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轻型轴类形状零件单Z轴自动化系统设计【6张CAD图纸+毕业论文】

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关键词：: 轻型轴形状零件 Z轴自动化系统设计 cad 图纸毕业论文轻型轴类形状零件单Z轴自动化系统

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轻型轴类形状零件单Z轴自动化系统设计

37页 12000字数+论文说明书+任务书+6张CAD图纸【详情如下】

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第一章轻型轴类形状零件单Z轴桁架系统研究背景概述 1

1.1桁架机床上下料系统简介 1

1.2机床加工生产线系统分类 2

1.3机床加工生产线系统应用及特点 4

1.4轻型轴类形状零件单Z轴桁架系统研究背景 5

1.5本文的主要的内容 6

第二章轻型轴类形状零件单Z轴桁架系统的传动系统设计 7

2.1轻型轴类形状零件单Z轴桁架系统的设计关键技术参数要求 7

表2.1桁架机械手设计的关键参数表 7

2.2轻型轴类形状零件单Z轴桁架系统的传动方案设计 7

图2.1桁架机械手运动方案示意图 8

2.3桁架上下料系统的驱动电机选择 9

2.3轻型轴类形状零件单Z轴桁架系统的电机的选择 13

第三章轻型轴类零件单Z轴桁架系统的夹手及驱动结构设计 15

3.1轻型轴类零件夹手部分结构设计结构 15

3.2轻型轴类零件桁架上下料驱动部分结构设计 16

3.3轻型轴类零件桁架上下料润滑结构设计 17

第四章轻型轴类零件单Z轴桁架系统的桁架主体部分结构设计 19

4.1立柱调整结构 19

4.2横梁调整结构 20

4.3横梁安装结构 21

第五章基于solidworks软件进行桁架系统的建模及装配 22

5.1 solidworks软件建模与装配概述 22

5.2 基于SolidWorks软件进行立柱建模设计 23

5.3运用SolidWorks软件进行零件装配 26

结论 29

参考文献 30

致谢 31

摘要

机械手可以代替人从事单调、重复或繁重的体力劳动，实现生产的机械化和自动化，代替人在有害环境下的手工操作，改善劳动条件，保证人身安全，因而广泛应用于机械制造、冶金、电子、轻工和原子能等部门。基于机械设计及相关理论的研究,设计了桁架机械手轴类上下料装置,正确的计算出了电机的参数，实现了电动机型号的合理选择，同时对桁架轴类上下料系统的结构进行了设计，采用的过进口的雄克机械手夹持单元,实现轴类零件的抓取。实现了桁架机械手在轴类的零件的抓取的通用化。

关键词：桁架式机械手;电机参数的选择;轴类零件

Abstract

robots can replace people in dull, repetitive or heavy manual work, realizes the mechanization and automation of the production, instead of manual operation in a hazardous environment, improve labor condition, ensure the personal safety, thus is widely used in machinery, metallurgy, electronics, light industry and atomic energy etc. Research, based on the theory of the mechanical design and related design of truss manipulator axial loading device, the right to calculate the parameters of the motor, has realized the motor model of rational choice, at the same time on the truss axial loading system design, the structure of the imported male g manipulator clamping unit, realize axial parts of grab.

Keyword: Truss type manipulator; The selection of motor parameters; Axial parts

第一章轻型轴类形状零件单Z轴桁架系统研究背景概述

1.1桁架机床上下料系统简介

桁架机械手又称桁架式机械人，直角坐标机器人或龙门式机器人，是能够实现自动控制的、基于空间XYZ直角坐标系可重复编程的、多自由度的、适合不同任务的自动化设备。

桁架机械手可以代替人从事单调、重复或繁重的体力劳动，实现生产的机械化和自动化，代替人在有害环境下的手工操作，改善劳动条件，保证人身安全，因而广泛应用于机械制造、冶金、电子、轻工和原子能等部门。如工业生产部门，用于在高温、污染严重的地方取放工件和装卸材料；机加工领域，自动机械手通常与机床或其他机器组成自动加工生产线，实现零件的自动高效加工；自动机械手在锻造工业中的应用能进一步发展锻造设备的生产能力，改善热、累等劳动条件。

总体上说，自动机械手改变了传统的物流方式，有效地改善了作业环境，提供零件加工数字化、信息化、少人化直至无人化管理，可靠地保证了产品质量，极大地提高了劳动生产率，将工人从繁重的体力劳动中解放出来，使现代制造技术达到一个崭新的水平。与此同时，中国目前严峻的就业环境：劳动力工资水平的持续增长，持续出现的大面积用工荒，也逼迫越来越多的企业必须走机器人自动化生产之路。

桁架式机器人具有以下特点：

桁架式机器人能够实现自动控制的、可重复编程、多功能、多自由度、运动自由度间成空间直角关系、多用途的操作机。它能够搬运物体、操作工具，以完成各种作业。

①多自由度运动，每个运动自由度之间的空间夹角为直角。

②自动控制的，可重复编程，所有的运动均按程序运行。

③一般由控制系统、驱动系统、机械系统、操作工具等组成。

④灵活，多功能，因操作工具的不同功能也不同。

⑤高可靠性、高速度、高精度。

⑥可用于恶劣的环境，可长期工作，便于操作维修。

1.2机床加工生产线系统分类

1.2.1关节式机床加工自动生产线系统

关节式机床加工自动生产线系统由若干台关节机器人、若干台数控机床、一台角向定位机、清洗站和上下料道组成，以完成工件三个工序的自动化生产。机器人配有气动夹手，输送线用于传送毛坯至上料工位定位好，便于机器人过来夹取，线体上安装有感应开关用于判断毛坯是否到位和缺料报警开关，输送线还装有搁料挡停装置与满料报警装置等。

结论

毕业设计是本科教学工作的最后环节，也是一个重要环节，是对学生全面的测试知识的大学生活。通过这个设计，将大学四年的学习进一步的巩固，充分利用本专业中的机械设计、机械原理、金属工程材料、互换性与技术测量的课程的内容加以应用，同时将设计在solidworks软件中得以实现，使得设计更贴近工程实践。通过本次毕业设计使得我对机械设计方面的基本内容有一个总体的了解，于此同时使得我在机械设计制造及其自动化专业知识上升到一个新的水平。

参考文献

[1]张健民.工业机器人[M].北京: 北京理工大学出版社, 1988.

[2]施海锋, 吴江柳. 机械自动化系统设计指导书[M].北京：清华大学出版社，2008.

[3]郑洪生.气压传动及控制[M].北京: 机械工业出版社, 2002.

[4]周伯英. 工业机器人设计[M].北京: 机械工业出版社, 1995. [6]周开勤

[5]华大年. 机械原理(第二版)[M]. 北京：高等教育出版社, 1994.

[6]王永华, 宋寅卯, 陈玉国, 郑安平. 现代电气控制及PLC应用技术[M]. 北京：北京航空航天大学出版社, 2003.

[7] 孙志礼.机械设计,东北大学出版社，2011.

[8] 李树军. 机械原理.沈阳：东北大学出版社，1996.

[9]李允文.工业机械手设计[M].北京: 机械工业出版社, 1996.

[10]许福玲, 陈晓明. 液压与气压传动[M].北京：机械工业出版社, 2010.

[11]纪名刚. 机械设计 [M]. 北京：机械工业出版社, 2006.

[12]汤以范. 机电传动控制[M]. 北京：清华大学出版社, 2010.

[13]collacott R A. Mechanical Fault Designosis and condtion Monitoring[J].London：Chapman and Hall, 1997.

[14]王昆，何小柏.《机械设计课程设计》[M].上海：高等教育出版社, 2002.

[15]张建明.《机电一体化系统设计》[M].上海：高等教育出版社, 1997.

[16]江洪. solidworks2009基础教程[M].上海：机械工业出版社, 2008 .

[17]安琦. 机械设计[M].上海：科学出版社, 2010.

[18] RojputRK.Elements of Mechanical Engineering[J]. London：Chapman and Hall, 1997.

[19] J．H．Yoon，H．Huh． Efficiency Enhancement in Sheet Metal Forming Analysis with a Mesh Regularization Method[J]． Materials Processing Technology，2003，125-126：616-621．

[20] Gow-Yi Tzou, Ming-Nan Huang. Analytical modified model of the cold bond rolling of unbounded double-layers sheet considering hybrid friction[J]. Materials Processing Technology,2003,125-126:622-627.

致谢

经过三个月的时间将自己的大学毕业论文画上了一个句号，这两个月里，不仅是对大学阶段专业的学习情况的一次小的总结，在论文设计过程中，经历了无数的困难与瓶颈，但是在老师和同学的帮助下，克服了种种困难，最终完成了毕业论文的设计，在这里尤其要感谢我的毕业论文指导教师王楠老师，是他在给了我很多的指导才能使得我的论文能够得以完成。

在这里我还要感谢我们学校的图书馆的相关人员。在他们的指引下我能够在学校图书馆查找信息，图书馆的老师也给了我很多支持和帮助。来帮助和指导我的老师们说该中心谢谢！感谢这篇论文涉及到每一个学者。本文引用了一些学者的研究文献，如果没有你学术研究成果的帮助和启发，我将很难完成这篇论文的写作。感谢我的同学和朋友，是你们在这四年中默默的陪伴我，度过了我人生中最快乐的四面时光，我相信这段时光能给我一辈子补课磨灭的时光因为我的水平有限，设计的很难避免会有错误，恳请获得每个老师批评和纠正！

内容简介：: 本科毕业论文题目：轻型轴类零件单 Z 轴桁架系统设计专业：机械设计制造及其自动化班级：学生姓名：指导教师：论文提交日期：论文答辩日期：目录第一章轻型轴类形状零件单 Z 轴桁架系统研究背景概述 . 1 架机床上下料系统简介 . 1 床加工生产线系统分类 . 2 床加工生产线系统应用及特点 . 4 型轴类形状零件单 Z 轴桁架系统研究背景 . 5 文的主要的内容 . 6 第二章轻型轴类形状零件单 Z 轴桁架系统的传动系统设计 . 7 型轴类形状零件单 Z 轴桁架系统的设计关键技术参数要求 . 7 表架机械手设计的关键参数表 . 7 型轴类形状零件单 Z 轴桁架系统的传动方案设计 . 7 图架机械手运动方案示意图 . 8 架上下料系统的驱动电机选择 . 9 型轴类形状零件单 Z 轴桁架系统的电机的选择 . 13 第三章轻型轴类零件单 Z 轴桁架系统的夹手及驱动结构设计 . 15 型轴类零件夹手部分结构设计结构 . 15 型轴类零件桁架上下料驱动部分结构设计 . 16 型轴类零件桁架上下料润滑结构设计 . 17 第四章轻型轴类零件单 Z 轴桁架系统的桁架主体部分结构设计 . 19 柱调整结构 . 19 梁调整结构 . 20 梁安装结构 . 21 第五章基于件进行桁架系统的建模及装配 . 22 5.1 件建模与装配概述 . 22 于件进行立柱建模设计 . 23 用件进行零件装配 . 26 结论 . 29 参考文献 . 错误 !未定义书签。致谢 . 31 摘要机械手可以代替人从事单调、重复或繁重的体力劳动，实现生产的机械化和自动化，代替人在有害环境下的手工操作，改善劳动条件，保证人身安全，因而广泛应用于机械制造、冶金、电子、轻工和原子能等部门。基于机械设计及相关理论的研究 ,设计了桁架机械手轴类上下料装置 ,正确的计算出了电机的参数，实现了电动机型号的合理选择，同时对桁架轴类上下料系统的结构进行了设计，采用的过进口的雄克机械手夹持单元 ,实现轴类零件的抓取。实现了桁架机械手在轴类的零件的抓取的通用化。关键词：桁架式机械手 ;电机参数的选择 ;轴类零件 in or of of in a is in on of of to of of at on of g of of 阳化工大学科亚学院学士学位论文第一章轻型轴类形状零件单 Z 轴桁架系统研究背景概述 1 第一章轻型轴类形状零件单 Z 轴桁架系统研究背景概述架机床上下料系统简介桁架机械手又称桁架式机械人，直角坐标机器人或龙门式机器人，是能够实现自动控制的、基于空间角坐标系可重复编程的、多自由度的、适合不同任务的自动化设备。桁架机械手可以代替人从事单调、重复或繁重的体力劳动，实现生产的机械化和自动化，代替人在有害环境下的手工操作，改善劳动条件，保证人身安全，因而广泛应用于机械制造、冶金、电子、轻工和原子能等部门。如工业生产部门，用于在高温、污染严重的地方取放工件和装卸材料；机加工领域，自动机械手通常与机床或其他机器组成自动加工生产线，实现零件的自动高效加工；自动机械手在锻造工业中的应用能进一步发展锻造设备的生产能力，改善热、累等劳动条件。总体上说，自动机械手改变了传统的物流方式，有效地改善了作业环境，提供零件加工数字化、信息化、少人化直至无人化管理，可靠地保证了产品质量，极大地提高了劳动生产率，将工人从繁重的体力劳动中解放出来，使现代制造技术达到一个崭新的水平。与此同时，中国目前严峻的就业环境：劳动力工资水平的持续增长，持续出现的大面积用工荒，也逼迫越来越多的企业必须走机器人自动化生产之路。桁架式机器人具有以下特点：桁架式机器人能够实现自动控制的、可重复编程、多功能、多自由度、运动自由度间成空间直角关系、多用途的操作机。它能够搬运物体、操作工具，以完成各种作业。多自由度运动，每个运动自由度之间的空间夹角为直角。自动控制的，可重复编程，所有的运动均按程序运行。一般由控制系统、驱动系统、机械系统、操作工具等组成。灵活，多功能，因操作工具的不同功能也不同。高可靠性、高速度、高精度。可用于恶劣的环境，可长期工作，便于操作维修。沈阳化工大学科亚学院学士学位论文第一章轻型轴类形状零件单 Z 轴桁架系统研究背景概述 2 床加工生产线系统分类节式机床加工自动生产线系统关节式机床加工自动生产线系统由若干台关节机器人、若干台数控机床、一台角向定位机、清洗站和上下料道组成，以完成工件三个工序的自动化生产。机器人配有气动夹手，输送线用于传送毛坯至上料工位定位好，便于机器人过来夹取，线体上安装有感应开关用于判断毛坯是否到位和缺料报警开关，输送线还装有搁料挡停装置与满料报警装置等。图 1 桁架式机床加工自动生产线系统架式机床加工自动生产线系统桁架式机床加工自动生产线系统主要由钢结构桁架机械手、若干台数控机床（也可以是单台）、上料仓料仓、下料仓、若干套翻转站、定位站及外围防护等组成，以完工件的自动化加工。机械手配有气动夹手，上料仓用于传送毛坯至上料工位定位好，沈阳化工大学科亚学院学士学位论文第二章轻型轴类形状零件单 Z 轴桁架系统的传动系统设计 3 便于机械手过来夹取，料仓上安装有感应开关用于判断毛坯是否到位和缺料报警开关，下料仓还装有满料报警装置等。图 2 桁架式机床加工自动生产线系统合式机床加工自动生产线系统复合式机床加工自动生产线系统将桁架式与关节式相结合的产物。复合式主要由若干台关节机器人、若干台数控机床、机器人伺服滑台、上料道、下料道及外围防护等组成。机器人手爪实现工件精确定位，机器人伺服滑台用于拖动关节机器人在两台加工机床之间移动，增大机器人的运动范围。上下料道均安装有感应开关用于判断工件是否到位、缺料报警功能以及满料报警功能。图 3 复合式机床加工自动生产线系统沈阳化工大学科亚学院学士学位论文第一章轻型轴类形状零件单 Z 轴桁架系统研究背景概述 4 床加工生产线系统应用及特点机床加工生产线系统主要由机械手系统、数控机床、料仓、工序翻转站、工件自动识别系统（选配）、在线测量机（选配）等一系列自动化设备组成。通过总控系统进行控制，机床自动加工生产自动线安装多种传感器，能够得知机床机床加工自动线的工作状态，从而实现工作动作顺序进行，该过程完全借助于控制系统与传感器信号的交互。机床加工自动生产线可以实现单台机床、加工单元、流水线和柔性加工单元的机加工自动化。机床加工自动化生产线系统具有定位准确、工作节拍可调、工作空间大、性能优良、运行平稳可靠、维修方便等特点。机床加工自动加工生产线系统可以实现所有工艺过程的工件自动抓取、上料、下料、装卡、工件移位翻转、工件转序加工等，能够极大的节约人工成本，提高生产效率。特别适用于大批量、小型零部件的加工，如汽车变速箱齿轮、轴承套 (座 )、刹车盘、金属冲压结构件等。加工典型零件如下所示：图 4 桁架机械手与机床组线加工典型零件沈阳化工大学科亚学院学士学位论文第二章轻型轴类形状零件单 Z 轴桁架系统的传动系统设计 5 型轴类形状零件单 Z 轴桁架系统研究背景节式、桁架式、复合式机床加工自动化生产线系统对比根据设计任务要求：设计能够满足进行轴类零件的上下料自动化系统工件的质量不大于轴类零件轴类零件加工为单序，加工节拍不小于 30s 设计一种能够满足上述要求机床自动化上下料装置是十分必要的，首先需要对比一下，上述关节式、桁架式、复合式的上下料装置应用特点：（ 1）关节式上下料装置关节式自动化上下料装置具有较高的灵活性、关节型上料装置具有较高的重复定位精度、具有较高的工作可靠性、能够抓取质量较大的工件等优点，但是价格较桁架式上下料装置价格昂贵。（ 2）桁架式上下料装置桁架式自动化上下料装置较关节式上下料系统自由度数较少，灵活性有限、但是关节式上料装置具有较高的重复定位精度、具有较高的工作可靠性、价格较关节式具有低廉等优点。（ 3）复合式上下料装置复合式上下料装置是在关节式上下料装置的基础上增加一个伺服滑台，增加关节式机器人的抓取范围，具有更高的灵活性，复合式的上下料的装置的重复定位精度相对于桁架式、关节式重复定位精度较低，价格昂贵的缺点。复合式上下料装置应用于形成特殊的场合。型轴类形状零件单 Z 轴桁架系统设计背景研究意义针对于轻型轴类零件的机床自动化上下料系统，加工零件质量较轻，加工工序为单序的加工，在满足使用要求可靠性的前提下，尽可能的减少用户的设备投入，所以针对于轻型轴类加工自动化上下料系统，应该采用桁架式的机床加工自动化上下料系沈阳化工大学科亚学院学士学位论文第一章轻型轴类形状零件单 Z 轴桁架系统研究背景概述 6 统。如果能够开发出一种桁架式自动上下料系统对企业具有深远的影响，具体的体现在以下方面：能够提高生产效率；能够产生质量较高的零件；有利于降低企业生产成本；有利于缓解企业对技术的依赖；有利于缓解企业对技工的依赖；便于企业组织生产和管理；文的主要的内容本文的设计主要围绕轻型轴类形状零件单 Z 轴桁架上下料系统进行展开的，从该系统的研究背景入手，逐步的对轻型轴类形状零件单 Z 轴桁架上下料系统进行方案设计、抓手的方案设计以及每一部分的结构设计，具体的章节安排如下：第 1 章轻型轴类形状零件单 Z 轴桁架上下料系统研究背景概述第 2 章轻型轴类形状零件单 Z 轴桁架上下料系统的传动系统设计第 3 章轻型轴类形状零件单 Z 轴桁架上下料系统的桁架主体结构设计第 4 章轻型轴类形状零件单 Z 轴桁架上下料系统的夹手部分结构设计第 5 章基于件进行轻型轴类形状零件单 Z 轴桁架上下料系统的建模及装配沈阳化工大学科亚学院学士学位论文第二章轻型轴类形状零件单 Z 轴桁架系统的传动系统设计 7 第二章轻型轴类形状零件单 Z 轴桁架系统的传动系统设计轴桁架系统的设计关键技术参数要求在轻型轴类形状零件单 Z 轴桁架系统的设计之前，了解该桁架机械手的设计的参数要求，桁架机械手的设计参数的具体要求如图表 1 所示表 1 桁架机械手设计的关键参数表项目单位配置手抓单个零件重量取零件总重量 (腕部抓取能力 0 快移速度 X 轴 m/20 Z 轴 80 加速度 X 轴 m/ Z 轴 5 电源电压 V 压波动范围 / 10% 频率 0 气源气源压力气压波动范围 / 10% 标准装载时间 s 20 重复定位精度梁（ X 轴）导轨矩形导轨横梁（ X 轴）传动齿轮齿条横梁（ Z 轴）导轨矩形导轨横梁（ Z 轴）传动齿轮齿条驱动方式齿轮齿条控制方式高精伺服型轴类形状零件单 Z 轴桁架系统的传动方案设计桁架自动化上下料系统是给数控机床提供自动上下料的装置，考虑到本设备是针沈阳化工大学科亚学院学士学位论文第二章轻型轴类形状零件单 Z 轴桁架系统的传动系统设计 8 对于轴类零件的加工，因此，数控机床主要是以加工轴类的外圆及端面，数控设备假定都是数控车床，工具生产工序及加工节拍确定数控设备的台数及型号，根据所使用的设备的台数及型号可以确定桁架机械手的横向跨距、 X 轴有效行程和桁架机械手的高度及 Z 轴运动的有效行程等参数。图 5 桁架机械手运动方案示意图本文以国内的某款机床为基准进行设计桁架系统的尺寸，假定工件采用两序加工，桁架上下料系统为两台相同的数控车床上下料。数控车床的关键参数如下：数控机床高度为： 1540数控机床长度为： 1640数控机床主轴中心高为： 935据上述参数可以设计出单 Z 轴桁架自动化上下料系统的尺寸为：桁架横梁长度： A=5430桁架横梁高度： B=2275桁架最大高度： H=3575桁架 X 轴最大行程： S=4796桁架 Z 轴最大行程： S=1200阳化工大学科亚学院学士学位论文第二章轻型轴类形状零件单 Z 轴桁架系统的传动系统设计 9 架上下料系统的驱动电机选择架上下料系统的驱动电机额定转速选择根据 X、 Z 轴的运动关键技术参数：表 2 快移速度及加速度参数要求最大快移速度 X 轴 m/20 Z 轴 80 加速度 X 轴 m/ Z 轴 5 桁架上下料系统的运动系统的方案均采取：伺服电机 +减速机 +齿轮 +齿条传动形式。桁架上下料系统 X 轴驱动电机的转速选择由桁架上下料系统 X 轴运动速度 1 ，根据传动齿轮分度圆直径 1d ，可计算出的减速器输出轴的转速 1n ： 100060 1111d 传动齿轮分度圆直径 1d ； 1n 减速器输出轴的转速 1n 1 桁架上下料系统 X 轴运动速度由上式减速器轴在桁架 X 最大快移速度时，减速器输出轴的减速转速 1n 为： r / m i n 5 7 9 . 0 4663 . 1 4 21 0 0 060 0 060= 减速器采用选择星齿轮减速器型号为：速器的参数如图表 3 所示。减速器的传动比 4i 减,可得减速器的输入端转速和电机输出转速电 m i n/ 1 6m i n/ 94in 减电机电机的额定转速电机额定m 电机额定沈阳化工大学科亚学院学士学位论文第二章轻型轴类形状零件单 Z 轴桁架系统的传动系统设计 10 表 3 减速器的参数表规格代号单位减速比数值额定输出扭矩 2 128 最大加速扭矩 2 10 大急停扭矩 2 10 3定输入转速 r/ 10 3000 最大输入转速 r/ 10 6000 扭转刚性 Nm/ 10 14 许用径向力 2N 3 10 3040 许用轴向力 2N 3 10 1520 使用寿命 h 3 10 大于 20000 效率 3 10 大于 97% 使用温度 3 10 90 润滑防护等级 3 10 装方向 3 10 任意噪音值 10 小于 60 重量 10 速机轴转动惯量 J 2 4 桁架上下料系统 Z 轴驱动电机的转速选择由桁架上下料系统 Z 轴运动速度 2 ，根据传动齿轮分度圆直径 2d ，可计算出的减速器输出轴的转速 2n ： 100060 2222d 传动齿轮分度圆直径； 2n 减速器输出轴的转速 2 桁架上下料系统 X 轴运动速度由上式减速器轴在桁架 X 最大快移速度时，减速器输出轴的减速转速 2n 为： r / m i n . 0 33 8 6663 . 1 4 0 060 0 060= 减速器采用选择星齿轮减速器型号为：速器的沈阳化工大学科亚学院学士学位论文第二章轻型轴类形状零件单 Z 轴桁架系统的传动系统设计 11 参数如图表 3 所示。减速器的传动比 4i 减,可得减速器的输入端转速和电机输出转速电 m i n/ 4 4m i n/ 64in 减电机电机的额定转速电机额定m 4 4 架上下料系统的驱动电机扭矩选择桁架上下料系统 X 轴驱动电机的扭矩选择（ 1）必要扭矩的计算由于电机启动时，所需的启动扭矩最大，所以需要先计算启动时的必要扭矩。设滑块与导轨之间的摩擦力为 F，则摩擦力 F 为：导轨与滑块之间的摩擦因数，； m X 轴整体移动部分的质量， 0 ； g 重力加速度， 2/87.9 ；带入上式，可得滑块与导轨之间的摩擦力为 F 为：减速机输出轴负载转矩齿轮电机输出轴的负载 M 考虑到商业电的电压不稳定，安全起见，电机的输入负载为计算电机输入的 2倍，即电机的输出负载应为 X 轴的电机的额定扭矩应满足 2）确认负载惯性桁架上下料系统整体得 X 轴的转动惯量 1J 223221 0 8 7 1 2 K g)2 1066(802 ）（ m X 轴整体移动部分的质量， 0 ； 2d 传动齿轮分度圆直径；沈阳化工大学科亚学院学士学位论文第二章轻型轴类形状零件单 Z 轴桁架系统的传动系统设计 12 齿轮的转动惯量 2J 2232222 000 468 K g)1066( 减速机的转动惯量 23 4 1 K . 0 0 0 4 6 80 . 0 8 7 1 2(i)( 电机总桁架上下料系统 Z 轴驱动电机的扭矩选择由于电机启动时，所需的启动扭矩最大，所以需要先计算启动时的必要扭矩。设滑块与导轨之间的摩擦力为 F 相对于竖轴的重力很小，则有效阻力 1 2m X 轴整体移动部分的质量， 02 ； g 重力加速度， 2/87.9 ；带入上式，可得滑块与导轨之间的摩擦力为 F 为： 9 减速机输出轴负载转矩 1 11 齿轮电机输出轴的负载 M 考虑到商业电的电压不稳定，安全起见，电机的输入负载为计算电机输入的 2倍，即电机的输出负载应为 X 轴的电机的额定扭矩应满足 2）确认负载惯性桁架上下料系统整体得 Z 轴的转动惯量 1J 223221 0 2 1 7 8 K g)2 1066(202 ）（ m Z 轴整体移动部分的质量， 0 ； 2d 传动齿轮分度圆直径；齿轮的转动惯量 2J 沈阳化工大学科亚学院学士学位论文第二章轻型轴类形状零件单 Z 轴桁架系统的传动系统设计 13 2232222 000 468 K g)1066( 减速机的转动惯量 23 3 6 0 7 6 8 K . 0 0 0 4 6 80 . 0 2 1 7 8(i)( 电机总型轴类形状零件单 Z 轴桁架系统的电机的选择考虑到方便设计，将桁架自动化上下料的 X、 Z 驱动电机的型号选择相同的型号，方便滑板的设计和安装，伺服电机通常与伺服驱动器成套进行采购。根据计算将桁架上料系统的驱动电机均选择为： 130机的参数如表 4 所示。列伺服电机型号编号说明： 130 100 25 L F B Z 130：表示电机额外径，单位， T：表示电机是正弦波驱动永磁同步交流伺服电机示电机的安装的反馈元件， 100：表示电机的零速转矩，其值为三位数的，单位， 5：表示电机的额定转速，其值为二位数的 100 倍，单位 r/：表示电机配备的驱动工作电压：表示反馈的元件的规格，编码器；极转变压器 B：表示电机的类型， Z：表示电机安装了失电制动器表 4 驱动电机的参数表电机型号 130定功率定转矩 0 额定转速 2500 沈阳化工大学科亚学院学士学位论文第二章轻型轴类形状零件单 Z 轴桁架系统的传动系统设计 14 额定电流 I 10 转子惯量械时间常数 s 机的绝缘等级 B 工作温度 0 55 防护等级机重量速沈阳化工大学科亚学院学士学位论文第三章轻型轴类零件单 Z 轴桁架系统的夹手及驱动结构设计 15 第三章轻型轴类零件单 Z 轴桁架系统的夹手及驱动结构设计型轴类零件夹手部分结构设计结构桁架自动上下料自动化系统的 Z 轴上安装具有夹持功能的机械手，如图 6 所示。在主体钢制的零件 1 上安装具有高精度的导轨、齿条等零件，保证竖轴的运动精度，在 Z 轴驱动部分的作用下， Z 轴可以平稳地、可靠地、准确的上下移动。 123456789101112131415161718图 6 单 Z 轴桁架系统的 Z 轴及夹手结构图在主体钢制的零件 1 上的下端安装具有夹持功能的特有装置，用以实现机械手对零件抓取。下端的轴类夹持装置由两个夹持手 11 和一个 90旋转气缸组成的 10 组成它的动作模块，两个夹持手 11 是由分别为平行气缸和手指所组成，在气压的作用下，能够实现夹手上的两个手指的夹紧和松开，实现夹手对轴类零件的可靠抓取。其余的零件分别起到对轴类夹持机械手的走气的作用和联接作用，从夹持装置的动作模块可以看出机械手装置的驱动是依靠于压力气体作用，而气体从气源引入到机械手的位置是必须进行考虑的，本方案采用的气路是从桁架系统的外部引入经过横梁拖链，然后经过 Z 轴的拖链引入到夹手部位，夹手部位的气路是进过气体连接块导致将气路引入抓手模块中，从而保证模块在运动时与气路不发生干涉使工作平稳进行。每个抓手气缸的表面均安装着接近传感器，当抓手 11 进行抓取时或者 90旋转气缸 10 在进行工位转换时，均能够向总控系统发出信号，接到信号后，总控系统作出下一步的控制信号，从而实现单 Z 轴桁架自动化上下料系统与机床的信号交互，实现自动化加工机床系统自动化加工。沈阳化工大学科亚学院学士学位论文第四章轻型轴类零件单 Z 轴桁架系统的桁架主体部分结构设计 16 型轴类零件桁架上下料驱动部分结构设计进给部件是桁架机械手的核心部件，直接决定了桁架机械手的精度及性能。主体横梁和竖梁采用钢梁结构，导轨采用高精度直线滚动导轨，传动采用齿轮齿条方式，模块化的设计，独立的控制方式，配备了紧急情况下的安全急停装置。设计过程中，根据跨距行程及抓取能力，保证了其刚性和动态特性。型轴类零件桁架上下料 X 轴驱动部分结构设计轻型轴类零件 X 轴驱动部分动力装置采用电机 8 驱动电机的驱动，电机轴将扭矩传递行星减速机 7 后，扭矩进一步增大传递到减速机轴端，减速机的轴上安装齿轮5，在电动机的驱动下，齿轮与桁架横梁上安装的齿条进行啮合，提供驱动滑板沿板上面安装着保证 X 轴水平移动的精度的滑块，滑块与桁架上横梁安装的导轨的配合下，滑板上安装 Z 轴部分使得二者一起沿水平方向移动。 125102345图 7 单 Z 轴桁架系统的 x 轴驱动装置结构图轻型轴类零件 X 轴上的运动直线度的保证是依靠导轨滑块的精度保持。轻型轴类零件 X 轴上的运动的重复定位精度依靠伺服电机和编码器的配合，伺服电机的后端均安装编码器能够实现电机的转速及位置的准确机控制。电机均具有断电刹车功能，保证桁架机械手在运动过程中由于意外断电后，在运动惯性的作用下，桁架机械手无法能够继续运动而撞击限位块而导致损坏。沈阳化工大学科亚学院学士学位论文第四章轻型轴类零件单 Z 轴桁架系统的桁架主体部分结构设计 17 型轴类零件桁架上下料 Z 轴驱动部分结构设计轻型轴类零件 Z 轴驱动部分动力装置采用电机 6 驱动电机的驱动，电机轴将扭矩传递行星减速机 9 后，扭矩进一步增大传递到减速机轴端，减速机的轴上安装齿轮10，在电动机的驱动下，齿轮与桁架横梁上安装的齿条进行啮合，提供驱动滑板沿板上面安装着保证 Z 轴竖直移动的精度的滑块，滑块与桁架上横梁安装的导轨的配合下，滑板上安装 Z 轴部分使得 Z 轴能够沿竖直方向移动。 102345图 8 单 Z 轴桁架系统的 Z 轴驱动装置结构图轻型轴类零件 Z 轴上的运动直线度的保证是依靠导轨滑块的精度保持。轻型轴类零件 Z 轴上的运动的重复定位精度依靠伺服电机和编码器的配合，伺服电机的后端均安装编码器能够实现电机的转速及位置的准确机控制。电机均具有断电刹车功能，保证桁架机械手在运动过程中由于意外断电后，在运动惯性的作用下或者重力作用下，桁架机械手无法能够继续运动而撞击限位块而导致损坏或无法静止的停止导致竖直下落损坏抓手。型轴类零件桁架上下料润滑结构设计由于桁架机械手运动速度非常高，动作频繁，对运动部件提出了很高的要求，这就要求运动部件的润滑必须充分不间断。为了保证机械手高速高频率的可靠运行，一般采取电动油脂泵如下图所示对导轨、齿轮齿条等关键零件进行润滑。润滑泵安装在自动生产线滑板后侧，大约每 30 分钟向轴、轴导轨滑块和润沈阳化工大学科亚学院学士学位论文第四章轻型轴类零件单 Z 轴桁架系统的桁架主体部分结构设计 18 滑齿轮的各个润滑点供油一次。油量为每分钟毫升，每次向各润滑点提供的油量由安装在管端的计量件加以控制，从而保证均衡油量。开机后应观察润滑压力是否正常。图 9 单 Z 轴桁架系统润滑部件结构图沈阳化工大学科亚学院学士学位论文第四章轻型轴类零件单 Z 轴桁架系统的桁架主体部分结构设计 19 第四章轻型轴类零件单柱调整结构柱下端调整结构桁架机械手主要通过立柱等相关零件可靠的安装于地面，对整个机械手的刚性、稳定性及可靠性起到至关重要的作用。立柱采用高强度优质钢型材，焊后通过热处理，设计过程中采用进行了强度和刚性等方面的校核分析，从而有效保证了其关键的支撑作用。考虑到立柱与地面接触位置的平整度不可能处处相同，所以立柱与地面接触的位置应具有能够进行高度方向调整和垂直高度方向的调整能力，调整装置如图 10 所示。立柱的垂直于高度方向的调整结构由调整螺栓 6 和地脚板 7 组成，通过捏紧立柱两侧的螺栓 6 使得立柱能够沿垂直于高度方向移动。立柱的高度方向的调整结构由地脚板 7、螺栓 1、六角螺母 2、弹簧垫片 3、平垫片 4 及膨胀螺栓 5 组成，利用两组螺栓的顶拉进行组合，实现立柱在高度方向的调整。 12图 10 立柱下端调整结构图柱顶端调整结构横梁采用高强度优质钢型材，焊后通过热处理，设计过程中采用进行了强度和刚性等方面的校核分析，从而有效保证了其关键的支撑作用。沈阳化工大学科亚学院学士学位论文第四章轻型轴类零件单 Z 轴桁架系统的桁架主体部分结构设计 20 考虑到横梁与立柱接触位置的平整度不可能处处相同，所以立柱与横梁接触的位置应具有能够进行垂直高度方向的调整能力，调节装置如图 11 所示。横梁的垂直于高度方向的调整结构由调整螺栓 2 和横梁支架 1 组成，通过捏紧横梁的螺栓 2 使得横梁能够沿高度方向移动。 1图 11 立柱上端调整结构图梁调整结构横梁与横梁的连接的处，连接处的接触位置的正确性决定着导轨连接安装位置的正确性，微小的移动可能导致导轨的接触不正确，使得导轨磨损加剧，降低其使用寿命。因此，合理的设计调整装置对桁架自动化上下料系统的运动及寿命至关重要，必须进行调整装置的合理设计。考虑到横梁与横梁接触位置在保证导轨安装的平行度，横梁对接处沿结合面方向和垂直于接触面方向必须具有调整能力。因此，横梁与横梁接触的位置应具有能够进行沿接触面和垂直调整面方向的调节装置，调节装置如图 12 所示。沿接触面方向的调节装置由拉紧螺栓 1、空心螺栓 2、螺母 3、支架 4 及横梁 5所组成，拉紧螺栓 1 穿过空心螺栓 2 与横梁连接，在与螺母 3 的配合下，实现横梁的水平方向移动。垂直于接触面方向调节装置由横梁 5、平垫片 6、弹簧垫片 7、螺钉 8 及立柱 9组成，在 7、螺钉 8 及立柱 9 相互作用下，实现横梁的垂直方向移动。沈阳化工大学科亚学院学士学位论文第四章轻型轴类零件单 Z 轴桁架系统的桁架主体部分结构设计 21 1234569图 12 横梁调整结构图梁安装结构本设计的 X 轴的驱动采用伺服电机驱动齿轮，使得齿轮齿条进行啮合，使得滑板与竖轴一起移动，其运动的直线精度由滑块与导轨决定的。因此，横梁上应安装齿条、导轨。本设计中的每一根导轨和齿条均采用内六角螺栓联接及圆柱销进行定位。圆柱销定的作用是在进行重复安装时，保证每次的安装位置精度准确。从横梁本身来讲，需要通过铣床铣削出一定精度的安装导轨与齿条的安装基面，使得齿条与导轨的安装准确，从而保证运动的精度的要求。 12569011图 13 横梁调整结构图沈阳化工大学科亚学院学士学位论文第五章基于件进行桁架系统的建模及装配 22 第五章基于件进行桁架系统的建模及装配 5.1 件建模与装配概述件建模动化软件是基于特征、参数化实体建模的设计工具。该软件采用形用户界面，该软件具有容易学习和操作简单的特点，可以建立全相关的三维实体模型，能够实现零件图、装配图、工程图等互相关联，方便设计修改。件中常用的术语如下：基于特征：由软件的模型树（如图 14 所示）可知构成零件部分称为特征，例如拉伸、旋转、圆角等功能均为特征。特征通常分为基于草图为基础建立的特征和无需在草图的基础上建立特征。图 14 模型树与零件的关系图参数化：创建特征的尺寸及几何参数，可以被记入并保存在模型中，可以使模型充分体现设计师的设计意图，更重要的是方便设计师的快速修改。实体建模：实体模型是统中所使用的最完整的几何模型。它包含了实体模型中的边和表面所必须的所有线框和表面的几何信息。除此之外，还包含把这些几何体关联一起的拓扑信息。全相关：型中与它的工程图及参考它的装配体是全相关的。对模型修改能自动的反应到相关的工程图和装配体中，同样的对工程图修改后也会相应的反映到模型中。件中的关系网如图 15 所示。沈阳化工大学科亚学院学士学位论文第五章基于件进行桁架系统的建模及装配 23 图 15 件中的关系网图件中零件的装配在件常采用自底向上的装配体通过已有零件并调整其方向来创建的。零件在装配体中以零件的形式加入，在零件之间创建配合可以调整它们在装配体中的方向和位置。配合关系是指零件部件的表面或变和基准面、其他的表面或边的约束关系。件中装配体的简历过程如下：创建新装配体向装配体中添加零件进行零件配合依次添加剩余的零部件完成装配体，并保存，完成装配体于件进行立柱建模设计再设计零件时，首先需要对零件进行分析，分析出用三维软件绘制零件时，零件由什么特征构成的，特征建立的顺序。在建立模型时，可以参考零件的加工工艺进行建立。本文以立柱为例，详细的介绍件的建模过程。拉伸沈阳化工大学科亚学院学士学位论文第五章基于件进行桁架系统的建模及装配 24 图 16 拉伸特征建立图分析模型首先利用拉伸建立出模型的基体，经过多次拉伸后形成模型的组要的部分，如图 16 所示。圆角图 17 圆角与工件关系编辑圆角命令，弹出如图 17 圆角对话框，然后选取需要圆角的边线，并编辑圆角的尺寸，获得大小合适的圆角。孔沈阳化工大学科亚学院学士学位论文第五章基于件进行桁架系统的建模及装配 25 图 18 孔与工件关系编辑孔命令，弹出如图 18 孔对话框，选取需要形式的孔，然后选择孔的工件的表面，编辑孔深及孔的直径的尺寸，获得形式及大小合适的孔。阵列图 19 孔与工件关系编辑线性阵列命令，弹出如图 19 线性阵列对话框，选取需要阵列的孔，然后选择阵列方向，这里的方向可以是两个也可以是一个，最后选择阵列的数目，本例中模沈阳化工大学科亚学院学士学位论文第五章基于件进行桁架系统的建模及装配 26 型采用两个方向，编辑两个方向的阵列的尺寸，获得数目合适的孔。通过上述的过程可以依次的建立出每一个需要的零件，为零件的装配奠定基础。用件进行零件装配本文通过创建的零、部件创建单 Z 轴桁架自动化系统的装配体模型，装配体是由若干个零件和若干个子装配体形成的，最终完成的桁单 Z 轴桁架装配体如图 20 所示图 20 单 Z 轴桁架自动化上下料配体

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