【毕业设计】冲压机械手--液压系统毕业设计说明书 ㊣ 精品文档 值得下载

构简单，使用可靠，适用于大批量生产自动线或专机作为自动上下料用。

通用机械手具有控制系统，程序可变动作灵敏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。

课题设计的目的及意义自改革开放，我国经济高速发展，机械手早期应用在汽车制造业。

当面临人工无法实现的工作时，机械手成为了替代人工的替代品。

机械手的使用能够显著的提高生产效率，减少人为因素造成的废次品率。

机械手可以完成很多工作，它在自动化车间中用来运送物料，从事多种工艺操作。

它的特点是通过编程来完成各种预期的作业，在构造和性能上兼有人和机器人的部分优点，尤其体现了人的灵活协调和机器人的精确到位。

随着科学技术的发展，人们对机械手的安全性，可靠性，准确性有了充分的认识，同时对其要求也越来越高。

可编程控制器凭其稳定性，简单性，强大性成为了目前应用最广的工业自动化支柱之。

第章机械手概述机械手的组成机械手的形式是多样的，但是其基本的组成都是相似的。

般机械手由执行机构传动机构，控制系统和辅助装置组成。

执行机构执行机构由手关节手臂和支柱组成，与人体手臂相似。

手为抓取机构，用于抓取工件。

关节是连接手与手臂的关键性原件，具有多方位旋转特性。

支柱用来支撑手臂，可做活动支柱方便机械手多方位移动。

传动机构传动机构用于实现执行机构的动作。

常用的有机械传动液压传动气压传动，电力传动等形式。

控制系统机械手按照制定的程序，步骤，参数进行动作完成该指定工作要依靠控制系统来实现。

辅助装置辅助装置主要是连接机械手各部分元件的装置。

应用机械手的意义随着科技的发展，机械手应用的越来越多。

在机械工业中，机械手应用的意义概括如下提高生产过程自动化程度，增强生产效率。

机械手方便与材料的传送工件的装卸刀具的更换等自动化过程，从而提高劳动生产率和降低劳动投入，从而降低生产成本。

改善劳动条件在车间的劳动环境下，高温高压噪音灰尘等污染会严重影响人的身体健康，人在车间工作不可避免的会接触到危险，而应用机械手可以替代人安全的完成作业，从而改善劳动条件。

减少人力资源，便于节奏生产。

机械手的应用增强了自动化生产，会减少人力的使用。

机械手可以长时间重复性连续完成工作，这是人工无法实现并完成的。

生产线增加使用机械手以减少人力和精准的生产节拍，有利于节奏性的工作生产。

综上所述，机械手的合理利用是机械行业发展的必然趋势。

第章任务分析动作分析根据生产条件要求，机械手须把加工原料从输送带上取下，旋转定角度后将加工原料放入冲压机填料口，然后返回，重复这动作。

运动节拍插销定位手臂前伸手指抓料手臂上升手臂缩回手腕回转拔定位销手臂回转插定位销手臂前伸手臂下降手指松开手臂缩回手腕回转拔定位销手臂回转插定位销手臂伸出。

总体方案方案插销定位手臂前伸手指抓料手臂上升手臂缩回拔定位销手腕回转手臂回转插定位销手臂前伸手臂下降手指松开手臂缩回拔定位销手腕回转手臂回转插定位销。

方案二插销定位手臂前伸手指抓料手臂上升手臂缩回手腕回转拔定位销手臂回转插定位销手臂前伸手臂下降手指松开手臂缩回手腕回转拔定位销手臂回转插定位销。

方案比较按照方案与方案二的行进方式均可完成加工原料的自动填充，但是从工作效率与经济性方面考虑还是应采用方案。

原因如下方案有效的把不做功行程与做功行程以及空行程之间结合在了起，不仅完成了工作要求，而且提高了工作效率，也间接增加了经济效益。

本章小结本章主要介绍了机械手的运行要求，还有机械手在运行时的各动作节拍以及确定了机械手在正常运行时的动作规范。

第章总体设计总体设计的思路设计机械手基本上分为以下几个阶段系统分析阶段根据所设计的要求首先确定机械手的目的和任务分析机械手需要适应的工作环境根据机械手的工作要求，确定机械手的基本功能和方案技术设计阶段确定驱动系统的类型选择各部件的具体结构，进行机械手总装图的设计绘制机械手的零件图，并确定尺寸。

技术指标最大抓取重量工件最大尺寸长宽高最大操作范围提升高度，回转角度，行走范围机械手的自由度定位精度装料高度生产纲领万件年，件性能要求抓取灵活，送放平稳，定位可靠，寿命不低于年根据课题要求，本设计采用液压系统来控制机械手。

本章小结本章中主要介绍了液压系统的设计思路，包括系统分析阶段和技术设计阶段等。

并且明确了机械手的设计要求，确定了设计方向。

第章液压系统设计手指部分设计要求平稳的抓取加工原料，在抓住加工原料后应保持夹紧状态。

工况分析工作循环为快进慢进夹紧快退原位停止，快进快退速度均为慢进速度为单行程为，加速减速时间为，静动摩擦因数为，执行机构所需的负载力为，执行机构的重量为。

计算外负载动摩擦阻力静摩擦阻力快速时的惯性阻力慢速时的惯性阻力各工作状况下的液压缸的负载力的大小见下表运行时间快进时间见式慢进时间见式快退时间见式加速快退制动拟定液压系统原理图图定位缸系统图选择液压件选择液压泵和电机确定液压泵的工作压力液压缸在工作中的最大压力为。

管路损失取，故泵的最高工作压力为，这是流量泵的最高工作压力。

液压泵的公称工作压力为。

液压泵流量在快进时，最大流量值为，取，计算泵的最大流量。

元辅件的选择见表表确定管道尺寸，取，选用冷拔无缝钢管。

压力损失验算已知油管，油管内径，通过流量，选用全损耗系统用油，最低工作温度，。

油流类型为层流进油路上沿程压力损失回油路上沿程压力损失局部压力损失取油流通过集成块时的压力损失，所以总的压力损失为。

编号元件名称技术数据，调整压力单向阀，实际二位四通电磁换向阀，减压阀，手臂升降设计要求平稳的进行手臂升降工况分析工作循环为上升中停下降停止，单行程为，上升与下降的速度均为。

手臂与工件的总重量为，考虑到手臂为悬挂放置，设定手臂与基体间的压力为，静动摩擦系数均为，加速减速时间为计算外负载动摩擦阻力静摩擦阻力惯性阻力液压缸工作时的负载力见表表负载力工况计算公式液压缸负载，液压缸驱动力，启动加速上升制动反向启动加速下降制动运行时间上升时间下降时间确定液压系统参数初选液压缸的工作压力根据表，选定液压缸的工作压力为，上升时回油腔压力，背压为。

计算液压缸尺寸因为往返速度相同，所以液压缸驱动力无杆腔活塞有效工作面积有杆腔活塞有效工作面积液压缸工作腔压力液压缸回油腔压力，即背压力活塞直径活塞杆直径取标准值活塞杆直径取标准值液压缸尺寸取标准值后的有效工作面积无杆腔面积有杆腔面积液压缸工作参数见表表液压缸参数表工况计算公式驱动力，液压缸，功率，上升起动加速上升制动下降起动加速下降制动拟定液压系统原理图图手臂升降缸系统图选择液压件选择液压泵和电机确定液压泵的工作压力液压缸在工作中的最大工作压力为。

因为油路简单，管路损失取，泵的最高压力为，这是流量泵的最高工作压力，液压泵的公称工作压力为液压泵流量在上升时，最大流量值为，取，计算泵的最大流量元辅件的选择见表表元件表确定管道尺寸选用无缝钢管。

压力损失验算已知油管长，油管内径，通过流量，选用全损耗系统用油，最低工作温度，。

判断油流类型为层流进油路上沿程压力损失回油路上沿程压力损失局部压力损失编号元件名称技术数据，调整压力，单向顺序阀，实际三位四通电磁换向阀，调速阀取油流通过集成块时的压力损失，所以总的压力损失为确定油箱容量中压系统油箱的容量，般取液压泵公称流量的倍从以上内容得知，在机械手臂上升时消耗功率最大，为简化计算，主要考虑机械手臂上升时的发热，即计算此时的系统温升。

液压泵的输入功率见式有效功率上升时负载为，上升速度为输出功率为系统发热功率为散热面积油箱容积，油箱近似散热面积为油液温升假定采用风冷，取油箱的传热系数，可得油液温升为设夏天的室温为，则油温为，没有超过最高允许油温。

根据以上计算数据的要求，选用功率为的标准型号电机。

选用容积为的油箱，以及公称压力为的低压叶片泵。

本章总结分别分析了机械手的各部分液压系统，计算出了各个部分所需要的压力流量以及工作时间确定了总的液压系统图，充分的体现了机械手各部分的协调运行。

第六章控制回路的设计电磁铁动作顺序电磁铁的动作顺序表见表表电磁铁的动作顺序表序号插定位销手臂前伸手指闭合手臂上升手臂回缩拔定位销手腕回转手臂回转插定位销手臂前伸手臂下降手指张开手臂缩回拔定位销手腕反转手臂反转插定位销待料卸荷注表示电磁铁线圈通电根据机械手的动作顺序表，选定电磁阀开关等现场器件相对应的内部等效继电器的地址编号，其对照表如下表现场器件与内部等效继电器对照表现场器件内部继电器地址说明输入启动按扭连续启动按扭连续停止按扭手腕回转限位开关手腕反转限位开关手臂回转限位开关手臂反转限位开关手臂上升限位开关手臂下降限位开关手臂前伸限位开关手臂缩回限位开关输出卸荷电磁阀卸荷电磁阀手指夹紧电磁阀手腕反转电磁阀手腕回转电磁阀手臂缩回电磁阀手臂前伸电磁阀手臂稳定电磁阀定位电磁阀手臂反转电磁阀手臂回转电磁阀手臂上升电磁阀手臂下降电磁阀工作指示灯梯形图液压系统中的电磁阀的控制方法见图图电磁阀控制梯形图结论本课题所设计的机械手的操作过程是由电动机和液压缸组成执行机构作为驱动，系统采用可编程控制器控制，运用步进顺序控制编程，程序简单且便于调试。

通过本身通信接口与计算机联网，对现场操作的各项参数进行监测修改调整，使系统处于最佳工作状态。

利用控制机械手相对于其它控制方式，具有很高的可靠性，较好的性价比，较强的可操作性和实用性。

就本课题设计的目的，实际应用运行良好，大大方便了工作和生活。

通过这次的毕业设计，我学到了很多东西，在做设计的过程中对工作的细心得到了提高，认识到自己在这方面的不足。

并且，对本设计的内容有了更好的了解，比如加深了解了有关可编程控制器的功能，还有机械手的工作原理等等。

通过做这个设计，对以前不足的知识进行弥补，在指导老师那里学到了很多宝贵的东西，这些都是对我很有帮助的。

致谢为期四个月的专科毕业设计即将结束，通过这次有计划有目的的设计，使我们得到了预期的收获，由最初的束手无策到最后的水落石出，这是个循序渐进的过程，毕业设计为我们今后的工作和学习奠定了基础。

在张宝海老师的悉心指导下，我掌握了设计的方法，从接触课题，到熟悉课题，最后完成总体设计等系列过程，学会了解决问题的方法，对三年所学的知识得到更好的巩固。

本文的选题课题研究及