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（图纸+论文）立式精锻机自动上料机械手设计（全套完整）

，应尽可能不设计腕部的运动。这样，则可使机械手结构简单制造方便和成本降低。根据抓取对象和机械手的坐标形式的需要，可增加腕部的自由度。如腕部的回转运动，这是在手爪夹持工件后，需要翻转角度，或者机械手从个工位转到另个工位时，需要工件翻转。若是采用臂部回转则使机械手的稳定性降低，因为，臂部长度大，回转时少有偏心特别是高速回转时，使机械手的离心力增加，臂部振动加大，影响定位精度。因此，应设计腕部的回转。若机械手是球坐标形式，腕部应设计具有俯仰运动，以保证手爪处于水平位置，不影响手爪的工作。还要根据加工工艺的要求，设计腕部在轴方向的移动运动。如机械手将工件送到工位后，需要把工件定位夹紧，为使机床运动简化，而要求腕部沿轴方向做少量的移位的运动。如用顶尖支承的轴类零件，在用机械手取下工件时，为脱离主轴顶尖而需要有腕部的横移运动。总之，腕部自由度的选取应在臂部自由度确定以后，再根据工件的料道位置工艺要求应用范围及制造成本等方面的综合分析，以确定最佳的方案，确定出腕部合适的自由度数。．腕部的动作要灵活自重要轻在设计腕部结构时，应力求结构简单紧凑，减轻结构的重量。机械手配合机器运转，腕部的动作时间往往在几秒钟以内，甚至不超过秒，所以腕部定要灵活，在保证构件的强度和刚度的条件下，回转件尽量采用滚动轴承或滚柱，减少阻力，降低摩擦。．腕部运动位置要准确手腕的回转俯仰与左右摆动等运动位置都要求准确，除对零部件配合精度严格要求以外，要采取措施消除传动部件之间的间隙。根据需要可设置位置检测元件，来控制手腕的准确位置。腕部的结构．腕部回转运动结构用回转缸实现小于的回转运动用回转缸的结构实现腕部的回转，图是其图手腕回转结构图应用的例。图中件号为回转油缸的动片，它的回转带动两手爪驱使工件翻转或。应用回转缸，当抓取大直径工件时，如图所示，则活塞向上是夹紧，向下是松开。上面介绍的几种结构所夹持的工件，都是圆形或者是对称物体，对于非对称或者异形的工件，需要对手爪做相应的设计。图是夹持非对称工件的手爪结构图，为了简化管路设计，采用单向活塞，用弹簧推动活塞使手爪松开。图双活塞连杆式手爪结构连杆式手爪结构的特点是夹紧力大，各机件间的连接用圆柱销，磨损较小，若设计得当可自锁。但结构比较复杂，手爪开闭角度较小，适用于抓取重量较大的工图连杆式手爪结构件。．齿轮齿条式手爪结构图是齿轮齿条式手爪结构图，可用液压或气压驱动，夹紧油缸图齿轮齿条式手爪结构活塞杆上加工出齿条，当活塞向左移动推动中间齿轮旋转，中间齿轮又带动扇形轮夹紧工件。图示位置为夹紧状态，若前腔进油则使手爪松开。图是夹持板块用齿轮齿条式手爪结构，为了保持较大的夹紧力和手爪运动时保持平行移动，采用了双支承板结构。图是用弹簧复位的齿轮齿条式手爪结构图。它是由活塞杆上的齿条，直接推动扇形轮爪，而使轮爪松开。在弹簧的拉力下使手爪常处于夹紧状态。图是另外种常弹簧复位的齿轮齿条式手爪结构。它图夹持方形工件齿轮齿条式手爪结构是在活塞杆上安装圆形齿条，当活塞向右移动，齿条推动轴上的小齿轮旋转，而在轴上的小齿轮上镶个扇形轮，扇形轮旋转带动小齿轮旋转，小齿轮带动爪体往中心平行移动，使手爪卡紧工件。当需要松开时，驱动源压力消失，由于爪体内两个弹簧力推动向外移动，推动相应齿轮系反响旋转，与活塞内弹簧力起使手爪松开。图齿轮齿条式手爪结构齿轮齿条式手爪结构特点是动作灵活，手爪开闭角度大，夹持范围大，但是齿轮齿条结构，两个齿轮对称性的调整比较困难，这种结构夹紧力小，因此多适用于中小型重量的工件。除了以上几种手爪结构外，还有锥体图齿轮齿条式手爪结构杠杆式手爪，长轴多爪式手爪结构，平移式手爪结构，锥体杠杆式内孔夹持手爪等。夹持式手爪的计算．夹紧力的计算夹紧力式中安全系数般取.工作情况系数，主要考虑惯性力的影响。可以近似的按下式估算其中为被抓取工件的最大加速度，为重力加速度方位系数被抓取工件的重量。根据本次所设计的手爪结构设.，所以.要确定抓区工件的空间点位及方位坐标，有臂部三个自由度和腕部三个自由度就足够了。图手腕运动示意图上下料机械手的总功能原及各部分的设计.功能原理设计功能原理设计是针对确定的功能要求，寻求些物理效应并且借助些作用原理来求得些实现该原理的解法原理。其特点是对于产品的特定的工作能力进行抽象化描述，是指机器所有的转化能量特性和其他物理特性。其描述方法较像工程学中常用的“黑箱”法来描述。任何个技术系统中都有输入和输出，把技术系统抽象成黑箱。起输入用物料流信息流和能量流来描述其输出用相应的和来描述。操作指令显示物料送到机床电气能功能原理设计是种综合。综合是不能有任何方法可循的。它能要求解决的问题是有很多解的问题。它既不是只有唯解，又不是绝对无解，而且也很难得到绝对理想的解。般来说，在构思阶段，应尽可能收集各种可能的解法，以便在众多的解法中选出较多满意的解决方法来。总功能分解成若干个功能元素为夹持松开上升下降伸缩转位复位根据仿生学的原理，机械手的功能单元可以分为手指夹紧松开工件手腕回转平移俯仰等功能手臂伸缩使工件沿直线运动底座机身升降手臂，回转手臂缓冲器于定位回转升降伸缩缓冲定位电气控制部分控制各部分协调动作.手部设计机械手的手部是用来抓取并握紧工件的，它包括手爪和夹紧装置两部分。夹持工件的迅速灵活准确和牢靠程度，直接影响到机械手的性能，是机械手的关键部件之。手部设计要求．手部应有足够的夹紧力。除工件的重力外，还要能不使工件在传递过程中松动或脱落．夹持范围要与工件相适应。手爪的开闭角度手爪张开或闭合时的极限位置所摆动的角度应能适应夹紧较大的直径范围．夹持精度要高。既要求工件在手爪内定位准确，又不夹坏工件的表面。般需根据工件的形状选择相应的手爪结构如圆柱形工件应采用带形槽的手爪来定位对于工件表面光洁度要求较高的，应在手爪上镶铜夹布胶木或其它软质垫片等．夹持动作要迅速灵活．手部结构要简单紧凑刚性好自重轻易磨损处应该便于更换，在腕部或臂部上安装要方便，更换要迅速。立式,精锻机,自动,机械手,设计,毕业设计,全套,图纸摘要随着科学技术的发展，人类社会进入了个以自动化和电子技术为标志的新时代。自动化机械大量应用于工业工程中，其中工业机械手的应用最为广泛。工业机械手是种模仿人手动作的机器，可以取代很多的人工操作，并可以取得更高的效率。本论文介绍了用于夹持外圆件的上下料机械手的设计。它采用液压驱动，点位程序控制，动作平稳，控制方便。本论文主要阐述该机械手的升降和回转的设计和计算。首先从机械手的基础知识介绍有关机械手的组成分类腕部及臂部设计液压控制的多种方案，再从本次设计所要求的功能原理设计开始，对于不同的方案加以比较和论证，从中可确定出最优方案，并采用其方案，在对其的结构设计的基础上，对其驱动力和驱动力力矩进行计算。着重阐述了机身的设计，具体阐述了机械手的设计原则和步骤，分析了设计时应注意的问题，并对机械手的平稳性及定位精度给予详细的论述。设计并分析了该机械手所用的液压控制的方法和过程。由于经验不足，知识有限，难免有误，有待改进。关键词机械手液压驱动力定位精附录绪论在现代工业自动化生产领域里，材料的搬运机床的上下料整机的装配等是十分重要的工作环节，而实现这些环节的自动化将大大提高生产效率，减少成本。用自动化机械代替人的工作可以减少事故的发生。工业机械手就是为了实现这些环节的自动化而设计的。自动化上下料装置是散乱的中小型工件毛坯经过定向机构实现定向排列，然后顺次地由上下料机构把它送到机床或工作位置去，并把工件取走。如工件教大，形状复杂，很难实现自动定向，则往往通过人工定位后，再有上下料机构送到工作地点去。在成批大量生产中，尤其要求在生产率很高，机动工时很短的情况下，单纯的上下料装置很难满足要求，机械手就是在上下料机构的基础上发展起来的种机械装置。开始主要用来实现自动上下料和搬运工件，完成单机自动化和生产线自动化。随着应用范围不断扩大，现已用来操作工具和完成定工作，减轻工人的劳动强度，改善劳动条件，提高生产效率。目前我国研制使用的工业机械手大多数是属于专用机械手，仅有少量的通用机械手。由于通用机械手改变工作程序比较方便，特别适用于多品种小批量的生产。通用机械手在工业生产中的应用只有二十来年的历史。这些装置在国外得到相当重视，到七十年代，其品种和数量都有很大的发展，并且研制出了各种具有感觉器官的工业机器人。我所设计的是生产线用上料机械手。是为精锻机设计的配套自动送取锻料设备。属于圆柱坐标式，全液压驱动机械手，具有手臂升降，收缩，回转和手腕回转个自由度，执行机构由手部,手腕，手臂伸缩机构，手臂升降机构，手臂回转机构组成。它开始工作是被加热的坯料由运输车送到上料位置后，自动上料机械手将热坯料搬运到立式精锻机上锻打，其成品锻件由下料机械手从立式精锻机上取下并送到转换机械手上，转换机械手先把锻件翻转成水平位置，由炳烷切割装置将两端切齐，切割完毕，转换机械手的手臂再水平回转，将锻件水平放置到下料运输装置上，运送到车间外面的料仓库进行冷却。自动上料机械手在此精锻生产线上可以完成取料喂料和变换工位等动作。其配置如图。自动上料机械手配置示意图工业机械手的概述．工业机械手的分类工业机械手目前在国内是专用机械手和通用机械手的统称。专用机械手是指附属于主机动作程序固定，般没有独立控制系统，只做专门用途的自动抓取或操作装置。通用机械手国外泛称工业机器人是指程序可变的独立的自动化的抓取或操作装置。目前多机械手尚无明确的分类标准，全国各地区尚未统，我们按目前应用比较多的两方面进行分类按搬运的工件重量或称臂力分类．小型的臂力在公斤以下．中型的臂力在公斤以内．大型的臂力在公斤以上。目前大多数的工业机械手其搬运重量为中型的。二按机能分类．简易型通用机械手有固定程序和可变程序两种。固定程序由挡块或凸轮转鼓控制可变程序用插销板来给定程序。这种机械手多为气动或液压驱动，结构简单，成本较低，改变程序较容易。只适用于程序较简单的点位控制，实现重复性操作作为般单机服务的搬运工作也完全够。目前这种机械手的数量最多。．示教再现型通用机械手这种机械手由人工通过示教装置领动遍，或者预先操作给定遍，称为示教。它由磁鼓或磁带磁芯把程序记录下来，以后机械手就自动按记忆的程序，重复地进行循环动作。这种机械手多为电液伺服控制。与前者比较，这种机械手可有较多的自由度，有可能实现连续轨迹控制，能进行程序较复杂的作业，通用性较大。．具有视觉触觉的通用机械手这种机械手由电子计算机控制，装有电视摄像管和传感器等，因而具有视觉热感触觉等。.工业机械手的组成工业机械手的结构有简单的也有复杂的。但从结构形式分析，主要有执行机构驱动机构位置检测装置和控制系统等组成。执行机构它包括手部腕部臂部立柱和基体等构件组成．手部是夹持工件的构件。它由手爪和夹紧装置两部分组成。手爪有夹紧和松开动作。夹持式手爪的形式和人的手指相仿。另外还有真空和电磁吸盘相当于手爪，用来吸取表面光滑的零件或薄板。有的手爪还可以夹持些专用工具，如喷枪扳手焊接工具等。．腕部是联接手部和臂部的构件，起支撑手部的作用。