機械手總體方案設計

1、機械手總體方案設計（總5頁）本頁僅作為文檔封面，使用時可以刪除This document is for reference only-rar21year.March第2章機械手的總體方案設計機械手基本形式的選擇常見的工業(yè)機械手根據(jù)手臂的動作形態(tài)，按坐標形式大致可以分為以下4種： 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;多關 節(jié)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型11。圖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。傳送帶A圖機械手基本形式示意、方案設計（1）、黑箱結構

2、如圖所示工件一*驅動能倍息自動機械手工件位置改變夾持圖設計方案（2）、機械手動作分析及運動分析如圖所示，工件首先被機械手夾持，然后再隨之一 起運動。其周期運動可以表現(xiàn)為（按動作順序）：大臂下降一夾緊工件一手腕 上翻一大臂上升一大臂回轉一手臂延伸一放松工件一手臂收回一手腕下翻一大 臂回轉一大臂下降。圖機械手運動圖（4）、方案設計傳動系統(tǒng)如果機械手采用機械傳動，則自由度少，難于實現(xiàn)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(chǎn)生抖動和爬行，

3、造 成執(zhí)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 置和將電機回轉運動變成直線運動的裝置，結構龐大，速度不易控制。氣液聯(lián) 合控制和電液聯(lián)合控制則使系統(tǒng)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(tǒng)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(zhí)行系統(tǒng)分析本機械手的執(zhí)行系統(tǒng)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(jù)本組合機床加工 工件的特征（導衛(wèi)輪、精密鑄鋼件），選擇鉗爪式手部結構。常見的工業(yè)機械手根據(jù)手臂的動作形態(tài)，按坐標形式大致可以分為以下4 種:直角

4、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; 多關節(jié)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，且根據(jù)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。、機械手的運動分析機械手的動作循環(huán)（工件平放）：大臂下降300mm一夾緊工件一手腕回轉 90大臂上升300mm大臂回轉90手臂延伸500mm放松工件一手臂 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

5、時間內完 成上述工作循環(huán)圖中的一次循環(huán)。若采用分步運動的話，那么上述平均每一個 動作必須在內完成，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(xié)調運動，這樣可緩減每個動作的緊迫性。圖機械手運動流程圖如圖所示，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=時開始的還有手腕回轉90，用 時；與此同時大臂開始以150 mm/s做上升運動，用時2s。在t=時，大臂開始做回轉運動，回轉 90，用時；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；在七二 時，手腕開始做下翻90。的運動，用時；與此同時手臂開始收縮，收縮距離 500mm，平均速度250mm/s，用時2s；在七=時，手臂做90回轉運動，用時。 上訴運動為一個整周期運動，完成上述運動共用時12s。運動簡圖見圖所示。圖機械手運動簡圖