缝纫机针抛光自动线上用摆动机械手设计【含CAD图纸优秀毕业课程设计论文】

购买设计文档后加 费领取图纸 购买设计文档后加 费领取图 纸 学 毕 业 设 计 说 明 书 班 级： 姓 名 ： 学 院： 专 业： 题 目： 缝纫机针摆动机械手的设计 指导教师： 职称 : 职称 : 20*年 *月 *日 购买设计文档后加 费领取图纸 购买设计文档后加 费领取图 纸 摘 要 工业机械手是六十年代发展起来的一门新技术。是近代自动控制领域中出现的一项新技术，并已成为现代机械制造生产系统中的一个重要组成部分。它是一种按一定程序，能自动搬运和操作的机械装置，并且能够代替人们的部分劳动，具有人的部分功能，而又没有人工操作的一些弱点。 工业机械手一般分为三类。第一类是不需要人工操作的通用机械手。第二类是需要人工操作的，称为操作机。第三类是专用机械手，主要附属于自动机床或自动线上，用以解决机床上下料和工件传送。这种机械手在国外称为“ 工作程序一般是固定的，因此是专用的。工业机械手也便属于此类，近几年来工业机械手发展很快。本次毕业设计就是在用于对缝纫机针的抛光，在抛光自动线上用摆动机械手，这一传送设备来代替人工的劳作。 工业机械手应用较多，发展较快。现在的机械手都具有了某种传感能力，触觉功能即是在机械手上安装反馈控制装置。更主要的是将机械手和柔性制造系统和柔性制造单元相结合，能根本上机械制造系统的人工操作状态。从经济方面看，工业机械手能够提高生产率，保证产品质量，降低废品率，提高基本装置的载荷能力；从技术 方面看，操作机的使用与小批量生产中增长的产品质量及自动化生产有关。在大批生产中自动化程度最高，但在小批量生产中自动化程度次之。 综上所述 ,有效地应用机械手 , 是发展机械工业的必然趋势。 关键词 ： 机械手；液压驱动 ；自动线 ；柔性系统 购买设计文档后加 费领取图纸 购买设计文档后加 费领取图 纸 he is a in It is a in an in of It is to be of s, is in to be is is a on or to of to of is is so it is to of in is in to on to In is it is to a of is to on in is of be By of to By of of to it is in is in in in In it is to 购买设计文档后加 费领取图纸 购买设计文档后加 费领取图 纸 目 录 中文摘要 英文摘要 绪论 1 1 工业机械手的简介 么是工业机械手 2 业机械手的发展简史 2 业机械手的应用简况及应用的意义 4 2 机械手的组成和分类 7 7 7 8 8 8 8 9 3 设计方案的拟订 业机械手总体设计原则 10 械手总体设计目的 10 11 械手的管路配置 11 12 4 缝纫机针摆动机械手慨况 13 13 13 14 5 手臂俯仰部分机构的设计 购买设计文档后加 费领取图纸 购买设计文档后加 费领取图 纸 15 计要求 15 臂摆动机构 17 17 18 6 手臂回转部分的设计 臂回转部分机构 20 20 转油缸螺栓直径校核 22 7 机械手手腕回转部分设计 24 24 25 26 26 2 7 2 7 2 7 8 液压系统的工作原理 28 9 什么是自动线 30 30 30 10 机械手 的可靠性及经济效果 32 32 结束语 参考文献 购买设计文档后加 费领取图纸 购买设计文档后加 费领取图 纸 绪 论 工业机械手是一种新型的自动化操作装置。它可以根据作业的要求，按照预先确定的程序搬运物体、装卸零件以及操持喷枪、焊把等工具去完成一定的作业。因此它可在繁重、高温和多粉尘等劳动条件较差的作业中，部分地代替人工操作。 工业机械手首先在机床上应用是作为设备的一个附属装置，用以上下料。随着电子技术的发展已 逐步成为一个独立的自动化装置，并扩大应用到铸造、加工、焊接、组装和喷漆等作业中。机械制造工业中笨重的体力劳动作业较多，迫切需要进行技术改造。而机械手的研制和应用将是改善生产劳动条件，提高产品质量和效率的有效手段之一。也是新技术革命的主要内容。 这次的设计便是为了更快速的作业。而在缝纫机针抛光自动线上，用机械手来代替手工抛光的操作，缝纫机针在各摆动机械手指间，根据抛光工艺过程，依次调头、传递并进行抛光作业。通过摆动机械手在抛光自动线上的摆动，手臂回转、手腕回转与夹持运动来完成缝纫机针的上下料运动，以达 到抛光作业的目的。 充值后就可以下载此设计说明书。全套资料包含有相应的 带：外文翻译）和 计 17张图纸）。 需要全套资料的朋友请 加 1： 1459919609或 2： 1969043202，需要其他设计题目直接联系！ 购买设计文档后加 费领取图纸 购买设计文档后加 费领取图 纸 1 工业机械手的简介 么是工业机械手 工业机械手是一种能按给定的程序或要求 ,自动地完成物件 (如材料，工件，零件或工具等 )传送或操作作业的机械装置 ,它能部分地代替人的手工劳动 还能模拟人的手臂动作 ,完成较复杂的作业 操作机（操作工具）。机器，特别是机床的装卸，操作过程之间工件的传送，工件的储存和取出，焊接，锻造，压制，喷漆和其它许多工艺操作过程等，这些表面看来程序不复杂，通常不需要有特别技能的工人，但却要由人的手和手臂结合运动过程操作。 工业机械手是自动控制领域中出现的一项新技术，并已成为现代机械制造生产系统中的一个重要的组成部分。这种新技术发展很快，逐渐形成一门新兴的学科 机械手工程。从以济方面看，工业机械手能够提高生产率，保证产品质量，降低废品率，提高基本装置的载荷 能力。从技术方面看，操作机的使用与小批量生产中增长的产品质量及自动化生产有关。在大批生产者中自动化程度最高，在成批或小批量生产中自动化程度次之，例如数控机床，在辅助操作时自动化程度最差。 业机械手的发展简史 机械手首先是从美国开始研制的。 1958 年美国联合控制公司研制出了第一台机械手。它的结构是：机体上安装一回转长臂，端部装有电磁铁的工件抓放机构，控制系统是示教型的。 1962 年美国联合控制公司在上述方案的基础上又试制成一台数控示教再现型机械手。商名为 万能自动）。运动系统仿造坦 克炮塔，臂可以回转、俯仰、伸缩，用液压驱动；控制系统用磁鼓作存贮装置。不少球坐标式通用机械手就是在这个基础上发展起来的。同年该公司和普鲁曼公司合并成立了万能自动公司，专门生产工业机械手。 1962 年美国机械铸造公司也实验成功一种叫 械手，愿意为灵活搬运。该机械手的中央立柱可以回转；臂可以回转、升降、伸缩、采用液压驱动，控制系统也是示教再现型。虽然这两种机械手出现在六十年代初，但都是国外工业机械手发展的基础。 1978 年美国 司和斯坦福大学、麻省理工学院联合研制一种 购买设计文档后加 费领取图纸 购买设计文档后加 费领取图 纸 工业机械手，装有小型电子计算机进行控制，用于装配作业，定位误差可小于 1毫米。日本是工业机械手发展最快、应用最多的国家。自 1969年从美国引进两种典型的机械手后，大力从事机械手的研究。目前，日本的机械手产量占世界首位。在日本使用机械手最多的是汽车行业，其次是电机、电器。工业机械手分为三代。第一代为：主要依靠人工控制，控制方式则为开环式，没有识别能力；改进的方向主要是降低成本和提高精度。第二代机械手设有微型电子计算机控制系统，具有视觉、触觉能力，甚至听，想的能力；研究安装各种传感器， 把感觉到的信息反馈，使机械手具有感觉机能。第三代机械手则能独立地完成工作过程的任务。它与电子计算机和电视设备保持联系。并逐步发展成为柔性制造系统 柔性制造单元 着工业机械手（机器人）研究制造和应用的扩大，国际性学术交流活动十分活跃，欧美各国和其他国家学术交流活动开展很多。国际工业机械手会议 定每年召开一次会议，讨论和研究机械手的发展和应用问题。现在 专用机械手以过几十年的发展 ,如今已进入以通用机械手为标志的时代 进而促进了智能机器人的研制 涉及的知识内容 ,不仅包括一般的机械 ,液压 ,气动等基础知识 ,而且还应用一些电子技术 ,电视技术 ,通讯技术 ,计算技术 ,无线电控制 ,仿生学和假肢工艺等 ,因此它是一项综合性较强的新技术 十年来， 这项技术革新的研究和发展一直比较活跃，设计在不断地修改，品种在不断地增加，应用领域在不断地扩大。 早在四十年代， 随着原子能工业的发展，已出现了模拟关节式的第一代机械手。五十 六十年代即制成了传送和装卸工伯的通用机械手和数控示教再现型机械手。这种机械手也称第二代机械手。 一九六八 一九七 0 年，又相继把通用机械手用于汽车身的点焊和冲压生产自动线上，亦即使第二代机械手这一新技术进入了应用阶段。七十年机械手可以说是处于技术发展阶段。根据部分统计，机械手的大致情况如下： 目前圆柱坐标式的较多；插销板或凸轮程序的较多；机械式手指抓取方式的较多；存贮步数为 1049 的较多；液压驱动的较多；臂力小于 30 公斤的较多；手臂 4 个自由度的较多；作业空间为 110 米立方的较多；线速度小于 1000 毫米 /秒的较多 ；角速度小于 180 度 /秒的较多；定位精度小于 3 毫米的较多。从控制方式来看，点位控制占 90%左右，而 连续轨迹控制占 10%左右。国外自一九七 0 年以来， 已召开过几次国际机械手会议（几乎每年召开一次）。有的国家（如日本）还成立了机器人协会。 购买设计文档后加 费领取图纸 购买设计文档后加 费领取图 纸 机械工业中，应用机械手的主要目的，一是解决生产过程自动化，二是改善劳动条件，降低劳动强度，提高劳动生产率和降低产品成本。因此要求机械手成本低，品种多样化，零件，部件系列化，通用化，标准化，性能稳定可靠。 (1) 降低机械手的成本 为了扩大机械手的使用范围，必须降低机械手的成本。据统计，机械手电气控制装置所占成本的比重较大。如六十年代有的机械手其电控装置的成本占全部成本的 75%，现在已下降到 35%。 (2) 品种多样化 为了适应不同工作的需要，就使机械手的品种多样化，用机械手代替更多的人的手工劳动，进而实现生产过程的自动化。特别是那些工作比较单一，重复性很大而工作条件又较差和劳动量较大的工种（如热加工），更就注意设计和使用各种类型的机械手。 (3) 零件，部件系列化，通用化，标准化，为了加速扩大机械手的应用领域，应尽量缩短其设计和制造的周期。这样， 就要求机械手的某种零件（如手指的指型等），部件（如手部，臂间等），系列化，通用化，标准化。然后，即可根据具体工作的需要，将这些零 件，部件（或再相应地增加一些其它零件，部件）进行组合，组成所需要的机械手。当然，这样的机械手还应保证组合 方便，一旦工作变更时，就能迅速而顺利地生新组合。 (4) 产品性能应准确可靠 机械手重要技术指标之一，就是其性能应稳定可靠。可此，要求设计合理，元件稳定，制造精确。 目前，在国外广泛应用的“再现式”通用机械手，虽然一般也都具有记忆装置，但其程序都是预先编好的，或在其工作之前由人，领动一次，而后机械手即可按领动的工作内容自行正确地完成再现协作。如果把这种再现式通用机械手称为第二代机械手的话，那么现在处于研 制阶段的智能机器人就是第三代了。 业机械手的应用简况及应用的意义 在现代工业中，生产过程的机械化，自动化已成为突出的主题。程控机床、数控机床、加工中心等自动化机械有效地解决多品种小批量生产自动化的重要办法。但是还有大量的装卸、搬运、装配等作业，有待于进一步实现机械化。据资料介绍，美国生产的全部工业零件中，有 75%是小批量生产；金属加工生产的批量中有四分之三在 50 件以 购买设计文档后加 费领取图纸 购买设计文档后加 费领取图 纸 下，零件真正在机床上加工时间仅占零件生产时间的 5%。从这里可看出，装卸、搬运等工序机械化的迫切性，工业机械手就是为实现这些工序的自动 化而产生的。从一些资料上可见：美国偏重于毛坯生产，日本偏重于机械加工。随着机械手技术的发展，应用的对象还会有所变化。 下面是在国内机械工业应用机械手的简况，以及国外机械工业发展和应用简况。一：热加工方面的应用，机械手在铸造、熔炼方面的应用，国内已研制成功压铸机上下料机械手，上下箱、合箱、浇注机械手，以及铸件表面清理机械手等。有些工厂还将机械手和造型机配合组成铸造生产自动线，彻底改变了铸造生产的面貌。国外对电炉炼钢过程中采用机械手进行大量的研究。二：冷加工方面，冷加工机械手主要用于柴油机配件以及轴类、盘类和箱 体类等零件单机加工时的上下料和刀具的安装等。进而在程序控制、数字控制等机床上应用，成为设备的一个组成部分。最近更在加工生产线、自动线上应用，成为机床、设备上下工序联接的重要手段。国内机械工业、铁路工业中首先在单机、专机上采用机械手上下料，减轻工人劳动强度。如在轴类、螺栓、气阀等零件的加工机床上配置了机械手，代替人工上下料。在三通阀体、轴瓦、平斜铁、柴油机摇臂加工自动线上采用单臂、双臂圆柱式机械手，成为联接工序、运送工件的重要设备。并在连杆粗加工自动线上采用数控机械手，这样它不仅担负自动线上机床工件的装卸、运 输，并能发出指令指挥全线工作。三：拆装修方面，拆装修是铁路工业系统繁重体力劳动较多的部门之一，促进了机械手的发展。 现今随着科学技术的发展 ,机械手也越来越多地被应用 铸 ,锻 ,焊 ,铆 ,冲压 ,热处理 ,机械加工 ,装配 ,检验 ,喷漆 ,电镀等工和都有应用于的实例 如轻工业 ,建筑业 ,国防工业等工作中也均有所应用 . 在机械工业中 ,应用机械手的意义可以概括如下 : （ 1）可以提高生产过程的自动化程度 . 应用机械手 ,有利于实现材料的传送 ,装卸 ,刀具的更换以及机器的装配等的自动化程度 ,从而可以提高劳动生产率 和降低生产成本 . （ 2）可以改善劳动条件 ,避免人身事故 . 在高温 ,高压 ,低温 ,低压 ,有灰尘 ,噪声 ,臭味 ,有放射性或有其它毒性污染以及工作空间狭窄等场合中 ,用人手直接操作是有危险或根本不可能的 使劳动条件得以改善 . 在一些简单 ,重复 ,特别是较笨重的操作中 ,以机械手人代替人手进行工作 ,可以避免 购买设计文档后加 费领取图纸 购买设计文档后加 费领取图 纸 由于操作疲劳或疏忽而造成的人身事故 . （ 3）可以减少人力 ,并便于有节奏地生产 就用机械手代替人手进行工作 , 这是直接减少人力的一个侧面 ,同时由于应用机械手可以连续地工作 ,这是 减少人力的另一个侧面 在自动化机床和综合加工自动线上 ,目前几乎都设有机械手 ,以减少人力和更准确地控制生产的节拍 ,便于有节奏地进行生产 . 综上所述 ,有效地应用机械手 , 是发展机械工业的必然趋势 . 购买设计文档后加 费领取图纸 购买设计文档后加 费领取图 纸 2 机械手的组成、分类 机械手的组成 机械手主要由执行机构、驱动机构、控制系统三大部分组成。 行机构 执行机构包括手部，腕部，臂部，立柱，和基体等构件组成 : (1) 手部 （或称抓取机构）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。夹持式手爪的形式与人的手指相仿。主要起抓取和放置物件的作用。机械手手部的构造系模仿人的手指，分为无关节、固定关节和自由关节三种，手指的数量又可分为二指、三指、四指等，其中以二指用得最多。 (2) 腕部 是联接手部和臂部的构件，起支撑手部的作用。它可以有俯仰，左右摆动和回转三个运动。特殊情况可以增加一个横向移动。有的机械手没有手腕动作。 (3) 臂部 是支撑手部，腕部的构件。机械手的臂部是为取代人的手臂而研究设计的，但它却达不到象人臂的灵巧和适应功能。因此，只有把结构简化，把 运动轨迹分为沿三坐标轴线方向往复移动和绕三坐标轴线进行回转。 (4) 立柱 是支撑手臂等构件的。一般机械手的立柱为固定不动的，也有的因工作需要立柱作横向移动，此种称可移动式立柱。 驱动部分 驱动部分是驱动臂部，腕部，手部的动力源，常用的有液压，气压，电力和机械式等四种形式。 （ 1） 液压驱动主要是通过油缸、阀、油泵和油箱等实现传动。它利用油缸，油马达加齿轮、齿条实现直线运动；利用摆动油缸、油马达与减速器、油缸与齿条、齿轮或链条等实现回转运动。液压驱动的优点是压力高、体积小，出力大，动作平缓，可无级 变速，自锁方便并能在中间位置停止。缺点是需配置压力源，系统复杂，成本较高。 （ 2） 气压驱动所采用的元件为气压缸、气压达、气阀等，一般采用 46 个大气压，个别的达到 810 个大气压。它的优点是气源方便，维护简单，成本低。缺点是出力小，体积大。由于空气的可压缩性大，很难实现中间位置的停止，只能用于点位控制，而且润滑性较差，气压系统容易生锈。 购买设计文档后加 费领取图纸 购买设计文档后加 费领取图 纸 （ 3） 电气驱动采用的不多，电气驱动的优点是动力源简单；维护、使用方便。驱动机构和控制系统可以采用同一型式的动力，出力比较大；缺点是控制响应速度比较慢。 （ 4） 机械驱动只用于动作固定的场合。一 般用凸轮连杆机构实现规定的动作。它的优点是动作确实可靠，工作速度高，成本低，缺点是不易于调整。 控制部分 控制部分是机械手动作的指挥系统，由它来控制动作的顺序（程序），位置和时间（甚至速度与加速度）等。机械手的控制分为点位控制和连续轨迹控制两种，目前以点位控制的占 98%以上。控制系统可根据动作的要求，设计采用数字顺序控制。它首先要编制程序加以存贮，然后再根据规定的程序，控制机械手进行工作。 机械手的分类 按用途分类 1. 专用机械手：专用机械手是专一为一定设备服务的，简 单、实用，目前在生产中运用比较广泛。它一般只能完成一、二种特定的作业。如用来抓取和传送工件。它的工作程序是固定的，也可根据需要编制程序控制，以获得多种工作程序，适用多种作业的需要。 2. 通用机械手：通用机械手是在专用机械手的基础上发展起来的。它能对不同的物件完成多种动作，具有相当的通用性。它是一种能独立工作的自动化装置。它的动作程序可以按照工作需要来改变，大都是采用顺序控制系统。通用机械手又分简易型、示教型、示教再现型和智能机械手、操作式机械手等几种。工业机械手便属于通用机械手。 按控制型式分类 1. 点位控制型机械手：点位控制型机械手的运动轨迹是空间两个点之间的联接。控制点数愈多，性能愈好。它基本能满足于各种要求，结构简单。绝大部分机械手是点位控制型。 2. 连续轨迹控制型机械手：这种机械手的运动轨迹是空间的任意连续曲线，它在三维空间中作极其复杂的动作，工作性能完善，但控制部分比较复杂。控制方式分开关式和伺服式两种。 购买设计文档后加 费领取图纸 购买设计文档后加 费领取图 纸 机械手的参数 机械手的参数有规格参数和基本参数以及其他参数。 规格参数有： 1. 主参数：抓重（臂力） 额定抓取重量或称额定负荷，单位为公斤。 2. 自由度数目和坐标型式：整机、手臂 及腕部共有几个自由度。 3. 定位方式：固定机械挡块，可调机械挡块，行程开关，电位器及其他各种位置设定和检测装置；各自由度设定的位置数目或位置信息用量（多少点）；点位控制或连续轨迹控制。 4. 驱动方式：液压、气压、电动和机械 基本参数有行程；速度；定位精度；程序编制方法和程序容量；受信、发信数目；控制系统动力。 其他参数有驱动源；手抓部分；轮廓尺寸；重量。 购买设计文档后加 费领取图纸 购买设计文档后加 费领取图 纸 3 设计方案的拟定 业机械手总体设计的原则 总体设计的任务，包括进行机械手的运动设计，确定主要工作参数，选择驱动系 统和电控系统，整机结构设计，最后绘出方案草图，总体设计之后要进行各部件的强度，刚度，驱动力的计算。 运动设计及确定主要参数：运动设计是结构设计的基础，它包括选用机械手的运动形式和确定自由度数。通用机械手是为了满足不同的生产上的要求，通常是 56 个自由度，采用作业范围较大的园柱坐标和求坐标的运动形式。专用机械手一般运动简单只要23 个自由度就能满足特定的工艺要求。专用机械手的运动设计应根据生产条件满足条件的与动形式，力求合理。最少的自由度数，达到机械手机构最简单。机械手的运动取决于生产工艺，主机和料道的空间位 置和工件在料道上的方位。专用机械手的运动设计要求采用多种方案进行比较的方法，对自由度数，运动路程的长短，定位点数目等全面分析。自由度数少，运动路程短，定位点少可使用的机械手结构简单。运动速度低，机械手的运动易稳定，定位准确。设计的具体步骤如下： （ 1） 按生产条件和要求选定工艺操作路线。 （ 2） 根据工艺操作路线选择最合适的臂部运动形式。 （ 3） 将机械手的运动分解为各个独立的自由度。 （ 4） 画出机械手运动简图，进行方案比较。 确定主要参数：抓取重量是机械手设计的重要措施，在用机械手抓取重量就是工件的重量。通用机械手的抓取重量是在规定的 运动速度下，能抓取的工件重量的最大值，它是根据通用机械手使用范围来确定的。必要时除规定出标准运动速度的抓取重量之外，可给出。 业机械手总体设计的目的 机械手总体设计的目的是根据生产的具体要求进行总体方案设计，以选择和确定其型式，基本参数，控制方式，驱动方式和结构形式。 目前，工业机械手大部分还属于第一代，主要依靠人工进行控制；控制方式则为开环式，没有识别能力；改进的方向主要是降低成本。第二代机械手设有微型电子计算机控制系统，能把感觉到的信息反馈，使机械手具有感觉机能。现在，都在加紧研制智能 购买设计文档后加 费领取图纸 购买设计文档后加 费领取图 纸 机器人也 就是第三代机械手。 艺要求 机械手是实现生产过程自动化，提高劳动生产率的一种有力工具。若要使用权一个生产过程自动化，需要对各种机械化，自动化装置进行综合的动手术和经济分析，确定使用机械手是否合适。设计人员要熟悉工艺要求，深入实际调查研究，吸取工人的合理化建议，参加具体工艺实践。 一般的工艺要求有 : (1) 生产工艺和各种机械设备由于 生产特点不同，对机械手提出的要求也不同。如全切机床和自动线，加热泪盈眶炉，压力机，铸造生产线，装焊生产线等机械设备对机械手的运动形式和范围，机型，安装位置 ，运动速度等提出的要求。此外，对于热加工工艺本身的特点，例如高温，粉尘，有害气体及高速频繁工作等，对机械手的设计提出了一些特殊的要求。又如在热处理和锻造时，机械手要深入炉内或直接抓取高温的工件，因此认真考虑防热及冷却问题是很重要的。 (2) 输送料装置和储料装置决定了工件在上料前和下料后在空间所处的位置和状态。而这种位置和状态对机械手的结构形式的确定有直接的影响。帮在制定设计方案时，必须对这些要求给予充分的注意。 (3) 工作现场的善对机械手的机型有直接的具体要求。 若机械手用于机床上下料，而且场地许可，可 选择地面固定式；若受场地面积限制，而且是固定程序的专用机械手，可把机械手放置在机械设备上；若需要扩大机械手运动范围或利用一台机械手进行多机床管理，则可选择地面轨道式或悬挂式。 (4) 对机械手通用性的要求 不同的生产特点对机械手通用性所提出的要求是不同的。在大量生产时，例如在组合机床自动线上，往往只需将机械手固定在一定位置进行一种工件的上下料，这时只需专用机械手便函可满足要求。在成批生产时，需要在某些设备上加工几种类似零件，因而需要对工作顺序，位置及抓取机构有一定的可适应能力，这时需设计简易通用机械手来满足 这种要求；在中小批生产时，机械手要在一定的范围内适应不同的工作要求，需要迅速而方便地变更工作程序和运动轨迹，有时甚至要进行电视遥控或者需要机械手本身具有相适应症的能力，这些就需要用通用机械手来满足这些要求。 械手的管路布置 购买设计文档后加 费领取图纸 购买设计文档后加 费领取图 纸 管路布置是结构设计的重要问题，机械手常用的管路为油路，气管，水管及电气线路，管路布置的基本要求是：牢固，整齐，便于维修。 常用的管路布置方法为机械手常采用内部走管，多用缸壁和活塞杆钻孔通油，通气。在导向杆中装伸缩管通油，在立柱中钻孔安装回转配油盘等。机械手的机构形式不同内部走路的形式各异 控系统的选择及定位方法 机械手电控系统有各种内型，除专用机械手外，多数要专门进行电控系统的设计，本次设计是专用机械手，采用的是电子程序控制。 定位方法是确定机械手各个运动机构的起始位置和最终停止位置的方法，称为机械手的定位方法。机械手的定位方法分为以下几种： 1 机械定位方式：这种方式是用固定挡扳与限位开关配给或机制动器定位。这种定位方式结构比叫简单，定位精度（重复定位精度）较高，用途较广。但机械磨损较快，因此使用寿命短。 2 数控定位方式：它是以数字代表行程，即一定的数字代表一定的行 程位置。当达到规定的数值时，便达到规定的位置，其定位精度不太高。 3 用电位计设定位置和检测：采用这种定位方式，既可在固定的位置上进行定位，又可通过在需要的位置上增设电位计的方法增加定位点数，可实现多点定位。 而本次设计的定位方式为 ： 手臂回转的两端点位置（即 0180 度）用死挡铁定位；手臂俯仰的两面三刀端点位置用活塞与端盖相碰定位。手腕回转的两端点位置用动片和定片相碰定位。 购买设计文档后加 费领取图纸 购买设计文档后加 费领取图 纸 4 缝纫机针摆动机械手的概况 纫机针摆动机械手的用途 缝纫机针摆动机械手的用途是在缝纫机针的抛光自动线上 ，用四台机械手代替手工抛光的操作。 格参数 抓针数量： 7080 只 自由度数： 3 个 座标型式： 类似球座标 手臂回转范围： 0180 度 手臂回转速度： 90 度 /秒 手臂俯仰范围： 030 度 手腕回转范围： 0180 度 定位方式 ： 手臂回转的两端点位置（即 0180 度）用死挡铁定位；手臂俯仰的两面三刀端点位置用活塞与端盖相碰定位。手腕回转的两端点位置用动片和定片相碰定位。 缓冲方式： 手臂回转用单向可调节流缓冲阀和油缸端部缓冲；手臂信仰和手腕回转用油缸端部节流缓冲。 驱动方式： 液压，它是在机械手中液压驱动是用的最多的方式。 控制方式： 电子程序控制 纫机针摆动机械手的配置及工作原理 摆动机械手在抛光自动线上的配置是由震动式顺针机，上料工作台 ，机械手，抛光轮（四台）和装针斗（四台）组成。每台机械手分别由电子程序控制器根据机械手动作要求所编制的程序，依次控制液压系统的电磁换向阀，从而使机械手进行各种动作。 自动线操作过程如下： 机械手 1 在上料位置，工人将要抛光的针整齐后送到待夹料位置，发讯启动，手 1 的手指将针夹住，然后手臂顺时针回转 90 度 到抛光轮位置（此时抛光轮旋转并左右移动），手臂上下摆动一次，手腕 回转 180 度，手臂再上下摆动一次，手臂顺时针再回转 90 度，手 1 和手 2 同到换夹针位置，手 2 先将缝纫机针夹住再发讯号， 购买设计文档后加 费领取图纸 购买设计文档后加 费领取图 纸 手 1 手指才松开，并开始时复原动作，即手臂反时针回转 180 度，同时手腕反向回转 180度，到达上料位置等待下个工作循环，手 2 重复着上述动作。缝纫机针就在各机械手间依次调头，传递，抛光，当手 4 抛光完了其手臂转到下料位置 时手指 松开，将抛光好的针卸到装针斗中。至此，第一组抛光工序结束。如图 示 图 自动线工作原理图 纫机针摆动机械手的组成部分 该摆动机械手由手臂上下摆动部分，手臂回转部分，手腕回转及夹持式手部，单向可调节流缓冲阀，机械手运动方向控制阀和电气控制装置等组成。手臂上下摆动（即俯仰）系采用一只双作用油缸来实现。活塞杆上端连接在手臂上，连接点到手臂摆动点之间有一定距离，因此，当活塞杆上下运动时，手臂就形成个杠杆而上下摆动。 手臂左右回转系采用回转油缸来实现。手臂回转有三个停止位置，即上料点， （起点），工作点，下料点（终点）。三个停止位置的检测是通过永久磁铁和干黄管来达到的手腕回转是由回转油缸实现的。手指的夹紧动作是由一个单作用油缸通过活塞杆外夹式手部带动手指而夹紧缝纫机针的。手指夹紧程度可以调节。单向可调节流缓冲阀，能实现手臂回转运动的缓冲。由油路分配板、二位四通电磁阀、二位三通电磁阀和三位四通电磁阀，组成机械手运动方向的控制装置。机械手的动作程序由电子程序控制器进行控制。 购买设计文档后加 费领取图纸 购买设计文档后加 费领取图 纸 5 机械手手臂俯仰部分的设计 臂的组成 手臂是机械手的主要部分，它是支承手腕、手指和工件并使它们运动的机构。 臂部一般有下列几部分组成： （ 1） 动作元件：如直线缸，回转缸，齿条齿轮，连杆凸轮等，它是驱动手臂运动的元件。动作元件与驱动相配合，就能实现手臂的各种运动。 （ 2） 导向装置：手臂在静止状态，要承受由夹持工件重量所产生的弯曲力，以及由于载荷不平衡而产生的扭转力矩，在运动时又有一个惯性力。为保证手爪的正确位置和动作元件不受较大的弯曲力，手臂必须设置导向装置。 （ 3） 臂：手臂上的动作元件，导向装置和其他装置都要安装在臂上，起支承，连接和承受 外力的作用。所以要求手臂具有足够的刚性，以免承重后发生变形产生颤动。 （ 4） 其他装置：如管路，冷嘲热讽却装置，位置检测机构等。 臂的设计要求 臂部设计首先要实现所要求的运动，为了实现这些运动，需要满足下列几项基本要求。 （ 1） 臂部应承载能力大，刚性好，自重轻 手臂的刚性直接影响到手臂抓取工件时动作的平稳性、运动的速度和的定位精度。如刚性差则会引起手臂在垂直平面内的弯曲变形和水平面内的侧向扭转变形，手臂就要产生振动，或动作时工件卡死无法工作。为此，手臂一般都采用刚性较好的导向杆来加大手 臂的刚性，各支承、连接杆的刚性也要有一定的要求，以保证能承受所需要的驱动力 根据上述要求，地设计手臂时，要对其进行挠度计算，其变形量应小于许可变形量。 我们知道悬臂梁的挠度计算公式为： Y= 中： Y 挠度； E 弹性模数； Q 载荷； J 惯性矩； 购买设计文档后加 费领取图纸 购买设计文档后