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液壓機械手設計

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更新時間：2016-02-27
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液壓機械手.rar
開發已為液壓工程設計提供了有力的支持，在對機械手液壓系統集成塊設計過程中，能夠與實際的加工工藝相結合。并且對現在的液壓集成塊的CAD技術有很好的認識。
關鍵詞：工業機械手，驅動，集成塊，原理
Design of The Industry Manipulator
Mechanical design & manufacture& automation LiGang Tutor DingLanying
Abstract: This text introduce upper and lower material spend design process of manipulator , it include to whole job requirements and analysis of situation of system mainly, confirm the whole structural design systematic in hydraulic pressure through the working course of the system. Analyse whole cyclical process , confirm systematic operation principle picture , require the hydraulic pressure component of the standard for selection according to systematic parameter, finish the installation diagram systematic in hydraulic pressure. Hydraulic pressure integrate piece as now main part , hydraulic pressure of system , hydraulic pressure at present integrate pieces of application and development receive domestic and international hydraulic pressure extensive attention of circle, hydraulic pressure integrate research and development of CAD of piece already offer effective support for engineering design of the hydraulic pressure, while design the system integration one of hydraulic pressure of the manipulator, can combine with real processing technology . And CAD integrating one to the present hydraulic pressure has very good understanding.
Keyword: Industry manipulator ,Drive , Hydraulic manifold block , Elements

引言
工業機器人一般指用于機械制造業中代替人完成具有大批量、高質量要求的工作，如汽車制造、摩托車制造、艦船制造、某些家電產品（電視機、電冰箱、洗衣機）、化工等行業自動化生產線中的點焊、弧焊、噴漆、切割、電子裝配及物流系統的搬運、包裝、碼垛等作業的機器人。　　
工業機器人由操作機（機械本體）、控制器、伺服驅動系統和檢測傳感裝置構成，是一種仿人操作、自動控制、可重復編程、能在三維空間完成各種作業的機電一體化自動化生產設備。特別適合于多品種、變批量的柔性生產。它對穩定、提高產品質量，提高生產效率，改善勞動條件和產品的快速更新換代起著十分重要的作用。
機器人技術是綜合了計算機、控制論、機構學、信息和傳感技術、人工智能、仿生學等多學科而形成的高新技術，是當代研究十分活躍，應用日益廣泛的領域。機器人應用情況，是一個國家工業自動化水平的重要標志。
機器人并不是在簡單意義上代替人工的勞動，而是綜合了人的特長和機器特長的一種擬人的電子機械裝置，既有人對環境狀態的快速反應和分析判斷能力，又有機器可長時間持續工作、精確度高、抗惡劣環境的能力，從某種意義上說它也是機器的進化過程產物，它是工業以及非產業界的重要生產和服務性設備，也是先進制造技術領域不可缺少的自動化設備。
第一章機械手設計要求分析
1.1 設計目的和要求
上下料用機械手能在不同高度與不連續的工作臺之間實現機械零件的重復取放，代替人工勞動，減輕了人工勞動強度，提高了自動化水平和勞動生產率，保證了產品和工人的質量與安全。
1.2.機械手簡介與分析
1.上下料用機械手采用圓柱坐標的結構形式，主要的組成部分有：升降機構，回轉機構，手臂伸縮結構等，在這三中機構中采用液壓驅動傳動方式，能保證機械手的整體結構的緊湊性，運動平穩以及可以方便的實現無級調速。
2. 如圖所示，機械手在工作過程中需三種運動，其中手臂的伸縮和立柱的升降為兩種直線運動，而手臂的回轉為圓周運動，所以采用圓柱坐標形式。其特點是，結構簡單，手臂運動范圍大，有較高的定位準確度。

圖 1 機械手運動坐標形式
3. 機械手的工作范圍
機械手在水平方向上的伸縮范圍為至兩個不同高度的工作臺的距離，手臂伸縮總行程為500mm，手臂回轉的運動范圍為90度，立柱升降的垂直方向的距離為兩工作臺的高度差，總行程為200mm
第二章液壓系統設計
2.1. 根據工作要求確定一個工作循環周期的運動過程
1.手臂位于初始位置（1）
2.手臂伸長至工作臺（1）
3.手指抓取工件（延時20s，確保工件被抓住）
4.手臂縮回
5.立柱升高至所需高度，至工作臺（2）
6.手臂回轉角度α，至位置（2）
7.手臂伸長并釋放工件（延時20s，確保工件被成功釋放）
8.手臂縮回
9.手臂回轉角度 —α，至位置（1）
10.立柱下降高度至工作臺（1）

圖 2 上下料機械手運動位置示意圖

圖3 上下料機械手工作行程范圍示意圖
工作行程范圍：
角度0-240度；手作工作范圍200mm；高度工作范圍200mm

2.2 據工作循環過程確定系統工況分析圖，確保工作運動中的動作連續性

圖4 機械手運動循環工況分析圖
2.3 擬訂液壓系統的工作原理圖
2.3.1. 根據整個系統的工作完成步驟，選擇合適的液壓缸。伸縮運動和升降運動選擇單桿活塞液壓缸，回轉運動選擇擺動液壓缸，保證整個系統能夠達到穩定的運動效果。
2.3.2.液壓回路的選擇
確定液壓執行元件以后，根據設備的共組特點和工作要求確定對主要性能起決定性影響的主要回路，機械手液壓系統主要有針對伸縮運動，升降運動和回轉運動的三個主要運動回路。
2.3.3.對以上的液壓元件和液壓回路進行綜合
液壓回路的綜合就是把選擇的液壓回路放在一起，進行歸并整理，增加必要的液壓元件和輔助回路，確定完整的液壓傳動系統。同時注意：a.盡量簡化系統機構，減少不必要的液壓元件使用；b.保證整個液壓系統運動動作的可靠，安全，沒有元件與機構之間的相互干涉問題的存在；c.盡可能的去提高系統的工作效率，減少不必要的功耗的浪費；d.盡可能采用標準通用的液壓元件。
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