封焊机的自动上料机构设计(毕业论文).docx

本科毕业设计论文）题目：封焊机的自动上料机构设计系 另机电信息系 专 业： 机械设计制造及其 自 动化班 级： 学 生： 学 号： 指导教师： 2013年04月封焊机的自动上料机构设计摘要本文通过对机械手的组成和分类，及国内外的发展状况的了解，进行了总体 方案设计，确定了机械手用四自由度和圆柱坐标型式本机械手为上料机械手，为使其通用性加强，故同时设计了机械手的夹持式 手部结构和吸附式手部结构，可以更换使用计算出了手腕转动时所需的驱动力 矩和回转汽缸的驱动力矩，确定了相关尺寸，设计了机械手的腕部结构；设计了 机械手的手臂结结构；设计了手臂伸缩，升降用液压缓冲器和手臂回转用液压缓 冲器关键词上料；机械手；气缸Seal Voiding JVkchine Autauatic Feeding NfechanismDesignAbstractIn this paper, the ccnposition and classification of the robot, and the development of donestic and international understanding of the status, the overal 1 design, the robot with four degrees of freedcmand cyl indrical coordinates type.The robot feeding robot, to its versati 1 ity strengthen, Mile the design of the robot holding hands structure and adsorption hand structure, you can replace the use of. Calculate the torque required to drive the rotation of the wrist and the drive torque of the rotary cyl inder, with a hydraul ic buffer identi fied by relative size, the design of the robotic wrist structure design of the robotic arm junction structure design of the telescopic arm 1 i ft ing The rotary a rm with hydraul ic shock absorber.1绪论 错误！未定义书签。

1. 1工业机械手概述 错误！未定义书签1. 1. 1工业机器人的发展趋势 错误！未定义书签1. 2机械手的组成和分类 错误！未定义书签1. 2. 1机械手的组成 错误！未定义书签1. 2 2机械手的分类 错误！未定义书签2机械手的设计方案 52. 1机械手的坐标型式与自由度 62. 2机械手的手部结构方案设计 62. 3机械手的手腕结构方案设计 62. 4机械手的手臂结构方案设计 62. 5机械手的驱动方案设计 62. 6机械手的控制方案设计 72. 7机械手的主要参数 12. 8.机械手的技术参数列表 13手部结构设计 93. 1夹持式手部结构 93. 1. 1手指的形状和分类 93. 1. 2设计时考虑的几个问题 93. 1. 3手部夹紧气缸的设计 104手腕结构设计 错误！未定义书签4.1手腕的自由度 错误！未定义书签4. 2手腕的驱动力矩的计算 错误！未定义书签4. 2. 1手腕转动时所需的驱动力矩 错误！未定义书签4. 2 2回转气缸的驱动力矩计算 错误！未定义书签5手臂伸缩、升降、回转气缸的尺寸设计与校核.错误！未定义书签5. 1手臂伸缩气缸的尺寸设计与校核 错误！未定义书签。

5. 1. 1手臂伸缩气缸的尺寸设计 错误！未定义书签5. 1. 2尺寸校核 错误！未定义书签5. 1. 3.导向装置 错误！未定义书签5. 1.4平衡装置 错误！未定义书签5. 2手臂升降气缸的尺寸设计与校核 错误！未定义书签5. 2. 1尺寸设计 错误！未定义书签5. 2. 2尺寸校核 错误！未定义书签5. 3手臂回转气缸的尺寸设计与校核 错误！未定义书签5. 3. 1尺寸设计 错误！未定义书签5. 3. 2尺寸校核 错误！未定义书签6结论 错误！未定义书签参考文献 错误！未定义书签致谢 错误！未定义书签毕业设计（论文）知识产权声明 错误！未定义书签毕业设计（论文）独创性声明 错误！未定义书签■1口「訂訂訂 蠶:RSR鑿一7266.475图纸和说明书联系05766365382机械手的设计方案对气动机械手的基本要求是能快速、准确地拾嗷和搬运物件，这就要求它 们具有高精度、快速反应、一定的承载能力、足够的工作空间和灵活的自由度及 在任意位置都能自动定位等特性设计气动机械手的原则是:充分分析作业对象 匸件）的作业技术要求，拟定最合理的作业工序和工艺，并满足系统功能要求和 环境条件;明确工件的结构形状和材料特性，定位精度要求，抓取、搬运时的受 力特性、尺寸和质量参数等，从而进一步确定对机械手结构及运行控制的要求; 尽量选用定型的标准组件，简化设计制造过程，兼顾通用性和专用性，并能实现 柔性转换和编程控制•本次设计的机械手是通用气动上下料机械手，是一种适合 于成批或中、小批生产的、可以改变动作程序的自动搬运或操作设备，劳动强度 大和操作单调频繁的生产场合。

也可用于操作环境恶劣的生产场合2. 1机械手的坐标型式与自由度按机械手手臂的不同运动形式及其组合情况，其坐标型式可分为直角坐标 式、圆柱坐标式、球坐标式和关节式由于本机械手在上下料时手臂具有升降、 收缩及回转运动，因此，采用圆柱座标型式相应的机械手具有三个自由度，为 了弥补升降运动行程较小的缺点，增加手臂摆动机构，从而增加一个手臂上下摆 动的自由度2. 2机械手的手部结构方案设计为了使机械手的通用性更强，把机械手的手部结构设计成可更换结构，当工件是棒料时，使用夹持式手部;当工件是板料时，使用气流负压式吸盘2 3机械手的手腕结构方案设计考虑到机械手的通用性，同时由于被抓取工件是水平放置，因此手腕必须 设有回转运动才可满足工作的要求因此，手腕设计成回转结构，实现手腕回转 运动的机构为回转气缸2. 4机械手的手臂结构方案设计按照抓取工件的要求，本机械手的手臂有三个自由度，即手臂的伸缩、左 右回转和降或俯仰）运动手臂的回转和升降运动是通过立柱来实现的，立柱 的横向移动即为手臂的横移手臂的各种运动由气缸来实现2. 5机械手的驱动方案设计由于气压传动系统的动作迅速，反应灵敏，阻力损失和泄漏较小，成本彳氐廉因此本机械手采用气压传动方式。

2. 6机械手的控制方案设计考虑到机械手的通用性，同时使用点位控制，因此我们采用可编程序控制 器对机械手进行控制当机械手的动作流程改变时，只需改变PLC程序即 可实现，非常方便快捷2. 7机械手的主要参数(1)机械手的最大抓重是其规格的主参数，由于是采用气动方式驱动，因此考虑 抓取的物体不应该太重，查阅相关机械手的设计参数，结合工业生产的实际情 况，本设计设计抓取的工件质量为吩斤②基本参数运动速度是机械手主要的基本参数操作节拍对机械手速度提出了 要求，设计速度过低限制了它的使用范围而影响机械手动作快慢的主要因素 是手臂伸缩及回转的速度该机械手最大移动速度设计为l.Om/s最大回转速 度设计为90°/s平均移动速度为0.8m/so平均回转速度为60°/s机械手动 作时有启动、停止过程的加、减速度存在，用速度一行程曲线来说明速度特性 较为全面，因为平均速度与行程有关，故用平均速度表示速度的快慢更为符合 速度特性除了运动速度以外，手臂设计的基本参数还有伸缩行程和工作半径 大部分机械手设计成相当于人工坐着或站着且略有走动操作的空间过大的伸 缩行程和工作半径，必然带来偏重力矩增大而刚性降低在这种情况下宜采用 自动传送装置为好。

根据统计和比较，该机械手手臂的伸缩行程定为600mq最 大工作半径约为1400mm 0手臂升降行程定为120mm 0定位精度也是基本参数 之一该机械手的定位精度为±1呦2. 8.机械手的技术参数列表一用途：用于封焊机的自动上料二设计技术参数：1抓重：1KG2自由度数：介自由度3坐标型式：圆柱坐标4最大工作半径:1400mm5手臂最大中心高：1250mm6手臂运动参数：伸缩行程180mm伸缩速度800mm/s 升降行程120mm升降速度250/77/77/5回转范围0° -180°回转速度90°/57手腕运动参数：回转范围0回转速度90°/58定位方式:行程开关或可调机械挡块等9定位精度：+ 1mm10驱动方式:气压传动11控制方式:点位控制（采用PIQ3手部结构设计为了使机械手的通用性更强，把机械手的手部结构设计成可更换结构，当工 件是棒料时，使用夹持式手部:如果有实际需要，还可以换成气压吸盘式结构，3. 1夹持式手部结构夹持式手部结构由手指或手爪）和传力机构所组成其传力结构形式比较 多，如滑槽杠杆式、斜楔杠杆式、齿轮齿条式、弹簧杠杆式等3. 1. 1手指的形状和分类夹持式是最常见的一种，其中常用的有两指式、多指式和双手双指式:按手 指夹持工件的部位又可分为内卡式或内涨式）和外夹式两种:按模仿人手手指的 动作，手指可分为一支点回转型，二支点回转型和移动型或称直进型），其中以 二支点回转型为基本型式。

当二支点回转型手指的两个回转支点的距离缩小到无 穷小时，就变成了一支点回转型手指;同理，当二支点回转型手指的手指长度变 成无穷长时，就成为移动型回转型手指开闭角较小，结构简单，制造容易，应 用广泛移动型应用较少，其结构比较复杂庞大，当移动型手指夹持直径变化的 零件时不影响其轴心的位置，能适应不同直径的工件3. 1. 2设计时考虑的几个问题1•具有足够的握力即夹紧力）在确定手指的握力时，除考虑工件重量外，还应考虑在传送或操作过程中所 产生的惯性力和振动，以保证工件不致产生松动或脱落2. 手指间应具有一定的开闭角两手指张开与闭合的两个极限位置所夹的角度称为手指的开闭角o手指的开 闭角应保证工件能顺利进入或脱开，若夹持不同直径的工件，应按最大直径的工 件考虑对于移动型手指只有开闭幅度的要求3. 保证工件准确定位为使手指和被夹持工件保持准确的相对位置，必须根据被抓取工件的形状， 选择相应的手指形状例如圆柱形工件采用带“V形面的手指，以便自动定心4. 具有足够的强度和刚度手指除受到被夹持工件的反作用力外，还受到机械手在运动过程中所产生的 惯性力和振动的影响，要求有足够的强度和刚度以防折断或弯曲变形，当应尽量 使结构简单紧凑，自重轻，并使手部的中心在手腕的回转轴线上，以使手腕的扭 转力矩最小为佳。

5. 考虑被抓取对象的要求根据机械手的工作需要，通过比较，我们采用的机械手的手部结构是一支点两 指回转型，由于工件多为圆柱形，故手指形状设计成理，其结构如附图所示3. 1. 3手部夹紧气缸的设计1.手部驱动力计算本课题气动机械手的手部结构如图3.晰示,¥4Aq-VJ。