数控机床上下料机械手设计（全套含CAD图纸）
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By of of of is a is in of of a 4 to of In a 0 to of 3 is on of 1, 3 a or 0, be In 1of a of as , 19, 0, 20, 30, , , , 16, 26, in is to be as a or a is of of T/ to be be a it to be to to by it is to 1 2 of 2, 3 4 5, 25, 35 is 5, 25, 35, of or of A is to be to is 5, 25, 35, in of to be as it is to a of o. or ( to it is to to be to of to of it is to a to In is in or or or or or of or in if of if be ed of in to be be no of in is no by by of do to or or is of of of is to in of if a of or no it is to of in of of or 参考文献 1 in of J. 22 (1990) 120. 2 On of to 17/18 (1979) 579608. 3 F. M. C. a in J. 56 (1996) 619630. 4 in J. 60 (1996) 1926. 5 A. E. E. of -D J. 20 (1995) 361374. 6 W. W. A of 1994, 201211. 7 1998. 8 Y. A o. 19999 P. A. on a 0022002, 297301. 10 a J. 216 (13) (2002) 237248. 11 H. a of 1996, 152156. 12 P. of a in of 2003, 263266. , a of a of in on at A is A is on is 1. F he to a in 2. F E 198 46 960 A1 a on a on in to be as as a on a to a It in of a to of as in on of in a or As In of a it be in to or a to or is a to of or to as a of to be an in to a in of as as to to a in to a in in of a E 40 19 217 a is in by of to a is by of of is to an F to is in of a of in is to is a to by in of a is or is is to so no to to of to a is to a in is on by of be in in a a or to of a by is to is in to by of a it is to be In no is be on So up an of as a of of on at to of or to a of a a or a of of a of a a P 67, so be in to of by of of to is of IN a a to is by of is is to or is to As in as a WM An be in on or a of of to in it is to As a of a of is is It is or to be a to or of F of be of an of a to to 1 A of a to 2 A of 1 3 & 4 of in on a 5 A of a F to as or of a is on a . a a on is 3 , is 4 of 5 6 a 1 1 On of is a 2 1 a 3 in of a In 4 of on is a 5 On 6, 16a, 16b As in be 5, on in of of 7 in in or 9 in 7. or 7 8 a is 7 8. 1 is to , 9 at 2, a 3. by of On 4 of 9 of ) is a or 5, 6 to a 7 on 7 a 8 by 6, 27. In 4 5, in 3, is to 4 of 9. 4 5 is or an 1 it 1, so of 5 it is to . a is to as a of an of be so of of in a in on to by in on to to of or in of an of by is an or to so as to a of to is in by to in a is by 141, 42 1a, 42a be or in to in . As be 1, on , of , is a 1 as a is a 2. 工业机 器 人 1 技术领域 本发明涉及到工业机器人，特 别是向工业机器人是在加工，生产，转让，包装，发送，或类似的有关食品，医疗，卫生用品，涉及工作场所就业 。 2 技术背景 工业机器人（以下简称简称为“机器人”）在其涉及大量的机械结构元素，如减速机，齿轮，滚珠丝杠，轴承，直线导轨之类。为了保持在这些运动部件所使用的机械元件运动平稳，通常使用矿物润滑油。润滑油被使用和涂抹在机械密封结构的机制，润滑油变质时必须更换，即使润滑油密封和涂抹在一个完整的容器中。润滑石油在补充和更换的过程中是容易泄漏或散射出的。此外，同样有 可能发生在涂抹润滑油附近部分进区域进行检查，更换时等等。 因此，当一个传统的机器人在工作场所使用，涉及生产，转让，包装，运输，或类似的，有关食品，医疗保健或卫生，这是非常难以完全消除机器人把矿物型润滑油持油或渗入食品，医疗或卫生，或者其包装处理或产品。 此外，如大量密器件之类，用于机器人的运动部件，为预防变质的润滑油或灰尘渗透漏的情况，润滑油泄漏也可发生。 此外，在一般情况下，橡胶材料用于密封，齿轮磨损导致橡胶粉末的产生是无法避免的。然而，一般用于基料的橡胶含有大量有害物质，并有一点风险，即由于橡胶材料粉末 从外部暴露处泄露，可能会附着或渗入食品，医疗或卫生相关产品，或者其包装等等，从而导致它们的污染。 由于上述矿物润滑油和橡胶材料的粉尘造成的，这可能是排放或泄漏含有有害物质，人体吸收时，在常规情况下机器人在处理任务中使用的产品涉及食品，医疗或卫生，很难保证安全。这是一个很大的负担和参与服务和检验任务。因此，机器人在主要辅助生产时任何物质排放是完全无害的，如食品制造和加工产品领域。 3 发明摘要 本发明提供一个相适应的任务而规定为任何物质的排放是完全无害的，如制造任务，机器人对象，转让，包装和食品相关产品，如医疗 保健，卫生，等等。 为了实现上述目标，工业机器人，根据本发明这是一种在食品制造加工或工作场所的工业机器人，包括机器人机构的密封结构，其中一个无害的润滑油，例 译自： ，用于密封结构内所包含的机械元件。此外，还有一种不会危害人体的物质，如丁腈橡胶，氟树脂或类似物，用于密封运动部件。 由于机器人根据本发明润滑油是采用在进入移动零件的机械元件结合人体安全，有可能避免造成润滑油或粉末放电产生的危险，即使机器人是用在加工，制造任务，转让，包装，有关食品，医疗或卫生用品等。此外，根据本发明，通过做一个机器人无害的 物质排出，这个因素妨碍到上述任务的机器人的介绍的条款可以去掉。 4 图纸简要说明 图 1是一个示意图，显示结构之一，根据本发明的机器人结构为例 5 推行该项发明的最佳方法 下面举出一例说明根据这项发明所研发出来的机器手的大致结构，参考图 1 下文所描述的，诸如减速机，滚珠丝杆，轴承，直线导轨等大量机械部件，构成了该机器手的工作零部件。这些机械部件密闭安装在机械手内，并且能接受对人体无害的润滑油的供给。 机器手的第一根轴 1固定在安装基座上面，柱 1上的直线导轨 2支撑滑块 3。第一根轴上的电机 4 的旋转通过 由两端固定在轴承 6， 16上滚珠丝杆 5转化成直线运动。机器手的第二根轴 二根轴臂7，第二根轴上的电机 8和减速机 9安装在滑块 3的顶部。第二根轴上的电机 8由齿轮 10驱动减速机 9，接着减速机 9的输出轴驱动第二根轴臂 7。 机器手的第三根轴 三根轴臂 11，第三根轴上的电机 12和减速机 19安装在第二根轴臂 7的末端，第三根轴上的电机 12由齿轮 20驱动减速机 19，接着减速机 19的输出轴驱动第三根轴臂 11。 通过上述机械组合，该机器手就能进行三维的运动。 机器手的第四根轴也作旋转运动，这是由与机器手的操作端相连的工件 14的驱动轴所实现的。换而言之，第三根轴臂 11的末端与齿轮 30相接，齿轮 30又与第四根轴上的电机 13相接，从而第四根轴上的电机 13经由齿轮 30驱动工件 14（例如，一个机械手，液体喷射装置等等），因此形成可以调节的旋转运动。 这样，机器手上轴 4的驱动机构囊括了大量的需使用润滑油的机械部件，诸如减速机 9 和 19，齿轮 10， 20， 30，滚珠丝杆 5，直线导轨 2，轴承 6，16和 26等等，在该机器手中使用的润滑油是经过认证且安全的，例如，润滑油可以是达 到食品安全等级的或者是聚氨酯型润滑油。值得一提的是，可以使用者 T/两个品牌的润滑油。 顺便提一下，在上述部件中使用的润滑油，除了上述提及的之外，其他只要是能符合食品等级的且已经确认对人体无害的都可以使用。关于对人体无害的有关国际标准是由 国国家农业部 )制定的，符合该标准规定的达到等级1的都是可以用的。 第二根轴 三根轴 4的输出轴都装有油封 15， 25， 35，上述提及的对人体无害的润滑油就储存在这 3个油封内，从而可避免润滑油的泄漏以及达到防尘的效果。这三个油封的材质应采用对人体无害的，这样，即便油封产生磨损，无害的粉末融入润滑油中也是没有关系的。 特别值得一提的是，如果有可能，可以采用使用材质为氰化橡胶的旋转式油封，该氰化橡胶含有较少有害物质，例如由 或者是使用氟树脂（ 四氟乙烯）。当然，也可使用使用其他密封材料，只要这些材料对人体无害就可以。 日本国家健康和福利部门发布的第 85 号通知中对相关物质的磨损是否会对人体有害进行了标准化， 所以我们就可以使用符合该标准的材料。 当这种机器手在运行时，例如，该机器手正在夹持或者运输食品或者存放食品的东西时，又或者该机器手在喷射液体时，等等。在食品生产加工过程中，或者是在后续的食品包装过程中，如果润滑油发生泄漏并且泄漏的量很小相对之下可以忽略时，那么我们就可以认为这就不可能给人体造成危险。类似的，由于油封的磨损所产生的粉末所造成的污染也不会威胁到人体。 进一步说，在根换润滑油或者油封时，又或者在维修和检查时，润滑油的泄漏和由于磨损造成的粉末的洒落是不可避免的，但是，如果在使用上述机器手的情况下，这 就会有别于常规机器手，即便有少量泄漏或者洒落的现象发生，也不会造成严重的污染。所以，使用上述机器手可以减轻更换，维修和检查机器手部件的负担（包括从食品生产加工线上卸除机器手整机等的负担）。 机械手 1绪论 这种机器人有一个机器人结构，是一组相互联结的机械臂。机械手被操纵机械手多个电子驱动单元操作和控制驱动器操纵着。电子驱动运行时产生热量，它们分布在机械人机构的空隙上。一个隔热装置被安装于机械人结构和电子驱动装置之间。散热装置被安装在电子驱动装置上来和机械人结构进行隔离。 1 发明领域 这项发明涉及一种装有分布式电子驱动装置的机械手。 2 发明背景 德 198 46 960 布了一种在采用后置式马达的塑料加工设备上的装卸机械手它的相关部件用传统的方式来驱使 , 其中央控制控制台可以找到一个中央进给 装置提给驱动电动机提供电力，中央控制单元给驱动电动机提供控制的信息。 它曾多次被提出电子元器件在机器手里的定位，特别是驱动电子组件，如变频器，伺服放大器、功率半导体、驱动电路 ,电流表和调节电路的分布方式，在机械手的结构里，它们不是集中在一个地方或是一个单独的开关柜里。因为电力电子发热，散热问题就产生了，鉴于机械手的结构和机械手运送的材料都是由金属制成的，而后者有这良好的热传导性，因此建议，电力电子应该使用良好的散热方式来连接到机械手的结构或者变速箱上来散发通过后者的热量。缺点是其所使用的材料拥有相当的热膨胀 系数 ,因此会导致发热的机械手结构或在不同温度的负载条件旋其机械和几何的变化。这也可能增加马达的温度从而导致功率的下降和增加接触时的危险，就如同齿轮温度改变了润滑剂 ,从而降低了承载能力和使用寿命。 根据德 40 19 217 遥控机械手有着同样的申请，它是一个携带电气元件的印刷电路，它依靠连接金属底座来进行热传导。因此这里再一次依靠支撑结构来散热。 因此，本发明的问题是提供一种改进型的机械手，同时又避免了一些显著的缺点。 3 发明摘要 译自： ，每个机械手驱动电路都在提供一个冷却设 备来进行热绝缘。 因此根据以上发明分布在机械手机构上的电子驱动器所产生的热量是通过驱动放大器引进机械手的结构或者其中的零件中的，取而代之的是通过冷却装置来消除的。这是一种独立的机械手结构，直接进入环境，由于其中的材料的热膨胀系数而没有任何机械及几何结构的改变。 根据每个电子的驱动的首选开发也是其与通过冷却装置来与机械联接相关，尤其每个电子驱动装置要通过冷却装置来安装在机械手上。 改冷却装置可以通过不同的方式被构造。然而冷却装置的首选开发时要有一个冷却主体，特别是要有肋板和平板。 根据这个发明的优先开发，冷却 装置的主体有个固定的边缘并以此来固定在机械手上，这个冷却装置连同热绝缘器一起插在机械手上就显得特别牢靠。从一开始这也可能是为了固定的边缘不利于冷却装置的隔热。在这种情况下没有独立的热绝缘也是必须的。热绝缘也可以被击中到冷却装置本体的固定边缘里。 所以这种完整的机械手轮廓由于在机械手上的分布方式占用不了过多的空间，特别在机械手臂上同时利用机械结构或者个别的机械手基础上的必须结构轮廓和形状根据发明的进一步发展成一个凹槽里的电子驱动装置或者是一个机械结构里的凹槽然后形成一个外壳（传统的控制柜）和电子驱动的机械保护 及电子保护，从而确保了相应的保护系统，特别是根据 以电子驱动可以以免外壳的方式构建，不需要任何复杂的包装。 根据另一种优先开发的电子驱动机械联接，它可以依靠机械手上的冷却装置的固定边缘来产生，它被和带有电力供电线的电子驱动装置上的电子触头分开。首选的开发是电路板通过带有插头的电缆连接到有接触的电子驱动上。 无论是电路板直接连接到机械手结构上或者是同时插入的电路板的固定冷却装置都和机械手机构在一起。 如上所述，特别是电子驱动装置包括功率半导体都和电路直接相连，如驱动装置，电流表和一个微处理器，它产生 号实现了电流调节，必要的检测和控制手段的交流。一个中间电路的电源装置可以既在中间执行如在传送带上的驱动箱也可以分布在整个驱动电路上。这项发明允许节省成本，开放式的驱动放大器和使用便宜的连接器来连接底板。对于在内部运行的电缆及连接器可以有较廉价的成本。由于反向制动原理一个简单的驱动放大器的可替换和可维修性是有利于发展的。它也可能由两个或三个小功率的驱动放大器连接成一个机械结构，从而导致成本和空间的节约穿过遗漏部分或者是零件的共同用处。 4 图纸简要说明 发明的进一步的优势和特色可以从要求和下列机械手的图 纸说明中展示。 图 1 本发明机械手的的侧视图 图 2 一个比图 1 机械手更远视角的侧视图 图 3 和图 4 表明机械手手臂上的机械结构驱动电路的集成 图 5 一个带有驱动电路和冷却装置的机械手臂的分解图 5 图纸的详细说明 根据发明机械手的 1 部分 ，如六轴机械手所示，有着传统的结构或者传统的机械手的机械结构。就像这个机械手一样。旋转的传送带 3 位于基座 2 上。传送带尤其是在机械臂 6 上的为机械臂 5 携带零件 4 是绕着 3 号轴向旋转的。转盘 3也带动了驱动马达 11 关于 1 号轴垂直旋转。在转盘 3 的轴承零件 4 上提供了一个马达 12 来使手臂 5 绕着轴 1 旋转。传送带 3 以弹簧的形式携带了一个砝码 13。在摇臂 5 里的手臂 6 上的关节 14 里为旋转手臂提供了一个驱动马达 15。在远离手抓 7 的一边手臂 6 携带驱动马达 16,16a,16b 移动手抓 7 和个别单个零件。 根据本发明，该机械手还有电子驱动元 件或者是驱动器 17,41,42,51,52,53以分散式的结构方式排列在机构上，它们特别是在每一种情况下可以包含一个带有中间回路供电单元的逆变器，解析器数字转换器和镇流器电阻或反馈模块，也可以选择低电压供电装置和电子控制等手段，以及安装位置为了进一步整合电子部件。后者是与机械手结构相结合，它驱动马达 15 和 16b 是被分布在摇臂 5 里的。（图 3 和图 4）。 特别是可以从图 5 中看到，散热的驱动电路都提供了它们朝外被动散热装置和冷却装置，以冷却筋结构，冷却棒等为主。为了给机器人提供电子驱动 (图示17)，发明者设计了一个 机械臂 (图示 5)，在机械臂凹槽中 (图示 19)可以嵌入电子驱动装置。 为了支持或者固定电子驱动 17，同时使 18 的散热装置可以起到作用，它们之间加入了扣紧边缘装置。电子驱动 (图示 17)和其散热装置 (图示 18)之间用紧固装置连接。 紧固装置 (图示 21)位于机器人结构中。其位于机械臂 (图示 5)上凹槽 (图 19)外，也就是图示 22 的位置。同时需要装一个热绝缘体 (图示 23)，可以用螺丝等固定。 凹槽 (图示 19)的底部 (图示 24)有一块基板 (图 25)。基板上有一个插座连接器 (图示 26)，和电子驱动 (图示 17)上的连接器 (图 示 27)相连，它们共同构成了28 的连接装置。 在图 4 所示的结构中，其基板 (图示 25)不同于图 3 所示。图 3 为平板型且直接连接到凹槽 (图示 19)的底部 (图示 24)。在图 4 中，基板 (图示 25)做成 U 型或者杯型的结构，并且向外有一个圆周型的边缘（图 31）。因此，通过基板 (图示 25)的边缘，电子驱动固定到了机器臂 (图示 5)中去了。 还有一块基板对于散热装置而言是可以自由移动的。因此只要基板上的连接线够长我们就可以将该基板拿出，这样所有的连接都可以进行地比较方便，防止连接中由于用力不当产生的种种问题。 冷却装置如冷却棒 等在机器人体外直接帮助其散热，电子驱动产生的热量能有效地向外发散。这样避免了热量经机器人身体发散导致的机械以及几何上的不精确。电子驱动在机械上固定到机器人上，结构上的设计又使得冷却装置可以被热绝缘，这使得机器人能够特别良好地运转。 在图 1 中，装置 41， 42 是轴向放大器配有其散热装置 (图示 41a， 42a)。散热装置可以固定在轴向放大器上也可以如上文所提及的安装方式安装于圆盘传送带 3 上。从图 1 中我们还可以看到在圆盘传送带 3 上或者我们所说的横向的轴承 4上有一个驱动箱 (图示 51。该驱动箱上有多个多用组件例如一个低压 供电器，该供电器上有一个散热装置 (图示 52)。 姓名： 安兴伟 任务下达日期 设计（论文）开始日期： 设计（论文）完成日期： 一、设计（论文）题目 ： 数控机床上下料机械手 设计 二、专题题目： 高速切削的数控加工工艺 三、设计的目的和意义： 通过对机械设计制造及其自动化专业机制方向大学本科四年的所学知识 进行整合，完成一个特定功能、特殊要求的检测、控制仪器的制作，能够充分、完整地体现电子信息工程专业类毕业生的理论研究水平，实践动手能力以及专业精神和态度，具有较强的针对性和明确的实施目标，能够实现理论到实践的有机结合。本设计能够广泛应用于家庭、车站、码头、医疗机构等需要对人体温度进行实时检测的 场所，满足用户对体温实时测试的要求，并能够对体温进行实时显示和对体温异常现象进行报警。目前，本设计的国内外研究及应用主要体现在 2003 年全国抗击“非典”期间，清华大学深圳研究所研制的“红外数字体温计”以及同时期出现的国内 其他生产厂家制作的“数字遥感体温计”。 四、设计（论文）主要内容： （ 1） 机械手 的整体结构设计及其总装图 、液压 系统 图和 线图 以及具体零件图的绘制（ 一 张零号图， 三 张一号图，二 张二号图，合计三张零号图）（ 2）具体设计过程及其合理性的文字说明。 五、设计目标 ： 完成 对 机械手 的总体结构设计，主要是设计合理的 液压传动系统，以及 制程序 ， 能合理地 控制机械手上下料。 六 、进度计划： 2006 年 3 月 13 日至 3 月 31 日进行为期 3周的生产实习； 4 月 1 日至 4 月 20 日完成对设计题目的资料收集与查询； 4 月 21 日至 5 月 31 日 完成对 设计图纸的绘制 ； 6 月 1 日至 6 月 20 日完成 毕业设计说明书的编写 ； 6月 21 日至 6 月 24 日最后的审稿及说明书和图纸的打印 。 七、参考文献资料： 1 付永领 , 王岩 , 裴忠才 . 基于 线液压喷漆机器人控制系统设计与实现 . 机床与液压 . 2003, (6): 9092 2 丁又青 , 朱新才 . 一种新型型钢翻面机液压系统设计 . 机床与液 . 2003, (5): 128129 3 刘剑雄 , 韩建华 . 物流自动化搬运机械手机电系统研究 . 机床与液压 . 2003, (1): 126128 4 徐轶 , 杨征瑞 , 朱敏华 , 温齐全 . 电液比例与伺服控制系统中的应用 . 机床与液压 . 2003, (5): 143144 5 胡学林 . 可编程控制器 (基础篇 ). 北京 : 电子工业出版社 , 2003. 6 胡学林 . 可编程控制器 (实训篇 ). 北京 : 电子工业出版社 , 2004. 7 孙兵 , 赵斌 , 施永康 . 基于 机械手混合驱动控制 . 液压与气动 . 2005, (3): 3739 8 孙兵 , 赵斌 , 施永康 . 物料搬运机械手的研制 . 机电一体化 . 2005, (2): 4345 9 王田苗 , 丑武胜 . 机电控制基础理论及应用 . 北京 : 清华大学出版社 , 2003. 10 李建勇 . 机电一体化技术 . 北京 : 科学出版社 , 2004. 11 王孙安 , 杜海峰 , 任华 . 机械电子工程 . 北京 : 科学出版社 ,2003. 12 张启玲 , 何玉安 . 气动控制称量包装装置中的应用 . 液压与气动 . 2005, (1): 3133 13 赵文 . 数字控制技术在龙门刨床电控系统中的应用 . 电气传动 . 2005. 35 卷 (3): 5557 14 沈兴全 , 吴秀玲 . 液压传动与控制 . 北京 : 国防工业出版社 , 2005. 15 王宪军 , 赵存友 . 液压传 动 . 哈尔 滨 : 哈尔滨工程大学出版社 , 2002. 16 徐灏等 . 机械设计手册 . 第 5 卷 . 北京 : 机械工业出版社 , 2000. 17 陈铁鸣 , 王连明 , 王黎钦 . 机械设计 (修订版 ). 哈尔 滨 : 哈尔滨工业大学出版社 , 2003. 18 邓星钟 . 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