1、后，碰到下限行程开关，下降电磁阀断电，下降停止，机械手到达卡盘中心高度机械手开始水平定位后缩，将工件装入机床卡盘当工件装入到位后，卡盘收紧机械手松开手爪，准备离开接着上升电磁阀通电，机械手开始上升，上升到位后，碰到上限位开关，上升电磁阀断电，上升停止启动高速脉冲驱动机械手作顺时针转动，当转过度到位后，停止输出脉冲，机械手停止转动，机械手回到原点待命机床进行加工。当数控机床加工完个工件时，发送下料命令给机械手，机械手接到命令后，马上输出脉冲驱动机械手逆时针转动，当转过度到位后，停止输出脉冲，机械手停止转动下降电磁阀通电，同时手爪柱塞缸电磁阀也通电，机械手下降且张开手爪，下降到位后碰到下限行程开关，下降电磁阀断电，下降停止且手爪夹紧，夹紧已加工好的工件机床卡盘松开机械手开始前伸，将工件从机床上取出，准备运走上升电磁阀通电，机械手开始上升，上升到位后，。

2、中，为活塞杆上作用力为活塞杆材料的许用应力，此处带入数据，进行计算较核得上式成立，因此活塞杆的强度能满足工作要求。计算和选择液压元件.液压泵的计算确定液压泵的实际工作压力式中，计算工作压力，前以定为对于进油路采用调速阀的系统，可估为，这里取为。因此，可以确定液压泵的实际工作压力为确定液压泵的流量式中，为泄露因数，取.为机械手工作时最大流量。经计算得.带入上式得确定液压泵电机的功率式中，为最大运动速度下所需的流量，同前，取为.液压泵实际工作压力，为液压泵总效率，取为.带入数据计算得。.控制元件的选择根据系统最高工作压力和通过该阀的最大流量，在标准元件的产品样本中选取各控制元件。这部分在考虑具体的作业时根据详细的要求再结合具体情况进行详细，这里暂从略。.油管及其他辅助装置的选择查阅设计手册，选择油管公称通径外径壁厚参数液压泵出口流量以.计，选取液压泵。

3、塞缸工作冲程，手爪张开，柱塞缸工作回程，手爪闭合。当机械手旋转到机床上方时并准备下降进行上下料工作时，为了确保安全，必须在机床停止工作并发出上下料命令时，才允许机械手下降进行作业。同时，从工件料架上抓取工件时，也要先判断料架上有无工件可取。机械手的作业流程机械手的作业动作流程如图所示图上下料机械手工作流程图从原点开始，按下启动键，且有上下料命令，则水平液压缸开始前伸并进行伺服定位，前伸到位后，停止前伸下降电磁阀通电，同时手爪柱塞缸电磁阀也通电，机械手下降，同时张开手爪，下降到位后碰到下限行程开关，下降电磁阀断电，下降停止，同时手爪夹紧，抓住工件上升电磁阀通电，机械手开始上升，上升到位后，碰到上限位开关，上升电磁阀断电，上升停止开始输出高速脉冲，驱动机械手逆时针转动，当转过度到位后，停止输出脉冲，机械手停止转动接着下降电磁阀通电，机械手下降，下降到。

4、稳定性和导向问题。另方面，为增大结构的刚度和稳定性，将两个导向杆与活塞杆布局成等边三角形的截面形式，以增大抗弯截面模量，也大大增加了液压缸的工作刚度。表垂直液压缸参数缸内径壁厚杆直径行程工作压力因为垂直液压缸所承受的载荷方式既有定的轴向载荷，又存在着比较大的倾覆力矩由加工工件的重力引起的。作为液压执行元件，满足此处的驱动力要求是轻而易举的，要解决的关键问题仍然是它的结构设计能否有足够的刚度来抗倾覆。这里同样采用了导向杆机构，围绕垂直升降缸设置四根导杆，较好的解决了这问题。.液压缸强度的较核缸筒壁厚的较核当时，液压缸壁厚的较核公式如下式中，为缸筒内径为缸筒试验压力，当缸的额定压力时，取为为缸筒材料的许用应力为材料抗拉强度，经查相关资料取为，为安全系数，此处取带入数据计算，上式成立。因此液压缸壁厚强度满足要求。活塞杆直径的较核活塞杆直径的较核公式为式。

5、轴的最小步距角也仍然是很小的，故其精度是相当高的，完全能满足机械手上下料的定位精度要求。所选电机相关参数图图步进电机的矩频特性曲线第章机械手控制系统的设计.机械手控制系统硬件设计机械手工艺过程与控制要求机械手的动作有水平手臂的伸缩，垂直手臂的升降，执行手爪的加紧与松开以及腰部的旋转。其中，垂直升降和水平伸缩有液压实现驱动。而液压缸又由相应的电磁阀控制。其中，升降分别由双线圈的两位电磁阀控制，例如，当下降电磁阀通电时，机械手下降当下降电磁阀断电时，机械手下降停止。只有当上升电磁阀通电时，机械手才上升而当上升电磁阀断电时，机械手上升停止。而水平方向的伸缩主要由电液伺服阀伺服驱动器感应式位移传感器构成的回路进行调节控制。而执行手爪的加紧与放松，通过柱塞缸与齿轮来实现。柱塞缸由单线圈的电磁阀夹紧电磁阀来控制，当线圈不通电时，柱塞缸不工作，当线圈通电时，柱。

6、到上限位开关，上升电磁阀断电，上升停止输出高速脉冲，驱动机械手顺时针转动，当转过度到位后，停止输出脉冲，机械手停止转动下降电磁阀通电，机械手下降，下降到位后碰到下限行程开关，下降电磁阀断电，下降停止接着手爪柱塞缸电磁阀通电，手爪张开，放下工件准备离开接着上升电磁阀通电，机械手开始上升，上升到位后，碰到上限位开关，上升电磁阀断电，上升停止同时手爪也闭合复原接着机械手水平手臂开始后缩，准备回原点，当后缩到位时，后缩停止，机械手回到原点，个上下料过程结束机械手在原点等待命令，准备下个工作循环。机械手数控机床上下料机械手设计摘要产生爬行，精度降低，寿命减小。因此，要采用低摩擦阻力的传动部件和导向支承部件，如滚珠丝杠副滚动导向支承等。.缩短传动链，提高传动与支承刚度，如用预紧的方法提高滚珠丝杠副和滚动导轨副的传动和支承刚度采用大扭矩宽调速的直流或交流伺服电。

7、油管稍微粗些，选择其余都选为确定油箱的容量般取泵流量的倍，这里取为倍，有效容积为液压系统性能的验算绘制液压系统图后，进行压力损失验算。因为该液压系统比较简单，该项验算从略。本系统采用液压回路简单，效率比较高，功率小，发热少，油箱容量取得较大，因此，不再进行温升验算。.电机选型有关参数计算有关参数的计算.若传动负载作直线运动通过滚珠丝杠则有负载额定功率负载加速功率负载力矩折算到电机轴负载折算到电机轴起动时间制动时间.若传动负载作回转运动负载额定功率负载加速功率负载力矩折算到电机轴负载折算到电机轴起动时间制动时间式中，为额定功率，为加速功率，为负载轴回转速度，为电机轴回转速度，为负载的速度，为减速机效率为摩擦系数为负载转矩负载轴，为电机启动最大转矩，为负载转矩折算到电机轴上，为负载的，为负载折算到电机轴上，为电机的，具体到本设计，因为步进电机是驱动腰。

8、末级输出轴上的总转角误差为，则式中第个齿轮所具有的转角误差第个齿轮的转轴至级输出轴的传动比。则四级齿轮传动系统的各级齿轮的转角误差.换算到末级输出轴上的总转角误差为由此可知总转角误差主要取决于最末级齿轮的转角误差和传动比的大小。因此，在设计中最末两级的传动比应取大些，并尽量提高其加工精度。．等效转动惯量最小原则。利用该原则设计的齿轮系统要使换算到电动机轴上的等效转动惯量最小，各级传动比也是按照“先小后大”的次序分配，以使其结构紧凑。具体而言有几点对要求运动平稳，起停频繁和动态性能好的伺服系统，按最小等效转动惯量和总转角误差最小的原则来处理。对于变负载的传动齿轮系统的各级传动比最好采用不可约的比数，避免同期啮合以降低噪音和振动。对于提高传动精度和减小回程误差为主的传动齿轮系统，按总转角误差最小原则对于增速传动，由于增速时容易破坏传动齿轮系工作的平稳。

9、部的回转，传递运动形式属于第二种。下面进行具体的计算。因为腰部回转运动只存在摩擦力矩，在回转圆周方向上不存在其他的转矩，则在回转轴上有式中，为滚动轴承摩擦系数，取.为机械手本身与负载的重量之和，取为回转轴上传动大齿轮分度圆半径，带入数据，计算得.同时，腰部回转速度定为传动比定为且，带入数据得.。将其带入上式，得启动时间制动时间折算到电机轴上的负载转矩为。电机型号的选择根据以上结果，综合考虑各种因素，选择国产北京和利时电机技术有限公司原北京四通电机公司的步进电机，具体型号为或或,该步进电机高转矩，低振动，综合性能很好。下图为型步进电机矩频特性曲线和相关技术参数。驱动方式升频升压步距角.其中步距角.，同时因为腰部齿轮传动比为，步进电机经过减速后传递到回转轴，回转轴实际的步距角将为电机实际步距角的理论上，虽然实际上存在着间隙和齿轮传动非线性误差，实际回。

10、要求，其输入电动机为高转速，低转矩，而输出则为低转速，高转矩。故齿轮传动系统要有足够的刚度，还要求其转动惯量尽量小，以便在获得同加速度时所需的转矩小，即在同驱动功率时，其加速度响应最大。齿轮的啮合间隙会造成传动死区失动量，若该死区是闭环系统中，则可能造成系统不稳定，常使系统产生低频振荡，因此要尽量采用齿侧间隙小，精度高的齿轮为尽量降低制造成本，要采用调整齿侧间隙的方法来消除或减小啮合间隙，从而提高传动精度和系统的稳定性。各级传动比的最佳分配原则。当计算出传动比后，为使减速系统结构紧凑，满足动态性能和提高传动精度的要求，要对各级传动比进行合理的分配，原则如下．输出轴转角误差最小原则。为了提高齿轮传动系统的运动精度，各级传动比应按“先小后大”的原则分配，以便降低齿轮的加工误差安装误差及回转误差对输出转角精度的影响。设齿轮传动中各级齿轮的转角误差换算到。

11、，应在开始几级就增速，并且要求每级增速比最好大于，以有利于增加轮系的刚度，减小传动误差。对以比较大传动比传动的齿轮系，往往需要将定轴轮系和行星轮系结合为混合轮系。对于相当大大传动比并且要求传动精度与传动效率高，传动平稳以及体积小重量轻时。可选用新型的谐波齿轮传动。.谐波齿轮传动谐波齿轮传动具有结构简单体积小重量轻，传动比大几十到几百，传动精度高回程误差小噪音低传动平稳，承载能力强效率高等系列优点。故在工业机器人系统中得到广泛的应用。谐波齿轮传动与少齿差行星齿轮传动十分相似，它是依靠柔性齿轮产生的可控变形波引起齿间的相对错齿来传递动力与运动的，故谐波齿轮传动与般的齿轮传动具有本质上的差别。.螺旋传动螺旋传动及丝杠螺母，它主要是用来将旋转运动变换为直线运动或将直线运动变换为旋转运动。螺旋传动有传递能量为主的，如螺旋压力机千斤顶等有以传递运动为主的，如。

12、机直接与丝杠螺母副连接，以减小中间传动机构丝杠的支承设计采用两端轴向预紧或预拉伸支承结构等。.选用最佳传动比，以达到提高系统分辨率减少等效到执行元件输出轴上的等效转动惯量，尽可能提高加速能力。.缩小反向死区误差，如采取消除传动间隙减少支承变形等措施。.适当的阻尼比，机械零件产生共振时，系统的阻尼越大，最大振幅就越小，且衰减越快但大阻尼也会使系统的失动量和反转误差增大，稳态误差增大，精度降低。故在设计时要使传动机构的阻尼合适。工业机器人常用的传动机构形式.齿轮传动机构在机器人中常用的齿轮传动机构有圆柱齿轮，圆锥齿轮，谐波齿轮，摆线针轮及蜗轮蜗杆传动等。机器人系统中齿轮传动设计的些问题齿轮传动形式及其传动比的最佳匹配选择。齿轮传动部件是转矩转速和转向的变换器用于伺服系统的齿轮减速器是个力矩变换器。齿轮传动比应满足驱动部件与负载之间的位移及转矩转速的匹。

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