（定稿）数控机床上下料机械手设计（全套下载）

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《（定稿）数控机床上下料机械手设计（全套下载）》修改意见稿

1、“.....机械手控制程序的梯形图如下，利用编程软件，得出程序梯形图代码。具体程序代码，包括主程序，自动操作子程序，手动工作子程序，步进电机控制的初始化程序，步进电机控制的包络表程序，机械手中断服务程序。下面分别给出如下主程序梯形图注.因为梯形图程序不利于编辑，这里所给的梯形图均为图片文件，因为图片很大，编辑时进行了裁减编辑，部分图片文件图面发生了些许变形，显示效果稍有降低。.各梯形图程序均在操作系统下在软件下编译调试通过自动操作子程序梯形图梯形图续图梯形图续图梯形图续图梯形图续图梯形图续图梯形图续图梯形图续图梯形图续图梯形图续图梯形图续图手动工作子程序梯形图步进电机控制的初始化程序步进电机控制的包络表程序梯形图续图机械手中断服务程序梯形图致谢历时近三个月的毕业设计终于完成，在这这段时间里，我运用大学四年的专业知识比较成功的完成了本次毕业设计，在毕业设计中通过方案论证，理论设计计算，机械结构的设计，工程图的绘制，设计说明书的撰写等环节的训练，已经使个人理论水平和实际动手能力有了次飞跃，锻炼了个人在设计分析，动手实践等方面的能力......”。

2、“.....此次毕业设计能够顺利完成，我得到了很多老师同学的关心帮助和支持，在此本人首先向他们表示感谢。在毕业设计过程中，我的指导老师张振金老师给予很多专业方面的帮助。在设计前期的准备时，张老师就非常关注我的选题，指明选题方向，帮助分析题目的可行性和实际中可能出现的问题以及需要注意的事项在进行方案选择时，为我指出所需要重点掌握的知识范围，并帮助我分析相应知识难点的原理，使我的毕业设计能顺利进行。同时，我也要感谢大学四年所有教过和没有教过但给我很多帮助的老师，是他们的教导让我能在这里学到很多的专业知识，给我以后工作和学习打下了坚实的基础，是他们的谆谆教诲使我明白了更多为人处事的道理，给我今后的人生足迹烙下更深的印迹，在此我衷心地感谢所有帮助过我的老师。此外，非常感谢许多其他同学，他们很多想法和建议对我启发很大。在此并致谢！还有在中华工业控制网和中国机器人联盟网上以及在其他场合给提供我帮助的知道名字和不知道名字的朋友，在此也并致谢，谢谢你们！由于时间和个人知识及能力水平有限，论文中难免会有些纰漏或错误之处，恳请各位老师批评指正......”。

3、“.....它的作用是把脉冲发生器送来的系列脉冲信号按照定的循环规律依次分配给各绕组，以使步进电机按着定的规律运动。功率放大器的作用是将环行分配器输出的毫安级电流放大成安培级电流以驱动步进电机。目前功率放大器多采用高低压驱动电路。这种电路有高低压二组电源。当绕组刚通电瞬间让绕组接通高电压，从而使各相电流迅速建立。而当达到步进电机额定电流时仅以低电压给各相绕组供电。高电压加入的时间长短由控制电路来实现。设计具体采用方案具体到本设计，在分析了具体工作要求后，综合考虑各个因素。机械手腰部的旋转运动需要定的定位控制精度，故采用步进电机驱动来实现因为采用液压执行缸来做水平手臂和垂直手臂，故大小臂均采用液压驱动同时考虑随着机床加工的工件的不同，水平手臂伸出长度是不同的。因此，要求水平手臂具有伺服定位能力，故采用电液伺服液压缸进行驱动。而手爪的张开和夹紧通过液压柱塞缸活塞与中间齿轮和扇形齿轮配合来实现，即手爪在柱塞缸推力作用下通过活塞杆端部齿条中间齿轮及扇形齿轮使手指张开和闭合。......”。

4、“.....优化设计结构，使得手臂本身可能达到平衡。关节机器人手臂般都需要平衡装置，以减小驱动器的负荷，同时缩短启动时间。机器人平衡机构的形式通常，机器人所采用的平衡机构主要有以下几种.配重平衡机构这种平衡装置结构简单，平衡效果好，易于调整，工作可靠，但增加了机器人手臂的惯量与关节轴的载荷。般在机器人手臂的不平衡力矩比较小的情况下采用这种平衡机构。.弹簧平衡机构弹簧平衡机构，机构简单造价低工作可靠平衡效果好易维修，因此应用广泛。.活塞推杆平衡机构活塞式平衡系统有液压和气动两种液压平衡系统平衡力大，体积小，有定的阻尼作用气动平衡系统，具有很好的阻尼作用，但体积比较大。活塞式平衡需要配备有专门的液压或气动装置，系统复杂，因此造价高，设计安装和调试都增加了难度，但是平衡效果好。用于配重平衡弹簧平衡满足不了工作要求的场合。设计具体采用的方案因为本设计机械手采用圆柱坐标型的结构，而且在手臂的结构设计以及整个机械手的设计和布局中都重点考虑了机械手手臂的平衡问题，通过合理布局，优化设计结构，使得手臂本身尽可能达到平衡。若实际工作中平衡结果不满足......”。

5、“.....第章理论分析和设计计算.液压传动系统设计计算确定液压系统基本方案液压执行元件大体分为液压缸和液压马达，前者实现直线运动，后者实现回转运动。二者的特点及适用场合见表表名称特点适用场合双活塞杆液压缸双向对称双向工作的往复场合单活塞杆液压缸有效工作面积大双向不对称往返不对称的直线运动，差动连接可实现快进柱塞缸结构简单单向工作，靠重力或其它外力返回摆动缸单叶片式小于双叶片式小于小于的摆动小于的摆动齿轮马达结构简单价格便宜高转速低转矩的回转运动叶片马达体积小转动惯量小高速低转矩动作灵敏的回转运动摆线齿轮马达体积小输出转局大低速小功率大转矩的回转运动轴向柱塞马达运动平稳转矩大转速范围宽大转矩的回转运动径向柱塞马达转速低，结构复杂，输出转矩大低速大转矩回转运动本设计因为机械手的形式为圆柱坐标形式，具有个自由度，个转动，两个移动自由度。同时考虑机械手的工作载荷和工作现场环境对机械手布局以及定位精度的具体要求以及计算机的控制的因素，腰部的回转用电机驱动实现，剩下的两个运动均为直线运动。因此，机械手的水平手臂和垂直手臂都采用单活塞杆液压缸......”。

6、“.....拟定液压执行元件运动控制回路液压执行元件确定后，其运动方向和运动速度的控制是液压回路的核心问题。方向控制是用换向阀或是逻辑控制单元来实现。对于般中小流量的液压系统，通过换向阀的有机组合来实现所要求的动作。对高压大流量的系统，多采用插装阀与先导控制阀的逻辑组合来实现。速度控制通过改变液压执行元件输入或输出的流量或者利用密封空间的容积变化来实现。相应的调速方式有节流调速容积调速以及二者结合的容积节流调速。本设计的方向控制采用电磁换向阀来实现，而速度的控制主要采用节流调速，主要方式是采用比较简单的节流阀来实现。液压源系统的设计液压系统的工作介质完全由液压源来提供，液压源的核心是液压泵。节流调速系统般用定量泵供油，在无其他辅助油源的情况下，液压泵的供油量要大于系统的需油量，多余的油经溢流阀流回油箱，溢流阀同时起到控制并稳定油源压力的作用。容积调速系统多用变量泵供油，用安全阀来限定系统的最高压力。油液的净化装置是液压源中不可缺的元件。般泵的入口要装粗滤油器，进入系统的油液根据要求，通过精滤油器再次过滤。为防止系统中杂质流回油箱......”。

7、“.....重负荷的任意点位控制的点焊及搬运机器人选用液压驱动系统。机器人液压驱动系统液压系统自年在世界上第台机器人中应用到现在，已在工业机器人中获得了广泛的应用。目前，虽然在中等负荷以下的工业机器人中大量采用电机驱动系统，但是在简易经济型重型的工业机器人和喷涂机器人中采用液压系统的还仍然占有很大的比例。液压系统在机器人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，进而控制机器人手臂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马达，连续回转的液压马达用得很少。在工业机器人中，中小功率的液压驱动系统用节流调速的为多，大功率的用容积调速系统。节流调速系统，动态特性好，但是效率低。容积调速系统，动态特性不如前者，但效率高。机器人液压驱动系统包括程序控制和伺服控制两类。.程序控制机器人的液压系统这类机器人属非伺服控制的机器人，在只有简单搬运作业功能的机器人中，常常采用简易的逻辑控制装置或可编程控制器对机器人实现有限点位的控制......”。

8、“.....尽量选用橡胶与氟化塑料组合的密封件，以减小摩擦阻力，提高液压缸的寿命。定位点的缓冲与制动因为机器人手臂的运动惯量比较大，在定位点前要加缓冲与制动机构或锁定装置。对惯量比较大的运动轴的液压缸两侧最好加设安全保护回路，防止因碰撞过载而损坏机械结构。液压源应该加蓄能器，以利于多运动轴同时动作或加速运动提供瞬时能量储备。.伺服控制机器人的液压系统具有点位控制和连续轨迹控制功能的工业机器人，需要采用电液伺服驱动系统。其电液转换和功率放大元件有电液伺服阀，电液比例阀，电液脉冲阀等。由以上各类阀件与液压动力机构可组成电液伺服马达，电液伺服液压缸，电液步进马达，电液步进液压缸，液压回转伺服执行器等各种电液伺服动力机构。根据结构设计的需要，电液伺服马达和电液伺服液压缸可以是分离式，也可以是组合成为体。如果是分离式的连接方式，要尽量缩短连接管路，这样可以减少伺服阀到液压机构间的管道容积，以增大液压固有频率。在机器人的驱动系统中，常用的电液伺服动力机构是电液伺服液压缸和电液伺服摆动马达，也可以用电液步进马达。液压回转执行器是种由伺服电机......”。

9、“.....通过机械反馈，驱动转子运动的种电液伺服机构。它可安装在机器人手臂和手腕的关节上，实现直接驱动。它既是关节机构，又是动力元件。机器人气动驱动系统气动机器人采用压缩空气为动力源，般从工厂的压缩空气站引到机器人作业位置，也可以单独建立小型气源系统。由于气动机器人具有气源使用方便不污染环境动作灵活迅速工作安全可靠操作维修简便以及适宜在恶劣环境下工作等特点，因此它在冲压加工注塑及压铸等有毒或高温条件下作业，机床上下料，仪表及轻工行业中小型零件的输送和自动装配等作业，食品包装及运输，电子产品输送自动插接，弹药生产自动化等方面获得大量应用。气动驱动系统在多数情况下是用于实现两位式的或有限点位控制的中小机器人中的。这类机器人多是圆柱坐标型和直角坐标型或二者的组合型结构个自由度负荷在以下速度重复定位精度为.。。控制装置目前多数选用可编程控制器。在易燃易爆的场合下可采用气动逻辑元件组成控制装置。气动驱动系统大体由以下几部分组成。.气源由总压缩空气站提供。气源部分包括空气压缩机，储气罐，气水分离器，调压器，过滤器等......”。