅(qū)動(dòng)方式,通過氣壓缸的直接驅(qū)動(dòng),氣壓缸既是驅(qū)動(dòng)元件,又是執(zhí)行運(yùn)動(dòng)件,不用再設(shè)計(jì)另外的執(zhí)行件了;而且氣壓缸實(shí)現(xiàn)直線運(yùn)動(dòng),控制簡單,易于實(shí)現(xiàn)計(jì)算機(jī)的控制。</p>
90、;<p> 因?yàn)闅鈮合到y(tǒng)能提供很大的驅(qū)動(dòng)力,因此在驅(qū)動(dòng)力和結(jié)構(gòu)的強(qiáng)度都是比較容易實(shí)現(xiàn)的,關(guān)鍵是機(jī)械手運(yùn)動(dòng)的穩(wěn)定性和剛度的滿足。因此手臂氣壓缸的設(shè)計(jì)原則是缸的直徑取得大一點(diǎn)(在整體結(jié)構(gòu)允許的情況下),再進(jìn)行強(qiáng)度的較核。</p><p> 同時(shí),因?yàn)榭刂坪途唧w工作的要求,機(jī)械手的手臂的結(jié)構(gòu)不能太大,若僅僅通過增大氣壓缸的缸徑來增大剛度,是不能滿足系統(tǒng)剛度要求的。因此,在設(shè)計(jì)時(shí)另外增設(shè)了導(dǎo)桿機(jī)構(gòu),小臂
91、增設(shè)了兩個(gè)導(dǎo)桿,與活塞桿一起構(gòu)成等邊三角形的截面形式,盡量增加其剛度;大臂增設(shè)了四個(gè)導(dǎo)桿,成正四邊形布置,為減小質(zhì)量,各個(gè)導(dǎo)桿均采用空心結(jié)構(gòu)。通過增設(shè)導(dǎo)桿,能顯著提高機(jī)械手的運(yùn)動(dòng)剛度和穩(wěn)定性,比較好的解決了結(jié)構(gòu)、穩(wěn)定性的問題。</p><p> 按照抓取工件的要求,本機(jī)械手的手臂有三個(gè)自由度,即手臂的伸縮、橫移和升降運(yùn)動(dòng)。手臂的橫移、升降運(yùn)動(dòng)是通過立柱來實(shí)現(xiàn)的。手臂的各種運(yùn)動(dòng)由氣缸來實(shí)現(xiàn)。</p>
92、<p> 圖2-4 機(jī)械手手抓部分將結(jié)構(gòu)圖</p><p> 2.5 機(jī)械手的驅(qū)動(dòng)方案設(shè)計(jì)</p><p> 工業(yè)機(jī)械手的驅(qū)動(dòng)系統(tǒng),按動(dòng)力源分為液壓、氣動(dòng)和電動(dòng)三大類。根據(jù)需要也可這三種基本類型組合成復(fù)合式的驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)。這三類基本驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的主要特點(diǎn)如下。</p><p><b> 1.液壓驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)</b></p>
93、<p> 由于液壓技術(shù)是一種比較成熟的技術(shù),它具有動(dòng)力大、力(或力矩)與慣量比大、快速響應(yīng)高、易于實(shí)現(xiàn)直接驅(qū)動(dòng)等特點(diǎn)。適合于在承載能力大,慣量大以及在防火防爆的環(huán)境中工作的機(jī)械手。但是,液壓系統(tǒng)需要進(jìn)行能量轉(zhuǎn)換(電能轉(zhuǎn)換成液壓能),速度控制多數(shù)情況下采用節(jié)流調(diào)速,效率比電動(dòng)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)低,液壓系統(tǒng)的液體泄露會(huì)對環(huán)境產(chǎn)生污染,工作噪音也較高。</p><p><b> 2.氣動(dòng)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)<
94、;/b></p><p> 具有速度快,系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡單,維修方便、價(jià)格低等特點(diǎn)。適用于中、小負(fù)荷的機(jī)械手中采用。但是因難于實(shí)現(xiàn)伺服控制,多用于程序控制的機(jī)械手中,如在上、下料和沖壓機(jī)械手中應(yīng)用較多。</p><p><b> 3.電動(dòng)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)</b></p><p> 由于低慣量、大轉(zhuǎn)矩的交、直流伺服電機(jī)及其配套的伺服驅(qū)動(dòng)器(交流變頻
95、器、直流脈沖寬度調(diào)制器)的廣泛采用,這類驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)在機(jī)械手中被大量采用。這類驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)不需要能量轉(zhuǎn)換,使用方便,噪聲較低,控制靈活。大多數(shù)電機(jī)后面需安裝精密的傳動(dòng)機(jī)構(gòu)。直流有刷電機(jī)不能直接用于要求防爆的工作環(huán)境中,成本上也較其他兩種驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)高。但因?yàn)檫@類驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)優(yōu)點(diǎn)比較突出,因此在機(jī)械手中被廣泛的使用。</p><p> 設(shè)計(jì)機(jī)械手時(shí),驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的選擇,要根據(jù)機(jī)械手的用途、作業(yè)要求、機(jī)械手的性能規(guī)范、控制功能、維護(hù)的
96、復(fù)雜程度、運(yùn)行的功耗、性價(jià)比以及現(xiàn)有的條件等綜合因素加以考慮。在注意各類驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)特點(diǎn)的基礎(chǔ)上,綜合上述各因素,充分論證其合理性、可行性、經(jīng)濟(jì)性及可靠性后進(jìn)行最終的選擇。一般情況下:</p><p> 1.物料搬運(yùn)(包括上下料)使用的有限點(diǎn)位控制的程序控制機(jī)械手,重負(fù)荷的選擇液壓驅(qū)動(dòng)系統(tǒng),中等負(fù)荷的可選電機(jī)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng),輕負(fù)荷的可選氣動(dòng)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)。沖壓機(jī)械手多采用氣動(dòng)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)。</p><p>
97、 2.用于點(diǎn)焊和弧焊及噴涂作業(yè)的機(jī)械手,要求具有點(diǎn)位和軌跡控制功能,需采用伺服驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)。只有采用液壓或電動(dòng)伺服系統(tǒng)才能滿足要求。點(diǎn)焊、弧焊機(jī)械手多采用電動(dòng)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)。重負(fù)荷的任意點(diǎn)位控制的點(diǎn)焊及搬運(yùn)機(jī)械手選用液壓驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)。</p><p> 2.5.1機(jī)械手氣壓驅(qū)動(dòng)</p><p> 1、氣動(dòng)裝置結(jié)構(gòu)簡單、輕便、安裝維護(hù)簡單。壓力等級(jí)低、故使用安全。 </p><p
98、> 2、工作介質(zhì)是取之不盡的空氣、空氣本身不花錢。排氣處理簡單,不污染環(huán)境,成本低。 </p><p> 3、輸出力以及工作速度的調(diào)節(jié)非常容易。氣缸的動(dòng)作速度一般為50~500mm/s,比液壓和電氣方式的動(dòng)作速度快。 </p><p> 4、可靠性高,使用壽命長。電器元件的有效動(dòng)作次數(shù)約為百萬次,而SMC的一般電磁閥的壽命大于3000萬次,小型閥超過2億次。 </p>
99、;<p> 5、利用空氣的壓縮性,可貯存能量,實(shí)現(xiàn)集中供氣。可短時(shí)間釋放能量,以獲得間歇運(yùn)動(dòng)中的高速響應(yīng)??蓪?shí)現(xiàn)緩沖。對沖擊負(fù)載和過負(fù)載有較強(qiáng)的適應(yīng)能力。在一定條件下,可使氣動(dòng)裝置有自保持能力。 </p><p> 6、全氣動(dòng)控制具有防火、防爆、防潮的能力。與液壓方式相比,氣動(dòng)方式可在高溫場合使用。 </p><p> 7、由于空氣流動(dòng)損失小,壓縮空氣可集中供應(yīng),遠(yuǎn)距離
100、輸送。</p><p> 綜上氣壓傳動(dòng)系統(tǒng)的動(dòng)作迅速,反應(yīng)靈敏,阻力損失和泄漏較小,成本低廉等優(yōu)點(diǎn),因此本機(jī)械手采用氣壓傳動(dòng)方式。</p><p> 2.5.2機(jī)械手氣壓驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)</p><p> 氣動(dòng)機(jī)械手采用壓縮空氣為動(dòng)力源,一般從工廠的壓縮空氣站引到機(jī)械手作業(yè)位置,也可以單獨(dú)建立小型氣源系統(tǒng)。由于氣動(dòng)機(jī)械手具有氣源使用方便、不污染環(huán)境、動(dòng)作靈活迅速、工作
101、安全可靠、操作維修簡便以及適宜在惡劣環(huán)境下工作等特點(diǎn),因此它在沖壓加工、注塑及壓鑄等有毒或高溫條件下作業(yè),機(jī)床上、下料,儀表及輕工行業(yè)中、小型零件的輸送和自動(dòng)裝配等作業(yè),食品包裝及運(yùn)輸,電子產(chǎn)品輸送、自動(dòng)插接,彈藥生產(chǎn)自動(dòng)化等方面獲得大量應(yīng)用。</p><p> 氣動(dòng)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)在多數(shù)情況下是用于實(shí)現(xiàn)兩位式的或有限點(diǎn)位控制的中、小機(jī)械手中的。這類機(jī)械手多是圓柱坐標(biāo)型和直角坐標(biāo)型或二者的組合型結(jié)構(gòu);3-5個(gè)自由度;負(fù)
102、荷在200N以下;速度300-1000mm/s;重復(fù)定位精度為+/-0.1-0。5mm??刂蒲b置目前多數(shù)選用可編程控制器(PLC)。在易燃、易爆的場合下可采用氣動(dòng)邏輯元件組成控制裝置。氣動(dòng)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)大體由以下幾部分組成。</p><p> 1.氣源 由總壓縮空氣站提供。氣源部分包括空氣壓縮機(jī),儲(chǔ)氣罐,氣水分離器,調(diào)壓器,過濾器等。如果沒有壓縮空氣站的條件,可以按機(jī)械手及配套的其他氣動(dòng)設(shè)備需要配置相應(yīng)供氣量的
103、氣源設(shè)備。</p><p> 2.氣動(dòng)三聯(lián)件 由分水濾氣器,調(diào)壓器,油霧器三大件組成,可以是分離式,也可以是三聯(lián)組裝式的,多數(shù)情況下用三聯(lián)組裝式結(jié)構(gòu)。不論是由壓縮空氣站供氣還是用單獨(dú)的氣源,氣動(dòng)三聯(lián)件是必備的。雖然用無潤滑氣缸可以不用油霧器,但是一般情況下,建議也在氣路上裝上油霧器,以減少氣缸摩擦力,增加使用壽命。</p><p> 3.氣動(dòng)閥 氣動(dòng)閥的種類很多,在工業(yè)機(jī)械手
104、的氣動(dòng)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)中,常用的閥件有電磁氣閥、節(jié)流調(diào)速閥、減壓閥等。</p><p> 4.氣動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu) 多數(shù)情況下使用氣缸(直線氣缸或擺動(dòng)氣缸)。直線氣缸分單動(dòng)式和雙動(dòng)式兩類。除個(gè)別用單動(dòng)式氣缸外(如手爪機(jī)構(gòu)上用的),多數(shù)采用雙動(dòng)氣缸。為實(shí)現(xiàn)端部緩沖,要選用雙向端點(diǎn)位置緩沖的氣缸。氣缸的結(jié)構(gòu)形式以及與機(jī)械手機(jī)構(gòu)的連接方式(如法蘭連接,尾部鉸接,前端或中間鉸接,氣缸桿的螺紋連接或鉸接等)由設(shè)計(jì)機(jī)械手時(shí)根據(jù)結(jié)構(gòu)要
105、求而定。氣缸的內(nèi)徑,行程大小可根據(jù)對機(jī)械手的運(yùn)動(dòng)分析和動(dòng)力分析進(jìn)行計(jì)算。</p><p> 為了確保氣缸的密封要求,同時(shí)又要盡量降低摩擦力,密封材料要選用橡膠和氟化塑料組合的密封環(huán)。無接觸感應(yīng)式氣缸目前在氣動(dòng)系統(tǒng)中已獲得廣泛的應(yīng)用,這種氣缸在活塞上裝有永久磁鐵的磁環(huán),通過磁感應(yīng),使在氣缸外面安裝的非接觸磁性接近開關(guān)動(dòng)作發(fā)訊,進(jìn)行位置檢測。除了直線氣缸外,機(jī)械手中用得比較多還有有限角擺動(dòng)氣缸,這種擺動(dòng)缸多用于手腕
106、機(jī)構(gòu)上。</p><p> 5.制動(dòng)器 氣動(dòng)機(jī)械手的定位問題很大程度上是如何實(shí)現(xiàn)停點(diǎn)的制動(dòng)。氣缸活塞的運(yùn)動(dòng)速度容許達(dá)1.5m/s,如果氣缸以1m/s的速度計(jì)算,電磁氣閥以較大關(guān)閉時(shí)間70ms計(jì),那么氣缸活塞兩個(gè)停點(diǎn)的距離約為70mm,兩個(gè)停點(diǎn)的步長應(yīng)大于這個(gè)數(shù)值。對于小流量的電磁氣閥,吸合關(guān)閉時(shí)間較小,停點(diǎn)的步長也要相應(yīng)縮短。因此對機(jī)械手一個(gè)單自由度而言,停點(diǎn)數(shù)目最多6-9個(gè)。為增加定位點(diǎn)數(shù),除采用多位置
107、氣缸外可采用制動(dòng)的方法還有:反壓制動(dòng),制動(dòng)裝置制動(dòng)。</p><p> 6.限位器 氣動(dòng)機(jī)械手各運(yùn)動(dòng)軸的制動(dòng)和定位點(diǎn)到位發(fā)訊,可由編程器發(fā)指令,或由限位開關(guān)發(fā)訊。根據(jù)要求和條件,如果選用無接觸感應(yīng)式氣缸,其限位開關(guān)是無接觸接近開關(guān),這種開關(guān)的反映時(shí)間小于20ms,在機(jī)械手中應(yīng)用比較理想。當(dāng)氣缸活塞運(yùn)動(dòng)到定位點(diǎn)時(shí),為保證定位精度,需要將運(yùn)動(dòng)軸鎖緊。常用的限位機(jī)構(gòu)是由電磁閥控制的氣缸帶動(dòng)鎖緊機(jī)構(gòu)(插鎖,滑塊等
108、)將機(jī)械手運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)鎖定。再啟動(dòng)時(shí),事先打開鎖緊機(jī)構(gòu)。</p><p> 2.6 機(jī)械手的緩沖方案設(shè)計(jì)</p><p> 緩沖的字面意思是減緩沖擊力。除了真正的沖擊力外,緩沖還有抽象的意義。凡是使某種事物的變化過程減慢或減弱進(jìn)行都可以叫緩沖。比如讓化學(xué)反應(yīng)不那么劇烈的物質(zhì)就叫緩沖劑。緩沖的程度不同,可用減緩的百分?jǐn)?shù)來表達(dá)。本設(shè)計(jì)機(jī)械手設(shè)計(jì)中的緩沖均采用液壓緩沖器進(jìn)行緩沖。液壓緩沖器就是一
109、種從外部控制的能量吸收裝骶。借液壓阻尼作用對在作慣性滑行的車皮進(jìn)行緩沖減速至停止。</p><p> 2.7 機(jī)械手的主要參數(shù)</p><p> 1.機(jī)械手的最大抓重是其規(guī)格的主參數(shù),由于是采用氣動(dòng)方式驅(qū)動(dòng),因此考慮抓取的物體不應(yīng)該太重,查閱相關(guān)機(jī)械手的設(shè)計(jì)參數(shù),結(jié)合工業(yè)生產(chǎn)的實(shí)際情況,本設(shè)計(jì)設(shè)計(jì)抓取的工件質(zhì)量為3公斤</p><p> 2.基本參數(shù)運(yùn)動(dòng)速度是
110、機(jī)械手主要的基本參數(shù)。操作節(jié)拍對機(jī)械手速度提出了要求,設(shè)計(jì)速度過低限制了它的使用范圍。而影響機(jī)械手動(dòng)作快慢的主要因素是手臂伸縮及回轉(zhuǎn)的速度。該機(jī)械手最大移動(dòng)速度設(shè)計(jì)為。平均移動(dòng)速度為。機(jī)械手動(dòng)作時(shí)有啟動(dòng)、停止過程的加、減速度存在,用速度一行程曲線來說明速度特性較為全面,因?yàn)槠骄俣扰c行程有關(guān),故用平均速度表示速度的快慢更為符合速度特性。除了運(yùn)動(dòng)速度以外,手臂設(shè)計(jì)的基本參數(shù)還有伸縮行程、橫移行程和升降。大部分機(jī)械手設(shè)計(jì)成相當(dāng)于人工坐著或站
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