1、精選優質文檔-傾情為你奉上第2章 機械手的總體方案設計2.1 機械手基本形式的選擇常見的工業機械手根據手臂的動作形態,按坐標形式大致可以分為以下4種: (1)直角坐標型機械手;(2)圓柱坐標型機械手; ( 3)球坐標(極坐標)型機械手; (4)多關節型機機械手。其中圓柱坐標型機械手結構簡單緊湊,定位精度較高,占地面積小，因此本設計采用圓柱坐標。圖2.1 是機械手搬運物品示意圖。圖中機械手的任務是將傳送帶B上的物品搬運到傳送帶A。圖2.1 機械手基本形式示意2.2、方案設計（1）、 黑箱結構如圖2.1所示 圖2.2 設計方案（2）、 機械手動作分析及運動分析如圖2.3所示，工件首先被機械手夾持，

2、然后再隨之一起運動。其周期運動可以表現為（按動作順序）：大臂下降夾緊工件手腕上翻大臂上升大臂回轉手臂延伸放松工件手臂收回手腕下翻大臂回轉大臂下降。 圖2.3 機械手運動圖（3）、 功能原理如圖2.3所示 圖2.4 機械手功能原理圖（4）、 方案設計傳動系統如果機械手采用機械傳動，則自由度少，難于實現特別復雜的運動。而對于組合機床自動上下料的機械手，其工件的運動需要多個自由度才能完成，故不宜采用機械傳動方案。如果機械手采取氣壓傳動，由于氣控信號比光、電信號慢得多, 且由于空氣的可壓縮性，工作時容易產生抖動和爬行，造成執行機構運動速度和定位精度不可靠，效率也較低。電氣傳動必須有減速裝置和將電機回轉

3、運動變成直線運動的裝置，結構龐大，速度不易控制。氣液聯合控制和電液聯合控制則使系統和結構上很復雜。綜上所述，我們選擇液壓傳動方式。控制系統本機械手是專用自動機械手，選擇智能控制方式中的PLC程序控制方式，這樣可以使機械手的結構更加緊湊和完美。執行系統分析本機械手的執行系統是手部機構。手部機構形式多樣，但綜合其總體構型，可分為：氣吸式、電磁式和鉗爪式3種。根據本組合機床加工工件的特征（導衛輪、精密鑄鋼件），選擇鉗爪式手部結構。常見的工業機械手根據手臂的動作形態,按坐標形式大致可以分為以下4種: (1)直角坐標型機械手;(2)圓柱坐標型機械手; ( 3)球坐標(極坐標)型機械手; (4)多關節型機

4、機械手。其中圓柱坐標型機械手結構簡單緊湊,定位精度較高,占地面積小，且根據本機械手坐標形式分析分析本機械手臂的運動形式及其組合情況，采用圓柱坐標形式。因此方案確定機械手采用液壓傳動方式，PLC控制，鉗爪式手部結構，圓柱坐標形式。2.3、機械手的運動分析機械手的動作循環（工件平放）： 大臂下降300mm夾緊工件手腕回轉90°大臂上升300mm大臂回轉90°手臂延伸500mm放松工件手臂收縮500mm手腕反轉90°大臂回轉90°大臂下降300mm。本機械手的工作頻率是5次/min，即12s/ 次，也就是說，要在10s時間內完成上述工作循環圖中的一次循環。若采

5、用分步運動的話，那么上述平均每一個動作必須在1.25s 內完成，這樣必定增加動作的難度和結構的復雜性。因此，我們在整個運動過程中都將采用協調運動，這樣可緩減每個動作的緊迫性。圖2.5 機械手運動流程圖如圖2.5所示，從t=0s時開始，機械手大臂下降，用時2s，大臂下降速度：150 mm/s；t=2s時，機械手做夾緊工件運動；在t=2.5s時開始的還有手腕回轉90°，用時1.5s；與此同時大臂開始以150 mm/s做上升運動，用時2s。在t=4.5s時，大臂開始做回轉運動，回轉90°，用時1.5s；在t=6s時，手臂開始做向外延伸500mm的運動，運動速度為250mm/s，用時2s；在t=8s時，機械手手指開始做放松工件運動，用時0.5s；在t=8.5s時，手腕開始做下翻90°的運動，用時1.5s；與此同時手臂開始收縮，收縮距離500mm，平均速度250mm/s，用時2s；在t=10.5s時，手臂做90°回轉運動，用時1.5s。上訴運動為一個整周期運動，完成上述運動共用時12s。運動簡圖見圖2.6所示。 圖2.6 機械手運動簡圖2.4、本章