重视工业机械手的应用和发展，机械手的应用在我过还属于起步阶段，就显示出了许多的无法替代的优点，展现了广阔的应用前景。近十几年来，机械手的开发不仅越来越优化，而且涵盖了许多领域，应用的范畴十分广阔。成品电动机机体形状很复杂，从毛胚到成品需要完成很多道加工工序，各道工序及工序之间都要实现机体的移位及定位，这些工序如果全靠人工完成将大大增加工人的劳动强度，不仅使加工质量难以得到保证还增加了劳动的危险性。本课题的研究是为了设计出种电动机机体加工自动线上用的辅助机械手，该机械手在机体加工自动线能完成上料，转位和翻转等多种功能，提高生产效率，降低劳动强度。.本课题的研究内容本次设计的多功能机械手用于电动机座加工自动线上，主要由手爪小臂大臂等组成，具备上料翻转和转位等多种功能，并按该自动线的统生产节拍和生产纲领完成以上动作。本机械手为圆柱坐标式机械手，自动线围绕机体布置，具有大手臂旋转小手臂伸缩手指伸缩共个自由度。其中大手臂旋转是为了将工件从自动线转移到卸料工位上，小臂升降手指伸缩是重复自由度，目的是扩大升降范围，避免小手臂频繁升降驱动方式为液压驱动，且选用双联叶片泵，系统压力为.，电机功率为，共有推动大臂旋转油缸小臂升降油缸手爪夹紧油缸共个液压缸定位采用机械挡块定位，定位精度为.，采用行程控制系统实现点位控制。本机械手装置应具备如下功能.具有友好的人机界面，以保证人机通讯人机互助和人机协同工作。.能够自动完成系统所要求的动作，具有连续工作单周期工作单步工作自动返回原点手动返回原点手动操作等功能。.在保证精度的前提下，有定的容错性。.能够依次对柴油机机体完成上料转位翻转等辅助加工功能。.在保证完成以上功能的前提下具有定的通用性，使该机械手在整个柴油机机体加工自动线都具有定的适应性。机械手的总体设计.总体方案的比较与选定各种坐标形式机械手的比较按坐标形式分，机械手主要有以下四种不同的类型.直角坐标式.圆柱坐标式.球坐标式.平面多关节式根据设计要求，本课题设计的机械手需要在电动机座加工自动线卸料，包括上料，升降，转位，等多种功能。结合设计要求对各种坐标形电动,机座,加工,自动线,卸料,机械手,设计,毕业设计,全套,图纸,下载绪论机械手，英文名，是指能模仿人手和臂的些动作和功能，用以按固定程序抓取搬运物件或操作工具的自动操作装置。工业机械手即在工业生产中所使用的机械手，是种可编程序的自动机械手。它是在五十年代末出现，近年来迅速发展起来的重要的自动化装置，是实现工业自动化的重要手段。目前，在各个生产领域，为了提高生产效率和产品质量，实现安全生产，都采用了各种不同形式，不同功能的机械手。由于机械手的出现，在许多生产工艺中都代替了人工，使工业自动化有了较大发展，这不仅大大的提高了劳动生产率，改善了劳动条件，减轻了工人劳动强度，而且使成批生产有了质量技术保证，就因为如此，机械手的设计开发成了目前工业技术的重要课题。.研究背景及发展现状机械手在工业生产中广泛的应用于机加工，锻压，铸造，冲压，焊接，装配，喷漆，热处理等各个行业，特别是在笨重，高温有毒，放射性，多粉尘等恶劣危险的劳动环境中，机械手由于有显著的优点而备受重视。以下是机械手在工业中的几种典型应用．旋转体零件生产流水线自动化方面采用机械手在旋转体零件如轴类盘类环类等生产流水线上的机床之间传送工件能够提高生产线的自动化。国内已建成的这类自动线很多，如沈阳泵厂的深井泵轴承体加工自动线环类，大连电机厂的号和号电动机轴加工自动线轴类，上海拖拉机齿轮厂的齿坯加工自动线盘类等。加工箱体类零件的组合机床自动线，般采用随行夹具传送工件，也有采用机械手的，如上海动力机厂的汽缸盖加工自动线转位机械手。．在实现单机自动化方面各类半自动车床，有自动夹紧进刀切削退刀和松开的功能，但仍需人工上下料。装上机械手，可实现全自动生产，人看管多台机床。目前，机械手在这方面应用最多，如上海柴油机厂的曲拐自动车床和座圈自动车床机械手，大连第二机床厂的自动循环液压仿形车床机械手，沈阳第三机床厂的滚齿机械手，青海第二机床厂的滚铣花键机床机械手等。由于这方面使用已有成熟的经验，国内些机床厂已在这类机床产品出厂时就附上机械手，或为用户自行安装机械手提供条件。注塑机有加料合模成型分模等自动工作循环，装上机械手自动装卸工件，可实现全自动生产。冲床有自动上下料冲压循环，装上机械手上下料，可实现冲压生产自动化。目前机械手在冲床上应用有两个方面是以上的冲床用机械手的较多。体结构复杂，表面并不平整。为了增大夹握力，可以采取以下两种方法，加大手指宽度以增加手指和机体的接触面积二，增大手指和机体间的摩擦系数。为此本设计方面采用较宽手指，另方面在手指内侧粘结波涛形的橡胶垫，如图.所示，故此处取.。将上述数值代入得.考虑到工件在传送过程中还会产生惯性力，振动以及受到传力机构效率等得影响，故实际握力还应按下式计算式中，η手部的机械效率，般η安全系数，般取.工作情况系数，主要考虑惯性力的影响，按下式估算，其中，为抓取工件传送过程中的最大加速度，为重力加速度。若取η.按.，按计算则因为这个机械手手指不是完全靠摩擦力去夹紧工件，假如这个完全是靠摩擦力的话，则每个手指需要承受的握力二，夹紧缸驱动力的计算图.所示为夹紧缸受力分析简图，图中为驱动力，为握力。由图的受力分析可得图.由图.得知在手指头上有个复位弹簧，根据手指的尺寸选择弹簧的种类，在这里我们选择弹簧丝直径.,弹簧内径,弹簧系数.假设当手指在推动杆的最下方的时候弹簧为自由长度，即弹簧,由从推动杆从底部到杆上的变化距离,则弹簧变化长度为，.见页计算数据由受力图.可知在竖直方向的受力情况为其中.因为这是其中个手指的计算驱动力，则驱动力总和三，夹紧液压缸主要尺寸得确定．液压缸内径.式中，驱动力，即液压缸得实际工作载荷系统得工作压力，机械效率，般取.将上述数值代入得.按标准系列直径圆整，取活塞杆直径.液压缸壁厚式中，试验压力，.许用压力，选用铸铁材料，将已知数据代入上式得.取.液压缸外径及长度,由结构需要确定，取长度.活塞杆的计算活塞杆的尺寸要满足活塞或液压缸运动的要求和强度的要求。对于杆长大于直径的倍即的活塞杆还必须具有足够的稳定性。有总体设计可知所以这里只对杆进行强度的校核。式中驱动力活塞杆直径材料的许用应力碳钢取的比较两种方案通过流水线的不同布置都能使手爪到达指定的工位并且都能够实现所要求的功能，手爪都具有足够的自由度，能从正确的方位夹持电动机座体。两种方案都具有电液集中，占地面积小，可以从地面上抓取工件的优点。所不同的是方案通过腰部的回转大臂的俯仰及小臂的俯仰来使手爪到达正确的工位，而方案二是通过大手臂回转小手臂的升降和手指伸缩来使手爪到达正确的工位。但是，方案运动直观性差，结构复杂。首先，其臂部位置由多个回转运动决定，手臂在俯仰时其底部回转角度的误差容易在手臂端部造成误差扩大，通过大臂小臂手腕的回转误差累积，最终容易使手爪位置与指定位置有较大偏差。其次，越靠近机身的俯仰运动所需要的驱动力越大，使整个系统各液压缸工作压力相差很大，不易配置液压驱动系统且回转缸出力不大。再次，方案的手臂有多种屈伸状态，则需要很多的定位装置，而回转液压缸内空间狭小，不宜布置过多的机械挡块。如果改采用连续轨迹控制的机械手，成本太高。所以在第二种方案中齿条啮合安装在手臂上的齿轮来推动手臂回转，在齿条式活塞杆的端部安装凸块，在活塞杆的行程上安装控制缓冲和停止的开关，由凸块在运动过程压合行程开关来实现对回转的控制。综上所述，本课题采用第二种方案.机械手的组成及各部分关系概述本课题所设计的是种在电动机机体加工自动线上用的多功能机械手，属于工业用机械手。同大部分工业机械手样，它是由执行机构驱动系统和控制系统所组成的，其组成示意图如下图.机械手组成框图执行机构.手部。即直接与工件接触的部分，般是回转型或平移型。由于回转型结构简单，为了减轻手部的重量，本设计采用回转型。手爪多为两指也有多指，根据需要分为外抓式和内抓式两种也可用负压式或真空式的空气吸盘它主要用于吸取冷的，光滑表面的零件或薄板零件和电磁吸盘。本课题设计的多功能机械手需要抓取的是电动机座体，为了便于机械手结构尺寸的确定以及各部分的受力分析和计算，本文以系列号电动机座。由于电动机座机体内部形状不是很有规则，本手爪采用宽大的三指型并且在指的内侧粘贴层橡胶以增大摩擦，就像人的手指上附有皮肉。传力机构型式较多，常用的有滑槽杠杆式连杆杠杆式斜楔杠杆式齿轮齿条式丝杠螺母式弹簧式和重力式。式的机械手的优缺点作出评析，如下.直角坐标式机械手如图.。这种机械手所有的送放运动均为直线运动，结构简单，直观性好，便于实现定的精度要求，但本机械手需要在多个工位上完成辅助加工功能，故在相同的动作范围内其所需要的空间位置大，灵活性差，同时由于手爪部分移动，不利于电液集中配置。图.直线坐标式机械手.圆柱坐标式机械手如图.。这是种回转型机械手，其手臂除了可以伸缩，可以升降外，还可以绕立柱回转。这种机械手与直角坐标式机械手相比，占地面积小而活动范围大，结构亦比较简单，并能达到较高的定位精度。但是，它的手臂的升降受到机械手结构的限制，距离地面总有定的距离，不能从地面抓取物件，因此不能完成上料的工序。图圆柱坐标式机械手手部腕部臂部.球坐标式机械手如图.。这种机械手与圆柱坐标式机械手相比，在占有同样大小的空间情况下，可以扩大工作范围，能将手臂伸向地面抓取物件。其缺点是运动的直观性差，结构较复杂，且臂部有两个回转运动，位置精度误差较大。图.球坐标式机械手多关节坐标式机械手如图.。这种机械手可以在以臂部最大伸展长度为半径的球体空间范围内任意抓取物件，灵活性大。它与其他坐标形式的机械手相比，所占空间最小。但其运动直观性差，臂部前端的位置由多个回转运动决定，要达到较高的运动精度比较困难，为此必须提高制造精度，因而使设计和制造均较为复杂。图.多关节坐标式机械手选定的两个机械手方案的概述及比较.两种方案概述根据本课题的设计要求，该机械手能够完成上料升降转位工件等多种功能，所以，在这里设计了四个机械手将要到达并完成辅助加工的工位，依次是上料工位升降工位转位工位再次转位工位见图.和.。机械手在个周期内的动作过程如下．上料。机械手在运动开始前面向第工位。开始工作后，机械手的小手臂的升降缸将手部下降到取料位置，手部上的定位压盘正卡在工件已加工完的上端止口及其端面上，同时，手指伸缩油缸的活塞杆下端连接着带圆锥面得推动杆，使内撑式手部的三个手指伸入到工件内的空槽中。二．完成以上动作后，机如沈阳低压开关厂冲床磁力起动器壳体下料机械手和天津拖拉机厂冲床的下料机械手等是用于多工位冲床，用作冲压件工位间步进。如上海第二汽车配件厂的灯壳冲压生产线机械手生产线中有两台多工位冲床和天津二轻局技术研究所制作的和多工位冲床机械手等。.在铸锻焊等热处理方面在锻造方面，机械手般用做加热炉，锻压机床或冲床的上下料和工件的传送，其中包括多工位冲床的中间传送。如天津第二锻造厂研究了通用机械手用于精锻机上下料。在铸造方面，机械手应用较多的是在熔模铸造中，也用于浇铸，造型，制芯