（电动机座加工自动线卸料机械手的设计）（最终版） ㊣ 精品文档 值得下载

设计成如图所示，其为手臂作直线运动的典型机构中的导向杆手臂伸缩机构。

从图中可较清楚地看到手臂伸缩液压缸的结构，由导向管承受弯曲作用，活塞杆只受轴向的拉力和压力，故大大减少了活塞杆的受力，使传动平稳。

图手臂伸缩缸的设计计算由于该伸缩缸作的是升降运动，所以要克服的力有摩擦力惯性及其载荷，这些是用来确定所需驱动力的依据。

液压缸活塞的驱动力的计算为驱摩密惯式中摩摩擦阻力。

手臂运动时，为运动件表面间的摩擦阻力。

若是导向装置，则为活塞和缸壁等处的摩擦阻力密密封装置处的摩擦阻力惯起动或制动时，活塞杆所受平均惯性力零部件及工件所受总重力。

摩的计算不同的配置和不同的导向截面形状，其摩擦阻力不同，要根据具体情况进行估算。

为双导向杆导向，其导向杆截面形状为圆柱面，导向杆对称配置在伸缩缸的侧受力均衡，按个导向杆计算，启动时，导向装置的摩擦阻力较大，计算如下摩的计算本机械手手臂为单导向杆导向，其导向杆截面形状为圆柱面摩总式中总参与运动的零部件所受的总重力含工件，手爪及手腕手臂参与运动的零部件的总重量的重心到导向支承前端的距离导向支承的长度当量摩擦系数对于圆柱面钢对青铜取钢对铸铁取故摩密的计算对于此液压缸，选形密封圈，则密п式中摩擦系数，密封处的工作压力密封处的直径沿轴向的密封长度，相当于唇部的宽度。

根据活塞杆的直径选形密封圈型号为内径为，唇部宽度为。

密п，惯的计算惯总式中总参与运动的零部件所受的总重力包括工件重量重力加速度由静止加速到常速的变化量启动过程时间般取，对轻载低速运动部件取较小值，对重载高速运动部件取较大值由设计参数可知，并取惯手臂起动上升过程中所需驱动力最大驱确定液压缸的结构尺寸图小手臂升降液压缸当油进入有杆腔时η液压缸的有效面积故有η式中驱动力液压缸的工作压力活塞杆直径液压缸内径η液压缸机械效率，在工程机械中用耐油橡胶可取η。

有总体设计可知液压缸口朝上下。

η为了使该机械手受更好的通用性，这里取液压缸壁厚计算初选壁厚，则所以该壁厚属于中等壁厚，计算公式为式中液压缸内工作压力强度系数当为无缝钢管时计入管壁公差及侵蚀的附加厚度，般圆整到标准壁厚值液压缸内径所以壁厚取标准液压缸内径，则壁厚为。

活塞杆的计算活塞杆的尺寸要满足活塞或液压缸运动的要求和强度的要求。

对于杆长大于直径的倍即的活塞杆还必须具有足够的稳定性。

有总体设计可知所以这里只对杆进行强度的校核。

式中驱动力活塞杆直径材料的许用应力碳钢取时，般应进行稳定性校核。

该手臂活塞杆，故无需稳定性校核。

机械手整体相关运动参数设计由运动流程图如下，机械手完成个周期的运动是秒，这个根据实际工作中的时间效益和机床保护方面考虑，我们整体可以把时间分配为如下情况，小手臂上升手指缩回原位下料上料大手臂转入小手臂升起手指伸出小手臂下降大手臂转出小手臂下降图运动时间流程图大手臂的运动速度计算因为大手臂需要转动，即当大手臂能够完成个单向运动时，这时候的轴走过的角度在轴上的另外个小齿轮也就走过了角度，此时小齿轮走过的距离和小此轮啮合的齿条走过的距离大大小手臂速度的计算从运动行程图可知小，行程总距离小小小小手臂上升和下降的速度是样的手指升降速度计算手手手手指的升降速度也是样的机械手的液压驱动系统的设计液压系统自年代初到现在，已在机械手中获得广泛应用。

目前，虽在中等负载以下的机械手中采用电机驱动系统，但在简易经济型，重型的工业机械手和喷涂机械手中采用液压系统的仍占较大比重，它的优点是动力大力或力矩惯性比大响应快速易于实现直接驱动等。

液压系统在机械手中所起的作用是通过电液转换元件把控制信号进行功率放大，对液压动力机构进行方向位置和速度的控制，进而控制机械手按给定的运动规律动作。

液压动力机构多数情况下采用直线液压缸或摆动液压缸。

用于实现手臂及机身的伸缩升降以及手腕的摆动与回转。

程序控制机械手的液压系统这类机械手属于非伺服控制机械手，在只有简单搬运动作业功能的机械手中，常常采用简单的逻辑控制装置或编程控制，对机械手实现有限位的控制。

这类机械手的液压系统设计与其它液压机械设计所考虑的问题大致相同，只是在以下方面须加以重视。

液压缸设计在确保密封性的前提下，尽量选用橡胶与氟化塑料组合的密封件，以减少摩擦阻力，提高液压缸的寿命。

定位点的缓冲与制动因机械手手臂的运动惯量较大，在定位点前要加缓冲与制动机构或锁紧装置。

对惯性较大的运动轴和接近机械手末端的腕部运动轴的液压缸两侧，最好加设安全保护装置，防止因碰撞过载损坏机械结构。

液压系统传动方案的确定各液压缸的换向回路三位四通换向阀直动缸为便于机械手的自动控制，如采用可编程序控制器或微机进行控制，从总体方案设计中可知系统的压力和流量都不高，因此般都选用电磁换向阀回路，以获得较好的自动化程度和经济效益。

液压机械手般采用单泵或双泵供油，手臂伸缩手臂俯仰手臂旋转等机构采用并联供油，这样可有效降低系统的供油压力，此时为了保证多缸运动的系统互不干扰，实现同步或非同步运动，换向阀需采用中位型换向阀。

综上所述并结合本设计方案，夹紧缸换向选用二位三通电磁阀，其它缸全部选用型三位四通电磁换向阀。

选电磁阀便升小手臂下降手指伸出手指缩回单数下降单独双数下降单独启动停止手动回原点单步单周期连续图控制面板设计图卸料机械手电气控制图自动线段不参加工作机械手下降与自动线段循环互锁工件抓不起来在转出位置时机械手到下端放工件记忆在转出位置时机械手到下端抓工件记忆在转入位置时机械手到下端放工件记忆手指缩出检验手指缩回检验在单独工作时机械手第次下降在单独工作时机械手第次下降卸料机械手油泵电动机手指伸出手指缩回大手臂转出大手臂转入小手臂在下端小手臂在上端下降下降启动停止停止停止大手臂转入大手臂转出手指缩回手指伸出小手臂上升小手臂下降上升下降转入转出缩回伸出卸料机械手电气控制图电气系统工作流程原理当自动线在自动工作时，卸料机械手控制箱上的钮子开关处于自动位置。

卸料机械手开始工作前的原始状态为大手臂处于转入位置，小手臂处于上端，手指是伸出的，即机械手已将工件从卸料工件卸下来，然后抓起并转送到前输送带上方，准备将工件放在前输送带上去。

此时的限位开关和均被压下，继电器和通电，同时前输送带上没有工件。

卸料机械手自动工作循环如下原位闭闭闭闭前输送带前进终点闭自动线启动闭手指缩回闭闭且记忆闭和记忆闭闭闭闭闭闭闭闭闭闭闭随行夹具在机床上定位闭闭随行夹具上的工件松开闭闭自动闭闭闭闭且记忆闭闭闭闭常闭闭闭闭原位自动线启动小手臂下降小手臂上升大手臂转出小手臂下降手指伸出小手臂上升大手臂转入注闭表示常开触点闭合右上角表示通电由于卸料机械手是电动机座加工自动线中的部分，故电气原理图上的许多触点和继电器均与自动线上其余部分有关，在电气原理图和说明上不能说明。

此处提供的电器原理图和简单说明仅供参考。

如需详细了解，请参阅大连组合机床研究所设计的Ⅰ电气部分的原理与说明卸料机械手自动循环时有关触点说明自动线启动继电器触点固定夹具拔销松开，卧式检查头原位继电器触点零件输送带原位继电器触点零件输送带终点继电器触点随行夹具在机床上定位继电器触点随行夹具上工件松开继电器触点装料机械手电动机启动继电器触点自动继电器触点调整继电器触点前输送带向后动作准备继电器触点前输送带原位继电器触点前输送带前进终点继电器触点由于种原因如工件没有松开，而使卸料机械手抓不起工件而发出信号用的继电器致谢经过几个月的忙碌和学习，本次毕业论文设计已经接近尾声。

我的题目电动机座加工自动线卸料机械手的设计。

这是个老课题，但是作为个本科生的毕业设计，由于经验的匮乏，难免有许多考虑不周全的地方，如果没有指导教师的的督促指导，想要完成这个设计是难以想象的。

结合毕业实习的观察，在老师的细心教导和同学们的热心帮助下，我圆满完成了我的设计。

在这里首先要感谢我的论文指导老师。

雷老师平日里工作繁多，但在我做毕业设计的每个阶段，从选题到查阅资料，论文提纲的确定，中期论文的修改，后期论文格式调整等各个环节中都给予了我悉心的指导。

每个星期的周二周四是我们的毕业设计指导日，雷老师风雨无阻，对我们悉心教导。

雷老师在指导我们专业知识的同时，还经常教我们些在实际工作岗位上用的着的东西和做人的道理。

除了敬佩雷老师的专业水平外，他的治学严谨和科学研究的精神也是我永远学习的榜样，并将积极影响我今后的学习和工作。

对我们不懂的问题他绝不姑息，不仅要求我们弄清楚，还要求能够举反三融会贯通。

其次还要感谢大学四年来所有的工程技术学院老师。

我的整个大学学习期间的老师都在我心中留下了深刻的印象，他们丝不苟的作风，严谨求实的态度，踏踏实实的精神，不仅授我以文，而且教我做人，他们循循善诱的教导和不拘格的思路给予我无尽的启迪。

我是在他们的教诲下，我喜欢上了机械，掌握了坚实的专业知识基础，为我以后的扬帆远航注入了动力。

在论文即将完成之际，我的心情无法平静，从开始进入课题到论文的顺利完成，有那么多可敬的师长同学朋友给了我无言的帮助，在这里再次请接受我诚挚的谢意，感谢培养我长大含辛茹苦的父母，谢谢你们