【毕业设计】数控机床自动夹持搬运装置 ㊣ 精品文档 值得下载

可以分机械式电气式液压式和复合式，其中液压操作力最大。

本课题是数控机床上专用于工件和零件的夹持和自动运转的装置，其运动自由度多，且有严格的动作顺序要求用液压驱动可实现动作自动循环，利于自动化和高效率等要求。

课题内容本课题的基本内容是功能原理方案分析液压系统原理图设计液压系统的计算油箱与执行元件工作图设计编写计算说明书课题的意义本课题所研究的数控机床的装夹装置属于工业机器人这范畴，对它的研究实际上就是对工业机器人的研究。

现在工业机器人集机械电子控制计算机传感器人工智能等多学科先进技术于体的现代制造业重要的自动化装备。

自从年美国研制出世界上第台工业机器人以来，机器人技术极其产品发展很快，已成为柔性制造系统自动化工厂计算机集成制造系统的自动化工具。

广泛采用工业机器人，不仅可提高产品的质量与产量，而且对保障人身安全，改善劳动环境，减轻劳动强度，提高劳动生产率，节约原材料以及降低生产成本，有着十分重要的意义。

和计算机网络技术样，工业机器人的广泛应用正在日益改善着人类的生产和生活方式。

随着加工行业在我国的迅速发展，各行各业的自动化装备水平越来越高，现代化加工车间，常常配有机械手，以提高生产效率，代替工人完成恶劣环境下危险繁重的劳动。

课题的创新点采用手动换向阀变换夹持方式，既可以双夹持也可以单夹持。

机械手的功能设计机械手液压系统的各部分功能液压站图液压站液压原理图蓄能器精过滤器压力继电器减压阀冷却器液压马达本设计应用液压站供应小车，滑板和机器人手臂位移电液步进式驱动装置以及手腕转动摆动机构和夹持器夹紧机构驱动装置。

同时液压站能够相应于在主干线恒压下进入液压系统的耗油量来自动变化可调泵的供给量。

液压站还进行油的冷却，并能防止在断路状态下液压系统中漏油。

小车驱动装置图小车驱动装置液压原理图液压马达单向阀液压分配器步进电动机小车的驱动装置由液压马达和成套步进驱动系统组成。

当信号传递到步进马达时，其转子通过螺旋传动推动液压分配器的滑阀，他连接着压力管和溢流管与相应的液压马达腔。

液压马达之间的连接使其在轴上的力矩方向相反，以保持在齿轮齿条传动中的无隙啮合。

在电液步进驱动装置的液压马达传动时，其与分配器滑阀刚性相连的轴，使得滑阀回到初始位置，从而实现位置反馈。

手臂滑板移动用线性电液步进式驱动装置和手臂摆动用线性电液步进驱动装置是由步进电动机和随动分配器和液压缸组成，液压缸活塞杆内装有位置反馈螺旋机构。

在信号传递到步进电动机时，其转子通过螺旋传动推动液压分配器滑阀，开启进入液压缸油通道。

液压缸活塞平行运动通过螺旋传动变为丝杆传动，而通过齿轮传动和螺旋副变为滑阀轴向移动。

单向阀的作用是用来防止液压设备断路时手臂杆件自然下垂。

机械手腕转动摆动图机械手手腕摆动转动液压原理图定位器液压缸液压操纵盘控制手腕转动摆动，取决于电磁铁或及，由取决于手腕头部摆动方向的旋转指令控制。

此时定位器的活塞克服弹簧力向上运动，并通过杠杆推动随动滑阀，开启油道通路，油通过分配器到液压马达的腔内。

此后，当液压马达达到所需的转速时，信号进入电磁铁断路，从而使手腕固定和分配器断路。

液压马达转速可以调节。

在指令传递到液压滑阀上的分配器和时，液压马达使手腕转动。

在电磁铁接通时，油在压力下进入控制液压缸左腔。

此时电磁铁断开，则活塞移动到极右位置，通过杠杆推动随动阀，并且开启油通道，使油进入液压马达腔内。

杠杆的另端安装在手腕传动部分的靠模保持接触。

这样当手腕转动定角度时例如在极右位置杠杆使随动阀回到中间位置，且液压马达停止转动。

当电磁铁接通，断开，油在压力下进入控制液压缸右腔，而其左腔与排油孔相连活塞移动到左边位置，且液压马达将手腕转动到靠模的相应突缘上。

在电磁铁和接通时，液压缸两腔均与压力管路相连，而由于活塞面积，使他停在套筒挡块所确定的中间位置上。

液压马达转动手腕到靠模中间凸缘上。

夹持器驱动装置图夹持装置液压原理图手动换向阀单向阀液压缸的驱动装置不但用于带双夹持器，又用于单夹持器。

按夹持器型式，液压操纵盘的阀式分配器用手动摆放在左面或右面的位置。

用单夹持器工作时用液压分配器进行控制。

在接通电磁铁时，夹持器张开而在断开时，夹持器产生压紧动作。

装在液压操纵盘上的单向阀防止在系统中压力下降时，夹持器迅速松开。

在双夹持工作时，通过接通电磁铁或来传递给每只手臂的松开指令。

当两个磁铁接通时或断开，夹持器同时被弹簧压紧。

机械手液压系统的功能综合总之，本次设计的机械手的总的功能如以下图所示图机械手总功能示意图小车，滑板和机器人手臂位移电液步进式驱动装置以及手腕转动摆动机构和夹持器夹紧机构驱动装置都需要液压系统来调控。

机械手电磁铁动作循环表表机械手工作状态以及动作控制目标工作状态电磁铁液压站启动工作夹持器传动装置夹紧松开中间位置手腕头部回转传动装置向右向左中间位置停止手腕头部摆动传动装置向右向左停止机械则压力损失为在回油路上，流速为进油路的两倍即，则压力损失为局部压力损失由于采用集成块式的液压装置，所以只考虑阀类元件和集成块内的压力损失。

通过各阀局部压力损失可得见表表各阀的压力损失序号元件名称通过流量额定流量额定压降压降型号规格过滤器单向阀溢流阀节流阀节流阀三位四通电磁阀二位四通电磁阀二位二通电磁阀减压阀三位四通电磁阀若取集成块进油路的压力损失回油路的压力损失为则进油路和回油路总的压力损失为快退时液压缸负载则快退时液压缸的工作压力为由此可算出快进时泵的工作压力为因此大流量泵卸载阀的调整压力应大于。

液压系统发热和温升验算在整个工作循环中，工进阶段所占用的时间最长，所以系统的发热主要是工进阶段造成的，故按工进工况验算系统温升。

工进时液压系统输出功率如前面计算工进时液压缸的输出功率系统总的发热功率为已知油箱的容积则油箱的近似散热面积为假定通风良好，取油箱散热系数则可得油箱温升为设环境温度，则热平衡温度为所以油箱散热基本可以达到要求。

滤油器选择液压传动系统中的液压油不可避免的含有各种杂质，如水锈铸沙焊渣铁屑涂料油漆皮和棉纱屑等还有从外部进入的杂质，如经加油口防尘圈等处进入的灰尘工作过程中产生的杂质，如密封沥青质碳渣等。

上述杂质混入液压油后，随着液压油的循环作用，将到处起破坏作用，严重妨碍液压系统的正常工作。

如使液压元件中相对运动部件之间的很小间隙以及节流小孔和缝隙卡死或堵塞破坏相对运动部件之间的油膜，划伤间隙表面，增大内部泄露，降低效率，增加发热加剧油液的化学作用，使油液变质。

根据生产实际统计，液压系统的故障中有以上是由于液压油中混入杂质造成的。

因此，维护油液的清洁，防止油液的污染，对液压系统十分重要。

滤油器的要求般滤油器主要由滤芯和壳体组成，由滤芯上的无数细小间隙或小孔构成油液的通流面积。

因此，当混入油液中的杂质的尺寸大于这些微小间隙或小孔时，被阻隔从油液中滤清出来。

由于不同的液压系统有着不同的要求，而要完全滤清混入油液中的杂质是不可能的，有时也是不必苛求的。

因此，对滤油器的要求，应根据具体情况来定，其基本要求包括能满足液压系统对过滤精度的要求滤油器的过滤精度，是指油液通过滤油器是时，滤芯能够滤除的最小的杂质的颗粒度的大小，以直径的公称尺寸表示。

颗粒度越小，滤油器的过滤精度越高。

般将滤油器分成四类粗的普通的精的特精的。

不同的液压系统，对滤清器的过滤精度要求如下表表滤清器的过滤精度要求系统类别润滑系统传动系统随动系统特殊要求系统压力颗粒度能满足液压系统对过滤能力的要求滤油器的过滤能力，是指在定压差下，允许通过滤油器的最大流量。

般用滤油器的有效过滤面积滤芯上能通过的油液的总面积来表示。

对滤油器过滤能力的要求，应结合滤油器在系统中的安装位置来考虑。

如安装在液压泵吸油管路上的滤油器，其过滤能力应为液压泵流量的两倍以上。

滤油器的材料应具有定的机械强度，保证在定的工作压力下不会因液压力的作用而受到破坏在定的工作温度下，应能保证性能稳定，有足够的耐久性有良好的抗腐蚀能力结构尽量简单，尺寸紧凑便于清洗维护，便于更换滤芯造价低廉滤油器的种类滤油器按过滤精度分粗普通精特精四类。

滤油器还可按滤芯的结构分类网式滤油器，油液流经此滤油器时，由滤网上的小孔起滤清作用。

线隙式滤油器，滤芯由金属丝绕制而成，依靠金属丝间的微小间隙来过滤混入油液中的杂质。

纸质滤油器，滤芯为多层酚醛树脂处理过的微孔滤纸，由微孔滤掉混入油液中的杂质。

磁性滤油器，依靠永久磁铁，利用磁化原理来滤除混入油液中的铁屑。

烧结式滤油器，滤芯为颗粒状青铜粉末等金属粉末压制烧结而成，利用颗粒之间的微孔滤去混入油液中的杂质。

不锈钢纤维滤油器，滤芯为不锈钢纤维压制制成，由纤维丝之间的间隙滤掉混入油液中的杂质，这种滤油器的过滤精度高，可承受的压差，可以清洗，但因为滤芯价格昂贵，般液压系统并不采用，只推荐在高压伺服系统中应用。

合成树脂滤油器，滤芯由种无机纤维经液态树脂浸滞处理制成。

由于微孔很小牢度很大，因此过滤精度高，且能承受的压差。

线隙式滤油器如图所示，线隙式滤油器的滤芯由铜丝绕成，依靠铜丝间的微小间隙来滤除混入油液中的杂质。

线隙式滤油器分为压油管路用线隙式滤油器和吸油管路用线隙式滤油器两种。

图线隙式滤油器图示为压油管路用线隙式滤油器，有外壳当用于吸油管路时不用外壳，滤芯部分直接进入油液中。

压油管路用线隙式滤油器的过滤精度分和两类，压力损失小于吸油管路用滤油器的过滤精度分和两类，压力损失小于。

线隙式滤油器结构简单，通油能力大，过滤精度比网示滤油器高，缺点是不易清洗，般用于低压回路或辅助回路。

滤油器在液压系统中的安装位置和维护安装位置滤油器的连接形式有板式管式和法兰式三种，可以安装在液压泵的吸油管路上压油管路上回油路上辅助泵的输油路上支流管路上或单独过滤。

本课题中滤油器安装在液压泵的吸油管路上，如图，将粗滤油器装在液压泵的吸油管路上，主要目的是保护液压泵免遭较大颗粒杂