1350-基于縫紉機(jī)針自動(dòng)拋光機(jī)械手設(shè)計(jì)（只有說(shuō)明書）

1350-基于縫紉機(jī)針自動(dòng)拋光機(jī)械手設(shè)計(jì)（只有說(shuō)明書）,基于,縫紉機(jī),自動(dòng),拋光,機(jī)械手,設(shè)計(jì),只有,說(shuō)明書,仿單 1畢業(yè)設(shè)計(jì)文獻(xiàn)翻譯學(xué) 生 姓 名： 呂曉琳 指 導(dǎo) 教 師 ： 劉 洋 合 作 指 導(dǎo) 教 師： 專 業(yè) 名 稱 ： 自動(dòng)化 所 在 學(xué) 院 ： 職業(yè)技術(shù)學(xué)院 2009 年 6 月2井下移動(dòng)變電站遠(yuǎn)程監(jiān)控軟件的開(kāi)發(fā)與實(shí)現(xiàn)唐超禮, 黃友銳, 凌六一(安徽理工大學(xué)電氣學(xué)院, 安徽淮南 232001)摘要: 設(shè)計(jì)并實(shí)現(xiàn)了基于組態(tài)王的煤礦井下移動(dòng)變電站監(jiān)控軟件,該監(jiān)控軟件利用井下鋪設(shè)的網(wǎng)絡(luò)線路,在井上完成對(duì)井下移動(dòng)變電站整個(gè)運(yùn)行過(guò)程的檢測(cè)、顯示、控制、保護(hù)、報(bào)警和管理,并把移動(dòng)變電站運(yùn)行記錄等參數(shù)以及操作人員的操作信息保存到數(shù)據(jù)庫(kù)。系統(tǒng)為操作人員對(duì)移動(dòng)變電站進(jìn)行監(jiān)控和維護(hù)提供了快速、準(zhǔn)確、全面的信息依據(jù),實(shí)現(xiàn)了移動(dòng)變電站遠(yuǎn)程監(jiān)控和自動(dòng)化管理的目標(biāo)。關(guān)鍵詞: 組態(tài)王; 移動(dòng)變電站; 遠(yuǎn)程監(jiān)控; 工控機(jī)1 引言移動(dòng)變電站是一種可移動(dòng)的供電成套設(shè)備,用于把煤礦井下來(lái)自中央變電所的高壓電能轉(zhuǎn)變?yōu)榈蛪弘娔?并向采區(qū)工作面生產(chǎn)機(jī)械驅(qū)動(dòng)設(shè)備提供電能移動(dòng)式變配電裝置。它的安全運(yùn)行是整個(gè)采區(qū)工作面工作可靠性的必要條件。一旦發(fā)生故障,將造成嚴(yán)重后果。不僅影響生產(chǎn),還可能造成人身事故。因此,實(shí)現(xiàn)對(duì)移動(dòng)變電站的井上遠(yuǎn)程實(shí)時(shí)監(jiān)控顯得十分重要。由于資金和技術(shù)方面的原因,目前我國(guó)中小型礦井大多未配有遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng),而是通過(guò)嚴(yán)格執(zhí)行設(shè)備巡回檢查制度作為主要手段,以保障井下變電站的正常運(yùn)行。這樣一方面移動(dòng)變電站在井下,所處環(huán)境惡劣,巡檢人員勞動(dòng)強(qiáng)度較大;另一方面,在2 次巡視時(shí)間間隔內(nèi)變電站運(yùn)行異常得不到及時(shí)發(fā)現(xiàn),運(yùn)行參數(shù)也不能得到及時(shí)調(diào)節(jié)。為此,研發(fā)了基于組態(tài)王的移動(dòng)變電站遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng),能無(wú)間隔地進(jìn)行設(shè)備運(yùn)行狀況監(jiān)視,且具有分合閘控制、過(guò)壓過(guò)載等報(bào)警功能,從而提高了移動(dòng)變電站監(jiān)控的自動(dòng)化程度, 保障井下的安全供電和安全生產(chǎn)。2 系統(tǒng)結(jié)構(gòu)模式本系統(tǒng)硬件主要由研華工控機(jī)、網(wǎng)絡(luò)線路、通信轉(zhuǎn)換接口、移動(dòng)變電站等組成;軟件主要由組態(tài)王軟件、ACCESS 數(shù)據(jù)庫(kù)等組成。具體來(lái)講,整個(gè)監(jiān)控系統(tǒng)3按功能可劃分為3層體系結(jié)構(gòu),包括:控制部分、監(jiān)控處理部分、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)部分?？刂撇糠种敢苿?dòng)變電站以LG單片機(jī)作為中央處理單元,采用模塊化功能設(shè)計(jì)方法,實(shí)現(xiàn)了漏電、短路、過(guò)載、過(guò)壓等多項(xiàng)保護(hù)功能,是一種比較完善的保護(hù)系統(tǒng),并能非常方便地實(shí)現(xiàn)就地控制以及遠(yuǎn)方控制功能。3 系統(tǒng)基本功能模塊設(shè)計(jì)考慮到實(shí)際要求,設(shè)計(jì)了 6 個(gè)主要基本功能模塊,下面就其主要模塊進(jìn)行功能分析:(1) 移動(dòng)變電站運(yùn)行監(jiān)控功能運(yùn)行監(jiān)控就是移動(dòng)變電站正常運(yùn)行時(shí)顯示的監(jiān)控畫面?？娠@示高(低) 壓側(cè)實(shí)時(shí)電壓、電流、功率、功率因數(shù)等參數(shù)大小;可顯示變電站運(yùn)行狀態(tài)和變壓器擋位開(kāi)關(guān)狀態(tài)。同時(shí),通過(guò)按鈕可以實(shí)現(xiàn)對(duì)高(低) 壓側(cè)的復(fù)位、電動(dòng)分閘、電動(dòng)合閘、短路試驗(yàn)、過(guò)載試驗(yàn)等控制操作。(2) 移動(dòng)變電站自檢功能自檢是指系統(tǒng)上電后對(duì)系統(tǒng)工作狀態(tài)進(jìn)行自動(dòng)檢測(cè),包括整定值是否正確、工作電壓是否正常、絕緣電阻值是否正常、短路試驗(yàn)和過(guò)載試驗(yàn)是否正常、變壓器保護(hù)功能和溫度是否正常等。(3) 額定參數(shù)檢測(cè)模塊額定參數(shù)檢測(cè)主要是完成對(duì)系統(tǒng)額定電壓、額定電流以及電流高低擋的檢測(cè)。電流整定值主要由LG單片機(jī)對(duì)其進(jìn)行檢測(cè)。檢測(cè)電壓主要是用于確定系統(tǒng)過(guò)壓、欠壓、漏電閉鎖值和變壓器過(guò)熱溫度值。過(guò)載保護(hù)、短路保護(hù)等都是以電流信號(hào)作為判斷依據(jù)。(4) 合閘后故障檢測(cè)模塊合閘后故障檢測(cè)模塊主要是檢測(cè)電網(wǎng)絕緣狀態(tài)、電流信號(hào)、電壓信號(hào)、差動(dòng)電流信號(hào)和溫度信號(hào)等。系統(tǒng)合閘后對(duì)電網(wǎng)絕緣狀態(tài)進(jìn)行在線監(jiān)測(cè);采集電壓信號(hào)是為了處理系統(tǒng)過(guò)壓和欠壓故障;檢測(cè)差動(dòng)電流信號(hào)和溫度信號(hào)是為了判斷變壓器內(nèi)部故障,當(dāng)檢測(cè)到不同的故障時(shí),系統(tǒng)會(huì)自動(dòng)地切斷供電電源,同時(shí)顯示對(duì)應(yīng)的故障狀態(tài)和參數(shù)值。(5) 報(bào)警記錄功能當(dāng)現(xiàn)場(chǎng)發(fā)生緊急情況時(shí),如移動(dòng)變電站出現(xiàn)過(guò)壓、欠壓、過(guò)載、短路等故障4時(shí),該模塊能實(shí)現(xiàn)聲音報(bào)警,并把報(bào)警信息通過(guò)LG傳到組態(tài)界面上,同時(shí)產(chǎn)生報(bào)警記錄,報(bào)警記錄包括報(bào)警的日期、時(shí)間、編號(hào)、狀態(tài)、消息文本、持續(xù)時(shí)間等,其中若記錄是黃色的,表示的是故障報(bào)警; 若是紅色的,表示的是事故報(bào)警;若是綠色的,表示的是故障或事故已排出。(6) 數(shù)據(jù)存儲(chǔ)功能可把移動(dòng)變電站監(jiān)控?cái)?shù)據(jù)、報(bào)警記錄以及操作人員的各種操作信息存儲(chǔ)到數(shù)據(jù)庫(kù)里,以便歷史數(shù)據(jù)的保存及操作員將來(lái)查閱這些數(shù)據(jù)供領(lǐng)導(dǎo)分析、決策。同時(shí),電壓、電流、功率因數(shù)等重要參數(shù)還以實(shí)時(shí)趨勢(shì)曲線和歷史趨勢(shì)曲線顯示出來(lái),有利于值班人員的即時(shí)監(jiān)控。4 貨架冷彎成型線交流伺服控制系統(tǒng)的基本原理(1) 該系統(tǒng)由五部分組成，即計(jì)算機(jī)（PC） 、伺服驅(qū)動(dòng)控制卡、交流伺服調(diào)速系統(tǒng)（交流伺服控制器、伺服電機(jī)及相應(yīng)的控制電纜） 、傳感檢測(cè)及反饋、輔助主動(dòng)作執(zhí)行系統(tǒng)。主控程序只有幾百K，運(yùn)行在 DOS操作系統(tǒng)下，主控微機(jī)通過(guò)打印端口LP1：與伺服驅(qū)動(dòng)控制卡相連，并通過(guò)數(shù)據(jù)線發(fā)送位置或速度指令，在線適應(yīng)性調(diào)節(jié)或設(shè)定PID調(diào)節(jié)參數(shù)（程序設(shè)計(jì)過(guò)程中將其作開(kāi)放性設(shè)計(jì)，便于調(diào)整）見(jiàn)后附圖，并進(jìn)行數(shù)模（D/A）轉(zhuǎn)換，通過(guò)相應(yīng)的控制板卡輸出±10V的模擬信號(hào)并經(jīng)過(guò)交流伺服放大器放大后驅(qū)動(dòng)伺服電動(dòng)機(jī)，半閉環(huán)或閉環(huán)位置控制反饋系統(tǒng)由電機(jī)軸端裝有的增量式光電碼盤（或在被傳動(dòng)的物體上設(shè)置測(cè)量輥和增量式光電碼盤轉(zhuǎn)換裝置）提供信號(hào)（A 、B 、IN脈沖）來(lái)完成位置伺服系統(tǒng)的位置反饋，位置反饋環(huán)中傳感元件-增量式光電編碼器將運(yùn)動(dòng)構(gòu)件實(shí)時(shí)的位移（或轉(zhuǎn)角）變化量以A、B相差分脈沖形式長(zhǎng)線傳輸?shù)浆F(xiàn)場(chǎng)控制站（PC 機(jī)）中進(jìn)行編碼器脈沖計(jì)數(shù)，以獲得數(shù)字化位置信息，主控微機(jī)計(jì)算給定位置與實(shí)際位置（即反饋到的位置）的偏差后，根據(jù)偏差范圍采取相應(yīng)的PID控制策略，將數(shù)字控制作用經(jīng)數(shù)模轉(zhuǎn)換變成模擬控制電壓，并輸出給伺服放大器，最終調(diào)節(jié)電機(jī)運(yùn)動(dòng)，完成期望值的反復(fù)多次閉環(huán)反饋定位控制，在控制原理上實(shí)現(xiàn)小誤差高精度的位置定位；然后主控程序?qū)o助主動(dòng)作執(zhí)行系統(tǒng)下達(dá)運(yùn)行指令，完成特定的機(jī)械抱閘動(dòng)作、壓力機(jī)在線沖壓運(yùn)動(dòng)、液壓停剪切斷運(yùn)動(dòng)等。5(2) 本機(jī)組的主要特點(diǎn)：一次性投資成本較高，最大交流伺服功率有一定的限制，但后期運(yùn)行成本低，特別是貨架組件的一次成材率高，產(chǎn)品精度高，應(yīng)用范圍廣且附加產(chǎn)值高。5 控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)的幾個(gè)主要問(wèn)題（1） 輸人信號(hào)的控制精度：測(cè)量輥圓周長(zhǎng)與測(cè)量精度范圍的比值最終決定產(chǎn)品的生產(chǎn)控制精度，應(yīng)盡量選擇比值大的產(chǎn)品，并選擇合適的測(cè)量輥材料、測(cè)量輥與冷彎件的接觸阻尼和彈性系數(shù)以增加摩擦系數(shù)和接觸壓力防止測(cè)量過(guò)程滑料誤差的產(chǎn)生。（2） 輸出信號(hào)的控制精度：位置環(huán)PID控制算法上的不同決定了PID控制得到的控制精度和結(jié)果，如：求解方法有階躍反應(yīng)法，并根據(jù)控制特性采用三種動(dòng)作特性：1）、僅有比例控制；2）、PI控制；3）、PID控制；并根據(jù)速度形、測(cè)定值微分形運(yùn)算式進(jìn)行PID運(yùn)算，執(zhí)行相應(yīng)的精度要求下的正、反動(dòng)作運(yùn)算和控制。（3） PID系統(tǒng)參數(shù)的整定：主控微機(jī)向控制卡發(fā)送PID參數(shù)，看給定的參數(shù)是否符合控制系統(tǒng)的要求，該過(guò)程需用在線參數(shù)整定實(shí)現(xiàn)。參數(shù)整定的主要任務(wù)是確定K（P）、A（I）、B（D）及采樣周期Timer，比例系數(shù)K（P）增大，使伺服驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的動(dòng)作靈敏、響應(yīng)加快，而過(guò)大會(huì)引起振蕩，調(diào)節(jié)時(shí)間加長(zhǎng)；積分系數(shù)A（I）增大，能消除系統(tǒng)穩(wěn)態(tài)誤差，但穩(wěn)定性下降；微分控制B（D）可以改善動(dòng)態(tài)特性，使超調(diào)量減少，調(diào)整時(shí)間Timer縮短。具體整定過(guò)程需要根據(jù)數(shù)字位置環(huán)的PID器改進(jìn)控制算法以及參數(shù)整定方法來(lái)制定現(xiàn)場(chǎng)的適應(yīng)參數(shù)和現(xiàn)場(chǎng)的實(shí)際調(diào)整設(shè)定，并根據(jù)不同的產(chǎn)品或負(fù)載情況分別整定，否則易形成位置控制過(guò)程的振蕩現(xiàn)象。如圖設(shè)計(jì)程序中設(shè)置的開(kāi)放式調(diào)整。6 結(jié)論利用工控機(jī)對(duì)煤礦井下移動(dòng)變電站進(jìn)行全面的監(jiān)控,大大降低了移動(dòng)變電站操作員的勞動(dòng)強(qiáng)度,減少了事故隱患,增強(qiáng)國(guó)內(nèi)移動(dòng)變電站計(jì)算機(jī)輔助監(jiān)視系6統(tǒng)的能。本文是在項(xiàng)目開(kāi)發(fā)過(guò)程中形成的,系統(tǒng)投入運(yùn)行后,性能穩(wěn)定可靠,具有一定的參考價(jià)值,值得在煤礦移動(dòng)變電站監(jiān)控中推廣和應(yīng)用。大連水產(chǎn)學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì) 目 錄本設(shè)計(jì)已經(jīng)通過(guò)答辯，如果需要圖紙請(qǐng)聯(lián)系QQ 251133408 另專業(yè)團(tuán)隊(duì)代做畢業(yè)設(shè)計(jì)，質(zhì)量速度有保證。目錄摘要 .......................................................................................................IAbstract.................................................................................................II第一章 緒 論 .......................................................................................11.1 機(jī)械手的簡(jiǎn)介與概況 ........................................11.2 機(jī)械手的組成與分類 ........................................11.3 機(jī)械手的應(yīng)用意義及參數(shù) ....................................51.4 機(jī)械手應(yīng)用簡(jiǎn)況 ............................................6第二章 關(guān)于 縫紉機(jī)針自動(dòng)拋光機(jī)械手的設(shè)計(jì)計(jì)算 .......................112.1 一級(jí)減速器減速比及轉(zhuǎn)矩的折算的計(jì)算 .......................112.2 齒輪的材料選擇，及其傳動(dòng)失效形式的計(jì)算 ...................112.3 滾動(dòng)軸承使用壽命的計(jì)算 ...................................132.4 螺栓組受力分析 ...........................................152.5 軸的設(shè)計(jì)與計(jì)算 ...........................................16第三 章 縫紉 機(jī)針拋光機(jī)械手工作原理及電機(jī)的選擇 ...................193.1 拋光自動(dòng)線組成及工作原理 .................................193.2 機(jī)械手的步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)及手部動(dòng)作方式 .......................203.3 進(jìn)電機(jī)的選擇 .............................................24第 四章 縫紉機(jī)針拋光機(jī)械手電路的控制及程序設(shè)計(jì) ...................264.1 步進(jìn)電機(jī)內(nèi)部芯片的介紹 ...................................264.2 細(xì)分電路的選擇及原因 .....................................274.3 關(guān)于選用 3713 各引腳及功能和 DA0808 的圖例 .................274.4 步進(jìn)電機(jī)的程序控制 .......................................30第五章 縫紉機(jī)針拋光機(jī)械手氣動(dòng)裝置的選擇 ...............................365.1 氣動(dòng)機(jī)構(gòu)簡(jiǎn)圖 .............................................365.2 手臂俯仰運(yùn)動(dòng)汽缸的設(shè)計(jì)選擇 ...............................36大連水產(chǎn)學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì) 目 錄5.3 手臂回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)汽缸的設(shè)計(jì)選擇 ...............................37第六章 結(jié)論 .......................................................................................39致 謝 ...................................................................................................40參考文獻(xiàn) .............................................................................................41大連水產(chǎn)學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì) 摘 要I摘要隨著工業(yè)突飛猛進(jìn)的發(fā)展，機(jī)械手扮演著越來(lái)越重要的角色。機(jī)械手是在自動(dòng)化生產(chǎn)過(guò)程中使用的一種具有抓取和移動(dòng)工件功能的自動(dòng)化裝置。機(jī)械手是模仿著人手的部分動(dòng)作，按給定程序、軌跡和要求實(shí)現(xiàn)自動(dòng)抓取、搬運(yùn)或操作的自動(dòng)機(jī)械裝置。本文主要研究機(jī)械手的手指夾持縫紉機(jī)針，在即旋轉(zhuǎn)有往復(fù)移動(dòng)的拋輪上進(jìn)行上下擺動(dòng)，根據(jù)拋光工藝過(guò)程，各機(jī)械手間互相傳遞著縫紉機(jī)針、調(diào)換縫紉機(jī)針的大小頭，并進(jìn)行精、精拋光等操作。機(jī)械部分是在力學(xué)計(jì)算的基礎(chǔ)上經(jīng)過(guò)結(jié)構(gòu)分析進(jìn)行設(shè)計(jì)，包括手部、手腕、手臂、送料裝置以及機(jī)身等；氣壓系統(tǒng)的設(shè)計(jì)包括氣壓系統(tǒng)的計(jì)算、氣壓元件的選用、多種規(guī)格接頭的設(shè)計(jì)和加工以及氣壓系統(tǒng)的安裝調(diào)試。關(guān)鍵詞：機(jī)械手，計(jì)算，自動(dòng)化，機(jī)械裝置大連水產(chǎn)學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì) Abstract IIAbstractWith the scientific and technological progress, cars have become the mainstream of the contemporary world, the invention of cars to bring mankind great convenience, the car handling, comfort has also been gradually improving, and the mantransmission has been gradually by the automatic transmission Replaced. Automatic transmission can be repeated for the acceleration, deceleration, speed transmission, anotherfunctions, the speed with smooth, light and other advantages of driving. But with the traditional manual transmission compared, there are complex structures, detection, diagnosis and maintenance of difficult issues, so this common automotive automatic transmission failure study.This paper studies mechanical hand fingers gripping sewing machine needles and the imminent movement of reciprocating a rotating wheel on the left swinging from op to bottom, according to polishing process, the manipulator of transmission of the ewing machine needle each other, swapped the size of the first sewing machine eedles and a fine, fine Polishing operation. Mechanical parts in the mechanical ulation on the basis of the structure of the design, including the hand, wrist, arm, feeding devices and the fuselage; pressure system design, including air pressure system, pneumatic omponents of the selection, a variety of joint specifications Design and processing system and the installation of air pressure adjustment.Key words：Machinery hand, calculate, Automation,Mechanical device大連水產(chǎn)學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì) 第一章 緒論 1第一章 緒 論1.1機(jī)械手的簡(jiǎn)介與概況在中國(guó)工業(yè)韌帶發(fā)展中，很多高生產(chǎn)率高精度的機(jī)械加工設(shè)備從國(guó)外引進(jìn)，比如工業(yè)機(jī)械手、數(shù)控車床和銑床等，還有把幾種機(jī)床的功能集中在一起的加工中心等?？傊@類 CNC 機(jī)床大大的提高了工作速度，產(chǎn)品的加工精度，降低了工作的勞動(dòng)強(qiáng)度，所以大受歡迎。但是這類設(shè)備引進(jìn)費(fèi)用也是相當(dāng)?shù)陌嘿F。隨著我國(guó)工業(yè)生產(chǎn)的飛躍發(fā)展，自動(dòng)化程度的迅速提高，實(shí)現(xiàn)工件的裝卸、轉(zhuǎn)向、輸送或操持焊槍、噴槍、裝配等作業(yè)的自動(dòng)化，工業(yè)專用機(jī)械手越來(lái)越的到人們的重視。機(jī)械手是模仿著人手的部分動(dòng)作，按給定程序、軌跡和要求實(shí)現(xiàn)自動(dòng)抓取、搬運(yùn)或操作的自動(dòng)機(jī)械裝置。在工業(yè)生產(chǎn)中應(yīng)用的機(jī)械手被稱為“工業(yè)機(jī)械手” 。生產(chǎn)中應(yīng)用機(jī)械手可以提高生產(chǎn)的自動(dòng)化水平和勞動(dòng)生產(chǎn)率；可以減輕勞動(dòng)強(qiáng)度、保證產(chǎn)品質(zhì)量、實(shí)現(xiàn)安全生產(chǎn)；尤其在高溫、高壓、低溫、低壓、粉塵、易爆、有毒氣體和放射性等惡劣的環(huán)境中，它代替人進(jìn)行正常的工作，意義更為重大。因此，在機(jī)械加工、沖壓、鑄、鍛、焊接、熱處理、電鍍、噴漆、裝配以及輕工業(yè)、交通運(yùn)輸業(yè)等方面得到越來(lái)越廣泛的應(yīng)用。機(jī)械手的結(jié)構(gòu)型式開(kāi)始比較簡(jiǎn)單，專用性較強(qiáng)，僅為某臺(tái)機(jī)床的專用機(jī)械手。隨著工業(yè)技術(shù)的發(fā)展，制成了能夠獨(dú)立的按程序控制實(shí)現(xiàn)重復(fù)操作，使用范圍比較廣的“程序控制通用機(jī)械手” ，簡(jiǎn)稱通用機(jī)械手。由于通用機(jī)械手能很快地改變工作程序，適應(yīng)性較強(qiáng)，所以它在不斷變換生產(chǎn)品種的生產(chǎn)中獲得廣泛的應(yīng)用。本文主要研究機(jī)械手的手指夾持縫紉機(jī)針，在即旋轉(zhuǎn)有往復(fù)移動(dòng)的拋輪上進(jìn)行上下擺動(dòng)，根據(jù)拋光工藝過(guò)程，各機(jī)械手間互相傳遞著縫紉機(jī)針、調(diào)換縫紉機(jī)針的大小頭，并進(jìn)行精、精拋光等操作。機(jī)械部分是在力學(xué)計(jì)算的基礎(chǔ)上經(jīng)過(guò)結(jié)構(gòu)分析進(jìn)行設(shè)計(jì)，包括手部、手腕、手臂、送料裝置以及機(jī)身等；氣壓系統(tǒng)的設(shè)計(jì)包括氣壓系統(tǒng)的計(jì)算、氣壓元件的選用、多種規(guī)格接頭的設(shè)計(jì)和加工以及氣壓系統(tǒng)的安裝調(diào)試。1.2機(jī)械手的組成與分類1.2.1機(jī)械手的組成機(jī)械手主要由執(zhí)行機(jī)構(gòu)、驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)、控制系統(tǒng)以及位置檢測(cè)裝置等所組成。各系統(tǒng)相互之間的關(guān)系如方框圖 1-1 所示。大連水產(chǎn)學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì) 第一章 緒論 2執(zhí)行機(jī)構(gòu)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)控制系統(tǒng) 被抓取工件位置檢測(cè)裝置圖 1-1系統(tǒng)方框圖（一） 執(zhí)行機(jī)構(gòu)包括手部、手腕、手臂和立柱等部件，有的還增設(shè)行走機(jī)構(gòu)。1、手部 即與物件接觸部件。由于與物件拉觸的形式不同，可分為夾持式和吸附式手部。夾持式手部由手指（或手爪）和傳力機(jī)構(gòu)所構(gòu)成，手指是與物件直接接觸，而傳力機(jī)構(gòu)由通過(guò)手指產(chǎn)生夾緊力來(lái)完成夾放物件的任務(wù)；吸附式手主要由吸盤等構(gòu)成，它是靠吸附力（如吸盤內(nèi)形成負(fù)壓或電磁力）吸附物件。2、手腕 是聯(lián)接手部和手臂的部件，起調(diào)整或忙改變工作方位的作用。3、手臂 支承手腕和手部的部件，用以改變工件方位的作用。4、立柱 是支承手臂的部件，立柱也可以是手臂的一部分，手臂的回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)和升降（或俯仰）運(yùn)動(dòng)均與立柱有密切的聯(lián)系。機(jī)械手的立柱通常為固定不動(dòng)的，但因工作需要，有時(shí)也可以橫向移動(dòng)，即稱為可移式立柱。5、行走機(jī)構(gòu) 機(jī)械手為了完成遠(yuǎn)距離的操作和擴(kuò)大使用范圍，可以增設(shè)滾輪行走機(jī)構(gòu)。滾輪式行走機(jī)構(gòu)可分有軌的和無(wú)軌的兩種。驅(qū)動(dòng)滾輪運(yùn)動(dòng)則應(yīng)另外增設(shè)機(jī)械傳動(dòng)裝置。6、機(jī)座 它是機(jī)械手的基礎(chǔ)部分，機(jī)械手執(zhí)行機(jī)構(gòu)的各部件和驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)均安裝于機(jī)座上，故起支承和聯(lián)接的作用。（二）驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)機(jī)械手的驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)是驅(qū)動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)的傳動(dòng)裝置。常用的液壓傳動(dòng)、氣壓傳動(dòng)、電力傳動(dòng)和機(jī)械傳動(dòng)等四種形式。（三）控制系統(tǒng)有電氣控制和射流控制兩種，一般常見(jiàn)的為電氣控制。它是機(jī)械手的重要組成部分，它支配著機(jī)械手按規(guī)定的程序運(yùn)動(dòng)，并記憶人們給予機(jī)械手的指令信息（如動(dòng)作順序、運(yùn)動(dòng)軌跡、運(yùn)動(dòng)速度及時(shí)間） ，同時(shí)按其控制系統(tǒng)的信息對(duì)執(zhí)行機(jī)構(gòu)發(fā)出指令，必要時(shí)可對(duì)機(jī)械手的動(dòng)作進(jìn)行監(jiān)視，當(dāng)動(dòng)作有錯(cuò)誤或發(fā)生故障時(shí)即發(fā)出報(bào)警信號(hào)。（四）位置檢測(cè)裝置控制機(jī)械手執(zhí)行機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)位置，并隨時(shí)將執(zhí)行機(jī)構(gòu)的實(shí)際位置反饋給控制系統(tǒng)，并與設(shè)定的位置進(jìn)行比較，然后通過(guò)控制系統(tǒng)進(jìn)行調(diào)整，從而使執(zhí)行機(jī)構(gòu)以一定的精度達(dá)到設(shè)定的位置。大連水產(chǎn)學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì) 第一章 緒論 31.2.2機(jī)械手的分類由于機(jī)械手還沒(méi)有統(tǒng)一的分類標(biāo)準(zhǔn)，在此暫按使用范圍、驅(qū)動(dòng)方式和控制系統(tǒng)等進(jìn)行分類。（一）按用途分機(jī)械手可分為專用和通用機(jī)械手兩種：1、專用機(jī)械手 它是附屬于主機(jī)的、具有固定程序而無(wú)獨(dú)立控制系統(tǒng)的機(jī)械裝置。專用機(jī)械手具有動(dòng)作少、工作對(duì)象單一、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、實(shí)用可靠和造價(jià)低等特點(diǎn)，適用于大批量的自動(dòng)化生產(chǎn)，如自動(dòng)機(jī)床、自動(dòng)線的上、下料機(jī)械手和“加工中心”附屬的自動(dòng)換刀機(jī)械手。2、通用機(jī)械手 它是一種具有獨(dú)立控制系統(tǒng)的、程序可變的、動(dòng)作靈活多樣的機(jī)械手。通用機(jī)械手的工作范圍大、定位精度高、通用性強(qiáng)，適用于不斷變換生產(chǎn)品種的中小批量自動(dòng)化的生產(chǎn)。通用機(jī)械手按其控制定位的方式不同可分為簡(jiǎn)易型和伺服型兩種：簡(jiǎn)易型以“開(kāi)一關(guān)”式控制定位，只能是點(diǎn)位控制；伺服型具有伺服定位控制系統(tǒng)，可以是點(diǎn)位的，也可以實(shí)現(xiàn)連續(xù)軌跡控制，一般的伺服型通用機(jī)械手屬于數(shù)控類型。（二）按驅(qū)動(dòng)方式分1、液壓傳動(dòng)機(jī)械手 是以油液的壓力來(lái)驅(qū)動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)的機(jī)械手。其主要特點(diǎn)是：抓重可達(dá)幾百公斤以上、傳動(dòng)平穩(wěn)、結(jié)構(gòu)緊湊、動(dòng)作靈敏。但對(duì)密封裝置要求嚴(yán)格，不然油的泄漏對(duì)機(jī)械手的工作性能有很大的影響，且不宜在高溫、低溫下工作。若機(jī)械手采用電液伺服驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)，可實(shí)現(xiàn)連續(xù)軌跡控制，使機(jī)械手的通用性擴(kuò)大，但是電液伺服閥的制造精度高，油液過(guò)濾要求嚴(yán)格，成本高。2、氣壓傳動(dòng)機(jī)械手 是以壓縮空氣的壓力來(lái)驅(qū)動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)的機(jī)械手。其主要特點(diǎn)是介質(zhì)來(lái)源極方便、氣動(dòng)動(dòng)作迅速、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、成本低。但是，由于空氣具有可壓縮的特性，工作速度的穩(wěn)定性較差，而且氣源壓力較低，抓重一般在 3 公斤以下，適用于高速、輕載、高溫和粉塵大的環(huán)境中進(jìn)行工作。機(jī)械傳動(dòng)機(jī)械手 即由機(jī)械傳動(dòng)機(jī)構(gòu)（如凸輪、連桿、齒輪和齒條、間歇機(jī)構(gòu)等）驅(qū)動(dòng)的機(jī)械手。它是一種附屬于工作主要的專用機(jī)械手，其動(dòng)力是由工作機(jī)械傳遞的。它是主要特點(diǎn)是運(yùn)動(dòng)準(zhǔn)確可靠、動(dòng)作頻率高、但結(jié)構(gòu)較大，動(dòng)作程序不可變。它常被用于為工作主機(jī)的上、下料。3、電力傳動(dòng)機(jī)械手 即由特殊結(jié)構(gòu)的感應(yīng)電動(dòng)機(jī)、直線電機(jī)或功率步進(jìn)電機(jī)直接驅(qū)動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)的機(jī)械手，因?yàn)椴恍枰虚g的轉(zhuǎn)換機(jī)構(gòu)，故機(jī)械結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單。其中直線電機(jī)機(jī)械手的運(yùn)動(dòng)速度快和行程長(zhǎng)，維護(hù)和使用方便。此類機(jī)械手目前還不多，但有發(fā)展前途。（三）按控制方式分1、點(diǎn)位控制：這的運(yùn)動(dòng)為空間點(diǎn)到點(diǎn)之間的移動(dòng)，只能控制運(yùn)動(dòng)過(guò)程中幾個(gè)點(diǎn)的位置，不能控制其運(yùn)動(dòng)軌跡.若欲控制的點(diǎn)數(shù)越多，則必然增加電氣控制系統(tǒng)的復(fù)雜性。目前多數(shù)機(jī)械手屬于點(diǎn)位控制。2、邊續(xù)軌跡控制：它的運(yùn)動(dòng)軌跡為空間的任意連續(xù)曲線，其特點(diǎn)是設(shè)定點(diǎn)為無(wú)限的，大連水產(chǎn)學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì) 第一章 緒論 4整個(gè)移動(dòng)過(guò)程處于控制之下，可以實(shí)現(xiàn)平穩(wěn)和準(zhǔn)確的運(yùn)動(dòng)，并用使用范圍廣，但電氣控制系統(tǒng)復(fù)雜。1.2.3機(jī)械手的自由度及坐標(biāo)形式自由度是機(jī)械手設(shè)計(jì)的主要參數(shù)，每一個(gè)夠件（即運(yùn)動(dòng)）相對(duì)固定座標(biāo)系所具有的獨(dú)立運(yùn)動(dòng)稱為自由度。每一個(gè)構(gòu)件相對(duì)固定坐標(biāo)系最多可有六個(gè)自由度即沿 X、Y、Z 三個(gè)方向獨(dú)立的往復(fù)移動(dòng)和繞 X、Y、Z 軸三個(gè)獨(dú)立的回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)。兩個(gè)構(gòu)件組成相對(duì)運(yùn)動(dòng)的連接稱為運(yùn)動(dòng)副，對(duì)相對(duì)運(yùn)動(dòng)加以限制的條件即為約束條件。因?yàn)?，組成運(yùn)動(dòng)副的各構(gòu)件的運(yùn)動(dòng)是受到約束的，不能任意運(yùn)動(dòng)，必須按照人們預(yù)定的規(guī)律而運(yùn)動(dòng)。分析機(jī)械手的手臂、手腕、手指等部件的本身和他們之間的關(guān)系，不外乎是有一組相互聯(lián)系的著的構(gòu)件和運(yùn)動(dòng)副所組成，這些運(yùn)動(dòng)副又可分為只有一個(gè)自由度的回轉(zhuǎn)副和移動(dòng)副或三個(gè)自由度的球面副。機(jī)械手要象人手一樣完成各種運(yùn)動(dòng)是比較困難的。因人手指、手腕、手臂有十九個(gè)關(guān)節(jié)所組成，并具有 27 個(gè)自由度，而生產(chǎn)實(shí)踐中機(jī)械手不需要這么多自由度。下面按機(jī)械手所具有的主運(yùn)動(dòng)和輔助運(yùn)動(dòng)來(lái)分析其自由度。手臂和立柱的運(yùn)動(dòng)稱為主運(yùn)動(dòng)，因?yàn)樗麄兡芨淖儽蛔ト」ぜ诳臻g的位置。手腕和手指的運(yùn)動(dòng)稱為輔助運(yùn)動(dòng)，因?yàn)槭滞蟮倪\(yùn)動(dòng)只能改變被抓取工件的方位，而手指的夾取動(dòng)作不能改變工件的方位和位置，故他不計(jì)為自由度數(shù)，其他設(shè)計(jì)均記為自由度數(shù)。自由度的坐標(biāo)形式：按機(jī)械手的手臂的不同運(yùn)動(dòng)形式及起組合情況，起坐標(biāo)形式可分為下列幾種：1、直角坐標(biāo)式機(jī)械手的手臂的運(yùn)動(dòng)系由三個(gè)直線運(yùn)動(dòng)所組成，即沿直角坐標(biāo)系的 X 軸伸縮、沿 Z 軸的升降、沿 Y 軸的橫移。這種坐標(biāo)形式的機(jī)械手成為直角坐標(biāo)機(jī)械手。他的特點(diǎn)是機(jī)構(gòu)簡(jiǎn)單，定位精度高，適用于主機(jī)位置成行排列的場(chǎng)合。但是由于占地面積大而范圍小以及靈活性差，限制了它的使用范圍。2、圓柱坐標(biāo)形式機(jī)械手的運(yùn)動(dòng)系有兩個(gè)直線運(yùn)動(dòng)和一個(gè)回轉(zhuǎn)所組成，即沿 X 軸的伸縮、沿 Z 軸的升降，沿 Z 軸的回轉(zhuǎn)。這種坐標(biāo)形式的機(jī)械手稱為圓柱坐標(biāo)形式機(jī)械手。他與直角坐標(biāo)形式比較，占地面積小而活動(dòng)范圍大，機(jī)構(gòu)較簡(jiǎn)單，并能達(dá)到較高的定位精度，因此應(yīng)用范圍廣泛。但由于機(jī)械手機(jī)構(gòu)的關(guān)系，沿 Z 軸方向移動(dòng)的最低位置受到限制，故不能抓取地面上的物件。3、球坐標(biāo)式其手臂的運(yùn)動(dòng)由一個(gè)直線運(yùn)動(dòng)和兩個(gè)轉(zhuǎn)動(dòng)所組成，即沿 X 軸的伸縮、繞 Y 軸的俯仰和繞Z 軸回轉(zhuǎn)。這種坐標(biāo)形式的機(jī)械手成為球坐標(biāo)式機(jī)械手。這種機(jī)械手手臂的俯仰能抓取地面上的物件，為了使手部能適應(yīng)被抓取物件的方位要求，常常設(shè)有手腕上下擺動(dòng)，使其手部保持水平位置或其他狀態(tài)。這種形式的機(jī)械手具有動(dòng)作靈活，占地面積小而工作范圍大等特點(diǎn)，他適用于沿伸縮反向向外作業(yè)的傳動(dòng)形式。但結(jié)構(gòu)復(fù)雜，此外，手臂擺動(dòng)角的誤差通過(guò)手臂會(huì)引起手部中心處的誤差放大。大連水產(chǎn)學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì) 第一章 緒論 51.3 機(jī)械手的應(yīng)用意義及參數(shù)1.3.1機(jī)械手應(yīng)用意義1、可以提高生產(chǎn)過(guò)程的自動(dòng)化程度應(yīng)用機(jī)械手，有利于提高材料的傳送、工件的裝卸、刀具的更換以及機(jī)器的裝配等的自動(dòng)化程度，從而可以提高勞動(dòng)生產(chǎn)率，降低生產(chǎn)成本，加快實(shí)現(xiàn)工業(yè)生產(chǎn)機(jī)械化和自動(dòng)化的步伐。2、可以改善勞動(dòng)條件、避免人身事故在高溫、高壓、低溫、低壓、有灰塵、噪聲、臭味、有放射性或有其它毒性污染以及工作空間狹窄等場(chǎng)合中，用人手直接操作是有危險(xiǎn)或根本不可能的。而應(yīng)用機(jī)械手即可部分或全部代替人安全地完成作業(yè)，大大地改善了工人的勞動(dòng)條件。在一些動(dòng)作簡(jiǎn)單但又重復(fù)作業(yè)的操作中，以機(jī)械手代替人手進(jìn)行工作，可以避免由于操作疲勞或疏忽而造成的人身事故。3、可以減少人力，便于有節(jié)奏地生產(chǎn)應(yīng)用機(jī)械手代替人手進(jìn)行工作，這是直接減少人力的一個(gè)側(cè)面，同時(shí)由于應(yīng)用機(jī)械手可以連續(xù)地工作，這是減少人力的另一個(gè)側(cè)面。因此，在自動(dòng)化機(jī)床和綜合加工自動(dòng)生產(chǎn)線上，目前幾乎都設(shè)有機(jī)械手，以減少人力和更準(zhǔn)確地控制生產(chǎn)的節(jié)拍，便于有節(jié)奏地進(jìn)行生產(chǎn)。綜上所述，有效地應(yīng)用機(jī)械手是發(fā)展機(jī)械工業(yè)的必然趨勢(shì)。1.3.2機(jī)械手的主要參數(shù)1、抓重抓重是機(jī)械手所能抓取或搬運(yùn)物件的最大重量，它是機(jī)械手規(guī)格中的主要參數(shù)，以 10公斤左右的機(jī)械手為數(shù)最多。一般將抓重 1 公斤的或 1 公斤以下的機(jī)械手稱為微型機(jī)械手，1-5 公斤的定為小型，5-30 公斤的定為中型；30 公斤以上的稱為大型。2、自由度數(shù)和坐標(biāo)形式機(jī)械手的自由度數(shù)和坐標(biāo)形式的選擇，依據(jù)機(jī)械手現(xiàn)場(chǎng)具體的生產(chǎn)情況和工藝的要求而定，其選取原則如前所述。3、運(yùn)動(dòng)速度運(yùn)動(dòng)速度是機(jī)械手的主要參數(shù)之一，他反映了機(jī)械手的生產(chǎn)水平，很多機(jī)械手由于速度低限制了他的使用范圍。而影響機(jī)械手運(yùn)動(dòng)快慢的兩個(gè)主要運(yùn)動(dòng)是手臂的不伸縮和回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)。4、行程范圍手臂的運(yùn)動(dòng)速度大小與機(jī)械手的驅(qū)動(dòng)方式、定位方式、抓重大小和行程距離有關(guān)系，當(dāng)手臂的運(yùn)動(dòng)速度很高時(shí)，手臂在啟動(dòng)和制動(dòng)過(guò)程中回產(chǎn)生很大的沖擊和震動(dòng)，著就會(huì)影響手臂的定位精度，因此，手臂的運(yùn)動(dòng)速度應(yīng)根據(jù)生產(chǎn)節(jié)拍的長(zhǎng)短、生產(chǎn)過(guò)程的平穩(wěn)性和定位精度等要求來(lái)卻定。機(jī)械手的手臂運(yùn)動(dòng)形成大小與機(jī)械手的抓重大小、坐標(biāo)形式、驅(qū)動(dòng)方式以及實(shí)用性能有大連水產(chǎn)學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì) 第一章 緒論 6關(guān)系。一般地對(duì)于通用機(jī)械手的回轉(zhuǎn)應(yīng)可能的大些，使機(jī)械手有一定的通用性，因此一般地手臂回轉(zhuǎn)行程大多數(shù)是 500-1000 毫米范圍內(nèi)選??；手臂升降運(yùn)動(dòng)的執(zhí)行機(jī)構(gòu)都配置與機(jī)座內(nèi)，可按需要選定。除了上述主要參數(shù)外，還應(yīng)考慮定位和位置檢測(cè)裝置的選用，這些也反映了機(jī)械手眼的特性。目前常用的機(jī)械擋塊、可調(diào)機(jī)械當(dāng)塊、行程開(kāi)關(guān)（或限位開(kāi)關(guān)） 、電位器及光電編碼器社頂和檢測(cè)裝置。1.3.3機(jī)械手的規(guī)格參數(shù)為了說(shuō)明工業(yè)機(jī)械手的工作性能、使用范圍、規(guī)格大小、應(yīng)將機(jī)械手的規(guī)格參數(shù)標(biāo)注出來(lái)或列表說(shuō)明。通用機(jī)械手的規(guī)格參數(shù)：1、抓重 額定抓取重量或額定負(fù)荷，單位為公斤（必要時(shí)注明限定運(yùn)動(dòng)下的抓重） 。2、自由度數(shù)目和坐標(biāo)形式整機(jī)、手臂和手腕等運(yùn)動(dòng)共有幾個(gè)自由度，并說(shuō)明坐標(biāo)形式。3、手臂運(yùn)動(dòng)參數(shù)。4、手腕運(yùn)動(dòng)參數(shù)。5、手指夾持范圍（毫米）和握力（即加緊力或吸力） （公斤） 。6、定位方位 固定機(jī)械當(dāng)塊、可調(diào)機(jī)械擋塊、行程開(kāi)關(guān)、電位器及其他各種位置設(shè)定和檢測(cè)裝置；各自由度所設(shè)定的位置數(shù)目或位置信息容量；點(diǎn)位控制或連續(xù)軌跡控制。7、驅(qū)動(dòng)方式 液壓、氣動(dòng)、電動(dòng)和機(jī)械。8、定位精度 位置設(shè)定精度及重復(fù)定位精度（毫米） 。9、程序編制方法及程序容量 如插銷板、凸輪轉(zhuǎn)鼓、穿孔卡。對(duì)于程控類型的應(yīng)說(shuō)明輸入、輸出電數(shù)和程序步數(shù)。10、受信、發(fā)信數(shù)目，連鎖控制信號(hào)數(shù)目。11、控制系統(tǒng)動(dòng)力 電、力氣。12、驅(qū)動(dòng)源 氣動(dòng)的氣壓大??；電動(dòng)機(jī)的功率；電動(dòng)機(jī)的類型、規(guī)格。13、輪廓尺寸 長(zhǎng) 寬 高（毫米） 。?14、重量 整機(jī)重量。如驅(qū)動(dòng)源、控制柜與工業(yè)機(jī)械手機(jī)體分開(kāi)時(shí)，則分別說(shuō)明。1.4機(jī)械手應(yīng)用簡(jiǎn)況在現(xiàn)代工業(yè)中，生產(chǎn)過(guò)程的機(jī)械化、自動(dòng)化已成為突出的主題。在機(jī)械工業(yè)中，加工、裝配等生產(chǎn)是不連續(xù)的。專用機(jī)床是大批量生產(chǎn)自動(dòng)化的有效辦法，程控機(jī)床、數(shù)控機(jī)床、加工中心等自動(dòng)化機(jī)械是有效解決多品種小批量生產(chǎn)自動(dòng)化的重要辦法。但除切削加工本身外，還有大量的裝卸、搬運(yùn)、裝配等作業(yè)，有待于進(jìn)一步實(shí)現(xiàn)機(jī)械化。據(jù)資料介紹，美國(guó)生產(chǎn)的全部工業(yè)零件中，有 75％是小批量生產(chǎn)；金屬加工生產(chǎn)批量中有四分之三在 50 件以下，零件真正在機(jī)床上加工的時(shí)間僅占零件生產(chǎn)時(shí)間的 5％。從這里可看出，裝卸、搬運(yùn)等大連水產(chǎn)學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì) 第一章 緒論 7工序機(jī)械化的迫切性，工業(yè)機(jī)械手就是為實(shí)現(xiàn)這些工序的自動(dòng)化而產(chǎn)生的。1.4.1機(jī)械手的具體應(yīng)用國(guó)內(nèi)外機(jī)械工業(yè)、鐵路部門中機(jī)械手主要應(yīng)用于以下幾方面：1、熱加工方面的應(yīng)用熱加工是高溫、危險(xiǎn)的笨重體力勞動(dòng)，很久以來(lái)就要求實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化。為了提高工作效率，和確保工人的人身安全，尤其對(duì)于大件、少量、低速和人力所不能勝任的作業(yè)就更需要采用機(jī)械手操作。2、冷加工方面的應(yīng)用冷加工方面機(jī)械手主要用于柴油機(jī)配件以及軸類、盤類和箱體類等零件單機(jī)加工時(shí)的上下料和刀具安裝等。進(jìn)而在程序控制、數(shù)字控制等機(jī)床上應(yīng)用，成為設(shè)備的一個(gè)組成部分。最近更在加工生產(chǎn)線、自動(dòng)線上應(yīng)用，成為機(jī)床、設(shè)備上下工序聯(lián)接的重要于段。3、拆修裝方面拆修裝是鐵路工業(yè)系統(tǒng)繁重體力勞動(dòng)較多的部門之一，促進(jìn)了機(jī)械手的發(fā)展。目前國(guó)內(nèi)鐵路工廠、機(jī)務(wù)段等部門，已采用機(jī)械手拆裝三通閥、鉤舌、分解制動(dòng)缸、裝卸軸箱、組裝輪對(duì)、清除石棉等，減輕了勞動(dòng)強(qiáng)度，提高了拆修裝的效率。近年還研制了一種客車車內(nèi)噴漆通用機(jī)械手，可用以對(duì)客車內(nèi)部進(jìn)行連續(xù)噴漆，以改善勞動(dòng)條件，提高噴漆的質(zhì)量和效率。近些年，隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)、電子技術(shù)以及傳感技術(shù)等在機(jī)械手中越來(lái)越多的應(yīng)用，工業(yè)機(jī)械手已經(jīng)成為工業(yè)生產(chǎn)中提高勞動(dòng)生產(chǎn)率的重要因素。1.4.2機(jī)械手的應(yīng)用意義目前國(guó)內(nèi)工業(yè)機(jī)械于主要用于機(jī)床加工、鑄鍛、熱處理等方面，數(shù)量、品種、性能方面都不能滿足工業(yè)生產(chǎn)發(fā)展的需要。因此，國(guó)內(nèi)主要是逐步擴(kuò)大機(jī)械手應(yīng)用范圍，重點(diǎn)發(fā)展鑄鍛、熱處理方面的機(jī)械手，以減輕勞動(dòng)強(qiáng)度，改善作業(yè)條件。在應(yīng)用專用機(jī)械手的同時(shí)，相應(yīng)地發(fā)展通用機(jī)械手，有條件的還要研制示教式機(jī)械手、計(jì)算機(jī)控制機(jī)械手和組合式機(jī)械手等。將機(jī)械手各運(yùn)動(dòng)構(gòu)件，如伸縮、擺動(dòng)、升降、橫移、俯仰等機(jī)構(gòu)，以及適于不同類型的夾緊機(jī)構(gòu)，設(shè)計(jì)成典型的通用機(jī)構(gòu)，以便根據(jù)不同的作業(yè)要求，選用不用的典型部件，即可組成各種不同用途的機(jī)械手。既便于設(shè)計(jì)制造，又便于改換工作，擴(kuò)大了應(yīng)用的范圍。同時(shí)要提高精度，減少?zèng)_擊，定位精確，以更好地發(fā)揮機(jī)械手的作用。此外還應(yīng)大力研究伺服型、記憶再現(xiàn)型，以及具有觸覺(jué)、視覺(jué)等性能地機(jī)械手，并考慮于計(jì)算機(jī)聯(lián)用，逐步成為整個(gè)機(jī)械制造系統(tǒng)中的一個(gè)基本單元。在國(guó)外機(jī)械制造業(yè)中，工業(yè)機(jī)械手應(yīng)用較多，發(fā)展較快。目前主要用于機(jī)床、模鍛壓力機(jī)的上下料，以及點(diǎn)焊、噴漆等作業(yè)中，它可按照事先制定的作業(yè)程序完成規(guī)定的操作，但大連水產(chǎn)學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì) 第一章 緒論 8是還不具備任何傳感反饋能力，不能應(yīng)付外界的變化。如發(fā)生某些偏離時(shí)，就將引起零部件甚至機(jī)械手本身的損壞。為此，國(guó)外機(jī)械手的發(fā)展趨勢(shì)是大力研制具有某些智能的機(jī)械手，使其擁有一定的傳感能力，能反饋外界條件的變化，做出相應(yīng)的變更。如位置發(fā)生稍些偏差時(shí)，即能更正，并自行檢測(cè)，重點(diǎn)是研究視覺(jué)功能和觸覺(jué)功能。視覺(jué)功能即在機(jī)械手上安裝有電視照相機(jī)和光學(xué)測(cè)距儀（即距離傳感器）以及衛(wèi)星計(jì)算機(jī)。工作時(shí)，電視照相機(jī)將物體形象變成視頻信號(hào)，然后傳送給計(jì)算機(jī)，以便分析物體的種類、大小、顏色和方位，并發(fā)出指令控制機(jī)械手進(jìn)行工作。觸覺(jué)功能即在機(jī)械手上安裝有觸覺(jué)反饋控制裝置。工作時(shí)機(jī)械手先伸出手指尋找工件，通過(guò)裝在手指內(nèi)的壓力敏感元件產(chǎn)生觸感作用，然后伸向前方，抓住工件。手的抓力大小可通過(guò)裝在手指內(nèi)側(cè)的壓力敏感元件來(lái)控制，達(dá)到自動(dòng)調(diào)整握力的大小。總之，隨著傳感技術(shù)的發(fā)展，機(jī)械手的裝配作業(yè)的能力將進(jìn)一步提高。到 1995 年，全世界約有 50%的汽車由機(jī)械手裝配。現(xiàn)今機(jī)械手的發(fā)展更主要的是將機(jī)械手和柔性制造系統(tǒng)以及柔性制造單元相結(jié)合，從而根本改變目前機(jī)械制造系統(tǒng)的人工操作狀態(tài)。1.4.3機(jī)械手的發(fā)展趨勢(shì)專用機(jī)械手經(jīng)過(guò)幾十年的發(fā)展，如今已進(jìn)入以通用機(jī)械手為標(biāo)志的時(shí)代。由于通用機(jī)械手的應(yīng)用和發(fā)展，進(jìn)而促進(jìn)了智能機(jī)器人的研制。智能機(jī)器人涉及的知識(shí)內(nèi)容，不僅包括一般的機(jī)械、液壓、氣動(dòng)等基礎(chǔ)知識(shí)，而且還應(yīng)用一些電子技術(shù)、電視技術(shù)、通訊技術(shù)、計(jì)算技術(shù)、無(wú)線電控制、仿生學(xué)和假肢工藝等，因此它是一項(xiàng)綜合性較強(qiáng)的新技術(shù)。目前國(guó)內(nèi)外對(duì)發(fā)展這一新技術(shù)都很重視，幾十年來(lái)，這項(xiàng)技術(shù)的研究和發(fā)展一直比較活躍，設(shè)計(jì)在不斷地修改，品種在不斷地增加，應(yīng)用領(lǐng)域也在不斷地?cái)U(kuò)大。早在 40 年代，隨著原子能工業(yè)的發(fā)展，已出現(xiàn)了模擬關(guān)節(jié)式的第一代機(jī)械手。50～60 年代即制成了傳送和裝卸工件的通用機(jī)械手和數(shù)控示教再現(xiàn)型機(jī)械手。這種機(jī)械手也稱第二代機(jī)械手。如尤尼曼特(Unimate)機(jī)械手即屬于這種類型。60～70 年代，又相繼把通用機(jī)械手用于汽車車身的點(diǎn)焊和沖壓生產(chǎn)自動(dòng)線上，亦即是第二代機(jī)械手這一新技術(shù)進(jìn)入了應(yīng)用階段。80～90 年代，裝配機(jī)械手處于鼎盛時(shí)期，尤其是日本。90 年代機(jī)械手在特殊用途上有較大的發(fā)展，除了在工業(yè)上廣泛應(yīng)用外，農(nóng)礦業(yè)、航天、海洋、文娛、體育、醫(yī)療、服務(wù)業(yè)、軍事領(lǐng)域上有較大的應(yīng)用。90 年代以后，隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)、微電子技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)等的快速發(fā)展，機(jī)械手技術(shù)也得到飛速的多元化發(fā)展?？傊?，目前機(jī)械手的主要經(jīng)歷分為三代：第一代機(jī)械手主要是靠人工進(jìn)行控制，控制方式為開(kāi)環(huán)式，沒(méi)有識(shí)別能力；改進(jìn)的方向主要是將低成本和提高精度。第二代機(jī)械手設(shè)有電子計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)，具有視覺(jué)、觸覺(jué)能力，甚至聽(tīng)、想的能力。研大連水產(chǎn)學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì) 第一章 緒論 9究安裝各種傳感器，把接收到的信息反饋，使機(jī)械手具有感覺(jué)機(jī)能。第三代機(jī)械手能獨(dú)立完成工作過(guò)程中的任務(wù)。它與電子計(jì)算機(jī)和電視設(shè)備保持聯(lián)系，并逐步發(fā)展成為柔性系統(tǒng) FMS(Flexible Manufacturing System)和柔性制造單元 FMC(Flexible Manufacturing Cell)中重要一環(huán)。1.4.4 機(jī)電一體化的生產(chǎn)發(fā)展與系統(tǒng)組成現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)的發(fā)展極大地推動(dòng)了不同學(xué)科的相互交叉和滲透，導(dǎo)致了幾乎所有機(jī)械領(lǐng)域的技術(shù)革命和改造，縱向分化、橫向綜合已成為當(dāng)代科學(xué)技術(shù)發(fā)展的重要特點(diǎn)。在機(jī)械領(lǐng)域，由于微電子技術(shù)的飛速發(fā)展及其向機(jī)械工業(yè)的滲透所形成的機(jī)電一體化，使機(jī)械工業(yè)的技術(shù)結(jié)構(gòu)、產(chǎn)品結(jié)構(gòu)、功能與構(gòu)成、生產(chǎn)方式及管理體系均發(fā)生了巨大的變化，同時(shí)隨著液壓與液力傳動(dòng)技術(shù)在機(jī)械技術(shù)構(gòu)成中所占的比重越來(lái)越大，工業(yè)生產(chǎn)由“機(jī)械電氣化”邁入了以“機(jī)電液一體化”為特征的發(fā)展階段。所謂機(jī)電液一體化系統(tǒng)是指在系統(tǒng)的主功能、信息處理功能和控制功能等方面引進(jìn)了電子技術(shù)和液壓控制技術(shù)，并把機(jī)械裝置、執(zhí)行部件、計(jì)算機(jī)等電子設(shè)備以及軟件等有機(jī)結(jié)合而形成的系統(tǒng)，即機(jī)械、執(zhí)行、液壓、信息處理、接口和軟件等部分在電子技術(shù)的支配下，以系統(tǒng)的觀點(diǎn)進(jìn)行組合而形成的一種新興機(jī)械系統(tǒng)。機(jī)電液一體化產(chǎn)生和發(fā)展的根本原因在于社會(huì)的發(fā)展和科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步。系統(tǒng)工程、控制論和信息論是機(jī)電液一體化的理論基礎(chǔ)，也是機(jī)電液一體化的方法論。微電子技術(shù)的發(fā)展，半導(dǎo)體大規(guī)模集成電路制造技術(shù)的進(jìn)步，則為機(jī)電液一體化技術(shù)奠定了物質(zhì)基礎(chǔ)。機(jī)電液一體化系統(tǒng)雖然結(jié)構(gòu)形式千變?nèi)f化，但是系統(tǒng)構(gòu)成的基本要素是相同的，一般包括機(jī)械本體、動(dòng)力部分、檢測(cè)部分、執(zhí)行機(jī)構(gòu)、控制器、接口等，其驅(qū)動(dòng)與控制的核心是液壓、電子集成系統(tǒng)。1、機(jī)械本體機(jī)械本體包括機(jī)械傳動(dòng)裝置和機(jī)械結(jié)構(gòu)裝置。機(jī)械本體的主要功能是使構(gòu)成系統(tǒng)的各子系統(tǒng)、零部件按照一定的空間關(guān)系裝置在特定的位置上，并保持特定的關(guān)系。為了充分發(fā)揮機(jī)電液一體化的優(yōu)點(diǎn)，必須使機(jī)械本體部分具有較高的強(qiáng)度和較小的自重以及實(shí)現(xiàn)動(dòng)作時(shí)具有較高的可靠性。機(jī)械傳動(dòng)裝置要求有高剛度、低慣量以及較高的諧振頻率和適當(dāng)?shù)淖枘嵝阅?，從而?duì)機(jī)械系統(tǒng)的制造材料和結(jié)構(gòu)形式等方面都提出了相應(yīng)的要求。機(jī)械機(jī)構(gòu)是機(jī)電液一體化系統(tǒng)的機(jī)體，機(jī)械的各組成要素均以機(jī)體為骨架進(jìn)行合理布局，從而有機(jī)結(jié)合成一個(gè)整體，這不僅是系統(tǒng)內(nèi)部結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)問(wèn)題，同時(shí)也是外部造型的設(shè)計(jì)問(wèn)題。要求系統(tǒng)整體布局合理，液壓管路、接頭、控制線束等盡可能減少，使用、操作方便，造型美觀。2、動(dòng)力部分按照系統(tǒng)控制要求，動(dòng)力部分為系統(tǒng)提供能量和動(dòng)力使系統(tǒng)正常運(yùn)行。用盡可能小的動(dòng)力輸入獲得盡可能大的功能輸出，是機(jī)電液一體化產(chǎn)品的顯著特征之一。驅(qū)動(dòng)部分在控制信息作用下，提供動(dòng)力，驅(qū)動(dòng)各執(zhí)行機(jī)構(gòu)完成各種動(dòng)作和功能。機(jī)電液一體化系統(tǒng)一方面要求驅(qū)動(dòng)的高效率和快速響應(yīng)，同時(shí)要求對(duì)外部環(huán)境的適應(yīng)性。由于電子與液壓技術(shù)的高速發(fā)展，高性能電子液壓比例驅(qū)動(dòng)和電子液壓伺服驅(qū)動(dòng)已大量應(yīng)用與機(jī)械系大連水產(chǎn)學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì) 第一章 緒論 10統(tǒng)中。3、檢測(cè)部分檢測(cè)部分功能主要是對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行中所需要的本身和外界環(huán)境的各種參數(shù)及狀態(tài)進(jìn)行檢測(cè)，變成可識(shí)別信號(hào)，傳輸?shù)叫畔⑻幚韱卧?，?jīng)過(guò)分析、處理后產(chǎn)生相應(yīng)的控制信息。其功能一般由專門的傳感器和儀器儀表完成。4、執(zhí)行機(jī)構(gòu)執(zhí)行機(jī)構(gòu)的功能應(yīng)是根據(jù)控制信息和指令完成所要求的動(dòng)作。執(zhí)行機(jī)構(gòu)是運(yùn)動(dòng)部件，它將輸入的各種形式的能量轉(zhuǎn)換為機(jī)械能。機(jī)械上常用的液壓式執(zhí)行部件主要是液壓缸和液壓馬達(dá)。5、控制器控制器是機(jī)電液一體化系統(tǒng)的核心部分。它將來(lái)自各傳感器的檢測(cè)信息和外部輸入命令進(jìn)行集中、儲(chǔ)存、分析、加工，根據(jù)信息處理結(jié)果，按照一定的程序和節(jié)奏發(fā)出相應(yīng)的指令控制整個(gè)系統(tǒng)有目的地運(yùn)行。一般由計(jì)算機(jī)、可編程序邏輯控制器(PLC)、數(shù)控裝置以及邏輯電路、A/D 與 D/A 轉(zhuǎn)換、I/O 接口和計(jì)算機(jī)外部設(shè)備等組成。6、接口機(jī)電液一體化系統(tǒng)由許多要素或子系統(tǒng)構(gòu)成，各子系統(tǒng)之間必須能順利進(jìn)行物質(zhì)、能量和信息的傳遞與交換，為此各要素或各子系統(tǒng)相接處必須具備一定的聯(lián)系環(huán)節(jié)，兩個(gè)部件間的連接就可稱為接口，其基本功能有三個(gè)：(1)交換。需要進(jìn)行信息交換，傳輸?shù)母鳝h(huán)節(jié)之間由于信號(hào)的模式不同（如數(shù)字量與模擬量、串行碼與并行碼、連續(xù)脈沖與序列脈沖等等） ，無(wú)法直接實(shí)現(xiàn)信息或能量的交流，通過(guò)接口完成信號(hào)或能量的交流和統(tǒng)一；(2)放大。在兩個(gè)信號(hào)強(qiáng)度相差懸殊的環(huán)節(jié)間，經(jīng)接口放大，達(dá)到能量的匹配；(3)傳遞。變換和放大后的信號(hào)在環(huán)節(jié)間能可靠、快速、準(zhǔn)確地交換，且必須遵循協(xié)調(diào)一致的時(shí)序、信號(hào)格式和邏輯規(guī)范。接口具有保證信息傳遞的邏輯控制功能，使信息按規(guī)定模式進(jìn)行傳遞。大連水產(chǎn)學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì) 第二章 關(guān)于縫紉機(jī)針自動(dòng)拋光機(jī)械手的設(shè)計(jì)計(jì)算11第二章 關(guān)于縫紉機(jī)針自動(dòng)拋光機(jī)械手的設(shè)計(jì)計(jì)算2.1一級(jí)減速器減速比及轉(zhuǎn)矩的折算的計(jì)算電動(dòng)機(jī)滿載滿速 n0=960r/min，總傳動(dòng)比 i= = =30nw08.31961、I 減= = =12.076 1i5.29302、 i2= = =4.038 = =2.989 0 軸是電動(dòng)機(jī)的高速i減i.076.12.?3i1減軸 T0=34KW 3、 =9.55 =9.55 =34N mP0=3.5kw 1 軸是減速器的高速0t1nP960p?軸 4、p =p0 1=3.5 0.96=3.4kw N = = =384r/min1??10in5.2965、T =9.55 =9.55 =86.80 N m 2 軸是減速器的低速n384?軸 6、p =p 12=3.4 0.97 0.99=3.25kw N =21???2min/1.95038.41rin?7、T =9.552 kmnP80.63419.52??2.2 齒輪的材料選擇，及其傳動(dòng)失效形式的計(jì)算齒輪用鋼可以分為鍛鋼和鑄鋼兩種，由于鍛鋼的質(zhì)量比鑄剛好，所以除了尺寸較大或結(jié)構(gòu)復(fù)雜不易鍛制制時(shí)采用鑄鋼，鑄鐵的耐沖擊和抗彎曲的性能較差，主要用于鑄造低速或不重要的開(kāi)式齒輪及傳動(dòng)功率較大的齒輪。球墨鑄鐵的機(jī)械性能較高，有時(shí)可以用來(lái)代替鑄鋼。對(duì)于高速小功率，精度不高的齒輪有時(shí)用非金屬材料制作。齒輪傳動(dòng)的載荷計(jì)算：1、Ft= =653.846 52340?dT2、T1=9.55 =340006?1nP本設(shè)計(jì)是二級(jí)直齒圓柱齒輪減速器，步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)單向運(yùn)行，載荷平穩(wěn)，低速齒輪功大連水產(chǎn)學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì) 第二章 關(guān)于縫紉機(jī)針自動(dòng)拋光機(jī)械手的設(shè)計(jì)計(jì)算12率是 3.4KW,小齒輪轉(zhuǎn)速是 n=384r/min 傳動(dòng)比 i=4,每天一班，預(yù)計(jì)壽命是十年。（一） 料的選擇小齒輪的材料選擇 40cr 鋼，調(diào)制處理，齒面硬度 250-280HBS 大齒輪材料用 ZG310-570,正火處理，齒面硬度 162-185HBS。計(jì)算應(yīng)力循環(huán)次數(shù) N：1、N1=60n1jLh=60 8102.5)38410(???2、N2= 經(jīng)過(guò)查表得 ZN1=1.05 ZN2=1.14.432.?iZX1=ZX2=1.0 取 S =1.0 Z =1.0 Z =0.92 按齒面硬度 250HBS 和 162HBS 得minHWLVRMPaPa02l,6901li???3、[ MPaSLVRWXN 5.692.015.69in1]1 ???4、[ Z =H2minl2LVRMPa5.4619.01.0.1???因?yàn)閇 取[]2??.2][（二）按齒面接觸強(qiáng)度確定中心距小齒輪的轉(zhuǎn)矩1、T1=9.55 初取 K z =1.1 =0.4 i=460?N??573018t2???2、Z = = =2.5H?SICO22SIa>(i+1) =(4+1) =295.4mm31aiKT?23)][(ZEH?? 23 )5.46198(.0571??取中心距 a=300mm3、M=(0.007-0.02)a=((0.007-0.02) m=4mmm.2??4、齒數(shù) z = = , z =uz =4 30=120.1)(2?uma3054?1?5、齒輪分度圓直徑 D1=mz1=4 mm D2=mz2=4mm26、齒輪齒頂圓直徑 da1=d1+2ha =120+2 *284.?da2= d2+2ha =480+2 mmm01?7、齒輪基圓直徑 db1=d1cos m736.cos2??大連水產(chǎn)學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì) 第二章 關(guān)于縫紉機(jī)針自動(dòng)拋光機(jī)械手的設(shè)計(jì)計(jì)算13db2=d2cos m052.41cos480????8、圓周速度 v= snd/91632.1063??選齒輪精度為 8 級(jí)和 vz1/100=1.89 6.,67./ ?VK得齒寬 b= a=0.4 b/d1=112/112=1.0 低速軸剛度大，二級(jí)傳動(dòng)中齒輪?am2?相對(duì)軸承為非對(duì)稱分布，k =1.08 k =1.1 K=kAKVK K ==1.0????6.108.61?9、 =arccos2406.8173.arcosarcs11 ??bd? 2?校核齒根彎曲疲勞強(qiáng)度按9.24805.2z1=30,z2=120 得 Y =2.56，Y =2.20，Y =1.65，Y =1.81 由 =290MPA，1FAFA1SA2SA1limF?=152MPA Y =1.0 Y =1.0 取 Y =2.0 S =1.4 m=4p2,故按 p1 計(jì)算= hL10 hpftcn 7.1564)30925.(7601)(63????= 故 6038 軸承選用。h10.54hL12.3.2圓錐滾子軸承的計(jì)算圓錐滾子軸承載荷的計(jì)算選一對(duì) 30206 圓錐滾子軸承，dm=56.25,Ft=1130N,Fr=380N Fa=146N,軸的轉(zhuǎn)速 n=348r/min，中等沖擊，溫度低于 100 度。該軸承承受水平方向反力：R =02??HMH1 NFt561035??R =12 9垂直方向反之力：R =02?VV2 NdFmar 94.52810.46538102/5 ??????R =1M1 N9..4638N59.45622???6.78因?yàn)?Y=1.6，C=41200N，e=0.37132?YRSYRS52?求軸向載荷 A 已知 FA=Fa=146NA1=MAX(S2+FA,S1)=MAX(556+146.183)=701NA2=MAX(S1-FA,S2)=MAX(183-146.555)=555N軸承動(dòng)量載荷 p由 得 x1=0.4,Y1=1.6+1877?1R37.02.58470??e得 x2=1,y1=0 fd=1.5.1.62?A大連水產(chǎn)學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì) 第二章 關(guān)于縫紉機(jī)針自動(dòng)拋光機(jī)械手的設(shè)計(jì)計(jì)算15f =1,f =1.51m2p1=f f (X1R1+Y1A1)=2033NdP2=f f (X2R2+Y2A2)=3996N p2>p1 ft=12m=hL10 hptcn4.12)396401(60)( 36 ???2.3.3軸承受力簡(jiǎn)圖圖 2-1軸承受力簡(jiǎn)圖軸承受力簡(jiǎn)圖如圖 2-1 所示，軸承的當(dāng)量動(dòng)載荷公式為 式中 )(YAXRfpmd??df為沖擊載荷系數(shù)； 為力矩載荷系數(shù)。mf軸承的壽命公式為 式中 p 是當(dāng)量動(dòng)載荷 是壽命指數(shù)。球軸承，?)(601cnLh??=3；滾子， = ；n 是軸承轉(zhuǎn)速。??32.4 螺栓組受力分析MpBsmhpmb 195,23,340,8,150, ??? ??螺栓數(shù) 個(gè)，對(duì)稱布置。在工作載荷 p 的作用下，螺栓組連接承受軸向力，橫向2Z力，翻轉(zhuǎn)力矩的作用。軸向力： NSIPINF675??橫向力： =RCO308480??翻轉(zhuǎn)力矩： RM???116大連水產(chǎn)學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì) 第二章 關(guān)于縫紉機(jī)針自動(dòng)拋光機(jī)械手的設(shè)計(jì)計(jì)算16在軸向力 的作用下，各螺栓所受的工作拉力為?F NZF9143671??=2NLMAXi 18740152???969?( - 或 >fpzQRKFCfL??)pQ)(??FCfzL摩擦系數(shù) 查表得 則15.0?f ,2.0??FLC8.0?FLFL, > = N2.fKpQ)(?fRzFL15.38(4?695)7.?= +p NFCL 70296.0695?????[Ms240??.1SMps15.4]??.1DmQ79.8603.][. ????)(max AFWCAzLFpp ?????2180)234(150??66mW?? Mpp 87.1)03_1857(.0189max ????由于 故連接結(jié)合面不至于被壓碎 ][axpp?? )(min AFWCAzQLFPp ????故結(jié)合面處收壓最小處不會(huì)產(chǎn)生間隙。2.5軸的設(shè)計(jì)與計(jì)算根據(jù)本次設(shè)計(jì)特點(diǎn)，設(shè)計(jì)出符合要求的軸。大連水產(chǎn)學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì) 第二章 關(guān)于縫紉機(jī)針自動(dòng)拋光機(jī)械手的設(shè)計(jì)計(jì)算172.5.1軸的材料選擇選用 45 號(hào)優(yōu)質(zhì)碳素鋼，調(diào)制處理。E=2.15MpapaMpapbbbb 65][,10][,230][,70 21 ???? ?? ???? pa510?2.5.2按扭轉(zhuǎn)強(qiáng)度初步計(jì)算軸的直徑計(jì)算軸的直徑，由于材料選擇 45 號(hào)鋼。A=120d>A =40.3mm 考慮到軸端需要開(kāi)一個(gè)鍵槽，故將主軸直徑加 3%~5%并取標(biāo)準(zhǔn)值以3nP方便取軸端最小直徑。d>dm+3% m62.41.0??由于軸受力較大所以直徑為 85mm 等徑軸為基礎(chǔ)設(shè)計(jì)。軸與減速器采用套桶連軸器連接。軸與連軸器采用平鍵連接，軸承的軸向用過(guò)贏配合。軸承的定位軸肩取 105mm。?2.5.3按彎矩扭矩合成強(qiáng)度條件校核（1）輸出軸的轉(zhuǎn)矩：T=9550 mNnP???248.903圓周力： dTFt 5617013???徑向力： Nvpr 95.3214..5. ??用于軸上的拉力 Na78（2）求支坐反力a、在水平平面的支坐反力 得0??MAR (a+b)-BZ21?dFarNbrBZ69.05??得0?RFBZAZ2.18b、在垂直面的支坐反力大連水產(chǎn)學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì) 第二章 關(guān)于縫紉機(jī)針自動(dòng)拋光機(jī)械手的設(shè)計(jì)計(jì)算18NFRtBYA1082?（3）軸的強(qiáng)度校核a、確定危險(xiǎn)截面 根據(jù)軸的結(jié)構(gòu)尺寸及彎矩圖，轉(zhuǎn)矩圖，截面處的彎矩較大，故屬于危險(xiǎn)截面。b、安全系數(shù)校核計(jì)算 由于減速器軸轉(zhuǎn)動(dòng)，彎矩引起的對(duì)稱循環(huán)的彎矩應(yīng)力，轉(zhuǎn)矩引起的為脈沖循環(huán)的切應(yīng)力。查表得軸的轉(zhuǎn)矩： mNPT???248.95.3大連水產(chǎn)學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì) 第三章 縫紉機(jī)針拋光機(jī)械手工作原理及電機(jī)的選擇19第三章 縫紉機(jī)針拋光機(jī)械手工作原理及電機(jī)的選擇3.1拋光自動(dòng)線組成及工作原理全線由震動(dòng)式順針機(jī)動(dòng) 1、上料工作臺(tái) 2、四臺(tái)機(jī)械手 3、四只拋輪 4 和裝針斗 5 組成。四只拋輪分別由電動(dòng)機(jī)經(jīng)傳動(dòng)裝置（如曲柄滑塊機(jī)構(gòu)）帶動(dòng)四只拋輪一同作左右往復(fù)運(yùn)動(dòng)。3.1.1 機(jī)械手的工作過(guò)程每臺(tái)機(jī)械手由自身的電子順序控制器，根據(jù)拋光工藝所編制的程序，依次進(jìn)行程序轉(zhuǎn)換，控制機(jī)械手液壓系統(tǒng)的電磁換向閥，從而使機(jī)械手按程序進(jìn)行動(dòng)作。四臺(tái)機(jī)械手的動(dòng)作完全相同。全線動(dòng)作過(guò)程如下：機(jī)械手 I（以下簡(jiǎn)稱手 I）在上料位置，工人將拋光針 70～80 支整齊后送到待夾料位置， 發(fā)信起動(dòng)，手 I 的手指將針夾牢，手臂順時(shí)針回轉(zhuǎn) 90°到拋輪位置（此時(shí)拋輪已旋轉(zhuǎn)并左右移動(dòng)） ，手臂上下擺動(dòng)一次，手腕回轉(zhuǎn) 180°，手臂再上下擺動(dòng)一次（手臂的兩次下擺動(dòng)作時(shí)間不同，根據(jù)實(shí)際需要可自動(dòng)調(diào)整）手臂順進(jìn)針再回轉(zhuǎn) 90°（即到 180°位置） ，手 I 與手 II 同到換夾針位置，手 II 先將縫紉機(jī)針夾住發(fā)信，手 I 的手指才松開(kāi)，并開(kāi)始復(fù)原，即手臂反時(shí)針回轉(zhuǎn) 180°同時(shí)手腕反向回轉(zhuǎn) 180°到達(dá)上料位置等待下個(gè)工作循環(huán)。手 II、手 III 和手 IV 的動(dòng)作程序與手 I 的完全相同，縫紉機(jī)針就在機(jī)械手間依次傳遞、調(diào)換大小頭、進(jìn)行粗拋和精拋操作。當(dāng)手 IV 拋光完了，手臂轉(zhuǎn)到下料位置進(jìn)手指松開(kāi)，將拋光好的針卸到裝針斗中。至此，第一組針拋光工序結(jié)束。從上述可知，機(jī)械手的動(dòng)作有：手臂左右回轉(zhuǎn) 180°，并且有三個(gè)設(shè)定位置即 0°上料點(diǎn)（起點(diǎn)） 、90°工作點(diǎn)和 180°下料點(diǎn)（終點(diǎn)） ；手臂上下擺動(dòng)近似 15°；手腕回轉(zhuǎn) 180°及手指夾松動(dòng)作。3.1.2 機(jī)械手的工作參數(shù)抓針數(shù)量：一次夾持縫紉機(jī)針 70～80 支座標(biāo)型式和自由度：類似球座標(biāo)，具有三個(gè)自由度手臂最大工作半徑：472 毫米手臂回轉(zhuǎn)范圍：0～180°，回轉(zhuǎn)角速度為 90°/秒手臂俯仰范圍：0～15°手腕回轉(zhuǎn)范圍：0～180°大連水產(chǎn)學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì) 第三章 縫紉機(jī)針拋光機(jī)械手工作原理及電機(jī)的選擇203.1.3機(jī)械手的機(jī)構(gòu)組成機(jī)械手由手部、手腕、手臂、手臂俯仰機(jī)構(gòu)、手臂回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)、機(jī)座、手臂回轉(zhuǎn)檢測(cè)裝置、液壓驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)控制閥和手臂回轉(zhuǎn)