即姿势。手臂手臂是支承被抓物件手部手腕的重要部件。手臂的作用是带动手指去抓取物件，并按预定要求将其搬运到指定的位置工业机械手的手臂通常由驱动手臂运动的部件如油缸气缸齿轮齿条机构连杆机构螺旋机构和凸轮机构等与驱动源如液压气压或电机等相配合，以实现手臂的各种运动。手臂可能实现的运动如下手臂在进行伸缩或升降运动时，为了防止绕其轴线的转动，都需要有导向装置，以保证手指按正确方向运动。此外，导向装置还能承担手臂所受的弯曲力矩和扭转力矩以及手臂回转运动时在启动制动瞬间产生的惯性力矩，使运动部件受力状态简单。导向装置结构形式，常用的有单圆柱双圆柱四圆柱和形槽燕尾槽等导向型式。立柱立柱是支承手臂的部件，立柱也可以是手臂的部分，手臂的回转运动和升降或俯仰运动均与立柱有密切的联系。机械手的立往通常为固定不动的，但因工作需要，有时也可作横向移动，即称为可移式立柱。行走机构当工业机械手需要完成较远距离的操作，或扩大使用范围时，可在机座上安装滚轮轨道等行走机构，以实现工业机械手的整机运动。滚滚轮轮式式布行走机构可分为有轨的和无轨的两种。驱动滚轮运动则应另外增设机械传动装置。机座机座是机械手的基础部分，机械手执行机构的各部件和驱动系统均安装于机座上，故起支撑和连接的作用。二驱动系统驱动系统是驱动工业机械手执行机构运动的动力装置，通常由动力源控制调节装置和辅助装置组成。常用的驱动系统有液压传动气压传动电力传动和机械传动。三控制系统控制系统是支配着工业机械手按规定的要求运动的系统。目前工业机械手的控制系统般由程序控制系统和电气定位或机械挡块定位系统组成。控制系统有电气控制和射流控制两种，它支配着机械手按规定的程序运动，并记忆人们给予机械手的指令信息如动作顺序运动轨迹运动速度及时间，同时按其控制系统的信息对执行机构发出指令，必要时可对机械手的动作进行监视，当动作有或发生故障时即发出报警信号。四位置检测装置控制机械手执行机构的运动位置，并随时将执行机构的实际位置反馈给控制系统，并与设定的位置进行比较，然后通过控制系统进行调整，从而使执行机构以定的精度达到设定位置。机械手的分类工业机械手的种类很多，关于分类的问题，目前在国内尚无统的分类标准，在此暂按使用范围驱动方式和控制系统等进行分类。按用途分机械手可分为专用机械手和通用机械手两种专用机械手它是附属于主机的具有固定程序而无控制系统的机械装置。专用机械手具有动作少工作对象单结构简单使用可靠和造价低等特点，适用于大批量的自动化生产，如自动机床自动线的上下料机械手和加口工中心附属的自动换刀机械手。通用机械手它是种具有控制系统的程序可变的动作灵活多样的机械手。在规格性能范围内，其动作程序是可变的，通过调整可在不同场合使用，驱动系统和控制系统是的。通用机械手的工作范围大定位精度高通用性强，适用于不断变换生产品种的中小批量自动化的生产。通用机械手按其控制定位的方式不同可分为简易型和伺服型两种简易型以开关式控制定位，只能是点位控制伺服型具有伺服系统定位控制系统，可以是点位的，也可以实现连续轨迹控制，般的伺服型通用机械手属于数控类型。二按驱动方式分液压传动机械手是以液压的压力来驱动执行机构运动的机械手。其主要特点是抓重可达几百公斤以上传动平稳结构紧凑动作灵敏。但对密封装置要求严格，不然油的泄漏对机械手的工作性能有很大的影响，且不宜在高温低温下工作。若机械手采用电液伺服驱动系统，可实现连续轨迹控制，使机械手的通用性扩大，但是电液伺服阀的制造精度高，油液过滤要求严格，成本高。气压传动机械手是以压缩空气的压力来驱动执行机构运动的机械手。其主要特点是介质李源极为方便，输出力小，气动动作迅速，结构简单，成本低。但是，由于空气具有可压缩的特性，工作速度的稳定性较差，冲击大，而且气源压力较低，抓重般在公斤以下，在同样抓重条件下它比液压机械手的结构大，所以适用于高速轻载高温和粉尘大的环境中进行工作。机械传动机械手即由机械传动机构如凸轮连杆齿轮和齿条间歇机构等驱动的机械手。它是种附属于工作主机的专用机械手，其动力是由工作机械传递的。它的主要特点是运动准确可靠，动作频率大，但结构较大，动作程序不可变。它常被用于工作主机的上下料。电力传动机械手即有特殊结构的感应电动机直线电机或功率步进电机直接驱动执行机构运动的机械手，因为不需要中间的转换机构，故机械结构简单。其中直线电机机械手的运动速度快和行程长，维护和使用方便。此类机械手目前还不多，但有发展前途。三按控制方式分点位控制它的运动为空间点到点之间的移动，只能控制运动过程中几个点的位置，不能控制其运动轨迹。若欲控制的点数多，则必然增加电气控制系统的复杂性。目前使用的专用和通用工业机械手均属于此类。连续轨迹控制它的运动轨迹为空间的任意连续曲线，其特点是设定点为无限的，整个移动过程处于控制之下，可以实现平稳和准确的运动，并且使用范围广，但电气控制系统复杂。这类工业机械手般采用小型计算机进行控制。国内外发展状况国外机械手领域发展近几年有如下几个趋势工业机械手性能不断提高高速度高精度高可靠性便于操作和维修，而单机价格不断下降，平均单机价格从年的万美元降至年的万美元。据机械手的工作需要，通过比较，我们采用的机械手的手部结构是左右两指弧形夹持气爪。为了牢固抓取，将气爪部位，加装与零件外形较为接近的爪子第章手腕结构设计被抓取工件是水平放置，手腕无需设有回转运动。因此，手腕设计并无太大要求，只需连接手臂与手部即可。第章手臂结构设计按照抓取工件的要求，本机械手的手臂有三个自由度，即手臂的伸缩左右回转和升降或俯仰运动。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。结构设计手臂的伸缩是直线运动，实现直线往复运动采用的是气压驱动的活塞气缸。由于活塞气缸的体积小重量轻，因而在机械手的手臂结构中应用比较多。同时，气压驱动的机械手手臂在进行伸缩或升降运动时，为了防止手臂绕轴线发生转动，以保证手指的正确方向，并使活塞杆不受较大的弯曲力矩作用，以增加手臂的刚性，在设计手臂结构时，必须采用适当的导向装置。它应根据手臂的安装形式，具体的结构和抓取重量等因素加以确定，同时在结构设计和布局上应尽量减少运动部件的重量和减少手臂对回转中心的转动惯量。在本机械手中，采用的是单导向杆作为导向装置，它可以增加手臂的刚性和导向性。第章气动系统设计气压传动系统工作原理图图所示为该机械手的气压传动系统工作原理图。它的气源是由空气压缩机排气压力大于通过快换接头进入储气罐，经分水过滤器调压阀油雾器，进入各并联气路上的电磁阀，以控制气缸和手部动作。图机械手气压传动系统工作原理图各执行机构的调速，凡是能采用排气口节流方式的，都在电磁阀的排气口安装节流阻尼螺钉进行调速，这种方法的特点是结构简单，效果尚好。如手臂伸缩气缸在接近气缸处安装两个快速排气阀，可加快起动速度，也可调节全程上的速度。升降气缸采用进气节流的单向节流阀以调节手臂的上升速度，由于手臂靠自重下降，其速度调节仍采用在电磁阀排气口安装节流阻尼螺钉来完成。气液传送器气缸侧的排气节流，可用来调整回转液压缓冲器的背压大小。为简化气路，减少电磁阀的数量，各工作气缸的缓冲均采用液压缓冲器，这样可以省去电磁阀和切换节流阀或行程节流阀的气路阻尼元件。电磁阀的通径，是根据各工作气缸的尺寸行程速度计算出所需压缩空气流量，与所选用电磁阀在压力状态下的公称使用流量相适应来确定的。第章机械手控制系统设计机械手的工艺过程机械手的工作均由电机驱动，它的上升下降左移右移都是有电机驱动螺纹丝杆旋转来完成的。分析工艺过程机械手的初始位置停在原点，按下启动后按扭后，机械手将原点下降夹紧上升右移下降放松上升左移到原点，动作完成个工作周期。机械手的下降上升右移左移等动作转换，是由相应的限位开关来控制的，而加紧放松动作的转换是有时间来控制的。为了确保安全，机械手右移到位后，必须在右工作台上无工件时才能下降，若上次搬到右工作台上的工件尚未移走，机械手应自动暂停，等待。为此设置了个光电开关，以检测无工件信号。为了满足生产要求，机械手设置了手动工作方式和自动工作方式，而自动工作方式又分为单步单周期和连续工作方式。手动工作方式利用按钮对机械手每步动作进行控制。例如，按下下降按钮，机械手下降按下上升按钮，机械手上升。手动操作可用于调整工作位置和紧急停车后机械手返回原点。单步工作方式从原点开始，按照自动工作循环的步序，每按次启动按钮，机械手完成步动作后自动停止。单周期工作方式按下启动按钮，机械手按工序自动自动完成个周期的动作，返回原点后停止。连续工作方式按下按钮，机械手从原点，按步序自动反复连续工作，在连续工作方式下设置两种停车状态正常停车在正常工作状态下停车。按下复位按钮，机械手在完成最后个周期的工作后，返回原点自动停机。紧急停车在发生事故或紧急状态时停车。按下紧急停车按钮，机械手停止在当前状态。当故障排除后，需手动回到原点。控制系统确定输入输出点数并选择型号输入信号位置检测信号下限上限右限左限共个行程开关，需要个输入端子。无工件检测信号用光电开关作检测元件，需要个端子。工作方式选择开关有手动单步单周期和连续种工作方式，需要个输如端子。手动操作需要有下降上升右移左移加紧放松个按钮，也需要个输入端子。自动工作尚需启动正常停车紧急停车个按钮，也需要个输入端子。以上共需要个输入信号。输出信号的输出用于控制机械手的下降上升右移左移加紧放松以三个电动机转速的控制等，共需要个输出点。机械手从原点开始工作，需要个原点指示灯，也需要个输出点。所以，至少需要个输出点。由于机械手的控制属于开关量控制，在功能上未提出特殊