机械5

目录 摘要1 Abstract 1 第一章绪论3 1.1机械手简史3 1.2机械手分类5 1.3机械手的组成8 1.4应用机械手的意义10 第二章压铸取件机械手总体方桉设计12 2.1机械手的坐标形式与自由度12 2.2机械手的结构方桉确定13 2.3、机械手的主要参数的确定14 2.4、机械手气路回路的设计15 第三章压铸机取件机械结构设计16 3.1末端执行器（手部结构的设计） 16 3.1.2资料收集17 3.2机械手手腕的结构设计22 3.2.1手腕转动时所需的驱动力矩23 3.2.2回转气缸的驱动力矩计算24 3.2.3手腕回转缸的设计计算25 3.3手臂伸缩、升降、旋转气缸的校核计算26 第四章自动控制系统设计………………………………………………………29 4.1气动系统设计要求……………………………………………………29 4.2驱动系统设计方桉……………………………………………………29 结论32 致谢33 参考文献： 34 气动机械手是能模仿人手和臂的某些动作功能，用以按固定程序吸取的、搬运物件或操作工具的自动操作装置。它可代替人的繁重劳动以实现生产的机械化和自动化，能在有害环境下操作以保护人身安全，因而广泛应用于机械制造、冶金、电子、轻工和原子能等部门。 本文主要进行了压铸机取件机械手的总体结构设计和气动设计。机械手的机械结构由气缸、气爪和连接件组成，可按预定轨迹运动，实现对工件的吸取的、搬运和卸载。气动部分的设计主要是选择合适的控制阀，设计合理的气动控制回路，通过控制和调节各个气缸压缩空气的压力、流量和方向来使气动执行机构获得必要的力、动作速度和改变运动方向，并按规定的程序工作。 本课题是一个用于压铸机取件机械手的设计。本设计主要任务是完成机械手的结构方面设计，以及气动回路的设计。在本章中对机械手的坐标形式、自由度、驱动机构等进行了确定。因此，在机械手的执行机构、驱动机构是本次设计的主要任务。 2.1机械手的座标型式与自由度 按机械手手臂的不同运动形式及其组合情况，其座标型式可分为直角座标式、圆柱座标式、球座标式和关节式。由于本机械手在上下料时手臂具有升降、收缩及回转运动，因此，采用圆柱座标型式。相应的机械手具有三个自由度，为了弥补升降运动行程较小的缺点，增加手臂摆动机构，从而增加一个手臂上下摆动的自由度。 2.2机械手的手部结构方桉确定 为了使机械手的通用性更强，把机械手的手部结构设计成可更换结构，当工件是棒料时，使用夹持式手部;当工件是板料时，使用气流负压式吸盘。 考虑到机械手的通用性，同时由于被吸取的工件是水平放置，因此手腕必须设有回转运动才可满足工作的要求。因此，手腕设计成回转结构，实现手腕回转运动的机构为回转气缸。 按照吸取的工件的要求，本机械手的手臂有三个自由度，即手臂的伸缩、左右回转和降(或俯仰)运动。手臂的回转和升降运动是通过立柱来实现的，立柱的横向移动即为手臂的横移。手臂的各种运动由气缸来实现。 由于气压传动系统的动作迅速，反应灵敏，阻力损失和泄漏较小，成本低廉因此本机械手采用气压传动方式。 考虑到机械手的通用性，同时使用点位控制，因此我们采用可编程序控制器(PLC)对机械手进行控制。当机械手的动作流程改变时，只需改变PLC程序即可实现，非常方便快捷。 2.3机械手的主要参数确定 机械手的最大吸取载荷是其规格的主参数，由于是采用气动方式驱动，因此考虑吸取的物体不应该太重，查阅相关机械手的设计参数，结合工业生产的实际情况，本设计设计吸取的工件质量为5公斤。 基本参数运动速度是机械手主要的基本参数。操作节拍对机械手速度提出了要求，设计速度过低限制了它的使用范围。而影响机械手动作快慢的主要因素是手臂伸缩及回转的速度。该机械手最大移动速度设计为。最大回转速度设计为。平均移动速度为。平均回转速度为。机械手动作时有启动、停止过程的加、减速度存在，用速度一行程曲线来说明速度特性较为全面，因为平均速度与行程有关，故用平均速度表示速度的快慢更为符合速度特性。除了运动速度以外，手臂设计的基本参数还有伸缩行程和工作半径。大部分机械手设计成相当于人工坐着或站着且略有走动操作的空间。过大的伸缩行程和工作半径，必然带来偏重力矩增大而刚性降低。在这种情况下宜采用自动传送装置为好。根据统计和比较，该机械手手臂的伸缩行程定为600mm,最大工作半径约为。手臂升降行程定为。定位精度也是基本参数之一。该机械手的定位精度为。 设计技术参数如下： 1、抓重：5Kg (夹持式手部) 2、自由度数：4个自由度 3、坐标型式：圆柱坐标 4、最大工作半径：1400mm 5、机身最大中心高：1250mm 6、主要运动参数： 手臂伸缩行程：1200mm手臂伸缩速度：200mm/s 机身升降行程：120mm机身升降速度：100mm/s 机身回转范围：0- 180°机身回转速度：90°/s