1、考虑数控机床加工的具体形式及对机械手上下料作业时的具体要求，在满足系统工艺要求的前提下提高安全和可靠性，为使机械手的结构尽量简单，降低控制的难度，本设计手腕不增加自由度，实践证明这是完全能满足作业要求的，个自由度来实现机床的上下料完全足够。具体的手腕手臂手爪联结梁结构见图。机械手手臂结构的设计手臂结构的设计要求机械手的手臂在工作时，要承受定的载荷，且其运动本身具有定的速度，因此，机械手手臂的设计需要遵循以下设计要求工作空间的形状和大小与机械手手臂的长度，手臂关节的转动范围有密切的关系，因此手臂尺寸设计应合理，般满足其工作空间即可。为了提高机械手的运动速度与控制精度，应在保证机械手手臂有足够强度和刚度的条件下，尽可能在结构上材料上设法减轻手臂的重量。应尽可能使机械手手臂各关节轴相互平行相。
2、。液压泵的计算机械手控制系统的设计硬件设计操作面板布置操作面板布置如图所示机械手的操作方式分为手动操作和自动操作两种。手动操作就是用按钮作机械手的每步运动进行单独的控制。当选择升降按钮时，按下启动按钮，机械手上升按下停止按钮时，机械手上升。当选择正转逆转按钮时，按下启动按钮，机械手顺时针转动，而按下停止按钮时，机械手逆时针转动。同理，当选择夹紧放松按钮时，按下启动按钮，机械手爪夹紧，而按下停止按钮时，手爪松开。自动操作机械手从原点开始，按下启动按钮，机械手的动作将自动的连续的周期性循环。在工作中若按下停止按钮，机械手将继续完成个周期动作后，回到原点位置。工艺过程与控制要求机械手的动作有腰座的旋转，垂直手臂的升降，水平手臂的伸缩及手爪的夹紧与松开。手臂垂直升降和水平伸缩由液压实现驱动手爪。
3、关，下降电磁阀断电，下降停止接着手爪柱塞缸电磁阀通电，手爪张开，放下工件准备离开接着上升电磁阀通电，机械手开始上升，上升到位后，碰到上限位开关，上升电磁阀断电，上升停止同时手爪也闭合复原接着机械手水平手臂开始后缩，准备回原点，当后缩到位时，后缩停止，机械手回到原点，个上下料过程结束机械手在原点等待命令，准备下个工作循环。机械手的每次循环都从原点位置开始动作。控制器的选型机械手控制系统的硬件设计上考虑到机械手工作的稳定性可靠性以及各种控制元件连接的灵活性和方便性，控制器应选择有极高可靠性专门面向恶劣的工业环境设计开发的工业控制器，故选择在国内应用较多的西门子型。具体型号为。该集成，输入，输出共个数字量点，可连接个扩展模块，最大扩展至路数字量点或路模拟量点，具有字节程序和数据存储空间。个的。
4、流程如图所示从原点开始，按下启动键，且有上下料命令，则水平液压缸开始前伸并进行伺服定位，前伸到位后，停止前伸下降电磁阀通电，同时手爪柱塞缸电磁阀也通电，机械手下降，同时张开手爪，下降到位后碰到下限行程开关，下降电磁阀断电，下降停止，同时手爪夹紧，抓住工件上升电磁阀通电，机械手开始上升，上升到位后，碰到上限位开关，上升电磁阀断电，上升停止开始输出高速脉冲，驱动机械手逆时针转动，当转过度到位后，停止输出脉冲，机械手停止转动接着下降电磁阀通电，机械手下降，下降到位后，碰到下限行程开关，下降电磁阀断电，下降停止，机械手到达卡盘中心高度机械手开始水平定位后缩，将工件装入机床卡盘当工件装入到位后，卡盘收紧机械手松开手爪，准备离开接着上升电磁阀通电，机械手开始上升，上升到位后，碰到上限位开关，上升电。
5、后运动时，手爪松开。这种手爪开合行程较大，适应抓取大小不同的物体。连杆杠杆式手爪在活塞的推力下，连杆和杠杆使手爪产生夹紧放松运动，由于杠杆的力放大作用，这种手爪有可能产生较大的夹紧力。通常与弹簧联合使用。齿轮齿条式手爪通过活塞推动齿条，齿条带动齿轮旋转，产生手爪的夹紧与松开动作。平行杠杆式手爪采用平行四边形机构，因此不需要导轨就可以保证手爪的两手指保持平行运动，且比带有导轨的平行移动手爪的摩擦力要小得多。具体设计方案结合具体的工作情况，本设计采用连杆杠杆式的手爪。驱动活塞往复移动，通过活塞杆端部齿条，中间齿条及扇形齿条使手指张开或闭合。手指的最小开度由加工工件的直径来调定。本设计按照工件的直径为来设计。手爪的具体结构形式如图所示机械手手腕结构的设计机械手手腕是机械手操作机的最末端，与手。
6、的夹紧与放松，通过柱塞缸与齿轮来实现腰座旋转通过步进电动机与齿轮来实现。其中，液压缸由相应的电磁阀控制，升降分别由双线圈的两位电磁阀控制，当下降电磁阀通电时，机械手下降断电时，机械手下降停止当上升电磁阀通电时，机械手上升断电时，机械手上升停止。而水平方向的伸缩主要由电液伺服阀伺服驱动器感应式位移传感器构成的回路进行调节控制。实现执行手爪夹紧与放松的柱塞缸，由单线圈的电磁阀夹紧电磁阀来控制，当线圈不通电时，柱塞缸不工作，当线圈通电时，柱塞缸工作冲程，手爪张开，柱塞缸工作回程，手爪闭合。当机械手旋转到机床上方，并准备下降进行上下料工作时，为了确保安全，必须在机床停止工作并发出上下料命令时，才允许机械手下降进行作业。同时，从工件料架上抓取工件时，也要先判断料架上有无工件可取。作业流程机械手工。
7、垂直的轴应尽可能相交于点，这样可以使机械手运动学正逆运算简化，有利于机械手的控制。机械手各关节的轴承间隙要尽可能小，以减小机械间隙所造成的运动误差。为提高机械手手臂运动的响应速度减小电机负载，机械手的手臂相对其关节回转轴应尽可能在重量上平衡。具体设计方案由于机械手手臂运动为直线运动，且考虑到搬运工件的重量较大质量达，以及机械手的动态性能及运动的稳定性，安全性和较高的刚度要求，因此选择液压驱动方式。通过液压缸的直接驱动，液压缸既是驱动元件，又是执行运动件，因此不用再额外设计执行件而且液压缸实现直线运动，控制简单，易于实现计算机的控制。由于液压系统能提供很大的驱动力，因此驱动力和结构的强度都较容易实现，其关键在于机械手运动的稳定性和刚度的设计。因此手臂液压缸的设计原则是液压缸的直径取得大点。
8、在整体结构允许的情况下，再进行强度的较核。同时，因为控制和具体工作的要求，机械手的手臂的结构不能太大，若仅仅通过增大液压缸的直径来增大刚度，是不能满足系统刚度要求的。因此，在设计时另外增设了导杆机构，小臂增设了两个导杆，与活塞杆起构成等边三角形的截面形式，尽量增加其刚度大臂增设了四个导杆，成正四边形布置，为减小质量，各个导杆均采用空心结构。通过增设导杆，能显轴向上并不承受显性的工作载荷因为手爪夹持工件，受力方向为垂直方向，轴向主要是克服摩擦力矩，其所受的载荷主要是径向载荷，载荷性质为弯矩，使其产生弯曲变形。而且因为机械手要求具有定的柔性，水平液压缸活塞杆要求具有比较大的工作行程。同时具有比较大的弯矩和比较长的行程，这对液压缸的稳定性和刚度有较高的要求。因此，在水平伸缩缸的设计上，是增大。
9、手爪的运动方向，用气流调节阀来调节其运动速度。由于气动驱动系统价格较低，所以气动夹持器在工业中应用较为普遍。另外，由于气体的可压缩性，使气动手爪的抓取运动具有定的柔顺性，这点是抓取动作十分需要的。电动驱动方式电动驱动手爪应用也较为广泛。这种手爪，般采用直流伺服电机或步进电机，并需要减速器以获得足够大的驱动力和力矩。电动驱动方式可实现手爪的力与位置控制。但是，这种驱动方式不能用于有防爆要求的条件下，因为电机有可能产生火花和发热。液压驱动方式液压驱动方式是利用液压系统进行控制，传动刚度大，可实现连续位置控制。典型结构机械手手爪的典型结构有以下五种楔块杠杆式手爪利用楔块与杠杆来实现手爪的松开，来实现抓取工件。滑槽式手爪当活塞向前运动时，滑槽通过销子推动手爪合并，产生夹紧动作和夹紧力，当活塞向。
10、相连接，它与机械手手臂配合，使手爪在空间运动，完成所需要的作业动作。手腕结构的设计要求由于手腕安装在机械手末端，因此要求手腕设计应尽量小巧轻盈，结构紧凑。根据作业需要，设计机械手手腕的自由度。般情况下，自由度数目愈多，腕部的灵活性愈高，对对作业的适应能力也愈强。但自由度的增加，必然使腕部结构更复杂，控制更困难，成本也会相应增加。因此，手腕的自由度数，应根据实际作业要求来确定。为实现腕部的通用性，要求有标准的连接法兰，以便于和不同的机械手手爪进行连接。为保证工作时力的传递和运动的连贯，腕部结构要有足够的强度和刚度。要设有可靠的传动间隙调整机构，以减小空回间隙，提高传动精度。手腕各关节轴转动要有限位开关，并设置硬限位，以防止超限造成机械损坏。具体设计方案通过对数控机床上下料作业的具体分析，。
11、磁阀断电，上升停止启动高速脉冲驱动机械手作顺时针转动，当转过度到位后，停止输出脉冲，机械手停止转动，机械手回到原点待命机床进行加工。当数控机床加工完个工件时，发送下料命令给机械手，机械手接到命令后，马上输出脉冲驱动机械手逆时针转动，当转过度到位后，停止输出脉冲，机械手停止转动下降电磁阀通电，同时手爪柱塞缸电磁阀也通电，机械手下降且张开手爪，下降到位后碰到下限行程开关，下降电磁阀断电，下降停止且手爪夹紧，夹紧已加工好的工件机床卡盘松开机械手开始前伸，将工件从机床上取出，准备运走上升电磁阀通电，机械手开始上升，上升到位后，碰到上限位开关，上升电磁阀断电，上升停止输出高速脉冲，驱动机械手顺时针转动，当转过度到位后，停止输出脉冲，机械手停止转动下降电磁阀通电，机械手下降，下降到位后碰到下限行程。
12、抗弯能力，二是通过合理的结构布局设计，使其具有尽量大的刚度。为了达到这个目的，设计中采用了两个导向杆，以满足长行程活塞杆的稳定性和导向问题。另方面，为增大结构的刚度和稳定性，将两个导向杆与活塞杆布局成等边三角形的截面形式，以增大抗弯截面模量，也大大增加了液压缸的工作刚度。因为垂直液压缸所承受的载荷方式既有定的轴向载荷，又存在着比较大的倾覆力矩由加工工件的重力引起的。作为液压执行元件，满足此处的驱动力要求是轻而易举的，要解决的关键问题仍然是它的结构设计能否有足够的刚度来抗倾覆。这里同样采用了导向杆机构，围绕垂直升降缸设置四根导杆，较好的解决了这问题。液压缸强度的较核活塞杆直径的较核计算和选择液压元件控制元件的选择根据系统最高工作压力和通过该阀的最大流量，在标准元件的产品样本中选取各控制元。
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毕业论文：论文数控机床上下料机械手设计