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(OK)12KG下料机械手设计说明书.doc
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CAD-回转缸缸盖.dwg
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CAD-回转缸上缸盖.dwg
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CAD-夹紧缸小径.dwg
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CAD-空心活塞.dwg
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CAD-升降缸体.dwg
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CAD-轴.dwg
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CAD-装配图.dwg
1、初步拟订那么根据式可求出又根据式求出求出以上个结果后，可根据式求出的计算式中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，取由静止加速到常速的变化量起动过程时间。般取，对轻载低速运动部件取较小值，对重载取较大值初步设计时取取较小值那么的计算般背压阻力较小，可按计算。驱动力的确定根据以上分析，结合式可知最后计算得确定液压缸的结构尺寸液压缸内径的计算当油进入无杆腔时当油进入有杆腔时液压缸的有效面积故有无杆腔有杆腔式中驱动力液压缸的工作压力活塞杆的直径液压缸的直径液压缸的机械效率。初步设计中取机械效率为。代入已求得的值可得根据表可选取液压缸直径液压缸壁厚计算中等壁厚即时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薄壁即时厚壁即当时式中材料抗拉强度安全系数，般常用缸体材料的许用应力锻纲铸铁无缝钢管通过以上分析，考虑到承受的压力，选用厚壁的计算公式，缸体材料选用无缝钢管，因此因此根据式可计算出壁厚为缸盖螺钉的计算缸盖的受力为保证联接的紧密性,必。
2、要考虑惯性力的影响性力的影响可近似按下式估算其中运载工件时重力方向的最大上升加速度重力加速度可按下式估算式中运载工件时重力方向的最大上升速度系统达到最高速度的时间根据设计参考选取般取设计中取方位系数，根据手指与工件形状以及手指与工件位置不同进行选定设计中粗略计算，被抓取工件所受重力图夹钳式手抓形状图假设工件移动速度为，型钳口的角度,。取，那么夹紧力驱动力考虑手爪的机械效率取那么液压缸直径的确定表液压缸压力与载荷关系载荷工作压力根据载荷选取工作压力取根据所以表液压缸内径尺寸系列根据表选取内径所以活塞杆直径为结合机械设计手册第三十章中关于液压缸的基本安装尺寸表可得到液压缸的个部分尺寸。第三章手臂的设计计算手臂的设计通常是先进行粗略的估算,或类比同类结构,根据运动参数初步确定有关机构的主要尺寸,在进行校核计算,修正设计,如此反复数次,绘出最终的结构，对臂部的要求主要有臂部应承载能力大刚性好自重轻机械手中常用无缝钢管作导向杆，用工字钢或槽钢作支撑板。这样既提高了手臂的刚度，又大大减轻了手臂的自重。二臂部。
3、动速度要高惯性要小机械手的运动速度般是根据生产节拍的要求来决定的。确定了生产节拍和行程范围，就确定了手臂的运行速度或角速度。在般情况下，于臂的移动和回转均要求匀速运动和为常数，但在手臂的起动和终止瞬间，运动是变化的。为了减少冲击，要求起动时间的加速度和终止前的减速度不能太大，否则引起冲击和振动。手臂作升降运动的液压缸驱动力计算根据液压缸运动时所需要克服的摩擦回油背压及惯性等几个方面的阻力，来确定液压缸所需的驱动力。液压缸活塞的驱动力的计算式中摩擦阻力。密封装置处的摩擦阻力。液压缸回油腔低压油液所造成的阻力。启动或者制动时，活塞杆所受的平均惯性。零部件及工件所受的总重力。的计算图升降时的受力示意图如图所示，由图可知，而,即，其中为夹紧液压缸的重量，可以从机械设计手册中查取。取，代入式可求出的计算活塞与活塞杆处都采用形密封圈，液压缸密封处的总摩擦力为式中驱动力工作压力伸缩油管的直径密封的有效长度为了保证形密封圈装入密封沟槽，并与配合件接触后起到严格的密封，在加工密封沟槽时考虑密封圈的预压缩量设计时取。
4、范围要与工件相适应。手爪的开闭角度手爪张开或闭合时两个极限位置所摆动的角度应能适应夹紧较大的直径范围夹持精度要高。既要求工件在手爪内有准确的相对位置，又不夹坏工件表面。般需根据工件的形状选择相应的手爪结构如圆柱形工件应采用带形槽的手爪来定位对于工件表面光洁度较高的，应在手爪上镶铜夹布胶木或其他软质垫片等夹持动作要迅速灵活要求结构紧凑，重量轻，效率高。在保证本身刚度，强度的前提下，尽量可能使结构结构紧凑，重量轻，以利于减轻手臂的负载。应考虑通用性和特殊要求。般情况下，手部多是专用的，为了扩大它的使用范围，提高它的通用化程度，以适应夹持不同尺寸和形状的工件需要，通常采取手指可调整的办法。夹钳式手部的计算与分析夹紧液压缸的计算手指加在工件上的夹紧力，是设计手部的主要依据。必须对其大小，方向和作用点进行分析，计算。般来说，夹紧力必须克服工件重力所产生的静载荷以及工件运动状态变化所产生的载荷惯性力或惯性力矩。以使工件保证可靠的夹紧状态。手指加在工件上的夹紧力可按下式计算式中安全系数,通常取工作情况系数，主。
5、制来给定程序。记忆再现视觉，热觉，触觉，行走机构等按用途分类专用机械手附属于主机的，具第章绪论工业机械手的设计目的工业机械手设计是机械手机械制造,机械设计和机械电子工程机电体化等专业的个重要的教学环节,是学完技术基础课及有关专业课的次专业课内容的综合设计通过设计提高学生的机构分析与综合的能力,机械结构设计的能力,机电液体化系统设计能力,掌握实现生产过程自动化的设计方法通过设计把有关课程机构分析与综合,机械原理,机械设计,液压与气压技术,自动控制理论,测试技术,数控技术,微型计算机原理及应用,自动机械设计等中所获得的理论知识在实际中综合地加以运用,使这些知识得到巩固和发展,并使理论知识和生产密切地结合起来工业机械手设计是机械设计及制造专业和机械电子工程专业的学生次比较完善的机电体化设计通过设计,培养学生独立的机械整体设计的能力,树立正确的设计思想,掌握机电体化机械产品设计的基本方法和步骤,为自动机械设计打下良好的基础通过设计,使学生能熟练地应用有关参考,计算图表,手册,图册,和规范熟悉有关国家标准。
6、机械手具有独立控制系统，程序可变，动作灵活多样的机械手。通用机械手的工作范围大，定位精度高，通用性强，适用于工件经常变换的中，小批量自动化生产。工业机械手的组成工业机械手是由执行机构，驱动系统和控制系统所组成执行机构执行机构由抓取部分手部,腕部,肩部和行走机构等运动部件组成驱动机构有气动,液动,电动和机械式四种形式控制系统有点动控制和连续控制两种方式大多数用插销板进行点位程序控制,也有采用可编程序控制器控制,微型计算机数字控制,采用凸轮,磁盘磁带,穿孔卡等记录程序主要控制的是坐标位置,并注意其加速度特性基体机身基体是整个机械手的基础工业机械手的技术发展方向国内外实际上使用的定位控制的机械手,没有视觉和触觉反馈目前世界各国正积极研制带有视觉和触觉的工业机械手,使它能对所抓取的工件进行分辨,选取所需要的工件,并正确地夹持工件,进而精确地在机器中定位,定向为使机械手有眼睛去处理方位变化的工件和分辨形状不同的零件,它由视觉传感器输入三个视图方向的视觉信息,通过计算机进行图形分辨,判别是否是所要抓取的工件。
7、防止握力过大引起物件损坏或握力过小引起物件滑落下来,般采用两种方法是检测把握物体手臂的变形,以决定适当的握力另种是直接检测指部与物体的滑落位移,来修正握力因此这种机械手就具有以下几个方面的性能能准确地抓住方位变化的物体能判断对象的重量能自动闭开障碍物抓空或抓力不足是能检测出来这种具有感知能力并能对感知的信息作出反应的工业机械手称为智能机械手,它是具有发展前途的现在,工业机械手的使用范围只限于在简单复杂的操作方面节省人力,其效益是代替人从事繁重的工作和危险的工作,在恶劣环境下尤其明显至于在汽车工业和电子工业之类的费工的工业部门,机械手的应用情况决不能说是很好的虽然这些工业部门工时不足的问题很尖锐,但采用机械手只限于小部分工序其原因之是,工业机械手的性能还不能满足这些部门的要求,适于机械手工作的范围很小另外经济性问题当然也很重要,采用机械手来节约人力从经济上看不定总是合算的,然而,利用机械手或类似机械设备节省和实现生产合理化的要求,今后还会增长工业机械手的设计的内容拟订整体方案,特别是传感,控制方式。
8、和部颁标准,以完成个工程技术人员在机械整体设计方面所必须具备的基本技能训练工业机械手在生产中的作用建造旋转体零件实习单机自动化锻，焊，热处理等热加工方面工业机械手的分类按规格所搬运的工件重量分类微型的搬运重量在以下小型的搬运重量在以下中型的搬运重量在以下大型的搬运重量在以下按功能分类简易型工业机械手有固定程序和可变程序两种。固定程序由凸轮转鼓或挡块转鼓控制，可变程序用插销板或转鼓控制来给定程序。记忆再现型工业机械手这种工业机械手由人工通过示教装置领教遍，由记忆元件把程序记录下来，以后机械手就自动按记忆的程序重法进行循环动作计算机数字控制的工业机械手可通过更换穿孔带或其他记忆介质来改变工业机械手的动作程序，还可以进行多机控制。智能工业机械手由电子计算机通过各种传感元件等进行控制，具有视觉，热觉，触觉，行走机构等按用途分类专用机械手附属于主机的，具有固定程序而无独立控制系统的机械装置。这种机械手工作对象不变，动作固定，结构简单，使用可靠，适用于成批，大量生产的生产自动线或专机作为自动上，下料用。通用。
9、与机械本体的有机结合的设计方案根据给定的自由和技术参数选择合适的手部,腕部,肩部和机身的结构各部件的设计计算工业机械手工作装配图的设计与绘图液压系统图的设计与绘图电气控制的绘制编写设计计算说明书第章手部的设计手部的功能分类机械手的手部是用来抓取并握紧工件的，它包括手爪和夹紧装置两部分。夹持工件的迅速灵活准确和牢靠程度，直接影响到机械手的性能，是机械手的关键部件之。由于被握持工件的形状，尺寸大小，重量，材料性能，表面状况等的不同，所以工业机械手的手部结构是多种多样的，大部分的手部结构是根据特定的工件要求而设计的。归纳起来，常用的手部，按其握持工件的原理，大致可分成夹持和吸附两大类。夹持类常见的主要有夹钳式，此外还有钩托式和弹簧式。夹持类手部按其手指夹持工件时的运动方式，可分为手指回转型和手指平移型两种。吸附类可分有气吸式和磁吸式。夹钳式手部设计的基本要求手指握力夹紧力大小要适当。除工件的重力外，要能保证工件在传送过程中不松动或脱落，还考虑转送或操作过程中所产生的惯性和振动，以保证工件夹钳安全可靠夹。
参考资料：
0-12KG下料机械手设计.rar（V3.1）