60吨冲床上料机械手设计【毕业论文+CAD图纸全套】

买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 毕业设计说明书  设计 题目： 60 吨冲床上料机械手 设计  学生姓名：      学     号 ：  专业班级 ：      学     部： 工程教育部  指导教师：   讲师         2012 年 5 月 20 日买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 I 摘   要  本次设计的 60 吨冲床上料机械手根据规定的动作顺序，综合运用所学的基本理论、基本知识和相关的机械设计专业知识，完成对机械手的设计，对机械手的工作原理，结构使用范围，特点参数选择等方面进行了阐述。其中机械手的机械结构采用气缸、螺杆、齿轮轴等机械器件组成；采用圆柱坐标， 1 个自由度，为腰座的转 动；机械手的抓重 1 60 吨冲床上料机械手主要是给冲床进行上料和从储料框中取料； 驱动方式为气压传动； 机械手的腰座回转采用气缸带动齿条齿轮驱动；本设计主要对手部进行了设计和计算，腰座回转采用回转气缸，机械手的升降和伸缩采用螺母和螺栓调节，还有一个特点是：可根据生产的需要改变机械手手臂的高度和长度以及更换吸盘。  关键词 ： 上料机械手；冲床上料；气压传动  买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 he of 0 of to of of s of to of s 1 of 0 of on is to is to a of of by of is a to to as as of 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985   录  摘   要  . I .  绪论  . 1 器人简介  . 1 器人的发展及应用  . 2 器 人的组成  . 8 械手的组成  . 10 2  机械手的总体设计  . 15 械手的总体结构  . 15 械手总体结构的类型  . 15 计具体采用方案  . 20 械手腰座结构的设计  . 21 械手腰座设计的具体采用方案  . 22 械手手臂的结构设计  . 22 计具体采用方案  . 23 械手手部的结构方案设计  . 24 械手的机械传动机构的设计  . 24 计具体采用方案  . 28 械手驱动系统的设计  . 28 3  机械手理论分析和设计计算  . 37 统设计计算  . 37 定气压系统基本方案  . 37 定气压执行元件方向的控制回路  . 38 定气压系统的主要参数  . 39 缸主要参数的确定  . 41 算和选择气缸元件  . 42 缸系统性能的验算  . 43 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 降台电机选型有关参数计算  . 43 关参数的计算  . 43 盘的选择和计算  . 47 它元件选定  . 50 结     论  . 51 参考文献  . 52 致     谢  . 54 附录   A . 55 1 上料机械手三维图  . 55 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 1 1 绪论  器人简介  工业机器人（英语： 称 广泛适用的能够自主动作，且多轴联动的机械设备。它们在必要情况下配备有传感器，其 动作步骤包括灵活的，转动都是可编程控制的（即在工作过程中，无需任何外力的干预）。它们通常配备有机械手、刀具或其他可装配的的加工工具，以及能够执行搬运操作与加工制造的任务。机器人是靠自身动力和控制能力来实现各种功能的一种机器。联合国标准化组织采纳了美国机器人协会给机器人下的定义：“一种可编程和多功能的，用来搬运材料、零件、工具的操作机；或是为了执行不同的任务而具有可改变和可编程动作的专门系统。”  工业机器人在经历了长期发展后，已经成为制造业中不可缺少的核心设备。同时随着社会的发展和人们生活水平的提高，各种各样 的机器人也被开发出来去适应制造领域意外的各个行业。这些机器人作为机器人家族的后起之秀，由于其用途广泛而大有后来居上之势，仿形机器人、农业机器人、服务机器人、水下机器人、医疗机器人、军用机器人、娱乐机器人等各种用途的特种机器人纷纷面世，而且正以飞快的速度向实用化迈进。  工业机器人由操作机（机械本体）、控制器、伺服驱动系统和检测传感装置构成，是一种仿人操作、自动控制、可重复编程、能在三维空间完成各种作业的机电一体化自动化生产设备。特别适合于多品种、变批量的柔性生产。它对稳定、提高产品质量，提高生产效率，改善劳动 条件和产品的快速更新换代起着十分重要的作用。   买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 2 机器人并不是在简单意义上代替人工的劳动，而是综合了人的特长和机器特长的一种拟人的电子机械装置，既有人对环境状态的快速反应和分析判断能力，又有机器可长时间持续工作、精确度高、抗恶劣环境的能力，从某种意义上说它也是机器的进化过程产物，它是工业以及非产业界的重要生产和服务性设备，也是先进制造技术领域不可缺少的自动化设备。  器人的发展及应用  1920 年  捷克斯洛伐克作家卡雷尔 恰佩克在他的科幻小说罗萨姆的机器人万能公司中，根据 克文，原 意为 “ 劳役、苦工 ”) 和兰文，原意为 “ 工人 ”) ，创造出 “ 机器人 ” 这个词。  1939 年  美国纽约世博会上展出了西屋电气公司制造的家用机器人由电缆控制，可以行走，会说 77个字，甚至可以抽烟，不过离真正干家务活还差得远。但它让人们对家用机器人的憧憬变得更加具体。  1942 年  美国科幻巨匠阿西莫夫提出 “ 机器人三定律 ” 。虽然这只是科幻小说里的创造，但后来成为学术界默认的研发原则。  1954 年  美国人乔治 德沃尔制造出世界上第一台可编程的机器人，并注册了专利。这种机械手能按照不同的程 序从事不同的工作，因此具有通用性和灵活性。  1956 年  在达特茅斯会议上，马文 明斯基提出了他对智能机器的看法：智能机器 “ 能够创建周围环境的抽象模型，如果遇到问题，能够从抽象模型中寻找解决方法 ” 。这个定义影响到以后 30 年智能机器人的研究方向。  1959 年  德沃尔与美国发明家约瑟夫 英格伯格联手制造出第一台工业机器人。随后，成立了世界上第一家机器人制造工厂 司。由于英格伯格对工业机器人的研发和宣传，他也被称为 “ 工业机器人之父 ” 。  买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 3 1962年 1963 年  传感器的应用提高了机器人的可操作性 。人们试着在机器人上安装各种各样的传感器，包括 1961 年恩斯特采用的触觉传感器，托莫维奇和博尼 1962 年在世界上最早的 “ 灵巧手 ” 上用到了压力传感器，而麦卡锡 1963年则开始在机器人中加入视觉传感系统，并在 1965年，帮助 识别并定位积木的机器人系统。  1965 年  约翰 霍普金斯大学应用物理实验室研制出 器人。电管等装置，根据环境校正自己的位置。 20世纪 60 年代中期开始，美国麻省理工学院、斯坦福大学、英国爱丁堡大学等陆续成立了机 器人实验室。美国兴起研究第二代带传感器、 “ 有感觉 ” 的机器人，并向人工智能进发。  1968年  美国斯坦福研究所公布他们研发成功的机器人 带有视觉传感器，能根据人的指令发现并抓取积木 ,不过控制它的计算机有一个房间那么大。 以算是世界第一台智能机器人，拉开了第三代机器人研发的序幕。  1973 年  世界上第一次机器人和小型计算机携手合作，就诞生了美国司的机器人  1978 年  美国 司推出通用工业机器人 标志着工业机器人技 术已经完全成熟。  1984年  英格伯格再推机器人 种机器人能在医院里为病人送饭、送药、送邮件。同年，他还预言： “ 我要让机器人擦地板，做饭，出去帮我洗车，检查安全 ” 。  1999 年  日本索尼公司推出犬型机器人爱宝 (当即销售一空，从此娱乐机器人成为目前机器人迈进普通家庭的途径之一。  买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 4 2002 年  丹麦 司推出了吸尘器机器人 能避开障碍，自动设计行进路线，还能在电量不足时，自动驶向充电座。 目前世界上销量最大、最商业 化的家用机器人。  2006 年  6 月，微软公司推出 器人模块化、平台统一化的趋势越来越明显，比尔 盖茨预言，家用机器人很快将席卷全球。  机器人的未来发展将很快，应用范围更大，如设计工业、农业、运输、医药、科学研究等各个方面。尤其以工业机器人的应用最广。采用机器人代替人工操作，形成单机自动化或成组自动化生产，或组成柔性生产线，从而可以提高产品质量，降低成本，缩短生产周期，提高劳动生产率。  近年来，工业机器人的发展极为迅速。 随着工业机器人发展的深度和广度以及机器 人智能水平的提高，工业机器人已在众多领域得到了应用。从传统的汽车制造领域向非制造领域延伸。如采矿机器人、建筑业机器人以及水电系统用于维护维修的机器人等。在国防军事、医疗卫生、食品加工、生活服务等领域工业机器人的应用也越来越多。汽车制造是一个技术和资金高度密集的产业，也是工业机器人应用最广泛的行业，几乎占到整个工业机器人的一半以上。在我国，工业机器人最初也是应用于汽车和工程机械行业中。在汽车生产中工业机器人是一种主要的制动化设备，在整车及零部件生产的弧焊、点焊、喷涂、搬运、涂胶、冲压等工艺中大量使用。据预测我 国正在进入汽车拥有率上升时期，在未来几年里，汽车仍将每年 15左右的速度增长。所以未来几年工业机器人的需求将会呈现出高速增长趋势，年增幅达到 50左右，工业机器人在我国汽车行业的应用将得到快速发展。  工业机器人除了在汽车行业的广泛应用，在电子，食品加工，非金属加工，日用消费品和木材家具加工等行业对工业机器人的需求也快速增长。在亚买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 5 洲， 2005年安装工业机器人 72， 600台，与 2004年相比，增长了 40，而应用在电子行业的就占了 31左右。在欧洲地区，据统计 2005 年与 2004 年相l： 的应用增长了 17左右，在非金属加工行业的应用增长了 20左右，在日用品消费行业增长了 32，在木材家具加工行业增长了 18左右。工业机器人在石油方面也有广泛的应用，如海上石油钻井、采油平台、管道的检测、炼油厂、大型油罐和储罐的焊接等均可使用机器人来完成。在未来几年，传感技术，激光技术，工程网络技术将会被广泛应用在工业机器人工作领域，这些技术会使工业机器人的应用更为高效，高质，运行成本低。据预测，今后机器人将在医疗、保健、生物技术和产业、教育、救灾、海洋开发、机器维修、交通运输和农业水产等领域得到应用。  总的趋势是提高工作精度和运动速度，增加机构的自由度以提高通用性和灵活性降低结构自重，逐步采用标准化的模块式组合结构，开发传感器技术和机器人语言，同时根据内部信息和环境信息来控制机器人，采用计算机仿真技术以及实现机器人的智能化。工业机器人的发展正从各个方面显露出它的强大势头。从近几年来国际工业机器人会议上综合的情况来看，工业机器人发展的重点是具有智能的高级机器人以及低成本、稳定可靠的用于自动化生产的机器人。  空间探索、能源问题和人工智能是当代科学技术三大课题。人工智能主要内容之一就是关于智能机器人的研究，如 机器视觉 (包括模型识别、景物分例、自然语言理解和生成以及知识的表达等，都与机器人技术有关。有人认为，感受外界信息，理解和记忆信息，规划行动，人机对话，是智能机器人发展的四个主要问题。在空间探索领域中，机器人技术具有美好的发展前景和广泛的应用价值，例如，智能式地球遥感信息处理系统 (可以大量压缩返回地球买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 6 的多余信息 )；空间自动加工工厂；开发宇宙空间的高级自治系统；在空间装配的自重复系统等。  本世纪以来，人类开始有计划地开发海洋，开发食物、能源和物质来源。其中一个重要的方面就是要进行海下勘探、钻井、开采以及海下加工 (例如海下焊接 )。可以预料，遥控机器人对于海洋开发将会具有更大的功效。  机器人是现代科学技术发展成果之一。人们常常把新出现的技术用来制造机器人，再将机器人应用到新技术领域中去。为适应时代发展的需要，人们把大部分智能技术结合起来，使之向更高级的机器人 智能机器人发展，这已成为机器人的一个发展方向。  在机械制造生产中，按单件、小批、成批、大批、大量生产的顺序排列，采用专用设备的合理性按此顺序而提高，采用通用设备的合理性则依次而下降。目前单件生产缺人不行，大量生产则仍由专用设备占据统治地位。在这二者之间有一个广 大的批量生产领域，对于通用性好的工业机器人有着美好的发展前景。专用设备较通用的设备生产率高，但灵活性差，需要更多的研制时间和较多的基本费用。  相对于人来说，工业机器人的工作准确性高，工作速度高，负载能力大，耐久力强，重复性好，所以工业机器人获得了广泛应用，显示了很好的效能。但邑工业机器人仍存在许多有待解决的问题。比如：要求有感觉、通用性强、自由度多、示教简单等；价格昂贵、结构复杂、不易掌握应用、要求重新培育技术人员和工人；可靠性仍不能满足要求，设备有更新问题以及大量引入工业机器人可能造成普通工人失业等。  从 目前情况看，工业机器人的研究、制造和使用者都希望能更加扩大其应用范围，例如： 接机器人、实现连续轨迹控制的机器人、清理铸件的机器人， 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 7 下工作机器人，  目前，智能机器人已从基础研究发展为应用研究，今后逐渐推广应用。具有感觉和识别功能 (特别是视觉 )的机器人已经用于自动检修和装配作业。而且示教式重复型机器人以 及操纵型机器人也都在向智能的方向发展。智能机器人有关的技术开 发项目如高精度、快速立体识别系统，七自由度以上具有柔软性的机 器人手臂及其控制，全方位移动的步行机，高湿、高温、障碍物又多的闭锁空间中远距离控制系统；能在极限作业环境 (人的作业能力和生理上不能忍受的恶劣和危险环境 )中工作的极限作业机器人等等都在加紧研究开发之中。  1 手部机构的多功能化：日前的工业机器人的手大部分只有两个手指，相当于一种夹持器的功能。它本身只能作为一种工具，如要焊接时，夹持器必须卸下来并装上焊枪。不同的作业需要更换不同的手机构。对于不 同形状的物体，简单夹持的功能也不适应，因而今后倾向于模仿人手而具有多种功能。不是作为一种工具，而是可以使用各种工具进行工作。机器人的手将逐渐发展为多关节、多手指并具有人工触觉的人造手。  2 采用并行处理的复合控制：由于微电子技术的发展，微型计算机的性能大幅提高，从而可以利用多个微处理器对各种感觉 (如视觉、触觉等 )信息进行并行处理，并控制机器人多功能的手快速地完成更复杂的工作。  3 步行机的研究，它能使机器人的车辆方式发展为多关节的步行方式。随着生物工程的迅速发展，人类步行控制和动物步行机理的研究更为深入，引用这些机理将使步行机性能显著提高。  4 识别功能的提高：从识别物体 (或零件 )的位置和形状发展为识别物体的姿态和颜色，并达到实用，使机器人能够快速地识别更复杂的物体。  买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 8 器人的组成  机器人是典型的机电一体化产品，一般由机械本体、控制系统、传感器、和驱动器等四部分组成。机械本体是机器人实施作业的执行机构。为对本体进行精确控制，传感器应提供机器人本体或其所处环境的信息，控制系统依据控制程序产生指令信号，通过控制各关节运动坐标的驱动器，使各臂杆端点按照要求的轨迹、速度和加速度，以一定的姿态达到空间指定的 位置。驱动器将控制系统输出的信号变换成大功率的信号，以驱动执行器工作。  1 机械本体  机械本体，是机器人赖以完成作业任务的执行机构，一般是一台机械手，也称操作器、或操作手，可以在确定的环境中执行控制系统指定的操作。典型工业机器人的机械本体一般由手部（末端执行器）、腕部、臂部、腰部和基座构成。机械手多采用关节式机械结构，一般具有 6个自由度，其中 3个用来确定末端执行器的位置，另外 3个则用来确定末端执行装置的方向（姿势）。机械臂上的末端执行装置可以根据操作需要换成焊枪、吸盘、扳手等作业工具。  2 控制系统  控制系 统是机器人的指挥中枢，相当于人的大脑功能，负责对作业指令信息、内外环境信息进行处理，并依据预定的本体模型、环境模型和控制程序做出决策，产生相应的控制信号，通过驱动器驱动执行机构的各个关节按所需的顺序、沿确定的位置或轨迹运动，完成特定的作业。从控制系统的构成看，有开环控制系统和闭环控制系统之分；从控制方式看有程序控制系统、适应性控制系统和智能控制系统之分。  3 驱动器  买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 9 驱动器是机器人的动力系统，相当于人的心血管系统，一般由驱动装置和传动机构两部分组成。因驱动方式的不同，驱动装置可以分成电动、液动和气动三种类型 。驱动装置中的电动机、液压缸、气缸可以与操作机直接相连，也可以通过传动机构与执行机构相连。传动机构通常有齿轮传动、链传动、谐波齿轮传动、螺旋传动、带传动等几种类型。  4 传感器  传感器是机器人的感测系统，相当于人的感觉器官，是机器人系统的重要组成部分，包括内部传感器和外部传感器两大类。内部传感器主要用来检测机器人本身的状态，为机器人的运动控制提供必要的本体状态信息，如位置传感器、速度传感器等。外部传感器则用来感知机器人所处的工作环境或工作状况信息，又可分成环境传感器和末端执行器传感器两种类型；前者用于识别物 体和检测物体与机器人的距离等信息，后者安装在末端执行器上，检测处理精巧作业的感觉信息。常见的外部传感器有力觉传感器、触觉传感器、接近觉传感器、视觉传感器等。  工业机器人由操作机 (机械本体 )、控制器、伺服驱动系统和检测传感装置构成，是一种仿人操作，自动控制、可重复编程、能在三维空间完成各种作业的机电一体化自动化生产设备。特别适合于多品种、变批量的柔性生产。它对稳定、提高产品质量，提高生产效率，改善劳动条件和产品的快速更新换代起着十分重要的作用。  机器人技术是综合了计算机、控制论、机构学、信息和传感技术、人工智能、仿生学等多学科而形成的高新技术，是当代研究十分活跃，应用日益广泛的领域。机器人应用情况，是一个国家工业自动化水平的重要标志。  机器人并不是在简单意义上代替人工的劳动，而是综合了人的特长和机器特长的一种拟人的电子机械装置，既有人对环境状态的快速反应和分析判断能买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 10 力，又有机器可长时间持续工作、精确度高、抗恶劣环境的能力，从某种意义上说它也是机器的进化过程产物，它是工业以及非产业界的重要生产和服务性设各，也是先进制造技术领域不可缺少的自动化设备。  机械手是模仿着人手的部分动作，按给定程序、轨迹和要求实现自动抓取 、搬运或操作的自动机械装置。在工业生产中应用的机械手被称为“工业机械手”。生产中应用机械手可以提高生产的自动化水平和劳动生产率 :可以减轻劳动强度、保证产品质量、实现安全生产；尤其在高温、高压、低温、低压、粉尘、易爆、有毒气体和放射性等恶劣的环境中，它代替人进行正常的工作，意义更为重大。因此，在机械加工、冲压、铸、锻、焊接、热处理、电镀、喷漆、装配以及轻工业、交通运输业等方面得到越来越广泛的引用 1。  机械手的结构形式开始比较简单，专用性较强，仅为某台机床的上下料装置，是附属于该机床的专用机械手。随着工业技 术的发展，制成了能够独立的按程序控制实现重复操作，适用范围比较广的“程序控制通用机械手”，简称通用机械手。由于通用机械手能很快的改变工作程序，适应性较强，所以它在不断变换生产品种的中小批量生产中获得广泛的引用 2。  60吨冲床自动上料装置是在一般冲床上改装冲床曲轴，添加上料机械手 ,升料台和滑道等装置，是冲床自动连续工作。该装置的特点是由上料机械手来控制冲床动作，能保证冲床有节奏的，安全的生产。  械手的组成  机械手主要由执行机构、驱动系统、控制系统以及位置检测装置等所组成。各系统相互之间的关系如 方框图 1 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 11 图 1械手的组成方框图  1 执行机构  包括手部、手腕、手臂和立柱等部件。  1） 手部  即与物件接触的部件。由于与物件接触的形式不同，可分为夹持式和吸附式手部。夹持式手部由手指 (或手爪 ) 和传力机构所构成。手指是与物件直接接触的构件，常用的手指运动形式有回转型和平移型。回转型手指结构简单，制造容易，故应用较广泛；平移型应用较少，其原因是结构比较复杂，但平移型手指夹持圆形零件时，工件直径变化不影响其轴心的位置，因此适宜夹持直径变 化范围大的工件。  手指结构取决于被抓取物件的表面形状、被抓部位 (是外廓或是内孔 )和物件的重量及尺寸。常用的指形有平面的、 V 形面的和曲面的 :手指有外夹式和内撑式 ;指数有双指式、多指式和双手双指式等。   而传力机构则通过手指产生夹紧力来完成夹放物件的任务。传力机构型式较常用的有 :滑槽杠杆式、连杆杠杆式、斜面杠杆式、齿轮齿条式、丝杠螺母式，式弹簧式和重力式等。  附式手部主要由吸盘等构成，它是靠吸附力 (如吸盘内形成负压或产生电吸磁力 )吸附物件，相应的吸附式手部有负压吸盘和电磁盘两类。  控制系统  驱动系统统  被抓取工件  执行 机构  位置检测装置  买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 12 对于轻小片状零件、光滑薄板材料 等，通常用负压吸盘吸料。造成负压的方式有气流负压式和真空泵式。  对于导磁性的环类和带孔的盘类零件，以及有网孔状的板料等，通常用电磁吸盘吸料。电磁吸盘的吸力由直流电磁铁和交流电磁铁产生。  用负压吸盘和电磁吸盘吸料，其吸盘的形状、数量、吸附力大小，根据被吸附的物件形状、尺寸和重量大小而定。  此外，根据特殊需要，手部还有勺式 (如浇铸机械手的浇包部分 )、托式(如冷齿轮机床上下料机械手的手部 )等型式。  2） 手腕  是连接手部和臂部的部件，并可用来调节被抓物体的方位，以扩大机械手的动作范围，并使机械手变得更灵巧，适应性 更强。手腕有独立的自由度。有回转运动、上下摆动、左右摆动 些动作较为简单的专用机械手，为了简化结构，可以不设腕部，而直接用臂部运动驱动手部搬运工件。目前，应用最为广泛的手腕回转运动机构为回转液压缸，它的结构紧凑，灵巧但回转角度小，并且要求严格密封，否则就难保证稳定的输出扭矩。因此在要求较大回转角的情况，采用齿条传动或链轮以及轮系结构。  3） 手臂  手臂是支承被抓物件、手部、手腕的重要部件。手臂的作用是带动手指去抓取物件，并按预定要求将其搬运到指定的位置。 工业机械手的手臂通常由驱动手臂运动的部件 (如油缸、气缸、齿轮齿条机构、连杆机构、螺旋机构和凸轮机构等 )与驱动源 (如液压、气压或电机等 )相配合，以实现手臂的各种运动。  手臂可能实现的运动如下 :  买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 13 手臂在进行伸缩或升降运动时，为了防止绕其轴线的转动，都需要有导向装置，以保证手指按正确方向运动。此外，导向装置还能承担手臂所受的弯曲力矩和扭转力矩以及手臂回转运动时在启动、制动瞬间产生的惯性力矩，使运动部件受力状态简单。  导向装置结构形式，常用的有 :单圆柱、双圆 柱、四圆柱和 尾槽等导向型式。  4） 立柱  立柱是支承手臂的部件，立柱也可以是手臂的一部分，手臂的回转运动和升降 (或俯仰 )运动均与立柱有密切的联系。机械手的立柱通常为固定不动的，但因工作需要，有时也可作横向移动，即称为可移式立柱。  5） 行走机构  当工业机械手需要完成较远距离的操作，或扩大使用范围时，可在机座上安装滚轮、轨道等行走机构，以实现工业机械手的整机运动。滚轮式行走机构可分为有轨的和无轨的两种。驱动滚轮运动则应另外增设机械传动装置。  6） 机座  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，故起支撑和连接的作用。  2 驱动系统  手臂运动  基本运动  复合运动   直线运动与回转运动的组合 (即螺旋运动动 ) 两直线运动的组合 (即平面运动 ) 回转运动 :如水平回转、左右摆动运动  直线运动 :如伸缩、升降、横移运动  两回转运动的组合 (即空间曲面运动 )。  买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 14 驱动系统是驱动工业机械手执行机构运动的动力装置，通常由动力源、控制调节装置和辅助装置组成。常用的驱动系统有液压传动、气压传动、电力传动和机械传动等四种形式。  3 控制系统  控制系统是支配着工业机械手按规定的要求运动的系统。目前工业机械手的控制系统一般由程序控制系统和电气定位 (或机械挡块定位 )系统组成。控制系统有电气控制和射流控制两种，它支配着机械手按规定的程序运动，并记忆人们给予机械手的指令信息 (如动作顺序、运动轨迹、运动速度及时间 )，同时按其 控制系统的信息对执行机构发出指令，必要时可对机械手的动作进行监视，当动作有错误或发生故障时即发出报警信号。  4 位置检测装置  控制机械手执行机构的运动位置，并随时将执行机构的实际位置反馈给控制系统，并与设定的位置进行比较，然后通过控制系统进行调整，从而使执行机构以一定的精度达到设定位置。  买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 15 2  机械手的总体设计  械手的总体结构  械手总体结构的类型  工业机器人的结构形式主要有直角坐标结构，圆柱坐标结构，球坐标结构，关节型结构四种。各结构形式及其相应的特点，分别介绍如下 : 1 直角坐标 机器人结构   直角坐标机器人的空间运动是用三个相互垂直的直线运动来实现的。由于直线运动易于实现 全闭环的位置控制，所以，直角坐标机器人有可能达到很高的位置精度（ m 级）。但是，这种直角坐标机器人的运动空间相对机器人的结构尺寸来讲，是比较小的。因此，为了实现一定的运动空间，直角坐标机器人的结构尺寸要比其他类型的机器人的结构尺寸大得多。  直角坐标机器人的工作空间为一空间长方体。直角坐标机器人主要用于装配作业及搬运作业，直角坐标机器人有悬臂式，龙门式，天车式三种结构。  2 圆柱坐标机器人结构  圆柱坐标机器人的空间 运动是用一个回转运动及两个直线运动来实现的。这种机器人构造比较简单，精度还可以，常用于搬运作业。其工作空间是一个圆柱状的空间。  3 球坐标机器人结构  球坐标机器人的空间运动是由两个回转运动和一个直线运动来实现的。这种机器人结构简单、成本较低，但精度不很高。主要应用于搬运作业。其工作空间是一个类球形的空间。  买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 16 4 关节型机器人结构  关节型机器人的空间运动是由三个回转运动实现的。关节型机器人动作灵活，结构紧凑，占地面积小。相对机器人本体尺寸，其工作空间比较大。此种机器人在工业中应用十分广泛，如焊接、喷漆、搬运、装 配等作业，都广泛采用这种类型的机器人。  关节型机器人结构，有水平关节型和垂直关节型两种。  上料机械手的组成及工作原理 ：  60 吨冲床自动上料装置是在一般冲床上改装冲床曲轴，附加上料机械手、升料台和滑到等装置，使冲床自动连续工作。 如 图 2装置的特点是由上料机械手来控制冲床动作，能保证冲床有自动上料装置与冲床的配置关系：当上料机械手手臂退到升料台上时硼块碰限位开关，升降气缸和棘爪气缸同时动作。棘爪气缸通过棘爪、齿轮、螺杆和螺母使升料台上升。升降气缸上升，使储料框内的矽钢片立即被上料机械手的自挤式 负压吸盘吸牢，在上升过程中碰限位开关发信，使升降气缸下降退回到原位，并碰限位开关发信，使上料机械手回转到滑道上，上料机械手与吸盘架联接的推料爪将滑道上的矽钢片（前一次送的料）推入冲床下模座中，手臂上的撞块碰限位开关发信，打开吸盘的开关阀使吸盘与大气相通，矽钢片就落到滑道上，并被两块永久磁铁吸住，防止矽钢片被推料爪带回。同时限位开关使中间继电器断电，二位四通电磁阀复位换向，使上料机械手反向回转，正转 30时，碰限位开关发信，使二位四通电磁阀复位换向，控制冲床的启动离合器接合上，冲床曲轴由传动装置带动回转，进行 一次冲压动作。在上料机械手回转到原位时（即回到升料台上面），撞块碰限位开关发信，上料机械手重复上述动作。  买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 17 图 2动上料装置与冲床配置图  买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 18 本题目规格参数 : 1. 抓重：                     约 1公斤  2. 自由度数：                 1个  3. 坐标形式：                 圆坐标    手臂回转角度： 600 手臂送料频率： 50 60 次 /分              机械摩擦缓冲              气压                本气压传动上料机械手主要是从一个地方拿到工件后，横移一定的距离后把工件给立式冲压机进行加工。它的动作顺序是：待料（即原始位置，吸盘在升料台的上方）升料台上升吸盘抓取工件手臂正转推料爪推料吸盘放料手臂反转冲头下降（手臂反转 30碰触行程开关）制动器接通，曲轴制动手臂复位。  以上动作均由电控系统发信号 控制碰触相应的电磁阀，按程序一次步进动作而实现的。该电控系统的步进控制环节采用步进选线器，其步进动作是在每一步动作完成后，使行程开关的触点闭合或依据每一步动作的预设停留时间，使时间继电器动作而发信，使步进器顺序“跳步”控制电磁阀的电磁铁线圈通断电，使电磁铁按程序动作实现气压系统的自动控制。  自动上料机械手气压系统原理介绍：  买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 19 图 2料机械手 电气 原理图  电气控制原理如图 2示。图中开关 3K 所示位置，可使上料机械手单步动作供调整用。若将 3K 拨到自动位置，上料机械手可按固定程序连续动作，其自动循环过程 如下：  原始位置：     手臂在升料台上方  升料台上升：   限位开关 7下， 1), 1) 延时。碰 832), 2) 延时。  买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 20 升料台下降：   当 1时到，  2开触点闭合；当升料台碰 2 1), 2), 吸盘放料：     手臂正转碰  31-), 常开触点闭合， 4)二位三通先导阀（ 开。  手臂反转：     1), 1开触点断开， 2). 冲床冲头下降：手臂 反转 300 碰 5 3 +), 3 ),气动离合器接合，冲头下降冲料。待冲头滑枕碰 6 ， 3 -），  3 -），气动离合器脱开，冲床曲轴的制动器接通，曲轴制        动。  手臂复位：     手臂反转到升料台上方，压下 7 始第二个动作循环。  当升料台储料框中的料片全部用完碰极限开关 1 60 吨冲床停止转动，待按下启动按钮 3，升料台快速升降电动机启动，将储料框降到原点位置，主机电控线路带电，为主机启动做好了准备。 4自动与手动时均不能使用， 在校正模具时做点动用。它安装在机床正面上，作为踏脚开关。  计具体采用方案  具体到本设计，因为设计要求搬运的加工工件的质量约 1考虑到冲压机床布局的具体形式及对机械手的具体要求和在满足系统工艺要求的前提下，尽量简化结构，以减小成本、提高可靠度。该机械手在工作中需要 1种运动