機械手說明書範例
目錄
前言 --------------------------------------
第一章 設計任務書 ------------------------------------
第二章 設計任務分析以及總體方案 -----------------------
(一)機械手設計原則---------------------------
(二)機械手分類 -------------------------------------(三)機械手主要組成------------------------------
(四)機械手結構佈置要求及平穩性與定位精度-----------
第三章 機械部分的設計---------------------
(一)機械手手部----------------------------------
(二)機械手的手腕-------------------------------------
(三)機械手的手臂----------------------------------
第四章 驅動部件設計----------------------------
(一) 液壓驅動部分------------------------------------
(二) 氣壓驅動設計-------------------------------------
(三) 液動機的選擇-------------------------------------
(四)減速齒輪的選擇------------------------
第五章管路佈置及效驗---------------------------
(一) 機械手常用位置檢測元件---------------------------
(二)管路佈置方法 --------------------------------
第六章參考文獻---------------------
第七章設計感言-------------------------------------
前 言
機械手是模仿人的手部動作,按給定程序、軌跡和要求實現自動
抓取、搬運和操作的自動裝置。它特別是在高溫、高壓、多粉塵、易燃、易爆、放射性等惡劣環境中,以及笨重、單調、頻繁的操作中代替人作業,因此獲得日益廣泛的應用。機械手一般由執行機構、驅動系統、控制系統及檢測裝置三大部分組成,智能機械手還具有感覺系統和智能系統。本篇介紹的是用於物件裝卸的機械手的設計,屬圓柱座標式機械手。本篇根據設計機械手的一般程序,分八步詳細地的介紹了用於物件裝卸的機械手的設計的過程。
第一章 設計任務書
一.設計內容:
1、機械手機構總體方案設計
2、手架的結構設計
3、液壓、氣壓或電氣系統設計
機械手動作要求是:手架能作任何角度的伸縮和轉動。
各動作由液壓、氣壓驅動,電磁閥控制。
手架承重不小於10kg。
第二章 設計任務分析以及總體方案
機械手是一種模仿人手部分動作,按照預先設定的程序、軌跡或其它要求,實現抓取、搬運工件或者操縱工具的自動化裝置。
一.機械手設計原則
總體設計的任務:包括執行系統、驅動系統、控制系統的設計及參數計算,最後繪出草圖。總體設計後要進行各部件的`強度、剛度、驅動力驗算。
1、運動設計及確定主要要求
手架能作任何角度的伸縮和轉動
2、驅動方式:液壓、氣壓驅動
該機械手是獨立的自動化機械裝置。通用性高,機械手結構比較複雜。手臂可作前後伸縮、上下升降和水平左右擺動三個動作,手臂可以繞Z軸轉動360度
4)按驅動方式分爲聯合驅動,電力驅動,液壓驅動。
5)按臂力大小來說是中型機械手。
二、機械手分類
1.按驅動方式分:液壓式、氣動式、機械式
2.按適用範圍分:專用機械手、通用機械手
3.按運動軌跡控制方式分:點位控制、連續軌跡控制
4.按臂部的運動形式分:直角座標式、圓柱座標式、球座座標式、關節式
三.機械手主要組成:
機械手主要是由執行系統,驅動系統,控制系統三大部分組成。
1、執行部分
執行系統是機械手的機械傳動結構部分。它包括手、手腕、手臂和機座等部件。
2、驅動系統
驅動系統是驅動執行系統的動力裝置。驅動系統有液壓驅動,氣壓驅動,電力驅動和機械驅動等方式。
、控制系統
控制系統是支配執行系統按規定程序動作得到電氣控制裝置。控
3
制系統所控制的因素包括執行系統各部的動作、動作順序、位置、時間和速度等。
四. 機械手結構佈置要求及平穩性與定位精度
機械手工作中運動速度較高,在結構佈置上應保證運動平穩,這樣可提高機械手使用的可靠性,並可延長使用壽命,在結構上要注意以下幾點:
1) 臂部要防止偏重 通常臂部處於懸臂的工作狀態,在設計臂部、手部結構時要儘量使其總的重心在支撐中心,防止對支撐中心的偏重。偏重將會產生附加的彎矩引起立柱和導向的變形,工作中引起導向裝置不均勻的磨損。在迴轉運動中偏重對迴轉軸附加有動壓力,其方向不斷的變化,特別是高速及速度突然變化時更爲明顯,這將引起機械手的振動,嚴重時會造成卡死。防止偏重過大可採取的措施如下:
a.減輕手部重量,並儘量減少偏心載荷。
b.合理分佈臂部上各部件重量和增加平衡重,使臂部平衡。
c.機械手在結構上無法避免偏重,則應加強導向支撐,盡力減輕偏重對運動的影響。
2) 加強臂部剛度 選取臂部結構時要注意各個方向的剛度。提高臂部剛度是減少手部顫動的關鍵,有利於提高定位精度。臂部的剛度決定於臂部的結構和導向形式。
3) 改進緩衝裝置和提高配合精度 機械手緩衝裝置是保證運動平穩和減少振動的主要措施。衝擊有兩種:一種是機械衝擊,它是臂部運動中與定位裝置相撞而產生,用可靠緩衝裝置來消除。另一種是液壓系統動作時產生的衝擊。這種衝擊作用於管路之中,仍會引起機械手振動,要靠改進液壓系統設計來叫解決。
提高部件的配合精度,減少間隙都有利於運動平穩。
在生產中要求機械手工作速度快,運動平穩,定位精度高。應注意其影響因素,設計合理結構,以滿足要求
1.影響平穩性及定位精度的因素
(1)慣性力的影響 機械手速度變突,加(減)速度不連續,會產生巨大慣性衝擊力,致使工件滑移,部件鬆動,零件破裂。定位時,大的減速度使臂部往復振動,直接降低定位精度。因此,應根據機械手的運動特性,選擇適宜的控制系統,使加(減)速度按所需的運動規律變化。同時,在保證剛度前提下減輕機械手運動部件的重量。
(2)結構剛度的影響 零件結構剛性低,配合間隙大以及整機固有頻率低時,受較小慣性衝擊就發生振動,不但降低定位精度,而且降低機械壽命。應選擇合理結構,提高機械手固有頻率以及承受慣性載荷的能力。
(3)定位方法的影響 常用定位方法中電氣開關定位的精度最低,伺服定位較高,機械擋塊定位精度最高。
(4)控制系統的影響 電控系統誤差,閥類泄露,檢測元件失靈,擋塊偏移等都會降低定位精度。
(5)驅動源的影響 液壓、氣壓、電壓和油溫波動都會降低平穩性及定位精度,必要時,用蓄能器、穩壓器等穩定壓力和電壓,用加熱器冷卻器控制油溫。
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