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（优秀毕业全套设计）真空吸盘上料机构设计

而且满足所设计机械手的要求，所以选用真空式吸盘。真空吸盘机构如图.所示。图.吸盘机构图手臂结构的选择手臂是机械手的主要部分，是支撑手腕手指和工件并使它们运动的机构。手臂般有三个运动伸缩旋转和升降。手臂的基本动作是将手部移动到所需的位置和承受抓取工件的最大重量，以及手臂本身的重量。手臂的组成动作元件，如油缸汽缸齿条凸轮等是驱动手臂运动的部件。导向装置，是保证手臂的正确方向及承受由工件的重量所产生的弯曲和扭转力矩。手臂，起着连接和承受外力的作用。手臂设计的要求手臂承载能力大刚性好自重轻。手臂的运动速度要适当，惯性要小。手臂的动作要灵活。位置精度要高。通用性要强。手臂的结构手臂的伸缩和升降运动般采用直线油气缸驱动。手臂作直线运动的结构，基本上是由驱动机构和导向装置所组成。驱动机构般用油缸油马达加齿轮齿条来实现直线运动。往复直线油气缸可以分为以下几种。双作用单活塞杆油缸液压机械手中实现手臂的往复运动用得最多的是双作用单活塞杆油缸。活塞在油压下作双向运动。机构上可以是油缸体固定活塞杆运动也可以是活塞杆固定，而缸体运动。双作用双活塞杆油缸当需要很大的行程时，将油缸做的很长体积很大，则加工上有困难。如做成伸缩式双活塞杆油缸，既能满足行程要求，油缸的体积又小。其缺点是次行程有两种速度。丝杆螺母机构该机构传动的特点是易于自锁，但传动效率低。如采用滚珠丝杠，效率可以提高，但因其较长，制造比较困难。本机械手的手臂有往复的直线运动，不需要很大的行程，考虑到结构的简单性和设计的经济性，选用缸体固定活塞杆运动的双作用单活塞杆气缸。导向装置机械手手臂在进行伸缩运动时，为防止手臂沿伸缩方向向中轴线转动加大承载能力，以及提高运动精度，必须设有导向装置。手臂的导向装置系根据安装形式结构及负荷等条件来确定。常用的有单导向杆和双导向杆，本设计中，伸缩运动中选用双导向杆。机座结构的选择机座是机械手的基础部分，机械手执行机构的各部件和驱动系统均安装于机座上，是支撑起机械手全部重量的构件。对其结构的要求是刚性好占地面积小操作维修方便和造型美观。机座结构从形式上分为落地式和悬浮式，或分为固定式可移动式和行走式。无论哪种形式，机械手工作时机座定予以固定。可移动式的机座在停置时能够刹车定位，以保证机械手工作时的位置精度。根据本机械手的设计要求选用落地固定式机座。.执行机构的工作原理机械手的结构主要由机座立柱水平手臂电磁阀和吸盘等组成。其中机座采用落地固定式机座，手臂及吸盘采用单活塞杆双作用气缸驱动。机械手的动作基本有伸缩吸物和放物等动作。其动作顺序为初始位置前伸吸物料收缩放物料回到初始位置。机械手的动作在整个过程中都是连续可循环的。第章驱动系统的分析与选择机械手的驱动系统是驱动执行机构运动的传动装置。机械手的驱动系统根据动力源的不同，分为液压气压电气机械气液联合和电液联合等多种方式。目前采用的主要有液压气压电气这三种驱动方式。.驱动系统的分析与选择液压驱动，功率重量比大，可实现频繁平稳的变速和换向，容易实现过载保护，可自行润滑，使用寿命长。但也存在其油液容易泄露污染环境，需要配备油源，成本较高，工作噪声较大。电气驱动，控制精度高，驱动力较大，响应快，信号检测传递处理方便。但是由于这种驱动方式价格昂贵，限制了在些场合的应用。因此，人们寻求其他些经济适用的驱动方式。气压驱动具有价格低廉结构简单功率体积比高无污染及抗干扰性强在工业机械手中应用较多。另方面，气动技术作为“廉价的自动化技术”，由于其元器件性能的不断提高，生产成本的不断降低，被广泛应用于现代化工业生产领域。在现代化的成套设备与自动化生产线上，几乎都配有气动系统。据统计在工业发达国家中，全部自动化流程中约有装有气动系统，有的包装机械，的铸造焊接设备，的自动操机的锻造设备和洗衣设备的采煤机械，的纺织机械制鞋业木材加工食品机械，的工业机器人装有气压系统。日美德等国的气动元件销售平均每年增长超过。许多工业发达国家的气动元件产值已接近液压元件的产值，且仍以较大速度发展，气动机械手技术已经成为能够满足许多行业生产实践要求的种重要使用工具。表.给出了各种控制方式的比较表.各种控制方式的比较通过以上三种驱动方式的比较选用气动驱动的方式，不仅能够满足了本设计的要求，而且节约了成本。.机械手驱动系统的控制设计根据上料机械手的要求，在驱动系统中气缸的运动方式主要有两种直线运动真空吸盘。其气动驱动系统原理图如图.所示。图.驱动系统原理图气动系统包括个二位五通电磁换向阀两个直通电磁阀个气缸个吸盘四个调速阀消声器若干等。图中的调速阀控制气缸伸长和缩短的速度，防止速度过大对物料及机械手臂的冲击二位五通电磁换向阀是改变气缸的运动方向真空发生器的工作原理利用气体的喷射产生真空吸附物料，其主要功能是实现对物料的吸取和释放，真空发生器的动作是由直通电磁阀控制的。.气动元件选取及工作原理气压驱动是利用压缩气体的压力能来实现能量传递的种方式，其介质主要是空气，也包括燃气和蒸汽。典型的气压传动系统由以下四部分组成气源装置气源装置是获得具有定能量的压缩空气的装置，其主体部分是空气压缩机，有的还配有气源净化处理装置气罐等附属设备。它将原动机提供的机械能转变为气体的压力能。气压传动对气源的要求要求压缩空气具有定的压力和足够的流量。要求压缩空气有定的清洁度和干燥度。下面对于主要的气源装置元件进行如下介绍空气压缩机空气压缩机是产生压缩空气的气压发生装置，是气源主要的设备。按结构和工作原理可分为速度型和容积型两大类。容积型压缩机是利用特殊形状的转子或活塞压缩吸入封闭容积室空气的体积来增加空气的压力。容积型结构简单使用方便。本设计选用容积型压缩机。储气罐储气罐可以调节气流，减少输出气流的脉动，使输出气流连续和气压稳定，也可以作为应急气源使用，还可以进步分离油水杂质。储气罐上装有安全阀，使其极限压力比正常工作压力高，并装有指示罐内压力的压力表和排污阀等。罐的型式可分为立式和卧式两种。本设计选用立式储气罐，因为它的进气口在下，出气口在上，以利用进步分离空气中的油水。执行元件执行元件是以压缩空气为工作介质产生机械运动，并将气体的压力能转变为机械能的能量转换装置，如气缸输出直线往复式机械能，摆动气缸输出回转摆动式机械能。气缸输出直线往复式气缸是气动执行元件之。目前最常选用的是标准气缸，其结构和参数都已系列化标准化通用化。水平伸缩气缸选用单活塞杆双作用气缸。单活塞杆双作用气缸般由缸筒前后缸盖活塞活塞杆密封件和紧固件等组成。其工作原理对于前伸回缩气缸，当左侧无杆腔进气，右侧有杆腔排气时活塞杆前伸，反之，活塞杆回缩对于上升下降气缸，当上侧无杆腔进气，下侧有杆腔排气时，活塞杆下降，反之活塞杆上升。摆动气缸输出回转摆动式摆动气缸分为单叶片式和双叶片式。单叶片式摆动气缸压缩空气由进气口输入，作用在叶片上，带动轴回转产生转矩，另腔的空气从排气口排出。双叶片式摆动气缸从进气口进入的压缩空气作用在个叶片上，同时通过轴上的气路也作用在另叶片上带动轴回转。这样双叶片式产生的转矩将是单叶片式的倍。本设计采用标准单活塞杆双作用气缸。控制元件控制元件是用来调节压缩空气的压力流量和控制其流动方向，使气动执行机构获得必要的力动作速度和改变运动方向，并按规定的程序工作。气动控制元件按功能分为压力控制阀流量控制阀和方向控制阀。压力控制阀调节和控制压力大小的气动元件称为压力控制阀。它包括调压阀溢流阀顺序阀及多功能组合阀。调压阀是出口侧压力可调，并能保持出口侧压力稳定的压力控制阀。溢流阀是在回路中的压力达到阀的规定值时，使部分气体从排气侧排出，以保持回路内的压力在规定值的阀。调速阀是根据“流量负反馈”原理设计而成的单路流量阀。调速阀般用于执行元件负载变化大而运动速度要求稳定的系统中。调速阀根据“串联减压式”和“并联溢流式”，又分为调速阀和溢流节流阀两种主要类型。本设计选用串联减压式调速阀。方向控制阀方向控制阀是改变压缩空气流动方向和气流通断状态，使气动执行元件的动作或状态发生变换的控制阀，其通常可分为单向型控制阀和换向型控制阀两类。单向型控制阀单向阀是指气流只能向个方向流动而不能反向流动通过的阀，是最简单的单向型方向阀。在气动系统中，单向阀除单独使用之外，经常与流量阀换向阀和压力阀组合成只能单向控制的阀。单向调速阀就是单向阀与节流阀并联而成。单向调速阀是把节流阀芯分成了上阀芯和下阀芯两部分。当流体正向流动时，其节流过程与调速阀是样的，节流缝隙的大小可通过手柄进行调节当流体反向流动时，靠流体的压力把阀芯压下，下阀芯起单向阀作用，单向阀打开，可实现流体反向自由流动。当正向流动时，经过节流阀节流。当反向流动时，单向阀打开，不节流。换向型控制阀换向型方向控制阀按控制方式分类，分为气压控制电磁控制人力控制。换向阀是利用阀芯和阀体间相对位置的不同来变换不同管路间的通断关系，实现接通切断，或改变流体方向的阀。它的用途很广，种类也很多。换向阀的性能的主要要求是油液流经换向阀时的压力损失小互不相通的油口间的泄漏小换向可靠迅速且平稳无冲击。按换向阀的操纵方式有手动式机动式电磁式液动式电液动式气动式。按工作位置数和控制的通道数有二位二通阀二位三通阀二位四通阀