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液壓機械手設(shè)計
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  • 液壓機械手設(shè)計

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    開發(fā)已為液壓工程設(shè)計提供了有力的支持，在對機械手液壓系統(tǒng)集成塊設(shè)計過程中，能夠與實際的加工工藝相結(jié)合。并且對現(xiàn)在的液壓集成塊的CAD技術(shù)有很好的認(rèn)識。
    關(guān)鍵詞：工業(yè)機械手，驅(qū)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(yè)機器人一般指用于機械制造業(yè)中代替人完成具有大批量、高質(zhì)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(chǎn)品（電視機、電冰箱、洗衣機）、化工等行業(yè)自動化生產(chǎn)線中的點焊、弧焊、噴漆、切割、電子裝配及物流系統(tǒng)的搬運、包裝、碼垛等作業(yè)的機器人。 　　
    工業(yè)機器人由操作機（機械本體）、控制器、伺服驅(qū)動系統(tǒng)和檢測傳感裝置構(gòu)成，是一種仿人操作、自動控制、可重復(fù)編程、能在三維空間完成各種作業(yè)的機電一體化自動化生產(chǎn)設(shè)備。特別適合于多品種、變批量的柔性生產(chǎn)。它對穩(wěn)定、提高產(chǎn)品質(zhì)量，提高生產(chǎn)效率，改善勞動條件和產(chǎn)品的快速更新?lián)Q代起著十分重要的作用。
    機器人技術(shù)是綜合了計算機、控制論、機構(gòu)學(xué)、信息和傳感技術(shù)、人工智能、仿生學(xué)等多學(xué)科而形成的高新技術(shù)，是當(dāng)代研究十分活躍，應(yīng)用日益廣泛的領(lǐng)域。機器人應(yīng)用情況，是一個國家工業(yè)自動化水平的重要標(biāo)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(huán)境狀態(tài)的快速反應(yīng)和分析判斷能力，又有機器可長時間持續(xù)工作、精確度高、抗惡劣環(huán)境的能力，從某種意義上說它也是機器的進(jìn)化過程產(chǎn)物，它是工業(yè)以及非產(chǎn)業(yè)界的重要生產(chǎn)和服務(wù)性設(shè)備，也是先進(jìn)制造技術(shù)領(lǐng)域不可缺少的自動化設(shè)備。
    第一章 機械手設(shè)計要求分析
    1.1 設(shè)計目的和要求
    上下料用機械手能在不同高度與不連續(xù)的工作臺之間實現(xiàn)機械零件的重復(fù)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(chǎn)率，保證了產(chǎn)品和工人的質(zhì)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(biāo)的結(jié)構(gòu)形式，主要的組成部分有：升降機構(gòu)，回轉(zhuǎn)機構(gòu)，手臂伸縮結(jié)構(gòu)等，在這三中機構(gòu)中采用液壓驅(qū)動傳動方式，能保證機械手的整體結(jié)構(gòu)的緊湊性，運動平穩(wěn)以及可以方便的實現(xiàn)無級調(diào)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(zhuǎn)為圓周運動，所以采用圓柱坐標(biāo)形式。其特點是，結(jié)構(gòu)簡單，手臂運動范圍大，有較高的定位準(zhǔn)確度。

    圖 1 機械手運動坐標(biāo)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(zhuǎn)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(tǒng)設(shè)計
    2.1. 根據(jù)工作要求確定一個工作循環(huán)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(zhuǎn)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(zhuǎn)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(jù)工作循環(huán)過程確定系統(tǒng)工況分析圖，確保工作運動中的動作連續(xù)性

    圖4 機械手運動循環(huán)工況分析圖
    2.3 擬訂液壓系統(tǒng)的工作原理圖
    2.3.1. 根據(jù)整個系統(tǒng)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(zhuǎn)運動選擇擺動液壓缸，保證整個系統(tǒng)能夠達(dá)到穩(wěn)定的運動效果。
    2.3.2.液壓回路的選擇
    確定液壓執(zhí)行元件以后，根據(jù)設(shè)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(tǒng)主要有針對伸縮運動，升降運動和回轉(zhuǎn)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(jìn)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(jìn)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(tǒng)。同時注意：a.盡量簡化系統(tǒng)機構(gòu)，減少不必要的液壓元件使用；b.保證整個液壓系統(tǒng)運動動作的可靠，安全，沒有元件與機構(gòu)之間的相互干涉問題的存在；c.盡可能的去提高系統(tǒng)的工作效率，減少不必要的功耗的浪費；d.盡可能采用標(biāo)準(zhǔn)通用的液壓元件。
    ...
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